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今天北京又迎来了雾霾天!据北京市环保监测中心公布的实时空气质量状况数据显示，今天的空气质量指数为319，属于重度污染!雾霾频袭，看来“等风来”真成了现下改善北京空气质量的法宝。
然而就在静稳天气不断持续的过程中，“内蒙古风电场使北方风力衰减，导致北京雾霾无法被吹散”的说法不胫而走。风电场会减弱风力吗?它的影响范围有多大?内蒙古的风电开发会影响北京的空气质量吗?
近日，远景能源与美国国家可再生能源实验室(NREL)联合发布《内蒙古的风电场会影响北京的空气质量吗》白皮书，公开回应了上述问题。
文：姚金楠
Q:风电场会减弱风力吗?
A:尾流影响范围难超30公里!
“北京的空气质量爆表并不是内蒙古风电场引起风速减弱造成的。”作为白皮书项目的主要参与者，远景休斯顿全球创新中心负责人张锋博士这样开门见山地告诉记者。
白皮书显示，目前大部分针对整个风场尾流的观测是在欧洲的海上风场开展的。因为海平面比陆地表面的粗糙度小，海上尾流代表了尾流的最强状态，陆上尾流往往减弱得更快。在165MW的 Belwind 风场，距离地表10米的风速显示，距离其55公里的下风方向处存在尾流，而在下风向的30公里处，尾流区内的风速减小到与背景气流的变化大小相当。
图为2013年4月30日17时41分观测的北海南部RADARSAT-2强度图，蓝线代表风场，红色箭头为风场尾流路径。Hasager等人(2015)对这个以及其他案例的分析显示0.25m/s的风速渐弱局限于距离风场约5公里的范围内。
“即使在最符合尾流扩散的条件下，其影响范围也很难超过30公里，而内蒙古与北京相隔约220公里，远远超出了这个范围”，张锋博士说。换言之，风速减小往往是通过尾流效应产生的，但在减小的过程中，在更的范围和量级内，风速是会恢复的。
[pagebreak]对此，远景能源副总经理王晓宇博士给记者做了这样一个比喻，“就像水在这里流动，我们把手伸进去，可以看到手会阻碍水流速度。但如果在大江大河里，只是在手背后一点点的距离会发现水流速度变小。再远的距离水流速度就会恢复了。大气能量中影响大气流动的驱动因素是地球自转、温差等等，风机的能量量级微不足道。”
另一方面，考虑到地形因素，张锋博士指出，“从内蒙古到北京，燕山、太行山绵延，地形复杂，这对风场尾流扩散和风速都会产生影响。”
在白皮书中，通过对美国爱荷华州一个地形复杂的300MW风场进行仿真模拟，在气象条件相对稳定的夜晚，只有在距离风场25公里的范围内，尾流才会造成约1m/s的风速减弱。而通过类比，这样的风速减弱如果进入燕山和太行山区域会快速与山地引起的复杂气流进行混合。
此外，据王晓宇博士介绍，目前主流风机的高度在100米左右，而雾霾的形成高度要远高于这一水平，在垂直高度上，风机的影响也是很难达到的。
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Q:颗粒物排放的源头在哪儿?
A:随风入京的南方工业省份排放物!
通过观测和仿真研究，白皮书进一步提出，“即使北京更加靠近内蒙古，风速也有小的减弱，风机引起的风速减弱也必然比由大尺度的气压梯度带来的大范围的低风速小的多，这种大尺度的气压梯度对应的低风速才是城市区域污染物不扩散的原因。”
低风速带来的是污染物扩散困难，而雾霾的真正元凶“应当归因于排放颗粒物的源头”。白皮书援引权威研究结果显示，空气质量下降很可能是由于南方工业省份排放的污染物随偏南风进入北京引起的。从能源使用的角度上，增加对风能和太阳能等清洁能源的应用，则是可以有效减少颗粒物排放的。
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Q:所以风电是不是雾霾帮凶?
