美科学家首创:预测分布式发电的环保前景

加州大学埃尔文分校的科学家们近日率先开发了可以预测小尺度发电机对空气质量影响情况的科学方法。该方法可以帮助政府制定有利环境的政策法规，进行环境影响评估并推动发电机的合理使用。

"科学日报"网站称，科学家们利用超级计算机同时分析了数千个变量，例如土地使用信息、排放数据和大气化学过程等，进而推算了到2010年为止，分布式发电对南加州空气质量的潜在影响。分布式发电是指使用位于城市空气品质区的各种小型固定发电机组的发电形式-包括燃料电池发电机，光电池发电机，燃气涡轮发电机，微涡轮发电机和天然气内燃机等。与传统的电厂发电不同，清洁的分布式发电可以有效减少电力传输中的消耗，减少输电线路，减少电力需求和释放。

研究结果显示，虽然分布式发电会使臭氧浓度和颗粒物浓度的最大值有少许增加，但这一影响远远低于其它的发电形式。由于全美的电力需求量不断增加，现有的电厂常常满负荷运转，所以美国的政府官员们正在探讨更多地使用分布式发电。

"为解决覆盖区域受限，电力需求增长和成本昂贵等问题，加州将成为第一个广泛应用小尺度分布式发电的地区。" 亨利?萨姆利工程及应用科学学院(Henry Samueli School of Engineering)的唐纳德.达埔杜(Donald Dabdub)教授说，"决策者们需要就分布式发电对空气质量的影响进行评估，因此我们开发了这个计算机模型及评估方法。"此项研究研究的成果已经刊登在九月的《大气环境》期刊上。

研究小组发现，如果到2010年时，加州地区20%的电力需求由分布式发电来供给，那么一单位空气品质区内的最高臭氧浓度增加值不会超过十亿分之三（3ppb），而颗粒物最大浓度的增加量将小于2毫克/立方米。2003年，南加州空气品质区的每小时最大臭氧浓度是194ppb，颗粒物的日平均峰值为121毫克/平方米。臭氧会破坏上呼吸道系统，引发咳嗽、呼吸急促甚至是恶心呕吐。颗粒物则是由细小的化学物质或烟尘构成，集聚在肺部会引发疾病。尽管分布式发电会引发污染物浓度的微小增加，但科学家们仍认为只要正确使用分布式发电，这种发电形式在空气质量控制方面明显优于那些能提供额外电力的发电形式，比如建立更多的核电厂，燃煤电厂或天然气电厂。

如今分布式发电越来越受到欢迎。加州已经建有发电能力超过2000兆瓦的分布式发电设备，而当地政府还在计划每年增加400兆瓦的小尺度发电项目。目前加州总体上约有600亿瓦的装机发电容量。

"为满足未来电力需要，其它地区将来最好也能采用南加州的分布式发电方式，" 国家燃料电池研究中心副主任杰克?布劳尔（Jack Brouwer）说，"即便是最清洁的天然气发电厂也，它对空气的污染也比分布式发电的影响更严重。这种技术可以满足消费者对能源的需求，提高总体能源效率，节约生产成本。" 布劳尔也参与了计算模型的研究。

科学家们利用他们的计算模型研究了恰当利用该技术达到最佳的空气质量的时间、地点和分布形式。他们发现考虑时间这个因素，最好均匀地利用这种小尺度技术，避免短期爆发性输出高峰。同时，发电站应均衡分散于该空气品质区，而不是集中在某个地点；而且最好采纳像燃料电池和光电设备这样最清洁的发电技术。这两项技术对大气中的臭氧和颗粒物没有任何负面影响。