Какой вклад вносит производство фотоэлектрической энергии во Внутренней Монголии в охрану окружающей среды? 

Фотоэлектрическая энергетика, как один из самых быстрорастущих источников возобновляемой энергии в мире, способствует защите окружающей среды на всех этапах производства и потребления энергии. Ее основная ценность заключается в замене традиционных ископаемых видов топлива, сокращении выбросов загрязняющих веществ и минимизации экологического ущерба. Это можно разъяснить с помощью пяти ключевых аспектов:

Основной вклад: существенное сокращение выбросов парниковых газов для смягчения последствий глобального потепления

Традиционное производство электроэнергии (например, на угольных и газовых электростанциях) является одним из основных источников выбросов парниковых газов, в том числе углекислого газа (CO₂), в атмосферу. По данным Международного энергетического агентства, в 2023 году на долю электроэнергетического сектора приходилось более 40 % общемировых выбросов углерода.

Фотоэлектрическая энергетика во Внутренней Монголии использует «прямое фотоэлектрическое преобразование» для производства электроэнергии. На протяжении всего своего жизненного цикла — от производства и установки фотоэлектрических модулей до эксплуатации, технического обслуживания и вывода из эксплуатации — она практически не производит выбросов парниковых газов:

Этап производства: Хотя производство фотоэлектрических компонентов (таких как кремниевые пластины, солнечные элементы, инверторы и т. д.) требует энергии (например, электроэнергии для очистки кремниевого материала), расчеты показывают, что стандартной монокристаллической кремниевой фотоэлектрической панели требуется всего 2-3 года, чтобы компенсировать выбросы углерода на этапе производства за счет выработки электроэнергии. За 25-30 лет срока службы она может обеспечить чистое сокращение выбросов CO₂ примерно на 3,5 тонны (рассчитано на основе модуля мощностью 270 Вт, годовой выработки электроэнергии 300 кВтч и средних выбросов углерода при сжигании угля 0,785 кг CO₂/кВтч).

Этап эксплуатации и технического обслуживания: Фотоэлектрические электростанции не требуют транспортировки топлива или его сжигания. Требуется только периодическая очистка панелей (без потребления электроэнергии или с минимальным потреблением), что приводит к нулевым выбросам парниковых газов, таких как CO₂ и метан (CH₄), на протяжении всего их жизненного цикла. Это делает их основным видом энергии для достижения «двойных углеродных» целей (пик выбросов углерода и углеродная нейтральность).

Ключевая ценность: сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и улучшение качества воздуха в регионе

Выработка электроэнергии из ископаемого топлива, особенно из угля, сопровождается значительными выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, включая диоксид серы (SO₂), оксиды азота (NOₓ) и твердые частицы (PM₂.₅/PM₁₀). Эти выбросы напрямую влияют на экологические и медицинские проблемы, такие как кислотные дожди, смог и респираторные заболевания.
Фотоэлектрическая генерация энергии полностью исключает такие загрязняющие вещества:

Сравнительные данные: Фотоэлектрическая электростанция мощностью 1 ГВт генерирует примерно 1,2 млрд кВт·ч в год. При замене угольной генерации энергии это может сократить выбросы примерно на 9600 тонн SO₂ (рассчитано с использованием среднего содержания серы в угле 1%), примерно 4800 тонн NOₓ (при условии, что коэффициент выбросов NOₓ тепловой энергии составляет 4 г/кВтч) и примерно 24 000 тонн PM2,5 (при условии, что коэффициент выбросов твердых частиц тепловой энергии составляет 20 г/кВтч).

Фактическое воздействие: в сельских районах и промышленных кластерах на севере Китая, которые исторически страдают от смога, распространение распределенных фотоэлектрических систем (таких как солнечные батареи на крышах и агрофотоэлектрические системы) напрямую снижает зависимость местного населения от тепловой энергии, способствуя устойчивому улучшению качества воздуха. Например, концентрация PM₂.₅ в регионе Пекин-Тяньцзинь-Хэбэй снизилась более чем на 60% в период с 2013 по 2023 год, причем значительный вклад в это внесли возобновляемые источники энергии, в том числе фотоэлектрические системы.