A:当然不是，风电明明是在做好事!
“我见的很多客户觉得特别委屈，做风电其实是为了蓝天白云，为了消除雾霾，明明是在做好事，反而被说成是雾霾的帮凶，这对风电行业而言在情感上很难接受的。”采访中，王晓宇博士告诉记者。“但此前的很多辩驳都是在逻辑上相互找漏洞，我们希望用一个更加科学、严谨的方式呈现真相。”
张锋博士告诉记者，类似的情况在欧美许多国家的风电发展过程中也曾有发生，“这次与美国国家可再生能源实验室的共同研究，希望可以推动整个行业的健康发展。”
美国国家可再生能源实验室隶属于美国能源部，是美国唯一专注于可再生能源和高效能源研发的国家重点实验室，在太阳能、风能等领域拥有全球领先的科研设施和深厚的科研成果。
张锋博士认为，此次发布的白皮书，整合了全球范围内最为权威和顶尖的科研成果和资源，首次以白皮书形式回答了内蒙古风电场是否影响北京空气质量的问题。无论是对于行业发展还是公众认知，白皮书都给出了求真务实的答案。
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远景能源与美国国家可再生能源实验室、美国科罗拉多大学近日联合发布《内蒙古的风电场会影响北京的空气质量吗?》白皮书。这是全球首个回答内蒙古的风电场是否影响北京空气质量的白皮书。
白皮书第一次用技术的智慧和信息数据流，通过仿真和实际数据，揭开了风与风电场以及风流变化这一物理世界的关系，表明北京的空气质量爆表事件不仅不是由内蒙古的风电场引起风速减弱造成的，甚至都不会对其产生影响;事实上，这些事件应该归因于排放颗粒物的源头。
美国国家可再生能源实验室(NREL)隶属于美国能源部，是美国唯一专注于可再生能源和高效能源研发的国家重点实验室。作为基础与应用技术的研发中心，NREL在太阳能、风能等领域拥有全球领先的科研设施和深厚的科研成果，致力于促进在基础科学、环境、能源等技术上的突破。
白皮书全文
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关于远景能源
远景能源是全球领先的智慧能源技术企业，业务包括智能风机产品、智慧风场产品、阿波罗光伏产品、智慧能源技术服务、智慧城市整体解决方案等。目前集团员工总数近1000人，国际员工占20%，硕士和博士超过60%，研发及技术人员达到80%。远景在丹麦锡尔克堡设立了全球风电创新中心，该中心是中国风电企业在丹麦最大规模的研发机构;在美国硅谷设立了全球数字能源创新中心;在美国科罗拉多设立全球空气动力学研发中心;在德国汉堡设立全球风电工程中心;还与丹麦国家实验室、丹麦科技大学、美国国家新能源实验室、美国斯坦福大学、美国麻省理工大学、美国德州理工大学等全球一流的院校开展了研发合作。2015年，远景能源主导研发的EcoSwing超导直驱风机这一颠覆性的技术，得到了欧盟“地平线2020”计划近1亿元人民币的研发支持。这也是中国企业迄今为止在欧盟获得的最大金额的研发支持。
远景能源目前是中国前三大风机供应商，中国最大的海上风机供应商之一。2015年使用远景风机的在保风场年利用小时数超全国平均18%以上。远景格林威治云平台、智慧风场Wind OS平台、阿波罗光伏云平台，目前管理着包括美国最大的新能源上市公司Pattern能源、Orion能源、美国大西洋电力公司、全球知名私募基金Terra Firma以及龙源、中广核集团等在内的3000多万千瓦的全球新能源资产。
远景能源也是国内能源互联网领域的思想领导者、技术引领者和积极实践者。远景认为，能源互联网是可再生能源时代的运行机制。远景将始终专注于可再生能源领域的基础价值创造，通过基础技术的创新，不断解决技术挑战，引领全球能源互联网技术新时代。
