中國(guó)新能源發(fā)電生命周期溫室氣體減排潛力比較和分析
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溫 室 氣 體 排 放
第8卷 第1期2012年1月
氣候變化研究進(jìn)展
PROGRESSUS INQUISITIONES DE MUTATIONE CLIMATIS
Vol. 8 No. 1January 2012
doi:10.3969/j.issn.1673-1719.2012.01.008
劉勝?gòu)?qiáng), 毛顯強(qiáng), 邢有凱. 中國(guó)新能源發(fā)電生命周期溫室氣體減排潛力比較和分析 [J]. 氣候變化研究進(jìn)展, 2012, 8 (1): 48-53
中國(guó)新能源發(fā)電生命周期溫室氣體減排潛力比較和分析
劉勝?gòu)?qiáng),毛顯強(qiáng),邢有凱
北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京。保埃埃福罚
摘 要:從生命周期的角度分析,各類(lèi)新能源發(fā)電技術(shù)的開(kāi)發(fā)、建設(shè)、運(yùn)行過(guò)程,也會(huì)帶來(lái)一定的溫室氣體排放,這引發(fā)了人們對(duì)于新能源發(fā)電技術(shù)“低碳”屬性的擔(dān)憂(yōu)。遵循生命周期評(píng)價(jià)方法,在對(duì)國(guó)內(nèi)外大量資料文獻(xiàn)進(jìn)行收集整理的基礎(chǔ)上,對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)火電和主要新能源發(fā)電技術(shù)的溫室氣體排放系數(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析;并根據(jù)國(guó)家發(fā)展規(guī)劃目標(biāo),對(duì)新能源發(fā)電替代火電的溫室氣體減排潛力進(jìn)行了估算。分析結(jié)果表明,即使考慮生命周期內(nèi)的排放,新能源發(fā)電技術(shù)的溫室氣體排放系數(shù)仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于火電,新能源發(fā)電技術(shù)替代火電的溫室氣體減排潛力巨大。關(guān)鍵詞:生命周期評(píng)價(jià);溫室氣體減排;新能源發(fā)電
引 言
電力行業(yè)是中國(guó)最大的溫室氣體排放源,這主要是由我國(guó)以燃煤為主的電力結(jié)構(gòu)決定的,調(diào)整電力能源結(jié)構(gòu)減排潛力巨大。2009年底,我國(guó)政府公布了“到2020年我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%”的目標(biāo)[1],這將大大加快我國(guó)電力能源結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐,大力發(fā)展低碳新能源電力已成為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的最重要途徑之一,未來(lái)一段時(shí)間我國(guó)新能源電力將迎來(lái)快速發(fā)展期。 目前我國(guó)溫室氣體減排工作重點(diǎn)關(guān)注發(fā)電及能源消耗過(guò)程中排放的溫室氣體,核電、風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電等新能源往往被認(rèn)為是“零排放”的電力能源。而實(shí)際上,從生命周期的角度分析,各類(lèi)
收稿日期:2011-06-30; 修回日期:2011-08-02
新能源電力的開(kāi)發(fā)、建設(shè)、運(yùn)行過(guò)程,包括原材料開(kāi)采、設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售、設(shè)施廢棄等環(huán)節(jié)和階段也會(huì)帶來(lái)一定的溫室氣體排放。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),引發(fā)了人們對(duì)于新能源發(fā)電技術(shù)“低碳”屬性的擔(dān)憂(yōu)。因此,遵循生命周期分析方法進(jìn)行新能源發(fā)電技術(shù)溫室氣體減排潛力比較、分析并澄清相關(guān)事實(shí)具有重要的意義。
考察新能源發(fā)電技術(shù)的生命周期排放需從溫室氣體排放系數(shù)入手。關(guān)于電力行業(yè)溫室氣體排放系數(shù)的研究很多,如吳曉蔚等[2]結(jié)合電廠(chǎng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果,研究了火力發(fā)電行業(yè)CO2和N2O的排放系數(shù),并與IPCC缺省因子進(jìn)行對(duì)比;師華定等[3]對(duì)我國(guó)電力行業(yè)溫室氣體清單編制進(jìn)行實(shí)體分類(lèi)和分析,建立了符合我國(guó)國(guó)情的電力行業(yè)溫室氣體清單編制方