Ключевая роль: сокращение потребления воды и смягчение глобального дефицита водных ресурсов

Традиционные тепловые электростанции (угольные, газовые, атомные) чрезвычайно зависимы от водных ресурсов. С одной стороны, для охлаждения установок требуются значительные объемы воды (угольная электростанция мощностью 1 ГВт потребляет около 100 000 кубических метров воды в день, что эквивалентно суточному потреблению воды 100 000 человек). С другой стороны, процессы добычи топлива (например, добыча угля) загрязняют грунтовые воды и нарушают поверхностный сток.

В отличие от этого, фотоэлектрическая энергетика во Внутренней Монголии считается «водосберегающим источником энергии».

Фотоэлектрические электростанции (наземные и крышные установки) не потребляют водные ресурсы при производстве электроэнергии, требуя лишь минимального количества воды для очистки панелей (в некоторых засушливых регионах доступна «технология безводной очистки»);

В регионах с дефицитом воды (таких как сельские районы на северо-западе и севере Китая) продвижение фотоэлектричества позволяет избежать конкуренции за водные ресурсы между тепловой энергетикой, сельским хозяйством и бытовым потреблением. Кроме того, модель «фотоэлектричество + водосберегающее орошение» (например, водяные насосы на солнечной энергии) может способствовать сохранению водных ресурсов в сельском хозяйстве.

Экологическая защита: снижение экологического ущерба, причиняемого добычей и транспортировкой ископаемого топлива

Добыча и транспортировка ископаемого топлива (угля, нефти, природного газа) по своей сути наносят серьезный экологический ущерб, тогда как производство фотоэлектрической энергии может смягчить такое воздействие у источника:

Снижение ущерба от добычи:

Добыча угля (особенно открытая добыча) приводит к оседанию земли, уничтожению растительности и загрязнению почвы тяжелыми металлами (например, в некоторых районах добычи угля в Шаньси и Внутренней Монголии в результате добычи угля произошли «подземные провалы» и «опустынивание земель»);

Добыча нефти и природного газа сопряжена с риском утечек (таких как разливы нефти в открытом море, загрязняющие океаны и разрушающие коралловые рифы), в то время как фотоэлектричество не требует «добычи» ресурсов — только использования поверхностного пространства (и может быть интегрировано с восстановлением экологии, например, «фотоэлектричество + восстановление пустынь»).

Сокращение загрязнения от транспортировки:

Транспортировка угля и нефти (по железной дороге, автомобильным транспортом и танкерами) приводит к загрязнению окружающей среды пылью (например, угольные поезда поднимают пыль вдоль маршрутов следования) и выбросам топлива. В отличие от этого, фотоэлектрические станции, которые производят и потребляют электроэнергию на месте (например, распределенные фотоэлектрические системы в сельской местности), могут значительно снизить загрязнение окружающей среды и потребление энергии, связанные с транспортировкой энергии.

Сокращение загрязнения в конечных секторах: стимулирование перехода к нулевому уровню выбросов углерода в энергопотреблении

Фотоэлектрическая генерация электроэнергии не только оптимизирует структуру электроэнергетики, но и способствует сокращению выбросов в конечных секторах, таких как транспорт, строительство и сельское хозяйство, благодаря таким моделям, как «ФЭС + накопление энергии» и «ФЭС + электромобили»:

В сельской местности сочетание солнечных панелей на крышах, домашних систем хранения энергии и зарядных устройств для электромобилей позволяет домохозяйствам достичь самодостаточного производства и потребления энергии с нулевыми выбросами углерода. Такой подход позволяет избежать загрязнения окружающей среды выхлопными газами традиционных автомобилей, работающих на топливе, такими как окись углерода и оксиды азота.

В промышленном секторе интеграция солнечной энергии в потребление электроэнергии заводами может частично заменить собственные угольные электростанции. Это снижает локальное загрязнение в промышленных зонах, включая пыль и шум, тем самым улучшая условия жизни для окружающих жителей.

Таким образом, фотоэлектрическая энергетика Внутренней Монголии вносит вклад в охрану окружающей среды на протяжении всего своего жизненного цикла и в нескольких измерениях. Она сокращает выбросы загрязняющих веществ и парниковых газов на этапе производства энергии, стимулирует переход к нулевому уровню выбросов углерода на этапе потребления и одновременно позволяет избежать ущерба, наносимого ископаемым топливом водным ресурсам и экосистемам. Это делает ее важной энергетической опорой для достижения «гармоничного сосуществования человека и природы».