浅谈风力发电的环境价值与经济性

生态经济是当今经济发展的主体，环境保护观念日益深入人心，传统的火力发电因为对煤炭需求过大以及产生大量难以处理的污染物，不但对环境造成危害，从成本方面来说也不经济，积极寻求新能源成为世界各国发电方式的新导向。我国目前正处于高耗能产业比重大、能源短缺、环境保护形势严峻的工业化攻坚阶段，节能减排形式严峻。风能作为一种无污染的可再生资源，应该能缓解目前我国面临的能源危机和环境污染问题。

1.风力发电的环境价值

1.1火力发电与风力发电对环境的影响一般来说，火力发电的污染物主要有SO2，CO2，CO，粉煤灰、炉渣和TSP （悬浮颗粒物）等.燃煤发电的首要污染物SO2排放量计算公式为：GSO2=B·Sar·KSO2·λSO2·（1-η），其中，GSO2为SO2排放质量；B为耗煤质量，t；Sar为燃煤收到基含硫质量分数；KSO2为燃煤硫向烟气硫的转化质量分数；λSO2为SO2与S的物质的量之比，约为2；η为脱硫效率.若取煤炭含硫质量分数Sar=1%，燃煤硫平均转化质量分数为0.9，脱硫效率取为零，即按照没有安装脱硫设备计算，则燃煤电厂的SO2排放率为18kg·t¯¹

1.2对于一座装机容量为500 MW的火电厂，如果年发电为6 000 h，则年发电量约为3×10¹⁰kWh.取煤耗0.32 kg·kWh¯¹，则年耗煤量约为9.6×10⁵t.根据相关计算可得，该火电厂年排放SO2为17 280 t，NOx为7 680 t，CO2为166万t，CO为250 t，TSP为384 t，粉煤灰为105 600 t，炉渣为28 800 t.如不进行有效控制，排放的污染物将对环境造成严重危害.而风力发电对环境排放的污染物几乎为零.虽然风力发电对于环境还是有一定不利影响，主要包括噪声污染、电磁辐射以及对植被、土壤、鸟类的影响，但这些影响缺乏相关的事实报道.

1.3污染物环境价值标准

众所周知，环境价值是对环境效益的货币化，而评估其环境价值，首先要评估污染物减排的环境价值标准.

（1）对于SO2的环境价值，通过石灰石-石膏湿法脱硫的治理成本间接获得.一般取SO2环境价值为6 000元·t¯¹，但是6 000元·t¯¹接近SO2的边际治理成本.随着人们对环境的日益关注，继续以6 000元·t¯¹做为SO2的环境价值是不合适的，所以取脱硫效率较高的脱硫成本6 400元·t¯¹作为SO2的环境价值.

（2）NOx的环境价值高达8 000元·t¯¹，原因在于NOx是造成光化学烟雾的主要因素，而且它产生的温室效应大约是CO2的200～300倍.CO环境价值取为1 000元·t¯¹

.（3）对于CO2的环境价值，虽然在总量排污收费标准中没有此收费项，但由于CO2对全球气候变暖造成的影响，所以在这里引入美国环境价值标准，故可以通过其他污染物的环境价值来推算出CO2的环境价值.美国环境价值标准中SO2和CO2的环境价值分别为1.938，0.024美元·kg¯¹，其比值为80.75∶1.00时，我国SO2环境价值为6 400元·t¯¹，则可以计算得到CO2的环境价值为80元·t¯¹；当采用NOx与CO2的环境价值比348.80∶1.00时，推算得CO2的环境价值为23元·t¯¹；当采用CO与CO2的环境价值比34.88∶1.00，推算得CO2的环境价值为29元·t¯¹。

（4）对于TSP（悬浮颗粒物）、粉煤灰和炉渣，即使在实现了资源化利用之后，仍然有40%左右的不可利用率.中国每年由于环境污染和环境资源的破坏所造成的损失至少为2 000亿元，约占同期GDP的2.5%；按照现有的排污费标准测算，每年收取的排污费仅500亿元，仅占环境损失的25%.也就是说，排污收费对污染损失的补偿度只有25%.因而，以4倍排污费的价格来确定TSP、灰和渣的环境价值，分别为2 200，120，100元·t¯¹.

1.4风力发电的环境价值分析

评估风力发电的环境价值是相对火力发电而言的，以风力发电3×10¹⁰kWh作为计算对象（相当于煤耗0.32 kg·kWh¯¹装机容量为500 MW的火电厂年发电量），通过各种污染物的年排放量和环境价值标准，计算得到SO2，NOx，CO2的环境价值分别为0.036 864，0.020 480，0.024 367元·kWh¯¹，三者占所有污染物环境价值的绝大部分.风力发电的总环境价值为0.087 300元·kWh¯¹.根据风电场风速、风向资料，利用国际通用的风资源评估软件WASP8.1，计算得到10台风机理论年发电量为4.408×107kWh，平均单机发电量为4.408×106kWh.

2.风力发电的经济性分析 2.1.风力发电实际成本状况分析

（1）为了计算风力发电的发电成本，采用某风力发电厂的工程数据进行分析.该工程资本金按20%计，商业银行贷款80%，工程建设期贷款年利率为6.12%，

偿还期为7年.风电场的年运行成本为其初投资的3%；风力发电机的折旧按12.5年计算。

（2）风力发电成本计算分为3个阶段，即还贷折旧期和还贷后折旧期以及還贷后折旧后分别计算.还贷折旧期（第1年至第7年）的风力发电成本为：单位度电总成本=单位度电运行成本+单位度电折旧费+单位度电利息=0.119 0+0.317 4+0.194 3=0.630 7元；还贷后折旧期（第8年至第12年）的风力发电成本为：单位度电总成本=单位度电运行成本+单位度电折旧费=0.119 0+0.317 4=0.436 4元；还贷后折旧后（第13年至第22年）的风力发电成本为：单位度电总成本=单位度电运行成本=0.119 0元.

（3）在还贷折旧期（第1年至第7年），风电的成本较高，达到了每千瓦时0.630 7元.在还贷完毕后，即第2阶段的还贷后折旧期（第8年至第12年），没有利息压力的风电成本降到了每千瓦时0.436 4元，这一成本已经可以同核电相竞争，但依然远高于火力发电的成本.但到了第3阶段，即还贷后折旧后（第13年至第22年），风力发电的成本仅由运行成本决定，为每千瓦时0.119 0元，已经低于火力发电的成本.当对3个阶段的电价进行加权平均后，得到在生产期内风力发电的平均成本：单位度发电成本=（0.630 7×7+0.436 4×5+0.119 0×10）/22=0.354 0元.

3.总之，我国是一个风能资源丰富的国家，利用风能进行风力发电是目前首选替代能源，

仅2010年我国的风电累计装机容量达到44733.29MW，累计减排效益达146.7341亿元。因此，为了环境保护和经济成本上的控制，风力发电具有很大的发展空间和广阔的发展前景，应逐渐取代火力发电。

参考文献：

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[2]丁淑英，张清宇.电力生产环境成本计算方法的研究[J].热力发电，2007，36（2）：1.

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