資助項(xiàng)目:美國(guó)能源基金會(huì)中國(guó)可持續(xù)能源項(xiàng)目(The China Sustainable Energy Program, Energy Foundation)(G-0911-11642);環(huán)境保護(hù)行業(yè)性公益
項(xiàng)目“重點(diǎn)行業(yè)大氣污染與溫室氣體排放協(xié)同控制政策與示范研究”(201009051)作者簡(jiǎn)介:劉勝?gòu)?qiáng),男,碩士研究生,從事氣候變化政策和環(huán)境管理研究;毛顯強(qiáng)(通信作者),男,教授,maoxq@bnu.edu.cn
1期劉勝?gòu)?qiáng),等:中國(guó)新能源發(fā)電生命周期溫室氣體減排潛力比較和分析
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法體系框架;王雪娜[4]在總結(jié)能源類(lèi)碳排放研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,引入系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法,構(gòu)建了我國(guó)能源類(lèi)碳排放估算模型。
一些國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者從生命周期評(píng)價(jià)的角度分析新能源電力生產(chǎn)的溫室氣體排放系數(shù),如馬忠海[5]采用生命周期評(píng)價(jià)方法,研究了中國(guó)煤電能源鏈、核電能源鏈和水電能源鏈的溫室氣體排放系數(shù),并進(jìn)行了對(duì)比分析;Spadaro等[6]研究了水電工程生命周期溫室氣體排放;鄒治平等[7]研究了風(fēng)電原料制造、建設(shè)和運(yùn)行階段的溫室氣體排放;劉俊偉等[8]研究了秸稈直燃系統(tǒng)發(fā)電生命周期的溫室氣體排放;Jungbluth等[9]采用生命周期評(píng)價(jià)方法研究了瑞士太陽(yáng)能光伏的溫室氣體排放,等等。
本文將在分析主要發(fā)電技術(shù)生命周期溫室氣體排放系數(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合不同新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及規(guī)劃目標(biāo),比較不同類(lèi)型新能源對(duì)我國(guó)電力行業(yè)溫室氣體減排的貢獻(xiàn)潛力。
過(guò)程;(3) 核電,包括核電站建設(shè)所用鋼材、水泥、鋁、銅等材料生產(chǎn)過(guò)程,電站建設(shè)過(guò)程,鈾礦開(kāi)采及冶煉,乏燃料處理,運(yùn)輸過(guò)程,退役過(guò)程;(4) 風(fēng)電,包括風(fēng)機(jī)原材料(主要為鋼材)的生產(chǎn),原材料及風(fēng)機(jī)運(yùn)輸,風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)所用混凝土、鋼、鐵的生產(chǎn),施工機(jī)械,退役過(guò)程;(5) 生物質(zhì)能發(fā)電,包括農(nóng)作物種植和生物質(zhì)獲取,運(yùn)輸,系統(tǒng)設(shè)備制造,電廠(chǎng)建設(shè)所用建筑材料生產(chǎn),燃燒發(fā)電過(guò)程,設(shè)備回收?qǐng)?bào)廢階段,不考慮農(nóng)作物種植過(guò)程對(duì)CO2的吸收和秸稈燃燒排放的CO2;(6) 太陽(yáng)能光伏發(fā)電,包括多晶硅冶煉,太陽(yáng)能光伏組件生產(chǎn)、運(yùn)輸,太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠(chǎng)建設(shè)安裝,運(yùn)行維護(hù),設(shè)備回收?qǐng)?bào)廢階段。對(duì)不同電力能源生命周期消耗的鋼鐵、水泥、鋁、硅等原材料,只計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程的直接排放。 生命周期評(píng)價(jià)是一種系統(tǒng)性較強(qiáng),過(guò)程較復(fù)雜的計(jì)算方法。對(duì)任何一種發(fā)電技術(shù)的溫室氣體排放進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)和詳細(xì)核算都需要投入大量時(shí)間和精力。本文重點(diǎn)在于遵循生命周期評(píng)價(jià)方法,分析不同新能源發(fā)電技術(shù)替代火電的溫室氣體減排潛力,為此大量引用了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者已公開(kāi)發(fā)表的研究成果作為確定排放系數(shù)的基礎(chǔ)。同時(shí),為減少不確定性,盡量綜合選取邊界一致、結(jié)果較為適中、爭(zhēng)議較小的排放系數(shù)。
