京津冀地區冬季多刮偏北風,然而從2008年以來,在中國北方的“大風口”內蒙古地區,正發生著另外一場能源巨變。為發展新能源產業,內蒙古地區傾力打造“風電三峽”,裝機容量1848.86萬千瓦,五年內暴增了近32倍。巧合的是,京津冀地區霧霾天氣的劇增,也正是從2008年前后開始。內蒙古的風電大發展與京津冀爆發大面積霧霾之間,究竟是純粹的巧合,還是略有影響,抑或構成因果關系?
從北京年平均風速和大風日數對比圖中可以發現,風速大的年份,大風日數不一定是偏多的。反過來,大風日數少的年份,平均風速未必偏弱。以1983年和1981年對比為例,1983年大風日數(29天)幾乎是1981年(15天)的2倍,但平均風速比1981年還少了0.1米/秒!因此,光看大風日數來說北京的風速暴跌,顯然是站不住腳的。

但不可否認的是,北京的風速最近3年確實減少了。那么問題來了,這是因為風電大發展導致的嗎?
風電影響風速就像螞蟻絆倒大象
為了搞清楚風電發展和北京風速變小的關系,數據帝決定把目光放到更長遠的時間周期中。從上世紀60年代以來,北京的風速在波動中減小。其中,60年代后期到70年代初期,北京的平均風速較大,1972年達到了頂峰(3.2米/秒)。從70年后期開始,北京風速就在減小,1990年減小到了低谷(1.8米/秒)。

風電裝機量主要是2008年以后突飛猛進的,因此在1972年-1990年這段時間風速減小,顯然是不能算在風電頭上的。那么,2008年風電大發展以后呢?


風電場一般集中在張家口北部的張北、尚義等壩上地區,張家口市處于其下游。2007-2010年,張北風速增加,張家口沒有變化。如果上游風電發展導致下游風速減小的假設成立,那么2011年張北風速減小,張家口的風速也應該減小,但事實上卻維持不變,尤其是2012-2013年,張北風速有所加大,張家口增速更快。不但沒有因為風電設備增多,拉開差距,反而縮小了差距。由此可見,風電發展對臨近地區風速的影響并不大。一只大象馬上要摔倒,就算大象腳下的螞蟻伸了一下腿,也不能認為是螞蟻絆倒了大象。
不是因為風電發展,那北京風速減弱到底是什么原因呢?其實,風的本質是空氣流動,導致空氣流動的根源是溫度或者密度的差異。由于陸地和海洋性質不同,冷熱變化有差異,冬季陸地冷于海洋,風從亞歐大陸的腹地(西伯利亞)吹向太平洋,所以北京冬季多西北風。

由于全球變暖,尤其是80年代以后暖冬的增多,減小了冬季海洋和歐亞大陸的溫差,因此空氣的流動也就不如之前快,風速也相對應減小。從冬半年強冷空氣和寒潮次數的年代變化來看,60-70年代的寒潮和強冷空氣相對較多,80年代明顯減少,90年代以后又稍有增多;對應風速變化來看,60-70年代北京平均風速較大,80年代明顯減小,90年代又有所增大。如此看來,北京的風速變化還是自然因素起了主要作用。當然,全球變暖也有很多原因被歸結為人類活動,科學界一直有爭議,但是自然和人為因素應該都是存在的。
除了全球變暖,城市化發展增加了地面附近的摩擦作用,高大的城市群會產生繞流阻力也使得風速可能會減弱。除了北京,同樣的風速變化也表現在北方其他一些城市,比如鄭州、沈陽、西寧也出現了風速先下降、之后又有所提升、總體震蕩下降的趨勢。不過,天津21世紀以來風速還呈現加大趨勢,這可能因為天津臨海,城市熱島效應使得海陸風的作用加強。
5e認為,什么事情都要有度,有分寸,不能直線思維,必須考慮大規模開發風電會不會帶來一定的負面影響。有人可以說,西歐國家不都在大量利用風電嗎,人家怎么沒有霧霾呢?我也有過類似疑問。但是,這些國家總的風力發電量非常小,拿風力發電非常多的荷蘭來說,2012年該國風力發電量只有122億噸,不到我國風力發電量的10分之一。另外,荷蘭國土面積小,縱深小,西面靠海,即使有霧霾,很容易吹散。
但是,中國的情況不一樣,特別是北方,主要受西北風控制,如果風力受阻,那么經過近萬公里長途跋涉而來的霧或灰塵可能一下子沉淀下來,堆積在中國東部,造成嚴重的霧霾天氣。這就好比滔滔的江水受阻以后,很容易把泥沙沉積下來一樣。
如果新疆、甘肅、內蒙的風力發電按照目前的速度發展下去,很難想象未來中國東部會是什么樣子?風電應該建設成什么規模,如何能夠保證不對環境造成破壞,需要科學家認真研究論證。

