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内蒙风电"偷走"北京风力致雾霾严重

2014-12-04 14:35:31 中国国家地理

丹麦的海上风力发电场。海陆的大气环流原本形成的季风,如同风车背后被削弱的海雾一般被消减。美国有科学家更是大胆推测,未来40年内的风速还将继续下降10%左右。

据中国国家地理(微博)杂志报道当北京频频遭遇雾霾已不是新闻的时候,“等风来”,已经成为饱受雾霾之苦的首都人民的热切呼唤。APEC会议召开期间,北京的天气更是万众瞩目,连习近平主席都坦言:“每天早晨起来以后的第一件事,就是看看北京空气质量如何。”可见解决北京的雾霾问题确实已经迫在眉睫。

好在“人努力,天帮忙”,APEC会议期间,北京终于出现了久违的“APEC蓝”。而“APEC蓝”要保持下去,除了大力推动节能减排之外,最重要的还要看北京的“风情”是否给力。可是近年来,北京的雾霾可谓“八风吹不动”,究竟是谁“偷走”了北京的风呢?

令人惊诧的巧合

随着冬天的到来,大规模的雾霾又将笼罩京津冀地区。人们不断地探索消除雾霾的有效方式,但目前为止,效果最立竿见影的似乎就是等来一场呼啸而至的大风。而事与愿违的是,近年来北方的风总是非常不给力。人们一边在雾霾中自强不“吸”,一边苦苦思索着大风减弱的缘由。

京津冀地区冬季多刮偏北风,然而从2008年以来,在中国北方的“大风口”内蒙古地区,正发生着另外一场能源巨变。为发展新能源产业,内蒙古地区倾力打造“风电三峡”,装机容量从2007年底的58万千瓦,发展到目前的1848.86万千瓦,五年内暴增了近32倍,跃居全国第一,为中国的风电建设书写了浓墨重彩的一笔。

巧合的是,京津冀地区雾霾天气的剧增,也正是从2008年前后开始。以北京为例,根据2008年4月至2014年3月收集到的PM2.5数据显示,2028天当中,“非常不健康”天数约有311天,“有毒害”天数约94天,大大高于往年。

内蒙古的风电大发展与京津冀爆发大面积雾霾之间,究竟是纯粹的巧合,还是略有影响,抑或构成因果关系?目前并没有可靠的研究和确凿的结论。但这并不妨碍人们对此进行深入思考。毕竟,亚马逊雨林中一只蝴蝶偶扇翅膀,都可能会在大洋彼岸引发一场龙卷风,更何况是如此大规模的风力阻滞呢?

长久以来,人们的传统观念一直认为,风能是永不枯竭的清洁能源,风力发电站可以任意截留,对气候并不会造成任何影响。但近年来,中外科学家的一些研究认为,实际情况可能并非如此。

美国斯坦福大学土木与环境工程教授Archer和MarkJacobson的研究显示,海上的风力发电机组可以降低地球上最狂暴的飓风风速。研究人员发现,风力涡轮发电机会让飓风的外旋风波高下降,降低空气往飓风中心的运动速度,从而增加中心部位的压力,加快飓风能量的消耗,并最终导致飓风减弱。

清华大学地球系统科学研究中心教授赵宗慈也认为,国内外的相关研究基本上一致认为,风电场对局地风速有明显影响。比如在丹麦一个风电场进行的观测表明,进入风电场的风速是8至9米/秒,经过风电场运行对风量的吸收后,在风电场的下风的风速明显减弱,其下风处6公里的风速与原有风速比率为0.86,下风11公里处的比率是0.90。研究结果与人们的常识极为相符。

有人认为,风电场最多只会影响到近地面风速,对高空的大风没有太多影响。而这也是个值得商榷的问题。如果风力发电机数量较少,这也许问题不大。但如果风力发电机数量极为庞大,导致近地面风速大幅降低,那么高空风能会顺势下坠成为低空风能,从而对整体风力产生削弱作用。

而关于风力发电削减整体风能的现象,最早恰恰是风电企业自己发现的。由于近地面风力衰减会在20公里范围内保持最大,而随着距离的延伸,近地面风速又会开始回升;风速衰减的距离则根据地形不同,大概会在30至60公里左右。因此,风电企业会在几个层级风电场之间保持一定的距离,以防相互干扰影响发电的效率。

断崖式的突变

北京这个超级大都市中的风力减弱的趋势,其实早就在不知不觉地发生。

据中国气象局国家气候中心首席科学家姜彤提供的数据,从上世纪70年代至今,北京城内的风速呈现整体下降趋势,平均每年下降0.014米每秒,其中以冬、春季节尤为明显。另有分析显示,将北京1993-2002年与2003-2012年两个10年间的1月份风力资料进行比对,年均1月风速从2.5米每秒,减至2.3米每秒;相应的,雾霾天日数从2.1天升至4.4天,霾日则从0.8天升至3.9天。

风力减弱在北京早已经是一个趋势化事件,但这依然是一个相对缓慢的过程。历史上,北京地区每年有大风(气象领域中将瞬间风力大于17米/秒的风称为大风,即相当于八级风力)的日子在25-30天左右,冬春季大风日数多于夏秋季,春季风力最大,其中4月份平均风力位居一年四季各月之首。

然而在今年年初,一份《北京地区2013年气候公报》却让气象学家们也迷惑不解。公报数据显示,2013年北京地区仅有1天出现大风,比常年(12.6天)、近十年均值(7.8天)明显偏少,为1951年以来最少的年份。不出意料,这一年的霾日也暴增至223天,相比2012年(124天)明显偏多。

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责任编辑: 中国能源网

标签:风电