近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)的一份新报告发现，在2019年至2022年期间，美国太阳能和风能发电能力的增加减少了约9亿公吨的二氧化碳排放，带来了价值2490亿美元的经济效益。

这份发表在《Cell Reports Sustainability》上的报告指出，美国不断增长的可再生能源装机量——风能和太阳能发电能力从2010年的40GW增加到十年后的166GW，翻了两倍多——大幅降低了有害排放。

2019年-2022年，LBNL研究人员估计，仅新的风能和太阳能发电，通过减少对化石燃料发电的需求，就从大气中清除了9.15亿吨二氧化碳，以及 525,000 吨氮氧化物和 468,000 吨二氧化硫。

根据这项研究，到 2022 年，新增加的太阳能和风能容量可减少 1,200-1,600 人过早死亡。图片：Thor Swift，来自伯克利实验室

研究人员认为，空气质量的改善是降低过早死亡率的驱动力，这是可再生能源安装量增加的预期经济效益背后的主要因素。

根据这项研究，2022年，通过从大气中去除超过2.5亿吨二氧化碳，增加新的太阳能和风能容量可减少1200-1600人过早死亡，如下图所示。

图表显示了美国风能和太阳能避免的二氧化碳排放量。图片来源：PV Tech

太阳能和风能发电对空气质量的影响之间的大部分差异源于这些可再生能源在美国能源结构中的渗透率的相对差异。美国能源信息报告称，2023年美国风力发电量为4300亿千瓦时，而太阳能发电量为1630亿千瓦时。

该报告指出，许多更加依赖风能的地区也更加依赖煤炭，因此风能的更大渗透意味着可以避免煤炭发电厂产生相对较高水平的污染。

风力相对较多的地区往往也更依赖煤炭，尤其是中部地区，“报告写道。“因此，在国家层面上，风力发电的每兆瓦时排放影响往往大于太阳能的每兆瓦时影响。

太阳能组件制造供应链脱碳

由于这些因素，风力发电最终为美国经济带来了更大的益处，因为它们去除的有害排放量相对于新建太阳能项目要大得多。

研究人员指出，2022年新增风电项目为美国经济带来了620亿美元的益处，其中36美元/兆瓦时直接来源于空气质量的改善，而新增太阳能项目带来的益处为120亿美元，其中17美元/兆瓦时来源于空气质量的改善。

该研究还指出，美国部分地区的太阳能和风能安装存在一些差异。例如，在德克萨斯州，风能占总能源组合的25%，而太阳能仅占5%，这些地区电网基础设施的相对可用性，以及各种能源来源在该地区被削减的频率，可能导致人们认为每种可再生能源源所取代的化石燃料发电量的差异。

每种可再生能源所取代的化石燃料类型也有相似的变化，下图显示了每产生1兆瓦时的太阳能所取代的煤和天然气生产量。在大多数地区，天然气占据了被取代发电的大部分，反映了天然气在国家能源组合中所占比例大于煤炭的事实，但新英格兰和佛罗里达是值得注意的例外，它们的比例分布不那么均衡。

图表显示了美国部分地区被太阳能发电取代的煤炭和天然气产量。图片来源：PV Tech

LBNL的研究人员将部分原因归咎于他们的调查方法“对风能和太阳能水平较低的地区不敏感”，在这项研究中，可再生能源仅占佛罗里达州和新英格兰能源组合的7%和6%，此外，还有诸如发电产生的国际贸易等因素，比如新英格兰向加拿大出口电力，这些因素在这项研究中并未被考虑在内。

研究人员还指出，该研究未考虑太阳能和风能项目的全生命周期排放，因为太阳能电池板的制造过程中需要碳排放，这意味着这些产品通常在使用约1.6年后才产生净正的环境影响。尽管从环保角度来看，这仍然是比化石燃料使用更可取的选择，但考虑到这些技术的环境影响时，这一点值得注意。

太阳能制造商越来越意识到太阳能组件生产可能造成的潜在环境破坏，并正在采取措施使其供应链脱碳。

上周，国际标准化组织(ISO)授予中国组件制造商DMEGC SolarISO 14067认证，以保证该公司在温室气体排放报告方面的高标准。