1 主要發(fā)電技術(shù)生命周期溫室氣體排放核算方法
生命周期評(píng)價(jià),是評(píng)價(jià)某種產(chǎn)品、工藝過(guò)程或活動(dòng),從原材料采集到產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售、使用、回收、養(yǎng)護(hù)、循環(huán)利用和最終處理整個(gè)生命周期系統(tǒng)有關(guān)的環(huán)境負(fù)荷的過(guò)程[10]。對(duì)于消費(fèi)過(guò)程中不排放溫室氣體的電力能源,以及消費(fèi)過(guò)程排放以外的溫室氣體排放,都可以采用生命周期評(píng)價(jià)方法,核算其整個(gè)生命周期的溫室氣體排放。 隨著生命周期評(píng)價(jià)在各行業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛,其方法體系也在不斷發(fā)展[11]。生命周期評(píng)價(jià)系統(tǒng)邊界的確定對(duì)溫室氣體排放系數(shù)的估算影響極大,為使研究結(jié)果具有可比性,應(yīng)盡量采用一致的系統(tǒng)邊界。本文中各電力能源生命周期評(píng)價(jià)系統(tǒng)邊界如下:(1) 火電,包括煤炭開(kāi)采、洗選、運(yùn)輸、自燃過(guò)程,火電廠(chǎng)建設(shè)所用鋼材、水泥等主要建材生產(chǎn)過(guò)程及設(shè)施建設(shè)安裝過(guò)程,燃料燃燒過(guò)程,電站退役過(guò)程;(2) 水電,包括水庫(kù)中CH4等溫室氣體排放,大壩建設(shè)所用鋼材、水泥等建材生產(chǎn)過(guò)程,施工機(jī)械,水力發(fā)電不能運(yùn)行期間所需外來(lái)電力能源,電站退役
2 主要發(fā)電技術(shù)生命周期溫室氣體排放系數(shù)
分析
本文以2008年為基準(zhǔn)年,計(jì)算各類(lèi)電力能源溫室氣體排放系數(shù)。對(duì)于引用參考文獻(xiàn)中計(jì)算年份不是2008年的數(shù)據(jù),本文考慮技術(shù)進(jìn)步和能耗降低隨時(shí)間變化的影響,將各類(lèi)發(fā)電技術(shù)溫室氣體排放系數(shù)折算為2008年水平,使結(jié)果具有可比性。2.1 火電
[12] 采用《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》
給定的各類(lèi)燃料缺省排放系數(shù),以及《中國(guó)能源統(tǒng)
[13]
計(jì)年鑒2009》中火電消耗的各類(lèi)能源實(shí)物量,計(jì)
算得出火力發(fā)電溫室氣體排放總量,再根據(jù)火力發(fā)電量總量,計(jì)算得出中國(guó)火電行業(yè)運(yùn)行(燃燒)過(guò)
溫 室 氣 體 排 放
50氣候變化研究進(jìn)展 2012年
程溫室氣體①綜合排放系數(shù)為1036.8 g/(kW?h),變化區(qū)間為931.6~1189.8 g/(kW?h)。
綜合馬忠海[5]、狄向華等[14]、Spadaro等[6]、鄭楚光[15]、特倫布萊等[16]的研究成果,估算中國(guó)火電生命周期的溫室氣體排放系數(shù)為1188.8 g/(kW?h),變化區(qū)間為1083.7~1341.9 g/(kW?h)。2.2 水電
水庫(kù)中溫室氣體的來(lái)源有多種途徑,排放量受多種因素的影響,主要包括土壤質(zhì)地、水庫(kù)庫(kù)齡、水深、水位等水庫(kù)特征,以及氣候、水體pH值、植被生長(zhǎng)狀況、庫(kù)區(qū)清理程度等。目前國(guó)際上對(duì)水庫(kù)溫室氣體排放的爭(zhēng)議很大,觀測(cè)排放差異也極大,還有一些學(xué)者認(rèn)為,水庫(kù)在一段時(shí)間內(nèi)作為“源”和“匯”可以達(dá)到平衡,即凈排放為零[17]。
本研究采用CDM核算方法[18]給定的排放系數(shù),對(duì)水電溫室氣體排放進(jìn)行核算,并只考慮水電站建設(shè)增加的水面所帶來(lái)的溫室氣體排放。參考中國(guó)典型水電站的功率密度以及發(fā)電量[5],結(jié)合Gagnon等[17]對(duì)北半球水庫(kù)溫室氣體排放的研究結(jié)果,確定水庫(kù)溫室氣體排放系數(shù)變化區(qū)間為15.0~23.6 g/(kW?h)。
根據(jù)Spadaro等[6]、鄭楚光[15]、馬忠海[5]、鄒治平等[19]、特倫布萊等[16]的研究成果,估算水電工程生命周期溫室氣體排放系數(shù)為3.5~8.0 g/(kW?h)。 綜合以上分析,估算中國(guó)水電生命周期溫室氣體排放系數(shù)變化區(qū)間為18.5~31.6 g/(kW?h)。2.3 核電
