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看看燃煤发电的真实成本
来源:互联网 时间:2019-03-25 字体:[ ]

能源圈内外有一种说法经常出现:可再生能源是富人的游戏,穷国家还是需要依靠便宜的煤炭。

在我们这两代人的生活经验里,煤电为我国电力发展做出了巨大的贡献,也因此容易觉得这个“经验主义”的论断有些道理。但事实真的是这样吗?

从电价来看,我国煤电确实不贵。但这种最直观的经济成本仅仅是评估能源成本的一个角度。我们需要把更多的注意力放到那些隐藏其后,贯穿能源全生命周期的成本,比如,环境成本。或许燃煤发电带来的环境破坏早已不是新问题,但是有多少人能够把这些环境破坏换算成成本,跟电价联系起来考量煤电的“实惠性”呢?

在我国目前的定价机制中,煤炭的生产、运输到发电的环境外部成本尚未完全地在价格中体现出来。国际环保组织绿色和平在2017年给燃煤发电的环境外部性算了一笔经济账:2017年中国煤电的环境外部成本约为0.159元/千瓦时。在碳价攀升、生产运输成本内部化后,到2030年,其成本会飚升至0.3元/千瓦时。

十年前吕某读过一个报告,是几个国际环保组织联合发布的关于探究煤炭真实成本的研究成果,叫做《煤炭的真实成本》。这份报告就指出煤炭污染所造成的危害有:空气污染、水污染、土壤污染、土地塌陷和生态破坏、重金属污染和对气候变化的加剧。今天刚好是世界水日,咱们就以水为例:

水污染

  • 开采阶段:煤矿排放的废水污水、煤矸石的堆放若处理不当,经雨淋后废液会渗入地下水系,对地下水造成污染。例如,去年陕西榆林小壕兔乡地下水锰超标事件主要是由于煤矿废液渗漏。

  • 燃煤发电阶段:燃煤电站的废水主要包括净化站产生的含泥废水,循环冷却水排污,水处理的再生和反洗废水,脱硫废水等。废水中重金属、油、悬浮物含量较高,若处理不当会造成严重的环境污染。

水损耗

  • 开采阶段,中国95%的煤炭在开采时都要使用大量的地下水,据环保组织绿色和平测算,每开采1吨煤炭要破坏2.54立方米地下水资源。这会导致地下水位下降、地表水系枯竭,破坏矿区的水均衡系统,导致一系列的周边村庄城镇缺水、水土流失等。

  • 燃煤发电阶段,据水资源公报数据显示,2015年全国火电直流用水量达到480.5亿立方米,为工业中用水量之首。

更糟的是,由于资源禀赋,中国53%的煤炭保有储量位于缺水地区,30%位于用水紧张的地区。从中国煤矿及火电厂与基线用水压力图能够看出,我国煤炭和火电厂的选址与水资源压力大的地区高度重合。

图片来源:世界资源研究所

长期以往,不仅会导致煤炭与其他产业争水,也会恶化地方的“水质型缺水”的状况。关于修订环保税、规范企业技术、项目环评对水资源的考量,都需要更多的改变。

其次是健康影响,煤电对于健康的影响分为直接影响和间接影响。直接影响主要是指煤炭行业的从业人员职业性损伤,中国煤控项目的报告指出,“中国煤矿工人长期的职业暴露与煤工尘肺(即尘肺病)的发生有显著的正相关,煤工尘肺的综合检出率为4.85%。”而间接影响主要是燃煤发电造成的大气污染和煤电厂产生的温室气体排放所导致的相关健康效应对于人体健康的危害。

相较于已经减少(但依然大量)的大气污染物排放,煤电极高的二氧化碳排放在目前看来还难以大规模消减。利兹大学在2014年的一个研究中指出,中国煤电全生命周期的的碳排放为1230g/kwh。跟据China Power的数据,2017年煤炭和依赖煤炭的工业以7.19吨的二氧化碳排放占据全球碳排的20.7%。

众所周知,以二氧化碳为首的温室气体是导致气候变化的关键,而气候变化的加剧会引起极端天气事件(包括寒潮和热浪)频发,这会导致发病率和死亡率的提高,以及传染病的传播。据世界卫生组织预计,在2030年到2050年间发生的气候变化将多造成每年25万人的死亡——这些看似耸人听闻的数字,都将真实地发生在我们生活的世界。

和燃煤发电相比,以风电光伏为代表的可再生能源在能源的生命周期里对资源的消耗较少、污染较小且可控。接上水日的主题,吕某依然引用利兹大学2014年的研究,研究对比了中国各种能源在全生命周期的耗水量,由下图可以看出,中国煤电全生命周期的耗水量约为风电的6倍。当然,吕某虽然支持可再生能源,但也不至于盲目拥护。我知道很多人对风电光伏自身的能耗、污染和环境效益有一些异议,这个话题吕某会在下周找机会和大家详聊。

数据来源:Feng et al, 2014


片来源:绿色和平

除了能源消耗少,环境破坏小,风电光伏其实也没有我们想象中昂贵。据国际可再生能源署的数据,2009年到2018年全球光伏组件成本下降了80%、风电每度电的发电成本下降了50%。国际能源署预测光伏发电将会成为我国最经济的发电方式

“到2020年前后,中国普遍的太阳能光伏项目成本将比新建和已有的燃气电厂成本更具经济性,到2030年,比新建燃煤机组和陆上风电成本更具经济性。到2040年,新的太阳能光伏发电成本将低于已有燃煤发电厂的预计运营成本。”

说到这儿其实吕某想到了一个跟咱们中国情况挺类似的国家:印度,之后找时间可以专门写篇文章跟大家分析一下。(忽然发现,吕某在一篇文章里一口气给自己立了两个flag……)

一句话总结,在把煤电全生命周期的环境外部成本货币化后,我们会发现“煤电是便宜的”这种经验主义的观念是不对的。当我们选择能源、判断能源便宜与否的时候,不仅需要关注能源当下的成本情况,也不能忽视能源对环境质量和个人健康造成的损害。


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