2023年,全球光伏本来可以多发不少电。

一项发表于《Nature Sustainability》的研究估算,云和气溶胶让全球光伏潜在发电量损失超过四分之一。云遮掉的部分超过20%,气溶胶约6%。后者对应500多TWh潜在发电损失,大约相当于84座1GW煤电厂一年的发电量。

这里最容易误读的一点是:这不是说煤电“直接偷走”了500多TWh光伏电量。它是模型估算出的潜在损失,来源也不只煤电。自然扬尘、工业、交通和其他化石燃料都有贡献。

但这项研究仍然很有分量。因为它把煤电污染的一笔隐性成本,放进了光伏发电的账本里。煤电不只是排碳、伤健康,还会压低正在替代它的电源产出。

研究算的不是阳光,而是被遮掉的电量

这项研究的做法,关键不在于证明“空气脏会挡太阳”。这个道理并不新。

它真正做的事,是把遮光影响和全球光伏资产的位置叠在一起算。研究使用全球光伏设施清单,结合AI识别的卫星图像、众包位置记录和气象数据,估算各地光伏设施在现实天气下,与无云、低气溶胶条件下的发电差异。

这一步很重要。污染不是均匀分布的,光伏也不是均匀铺开的。只有当污染带和光伏装机重叠,遮掉的阳光才会变成少发的电、少卖的电、少结算的收益。

几个数字可以先放在一张表里看:

影响来源2023年估算影响该怎么理解
超过20%潜在发电量受损影响最大,但主要是自然变量
气溶胶约6%,500多TWh有政策含义,但不全来自煤电
二氧化硫气溶胶约占分析气溶胶近一半主要来自燃煤等排放源
含碳物质约18%多与燃烧有关,不限于煤

所以,这篇研究的主线不是“云比污染更重要”。云当然更大,但云很难被电力政策直接改变。气溶胶损失比例小一些,却更像一个能被治理影响的变量。

这对电力行业的含义很直接:过去算煤电退出收益,常见口径是碳、健康、空气质量和系统调峰。现在还要多看一层——减少高污染排放,可能会反过来抬高光伏电站的有效发电量。

中国和美国的差异,主要看污染与光伏是否重叠

研究给出的区域差异很清楚:中国光伏受气溶胶影响约7.7%,美国约3%。

这个差距不能只理解成“谁污染更重”。更关键的是,污染源和光伏装机是否在空间上重合。

研究指出,中国光伏损失的空间分布与煤电装机分布相似。在中国气溶胶造成的光伏损失中,约30%可归因于燃煤。美国的情况不同,光伏主要集中在南部和西部,煤电厂更多分布在东部和东北部,两者错位,损失比例就低一些。

对比项中国美国
光伏受气溶胶影响约7.7%约3%
空间关系光伏损失分布与煤电装机分布相似光伏与煤电分布更错位
对投资判断的影响高排放区域的控污变化更值得纳入收益评估气溶胶变量相对弱一些

这给两类人提了醒。

对能源和电力行业读者,尤其是做电源规划、调度评估和区域消纳的人,气溶胶不该只被放在环保部门的表格里。它也会影响光伏出力预测。靠近高排放工业带、煤电集中区的项目,做发电量测算时,应该把空气质量改善或恶化作为情景变量,而不是只盯组件效率和辐照资源。

对关注气候政策和光伏投资的人,动作更具体:评估一个光伏项目时,不能只问“当地日照好不好”,还要问“遮光污染会不会变”。如果当地煤电和工业控污继续收紧,存量电站可能获得额外出力改善;如果新增光伏仍集中在高气溶胶暴露地区,收益测算就要留出折扣。

这不是让投资人因为一项研究就推迟采购或改变项目选址。证据还不足以支持这么硬的动作。但至少在尽调和收益模型里,气溶胶暴露应该从背景噪音变成一个可讨论的风险项。

减煤控污会反哺光伏,但别把账算满

这项研究最有价值的地方,是给退煤政策补上一项收益。少烧煤,不只是少排二氧化碳和污染物,也可能让附近或下风向的光伏多发一点电。

但这笔账不能算得太满。

气溶胶来源复杂。二氧化硫气溶胶约占分析气溶胶近一半,燃煤是重要来源;含碳物质约占18%,也和燃烧活动有关。但自然扬尘、其他化石燃料、工业排放都会贡献遮光损失。把500多TWh全部扣到煤电头上,是把模型结果用过了头。

还有一个现实约束:气溶胶会影响云的形成,间接效应更难估算。研究能把直接遮光损失做出全球尺度估算,已经很有参考价值;但它还不是一个可以直接替代项目可研的收益率模型。

中国的情况也不能简单写成持续恶化。原文提到,近年污染治理、高效煤电替代和落后机组退出,已经让气溶胶对光伏的影响下降。这一点很关键。它说明控污不是抽象口号,确实可能反馈到电力产出上。

接下来最该观察的变量,反而很朴素:高硫煤和落后燃煤机组是否继续退出,工业排放治理是否收紧,新增光伏是否继续靠近高气溶胶暴露区。

煤电的特殊之处在这里。风电不会因为煤烟遮光而少发,核电和水电也没有这种直接竞争关系。煤电排放会压低光伏出力,这让它和替代电源之间多了一层相互作用。

也就是说,退煤的收益账不能只算少排了多少。还要算清楚,少一点污染,可能就多一点日光变成电。