根據(jù)馬忠海[5]、Spadaro等[6]、鄭楚光[15]、特倫布萊等[16]的研究成果,確定核電生命周期溫室氣體排
放系數(shù)變化區(qū)間為7.0~13.0 g/(kW?h)。2.4 風(fēng)電
一般認(rèn)為風(fēng)電生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)排放任何溫室氣體。根據(jù)鄒治平等[7]、Schleisner[20]、Spadaro等[6]的研究成果,采用內(nèi)陸風(fēng)電的排放系數(shù),,確定風(fēng)電生命周期溫室氣體排放系數(shù)變化區(qū)間為6.0~9.0 g/(kW?h)。
2.5 生物質(zhì)能發(fā)電
采用生命周期評(píng)價(jià)對(duì)秸稈直燃發(fā)電溫室氣體排放進(jìn)行分析,參考林琳等[21]、馮超等[22]、劉俊偉等[8]的研究,估算生物質(zhì)直燃發(fā)電系統(tǒng)的生命周期溫室氣體排放系數(shù)變化區(qū)間為210.0~260.0 g/(kW?h)。2.6 太陽(yáng)能光伏發(fā)電
目前太陽(yáng)能光伏發(fā)電在國(guó)內(nèi)尚未大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用,針對(duì)太陽(yáng)能的生命周期評(píng)價(jià)研究也較少,國(guó)內(nèi)只有少量對(duì)光伏電池組件的生命周期評(píng)價(jià)研究,尚未發(fā)現(xiàn)針對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電生命周期的研究,因此本文根據(jù)Asakura等[23]、Jungbluth等[9]的國(guó)外相關(guān)研究成果,估算太陽(yáng)能光伏發(fā)電生命周期溫室氣體排放系數(shù)變化區(qū)間為20.0~40.0 g/(kW?h)。2.7 對(duì)比分析
根據(jù)以上分析,將不同發(fā)電技術(shù)生命周期溫室氣體排放系數(shù)進(jìn)行匯總,結(jié)果見(jiàn)表1?梢钥闯觯紤]生命周期排放以后,所有發(fā)電技術(shù)都有不同程度的溫室氣體排放,大致可以分為3個(gè)級(jí)別:火電由于以燃煤為主,排放系數(shù)最大,且與其他電力能源有著數(shù)量級(jí)的差距;生物質(zhì)能排放居中,低于火電
表1 不同發(fā)電技術(shù)生命周期溫室氣體排放系數(shù)對(duì)比
Table 1 Life cycle GHG emission coefficients for different power generation technologies
①本文排放系數(shù)和減排量單位中溫室氣體均換算成CO2當(dāng)量。
1期劉勝?gòu)?qiáng),等:中國(guó)新能源發(fā)電生命周期溫室氣體減排潛力比較和分析
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但遠(yuǎn)高于其他類(lèi)型新能源;水電、核電、風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電排放都較小?梢钥闯觯鄬(duì)于化石燃料燃燒排放來(lái)說(shuō),新能源發(fā)電生命周期排放系數(shù)要小得多,即使不是“零排放”,也屬于絕對(duì)的“低排放”電力類(lèi)型。
到3.8億kW,核電裝機(jī)達(dá)到8600 kW,風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到1.5億kW,生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到3000萬(wàn)kW,太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)達(dá)到2000萬(wàn)kW。然而,受日本福島核電站放射性物質(zhì)泄漏事故影響,核電發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)可能會(huì)有較大調(diào)整,但目前尚無(wú)定論,因此本研究仍以8600 kW作為2020年核電發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。
以2008年為基準(zhǔn)年,如果只考慮各類(lèi)發(fā)電技術(shù)運(yùn)行過(guò)程的溫室氣體排放,則簡(jiǎn)單認(rèn)為各類(lèi)新能源發(fā)電是“零排放”,而火電的溫室氣體排放也只考慮發(fā)電運(yùn)行過(guò)程,采用發(fā)電過(guò)程運(yùn)行燃燒排放系數(shù),計(jì)算當(dāng)實(shí)現(xiàn)2020年規(guī)劃目標(biāo)后的減排潛力為14.84~18.95億t/a(表2)。
