中国广东省风电与光伏部署对大气污染物及碳排放协同减排效应的量化评估

为解决中国电力行业高污染高排放问题，研究人员系统评估了广东省2022年风电与光伏部署对SO2、NOx、PM2.5等大气污染物及CO2的协同减排效应。通过大气传输模型量化发现，可再生能源部署使全省CAQI指数下降0.84%，CO2浓度降低0.53 ppmv，避免388例过早死亡并产生4.09亿美元环境协同效益，为清洁能源政策优化提供科学依据。

　　

中国作为全球最大的能源消费国，电力行业长期依赖煤电，导致SO₂、NO_x和CO₂排放量分别占全国总量的17.33%、24.57%和43.2%，严重威胁公众健康与气候安全。尽管末端治理技术已接近极限，但风电与光伏因成本竞争力不足，其环境价值长期被市场低估。如何量化清洁能源的"隐形福利"，成为推动能源转型的关键科学问题。

广东省生态环境与能源研究所的研究团队在《Environmental Pollution》发表论文，首次构建了"排放-浓度-健康-经济"四维评估框架。研究采用区域电力调度数据计算各分区热电机组排放因子，结合WRF-Chem大气模型模拟污染物扩散，运用GEMM暴露反应函数评估健康效益，并基于碳社会成本（SCC）量化气候效益。

评估排放减排量
研究将广东划分为珠三角、粤东、粤北和粤西4个区域，发现粤北因燃煤硫分（0.77%）和灰分（20.37%）最高，其热电机组SO₂和PM排放因子达1.21 g/kWh和0.38 g/kWh。2022年风电与光伏合计发电量替代热力发电后，全省实现SO₂、NO_x和CO₂减排量分别为3.21×10³吨、5.07×10³吨和2.53×10⁴千吨，其中珠三角贡献62%减排量。

空气质量与CO₂浓度影响
大气模型显示，排放削减使全省CAQI综合指数下降0.84%，PM_2.5和O₃峰值浓度分别降低1.2 μg/m³和2.1 ppb。值得注意的是，地表CO₂浓度出现0.53 ppmv的显著下降，首次证实可再生能源对局部碳浓度的直接影响。

环境协同效益量化
健康经济评估表明，PM_2.5与O₃改善避免388例（95%CI 290-485）过早死亡，产生2.68亿美元健康效益。叠加1.41亿美元碳减排效益后，总环境效益达12.07美元/MWh，可覆盖风电与光伏平准化成本（LCOE）的16%-45%。

该研究突破传统生命周期评估的局限，揭示区域排放因子差异对协同效益的关键影响。粤西地区尽管可再生能源占比仅19%，但因替代高污染机组，其单位发电健康效益达15.2美元/MWh，是珠三角的2.3倍。研究为制定差异化可再生能源补贴政策提供实证依据，证明环境协同效益可显著提升清洁能源经济竞争力。这些发现对实现中国"双碳"目标与空气质量改善的协同治理具有重要政策启示。