基于生命周期分析的風(fēng)電場(chǎng)GHGs減排效益
發(fā)布時(shí)間:2021-10-05 07:34
風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)及風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)產(chǎn)生的環(huán)境影響備受關(guān)注.本研究以中國(guó)東南沿海城市某100 MW陸上風(fēng)電場(chǎng)為例,基于生命周期評(píng)價(jià)方法,對(duì)其風(fēng)機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)制造、運(yùn)輸、風(fēng)電配套設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等階段的環(huán)境影響(以溫室氣體為歸一化度量指標(biāo))進(jìn)行了量化分析.研究結(jié)果表明,該風(fēng)電場(chǎng)生命周期溫室氣體排放總量約為90 000 t (以CO2當(dāng)量計(jì),排放強(qiáng)度為17. 8 g/(kW·h)).其中,生產(chǎn)制造階段占比最大(67. 8%),其次為建設(shè)施工階段(19. 2%).與其他能源發(fā)電方式對(duì)比表明,風(fēng)電溫室氣體排放強(qiáng)度明顯高于水電(以CO2當(dāng)量計(jì),約3. 5 g/(kW·h)),但與光伏發(fā)電(以CO2當(dāng)量計(jì),約50 g/(kW·h))、生物質(zhì)(以CO2當(dāng)量計(jì),約200 g/(kW·h))和火力(以CO2當(dāng)量計(jì),約800 g/(kW·h))等能源方式相比,減排效益顯著.
【文章來(lái)源】:深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版). 2020,37(06)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
風(fēng)電場(chǎng)LCA系統(tǒng)邊界
生產(chǎn)制造階段的GHGs排放包括風(fēng)機(jī)生產(chǎn)排放、配電站及輸電設(shè)施生產(chǎn)排放.風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量100 MW,共安裝50臺(tái)單機(jī)容量為2 MW的風(fēng)電機(jī)組,其構(gòu)成包括轉(zhuǎn)子(50 t)、機(jī)艙(61 t)和塔架(255 t).由于風(fēng)電機(jī)組部件的專有性質(zhì),其生產(chǎn)制造涉及一系列先進(jìn)技術(shù)工藝以及設(shè)備裝置,技術(shù)手冊(cè)并沒(méi)有提供所有部件的材料構(gòu)成比例.因此,本研究基于SMOUCHA等[13-14]的風(fēng)力發(fā)電LCA研究,對(duì)風(fēng)電機(jī)組部件的主要材料構(gòu)成進(jìn)行推斷分析,該風(fēng)電場(chǎng)單臺(tái)2 MW風(fēng)機(jī)材料構(gòu)成如圖2.除風(fēng)機(jī)外,風(fēng)電場(chǎng)還包括變壓器、電纜、桿塔架、避雷器和配電柜等電氣設(shè)備(配電站及輸電設(shè)施主要材料清單:塑料0.01 t、鋅0.02 t、聚乙烯0.57 t、環(huán)氧樹(shù)脂2.70 t、鋁37.62 t、銅53.79 t、鋼1 306.76 t).風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的GHGs可根據(jù)材料的GHGs排放系數(shù)和材料的消耗量進(jìn)行計(jì)算.生產(chǎn)制造階段GHGs排放量測(cè)算公式為
生產(chǎn)制造階段是風(fēng)電場(chǎng)生命周期內(nèi)GHGs主要排放環(huán)節(jié),主要原因在于風(fēng)電機(jī)組、變壓器、配電柜、電力電纜等電力設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程中,需要消耗大量的銅、鋼和鋁等排放強(qiáng)度高相對(duì)較高的資源.風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)制造階段GHGs排放如圖4,風(fēng)電機(jī)組物資(含轉(zhuǎn)子、機(jī)艙及塔架)生產(chǎn)的GHGs在該階段占比最大,達(dá)55 900 t (以CO2當(dāng)量計(jì)),約占生產(chǎn)階段GHGs排放量的91%;配電站及輸電設(shè)施物資的生產(chǎn)排放為5 360 t (8.8%,以CO2當(dāng)量計(jì)).本風(fēng)電場(chǎng)案列選用較大功率的2 MW風(fēng)機(jī),其GHGs排放總量一般隨著風(fēng)機(jī)額定功率的增加而增加[13].此外,在風(fēng)電機(jī)組中塔架生產(chǎn)環(huán)節(jié)的GHGs排放(42 710 t,以CO2當(dāng)量計(jì))明顯高于其他部件生產(chǎn)環(huán)節(jié)的GHGs排放,占生產(chǎn)階段排放的69.7%,如圖4.風(fēng)機(jī)的塔架由鋼材制成,其制造需要消耗大量的鋼材.圖4 風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)制造階段GHGs排放
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)利用的生態(tài)和氣候環(huán)境效應(yīng)研究建議[J]. 朱蓉,石文輝,王陽(yáng),王偉勝,黃其勵(lì). 中國(guó)工程科學(xué). 2018(03)
[2]風(fēng)電場(chǎng)對(duì)環(huán)境的影響研究進(jìn)展[J]. 李國(guó)慶,李曉兵. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2016(08)
[3]基于混合生命周期分析的我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)能耗及溫室氣體排放研究[J]. 楊舉華,張力小,王長(zhǎng)波,蔡宴朋,郝巖. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]中國(guó)核電能源鏈的生命周期溫室氣體排放研究[J]. 姜子英,潘自強(qiáng),邢江,於凡. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2015(11)