仍以2008年為基準(zhǔn)年,采用生命周期溫室氣體排放系數(shù),計(jì)算當(dāng)實(shí)現(xiàn)2020年規(guī)劃目標(biāo)后,以新能源新增裝機(jī)發(fā)電等量替代火電時(shí),對(duì)溫室氣體減排的貢獻(xiàn)約為16.90~20.84億t/a(表2)?梢(jiàn),考慮生命周期排放后,所估算的新能源發(fā)電技術(shù)替代傳統(tǒng)火電的減排總量將上升10%~14%。
由表2可以看出,與發(fā)展傳統(tǒng)火電相比,大力發(fā)展新能源發(fā)電可以獲得巨大的溫室氣體減排量,其中核電和水電新增發(fā)電量最大,減排貢獻(xiàn)量也最大,是未來(lái)一段時(shí)間我國(guó)電力行業(yè)結(jié)構(gòu)性溫室氣體減排的根本;風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電也
3 主要發(fā)電技術(shù)生命周期溫室氣體減排潛力分析
在分析不同發(fā)電技術(shù)生命周期溫室氣體排放的基礎(chǔ)上,計(jì)算各類(lèi)新能源發(fā)電技術(shù)替代傳統(tǒng)火力發(fā)電的減排潛力更具科學(xué)性和準(zhǔn)確性。
根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)《可再生能源中長(zhǎng)
[24]
期發(fā)展規(guī)劃》(2007年),到2020年,我國(guó)水電、
風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模將分別達(dá)到3億kW、3000萬(wàn)kW、3000萬(wàn)kW、180
[25]萬(wàn)kW。根據(jù)《國(guó)家核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》(2007年),
我國(guó)2020年核電發(fā)展目標(biāo)運(yùn)行裝機(jī)容量爭(zhēng)取達(dá)到4000萬(wàn)kW。
但是,近幾年我國(guó)新能源發(fā)展迅速,原有的規(guī)劃目標(biāo)已經(jīng)落后于各類(lèi)新能源實(shí)際發(fā)展速度,目前我國(guó)《新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》已經(jīng)通過(guò)審批,各類(lèi)新能源規(guī)劃目標(biāo)已經(jīng)基本確定,初步計(jì)劃各類(lèi)新能源發(fā)電發(fā)展目標(biāo)如下[26]:到2020年,水電裝機(jī)達(dá)
表2 新能源發(fā)電替代傳統(tǒng)火電對(duì)溫室氣體減排的貢獻(xiàn)
Table 2 Contribution to GHG emissions reduction of new energy power generation substituting for traditional coal-fired power generation
注:各類(lèi)發(fā)電技術(shù)新增發(fā)電量根據(jù)新增裝機(jī)規(guī)模與年有效運(yùn)行時(shí)間相乘得出,年有效運(yùn)行時(shí)間根據(jù)2008年裝機(jī)容量和發(fā)電量計(jì)算得出;水電、核電、風(fēng)電2008年數(shù)據(jù)來(lái)自文獻(xiàn)[27];生物質(zhì)能發(fā)電與太陽(yáng)能光伏發(fā)電2008年數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[28]。
溫 室 氣 體 排 放
52氣候變化研究進(jìn)展 2012年
可以獲得相當(dāng)數(shù)量的溫室氣體減排量,是實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)溫室氣體減排的重要補(bǔ)充。
除生物質(zhì)能發(fā)電以外,考慮生命周期排放會(huì)使新能源發(fā)電的溫室氣體減排效果更為顯著,原因是煤炭開(kāi)采以及自燃過(guò)程會(huì)排放較多的CH4和CO2,而其他新能源生命周期過(guò)程中基本不存在此類(lèi)排放,導(dǎo)致火電除了運(yùn)行過(guò)程溫室氣體排放量大以外,整個(gè)生命周期過(guò)程其余環(huán)節(jié)的溫室氣體排放也比新能源發(fā)電要高。由于生物質(zhì)能發(fā)電生命周期溫室氣體排放比其他新能源發(fā)電都高,因此考慮生命周期排放以后其減排比例相對(duì)降低。核電和風(fēng)電減排比例略微提高,水電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電減排貢獻(xiàn)比例基本無(wú)變化。
水平隨時(shí)間提高,溫室氣體排放系數(shù)會(huì)不斷下降,也會(huì)導(dǎo)致不確定性。
