人们普遍认为,可再生能源产生的温室气体排放量要比化石燃料少得多,但是直到现在,有关能源发电技术差异的精确计算仍未完成。
国家可再生能源实验室(NREL)已经开发出一种新方法,可以确定各种形式的能源生产的从摇篮到坟墓的排放曲线。结果并不令人惊讶,但是它将作为长期能源基础设施决策的重要投入。
两阶段过程
在生命周期评估(LCA)协调项目中,分两个阶段对排放进行了评估。首先,分析人员评估了超过2,100种已发布的发电技术LCA。然后,NREL开发了一种称为“协调”的荟萃分析程序,该程序将通用指标应用于25%的已发布参考文献,并将之前和不同的LCA估计值的大范围准确缩小了90%。
正如预期的那样,生命周期评估的协调确定,即使考虑组件制造和工厂退役,可再生能源的排放量也远低于煤炭。令人惊讶的是,核能还处于所有可再生能源中最低的LCA排放范围之内。
协调的LCA排放概况
集中的太阳能(槽),风能(陆上和海上)和核能(加压水和沸水)的排放量最小,LCA排放中位数为每千瓦时13克二氧化碳当量(g CO2eq / kWh) ,11-12 g CO2eq / kWh和12-13 g CO2eq / kWh。集中式太阳能(塔式)和光伏太阳能的平均LCA均略高,分别为46 g CO2eq / kWh和45 g CO2eq / kWh。
煤炭的LCA排放量比可再生能源或核能的排放量高几个数量级。煤炭的LCA中位数排放量为979 g CO2eq / kWh,最大排放量约为1400克。比较的数字再也无法比拟清楚了-到目前为止,煤炭仍然是整个发电行业最大的温室气体排放贡献者。
非统一结果的范围更广
虽然对太阳能,风能,核能和煤炭的评估进行了协调,以产生更为准确的LCA,但已发布的2,100个LCA估算中,有更大的一部分涵盖了所有发电技术(NREL确实计划在将来对其中一些技术进行协调)。尽管发布的估算值不太准确,但结果仍然相当有用。
已发布的LCA估算值(未统一)
非协调研究发现,地热发电与集中太阳能和风能的LCA排放范围相同,CO2eq / kWh为50-80 g,而水电和海洋能在所有发电源中均处于最低范围,而LCA排放量分别为4-14 g CO2eq / kWh和8-23 g CO2eq / kWh。水库水电是其中一个例外,它的LCA排放量超过150 g CO2eq / kWh。
通常,生物能源在所有可再生能源中对LCA排放的影响范围最大,为16至360 g CO2eq / kWh,具体取决于燃料源的具体类型,其最大范围与天然气的最小范围重叠。生物能源对排放的影响更大,这归因于土地用途的变化和生物质废物填埋产生的甲烷排放。
在化石燃料中,天然气的LCA平均中位数最低,约为500 g CO2eq / kWh,而石油仅次于850 g CO2eq / kWh。两种燃料来源仍然比可再生能源和核能污染者更严重,但仍远低于煤炭。但是,当采用碳捕获和封存(CCS)技术时,天然气LCA排放量在所有可再生能源和核能范围内,而煤炭LCA排放量则减少了约75%。
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