[5]中國(guó)發(fā)電行業(yè)生命周期溫室氣體減排潛力及成本分析[J]. 廖夏偉,譚清良,張?chǎng)?馬曉明,計(jì)軍平. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[6]基于全生命周期評(píng)價(jià)方法的風(fēng)電環(huán)境效益測(cè)算——以內(nèi)蒙古某風(fēng)電場(chǎng)為例[J]. 王曉天. 科技管理研究. 2012(18)
[7]風(fēng)電場(chǎng)對(duì)氣候變化影響研究進(jìn)展[J]. 趙宗慈,羅勇,江瀅. 氣候變化研究進(jìn)展. 2011(06)
本文編號(hào):3419282
【文章來(lái)源】:深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版). 2020,37(06)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
風(fēng)電場(chǎng)LCA系統(tǒng)邊界
生產(chǎn)制造階段的GHGs排放包括風(fēng)機(jī)生產(chǎn)排放、配電站及輸電設(shè)施生產(chǎn)排放.風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量100 MW,共安裝50臺(tái)單機(jī)容量為2 MW的風(fēng)電機(jī)組,其構(gòu)成包括轉(zhuǎn)子(50 t)、機(jī)艙(61 t)和塔架(255 t).由于風(fēng)電機(jī)組部件的專有性質(zhì),其生產(chǎn)制造涉及一系列先進(jìn)技術(shù)工藝以及設(shè)備裝置,技術(shù)手冊(cè)并沒(méi)有提供所有部件的材料構(gòu)成比例.因此,本研究基于SMOUCHA等[13-14]的風(fēng)力發(fā)電LCA研究,對(duì)風(fēng)電機(jī)組部件的主要材料構(gòu)成進(jìn)行推斷分析,該風(fēng)電場(chǎng)單臺(tái)2 MW風(fēng)機(jī)材料構(gòu)成如圖2.除風(fēng)機(jī)外,風(fēng)電場(chǎng)還包括變壓器、電纜、桿塔架、避雷器和配電柜等電氣設(shè)備(配電站及輸電設(shè)施主要材料清單:塑料0.01 t、鋅0.02 t、聚乙烯0.57 t、環(huán)氧樹(shù)脂2.70 t、鋁37.62 t、銅53.79 t、鋼1 306.76 t).風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的GHGs可根據(jù)材料的GHGs排放系數(shù)和材料的消耗量進(jìn)行計(jì)算.生產(chǎn)制造階段GHGs排放量測(cè)算公式為
生產(chǎn)制造階段是風(fēng)電場(chǎng)生命周期內(nèi)GHGs主要排放環(huán)節(jié),主要原因在于風(fēng)電機(jī)組、變壓器、配電柜、電力電纜等電力設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程中,需要消耗大量的銅、鋼和鋁等排放強(qiáng)度高相對(duì)較高的資源.風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)制造階段GHGs排放如圖4,風(fēng)電機(jī)組物資(含轉(zhuǎn)子、機(jī)艙及塔架)生產(chǎn)的GHGs在該階段占比最大,達(dá)55 900 t (以CO2當(dāng)量計(jì)),約占生產(chǎn)階段GHGs排放量的91%;配電站及輸電設(shè)施物資的生產(chǎn)排放為5 360 t (8.8%,以CO2當(dāng)量計(jì)).本風(fēng)電場(chǎng)案列選用較大功率的2 MW風(fēng)機(jī),其GHGs排放總量一般隨著風(fēng)機(jī)額定功率的增加而增加[13].此外,在風(fēng)電機(jī)組中塔架生產(chǎn)環(huán)節(jié)的GHGs排放(42 710 t,以CO2當(dāng)量計(jì))明顯高于其他部件生產(chǎn)環(huán)節(jié)的GHGs排放,占生產(chǎn)階段排放的69.7%,如圖4.風(fēng)機(jī)的塔架由鋼材制成,其制造需要消耗大量的鋼材.圖4 風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)制造階段GHGs排放
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)利用的生態(tài)和氣候環(huán)境效應(yīng)研究建議[J]. 朱蓉,石文輝,王陽(yáng),王偉勝,黃其勵(lì). 中國(guó)工程科學(xué). 2018(03)
[2]風(fēng)電場(chǎng)對(duì)環(huán)境的影響研究進(jìn)展[J]. 李國(guó)慶,李曉兵. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2016(08)
[3]基于混合生命周期分析的我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)能耗及溫室氣體排放研究[J]. 楊舉華,張力小,王長(zhǎng)波,蔡宴朋,郝巖. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]中國(guó)核電能源鏈的生命周期溫室氣體排放研究[J]. 姜子英,潘自強(qiáng),邢江,於凡. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2015(11)
[5]中國(guó)發(fā)電行業(yè)生命周期溫室氣體減排潛力及成本分析[J]. 廖夏偉,譚清良,張?chǎng)?馬曉明,計(jì)軍平. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[6]基于全生命周期評(píng)價(jià)方法的風(fēng)電環(huán)境效益測(cè)算——以內(nèi)蒙古某風(fēng)電場(chǎng)為例[J]. 王曉天. 科技管理研究. 2012(18)
[7]風(fēng)電場(chǎng)對(duì)氣候變化影響研究進(jìn)展[J]. 趙宗慈,羅勇,江瀅. 氣候變化研究進(jìn)展. 2011(06)
本文編號(hào):3419282
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