风能、光伏能取代火电吗?

在碳中和已经成为中国的发展战略和必须完成的历史任务背景下，新能源愈发成为焦点，这其中风能和光伏都被寄予厚望。

不过，围绕风能和光伏也一直存在种种争议。

争论一：用风能+光伏取代火电来实现碳中和。

这是一个误区。风能、光伏天然有个问题是不稳定。比如，光伏发电量因地区而不同。在一年8760小时中，中国不同地区光伏发电量在1100小时-2000多小时，超过2000多小时的区域不多，全国平均大约在1450-1750小时左右。也就是说，每年可提供1/6–1/5稳定发电量。

如果利用储能技术，其成本目前也偏高，很难在可预期的未来完全取代火电技术。

争论二：太阳能、风能，谁更强？

以下几个维度可作为比较的基本依据：

1、发电成本

据测算，目前三北、平价大基地、中东南部地区风电度电成本分别为0.28/度、0.19/度、0.36 元/度。

2019年，光伏度电成本为0.44元/度；2020年底光伏度电成本为0.33元/度。

仅从上面的数据可知，目前风电成本低于光伏成本。然而，光伏是半导体电子技术,风电偏向机械制造,光伏技术迭代更快,降成本能力也就更强。且随着硅片、电池片等技术的提升,未来太阳能光伏的发电成本有望继续大幅降低。后续随着光伏产业链各环节效率提升和成本下降,度电成本会越来越低。

因此，从长远角度看，光伏的成本有望匹敌甚至低于风电成本。

2、占地面积

20 MW光伏电站建设占地面积要远远多于风力发电。固定安装式光伏电站占地面积，约为667亩，而20 MW的风电场占地面积仅仅约为50亩。

3、应用场景

光伏需要在光照强度达到一定程度才能发电,风电需要看当地风力强度发电。但两者相比较,风电更不稳定,应用场景略显单一,“To B”属性强；光伏则更容易深入千家万户,从发电侧到用电侧,从城市到农村,从工厂到家庭，应用场景更为广泛。

4、易维护性

由于风力发电叶轮转动部分为机械转动结构，故容易产生机械故障，且故障不易诊断，因此对专业维护人员的技术水平要求较高，维护工作量大。

而光伏发电所有设备均为静止元件。不存在机械磨损的问题，只需对少量的运行人员进行简单的培训，即可完成对电站运行情况的监视和维护工作。

但太阳能电池板容易聚灰尘，需要经常清洁，否则影响发电功率，且太阳能电池板清洁较为困难，给清洁人员带来一定的难度。

5、功率波动性

由于风电机械转动部件在转动时具有一定的惯性作用，故当风止时，风电机组在很小的一段时间内发电功率不会突然跌落为0，存在一个简短的缓冲过程。但光伏发电功率完全依赖于光照强度，当突然有云遮阴时，光伏发电功率会瞬间跌落。

6、对环境的影响

风电对环境的影响较大。

水土流失问题：沿海风电场风机多分布于山脊和山顶，工程挖填量大，地表扰动剧烈，植被破坏点多，原有植被破坏后恢复难度较平原地区大，引起的水土流失问题尤为突出。

对人类及小动物的影响：风力发电机在运作的过程中，会产生较大的机械噪音和涡流噪音。机械噪音就是指风轮与变速齿轮之间啮合时产生的声音，这种声音相对于涡流噪音而言，还是比较小的；涡流噪音属于空气动力学噪声，由于气体具有粘滞性，在风轮较快旋转时，气体会在桨叶处被分裂发生紊乱，形成涡流现象，而涡流噪音也是在这个时候产生的。

对人类来说，如果长时间处于风力发电站附近，对听觉会产生影响，而一些体型较小的动物经过风力发电机下方可能会直接死亡，事实上，一些鸟类正是因为风力发电站而葬身。目前的一个解决方案是，将发电机修在山上，以减少对人和动物造成的伤害。

相比较之下，光伏电站运行时基本没有噪声污染，但太阳光照射到光伏组件时未被吸收的部分会经光伏组件玻璃层发生反射，对周围环境造成较强的光污染。同时大规模光伏电站的建设还将改变局域地表温度。

综上，碳中和的两大主力能源风能、光伏都各有利弊，未来，企业要布局新能源市场，还需要综合考量，究竟是选择风能还是光伏。