白皮書：北京霧霾無關內蒙古風場
根據北京市環保局公布的2015年北京市空氣質量狀況報告，去年北京空氣質量未達標天數為179天，占全年總數的49%，其中重度污染31天，嚴重污染15天。霧霾頻襲，“等風來”成為現下改善北京空氣質量的法寶。然而，在靜穩天氣不斷持續的過程中，“內蒙古風電場使北方風力衰減，導致北京霧霾無法被吹散”的說法不脛而走。風電場會減弱風力嗎？它的影響范圍有多大？內蒙古的風電開發會影響北京的空氣質量嗎？
近日，遠景能源與美國國家可再生能源實驗室（NREL）聯合發布《內蒙古的風電場會影響北京的空氣質量嗎》白皮書，公開回應了上述問題。
尾流影響范圍難超30公里
“北京的空氣質量爆表并不是內蒙古風電場引起風速減弱造成的。”作為白皮書項目的主要參與者，遠景休斯頓全球創新中心負責人張鋒博士這樣開門見山地告訴記者。
白皮書顯示，目前大部分針對整個風場尾流的觀測是在歐洲的海上風場開展的。因為海平面比陸地表面的粗糙度小，海上尾流代表了尾流的最強狀態，陸上尾流往往減弱得更快。在165MW的Belwind風場，距離地表10米的風速顯示，距離其55公里的下風方向處存在尾流，而在下風向的30公里處，尾流區內的風速減小到與背景氣流的變化大小相當。“即使在最符合尾流擴散的條件下，其影響范圍也很難超過30公里，而內蒙古與北京相隔約220公里，遠遠超出了這個范圍。”張鋒博士說。換言之，風速減小往往是通過尾流效應產生的，但在減小的過程中，在更廣的范圍和量級內，風速是會恢復的。對此，遠景能源副總經理王曉宇博士給記者做了這樣一個比喻，“就像水在流動，我們把手伸進去，可以看到手會阻礙水流速度。但如果在大江大河里，只是在手背后一點點的距離會發現水流速度變小。再遠的距離水流速度就會恢復了。大氣能量中影響大氣流動的驅動因素是地球自轉、溫差等，風機的能量量級微不足道。”
另一方面，考慮到地形因素，張鋒博士指出，“從內蒙古到北京，燕山、太行山綿延，地形復雜，這對風場尾流擴散和風速都會產生影響。”在白皮書中，通過對美國愛荷華州一個地形復雜的300MW風場進行仿真模擬，在氣象條件相對穩定的夜晚，只有在距離風場25公里的范圍內，尾流才會造成約1m/s的風速減弱。而通過類比，這樣的風速減弱如果進入燕山和太行山區域會快速與山地引起的復雜氣流進行混合。
此外，據王曉宇博士介紹，目前主流風機的高度在100米左右，而霧霾的形成高度遠高于這一水平，在垂直高度上，風機的影響也是很難達到的。
追因顆粒物排放源頭
通過觀測和仿真研究，白皮書進一步提出，“即使北京更加靠近內蒙古,風速也有小的減弱，風機引起的風速減弱，也必然比由大尺度的氣壓梯度帶來的大范圍低風速小得多，這種大尺度的氣壓梯度對應的低風速才是城市區域污染物不擴散的原因”。
低風速帶來的是污染物擴散困難，而霧霾的真正元兇“應當歸因于排放顆粒物的源頭”。白皮書援引權威研究結果顯示，空氣質量下降很可能是由于南方工業省份排放的污染物隨偏南風進入北京引起的。從能源使用的角度上，增加對風能和太陽能等清潔能源的應用，則可以有效減少顆粒物排放。
為行業正名還公眾真相
“我見的很多客戶覺得特別委屈，做風電其實是為了藍天白云，為了消除霧霾，明明是在做好事，反而被說成是霧霾的幫兇，這對風電行業而言在情感上是很難接受的。”王曉宇博士告訴記者，“但此前的很多辯駁都是在邏輯上相互找漏洞，我們希望用一個更加科學、嚴謹的方式呈現真相。”
張鋒博士告訴記者，類似的情況在歐美許多國家的風電發展過程中也曾出現，“這次與美國國家可再生能源實驗室的共同研究，希望可以推動整個行業的健康發展。”美國國家可再生能源實驗室隸屬于美國能源部，是美國唯一專注于可再生能源和高效能源研發的國家重點實驗室，在太陽能、風能等領域擁有全球領先的科研設施和深厚的科研成果。張鋒博士認為，此次發布的白皮書，整合了全球范圍內最為權威和頂尖的科研成果和資源，首次以白皮書形式回答了內蒙古風電場是否影響北京空氣質量的問題。無論是對于行業發展還是公眾認知，白皮書都給出了求真務實的答案。
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