(4) 數(shù)據(jù)二次引用。本研究大量引用了已有研究成果。不同研究人員的研究水平、時(shí)間、范圍、目的不同,研究成果也存在一定的差異。雖然本研究根據(jù)不同專(zhuān)家研究成果對(duì)各類(lèi)電力能源溫室氣體排放系數(shù)進(jìn)行了校準(zhǔn)與核查,但仍不可避免地存在誤差。
5 結(jié) 論
從生命周期的角度分析,盡管相對(duì)于傳統(tǒng)火電來(lái)說(shuō),水電、核電、風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)溫室氣體排放系數(shù)比傳統(tǒng)火電要小得多,但并不是絕對(duì)的“零排放”,而是“低排放”電力類(lèi)型。各類(lèi)新能源發(fā)電技術(shù)中,核電和風(fēng)電生命周期溫室氣體排放最小,水電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電居中,生物質(zhì)能發(fā)電相對(duì)較大。
由于煤炭開(kāi)采以及自燃過(guò)程溫室氣體排放較多,考慮生命周期排放以后,新能源發(fā)電替代火電的溫室氣體減排效果更為顯著。調(diào)整電力結(jié)構(gòu),提高新能源發(fā)電比重,對(duì)溫室氣體減排貢獻(xiàn)巨大,減排潛力主要取決于各類(lèi)電力溫室氣體排放系數(shù)和規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)。
生命周期分析方法除了用于核算新能源發(fā)電技術(shù)的溫室氣體排放以外,還可以評(píng)價(jià)新能源發(fā)電的環(huán)境影響,例如水電對(duì)生態(tài)和移民的影響、核電發(fā)生核泄漏的風(fēng)險(xiǎn)、風(fēng)電對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)飛行的影響、太陽(yáng)能電池原料多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中排放的四氯化硅對(duì)人類(lèi)健康的危害等[29]。未來(lái)電力行業(yè)溫室氣體減排政策及新能源發(fā)展規(guī)劃制訂過(guò)程中,也應(yīng)遵循生命周期分析方法,綜合考察新能源發(fā)電技術(shù)的成本、溫室氣體減排潛力和環(huán)境影響等。
參考文獻(xiàn)
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4 不確定性分析
本研究的不確定性主要來(lái)自于統(tǒng)計(jì)和核算過(guò)程中的方法選擇、排放系數(shù)選擇、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)引用等方面。
(1) 方法選擇!2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》提供的方法2和方法3精確度相對(duì)較高,但受我國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和研究水平的限制,本文只采用了方法1進(jìn)行核算。關(guān)于水庫(kù)建設(shè)是否增加溫室氣體排放問(wèn)題,目前在學(xué)術(shù)界還存在較大的爭(zhēng)議,本研究所采用的CDM排放參數(shù)也一直在不斷修訂過(guò)程中,其準(zhǔn)確性和精度還有待時(shí)間的驗(yàn)證。生命周期評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究邊界(生命周期范疇)的確定也會(huì)產(chǎn)生較大的不確定性。
(2) 排放系數(shù)和發(fā)熱值選擇。礦物燃料燃燒的溫室氣體排放系數(shù)取決于燃料的含碳量,同時(shí)也取決于燃燒過(guò)程是否完全,不完全燃燒會(huì)導(dǎo)致部分碳?xì)埩粼跓焿m和灰燼中。一般來(lái)說(shuō)油和氣的缺省排放系數(shù)普遍被認(rèn)為比較精確,而煤炭氧化程度取決于燃燒條件,可能有幾個(gè)百分點(diǎn)的變化。此外,燃料發(fā)熱值的變化也會(huì)帶來(lái)不確定性。
(3) 活動(dòng)水平數(shù)據(jù)選擇。本研究采用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可能存在系統(tǒng)誤差和偶然誤差,逐級(jí)上報(bào)過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)的校正和處理也會(huì)增加結(jié)果的不確定性。此外,鋼鐵、水泥等原材料生產(chǎn)、采掘、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程能效
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