基于生命周期分析的风电场GHGs减排效益
发布时间：2021-10-05 07:34
风电设备生产及风电场建设产生的环境影响备受关注.本研究以中国东南沿海城市某100 MW陆上风电场为例,基于生命周期评价方法,对其风机产品生产制造、运输、风电配套设施建设和运营维护等阶段的环境影响（以温室气体为归一化度量指标）进行了量化分析.研究结果表明,该风电场生命周期温室气体排放总量约为90 000 t （以CO2当量计,排放强度为17. 8 g/（kW·h））.其中,生产制造阶段占比最大（67. 8%）,其次为建设施工阶段（19. 2%）.与其他能源发电方式对比表明,风电温室气体排放强度明显高于水电（以CO2当量计,约3. 5 g/（kW·h））,但与光伏发电（以CO2当量计,约50 g/（kW·h））、生物质（以CO2当量计,约200 g/（kW·h））和火力（以CO2当量计,约800 g/（kW·h））等能源方式相比,减排效益显著.
【文章来源】：深圳大学学报(理工版). 2020,37(06)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
风电场LCA系统边界
生产制造阶段的GHGs排放包括风机生产排放、配电站及输电设施生产排放．风电场总装机容量100 MW，共安装50台单机容量为2 MW的风电机组，其构成包括转子(50 t)、机舱(61 t)和塔架(255 t)．由于风电机组部件的专有性质，其生产制造涉及一系列先进技术工艺以及设备装置，技术手册并没有提供所有部件的材料构成比例．因此，本研究基于SMOUCHA等[13-14]的风力发电LCA研究，对风电机组部件的主要材料构成进行推断分析，该风电场单台2 MW风机材料构成如图2．除风机外，风电场还包括变压器、电缆、杆塔架、避雷器和配电柜等电气设备(配电站及输电设施主要材料清单:塑料0.01 t、锌0.02 t、聚乙烯0.57 t、环氧树脂2.70 t、铝37.62 t、铜53.79 t、钢1 306.76 t).风电场设备构件生产过程中产生的GHGs可根据材料的GHGs排放系数和材料的消耗量进行计算．生产制造阶段GHGs排放量测算公式为
生产制造阶段是风电场生命周期内GHGs主要排放环节，主要原因在于风电机组、变压器、配电柜、电力电缆等电力设备的生产过程中，需要消耗大量的铜、钢和铝等排放强度高相对较高的资源．风电场生产制造阶段GHGs排放如图4，风电机组物资(含转子、机舱及塔架)生产的GHGs在该阶段占比最大，达55 900 t (以CO2当量计)，约占生产阶段GHGs排放量的91%;配电站及输电设施物资的生产排放为5 360 t (8.8%，以CO2当量计)．本风电场案列选用较大功率的2 MW风机，其GHGs排放总量一般随着风机额定功率的增加而增加[13]．此外，在风电机组中塔架生产环节的GHGs排放(42 710 t，以CO2当量计)明显高于其他部件生产环节的GHGs排放，占生产阶段排放的69.7%，如图4．风机的塔架由钢材制成，其制造需要消耗大量的钢材．图4 风电场生产制造阶段GHGs排放
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国风电开发利用的生态和气候环境效应研究建议[J]. 朱蓉,石文辉,王阳,王伟胜,黄其励. 中国工程科学. 2018(03)
[2]风电场对环境的影响研究进展[J]. 李国庆,李晓兵. 地理科学进展. 2016(08)
[3]基于混合生命周期分析的我国海上风电场能耗及温室气体排放研究[J]. 杨举华,张力小,王长波,蔡宴朋,郝岩. 环境科学学报. 2017(02)
[4]中国核电能源链的生命周期温室气体排放研究[J]. 姜子英,潘自强,邢江,於凡. 中国环境科学. 2015(11)
[5]中国发电行业生命周期温室气体减排潜力及成本分析[J]. 廖夏伟,谭清良,张雯,马晓明,计军平. 北京大学学报(自然科学版). 2013(05)
[6]基于全生命周期评价方法的风电环境效益测算——以内蒙古某风电场为例[J]. 王晓天. 科技管理研究. 2012(18)
[7]风电场对气候变化影响研究进展[J]. 赵宗慈,罗勇,江滢. 气候变化研究进展. 2011(06)
本文编号：3419282
【文章来源】：深圳大学学报(理工版). 2020,37(06)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
风电场LCA系统边界
生产制造阶段的GHGs排放包括风机生产排放、配电站及输电设施生产排放．风电场总装机容量100 MW，共安装50台单机容量为2 MW的风电机组，其构成包括转子(50 t)、机舱(61 t)和塔架(255 t)．由于风电机组部件的专有性质，其生产制造涉及一系列先进技术工艺以及设备装置，技术手册并没有提供所有部件的材料构成比例．因此，本研究基于SMOUCHA等[13-14]的风力发电LCA研究，对风电机组部件的主要材料构成进行推断分析，该风电场单台2 MW风机材料构成如图2．除风机外，风电场还包括变压器、电缆、杆塔架、避雷器和配电柜等电气设备(配电站及输电设施主要材料清单:塑料0.01 t、锌0.02 t、聚乙烯0.57 t、环氧树脂2.70 t、铝37.62 t、铜53.79 t、钢1 306.76 t).风电场设备构件生产过程中产生的GHGs可根据材料的GHGs排放系数和材料的消耗量进行计算．生产制造阶段GHGs排放量测算公式为
生产制造阶段是风电场生命周期内GHGs主要排放环节，主要原因在于风电机组、变压器、配电柜、电力电缆等电力设备的生产过程中，需要消耗大量的铜、钢和铝等排放强度高相对较高的资源．风电场生产制造阶段GHGs排放如图4，风电机组物资(含转子、机舱及塔架)生产的GHGs在该阶段占比最大，达55 900 t (以CO2当量计)，约占生产阶段GHGs排放量的91%;配电站及输电设施物资的生产排放为5 360 t (8.8%，以CO2当量计)．本风电场案列选用较大功率的2 MW风机，其GHGs排放总量一般随着风机额定功率的增加而增加[13]．此外，在风电机组中塔架生产环节的GHGs排放(42 710 t，以CO2当量计)明显高于其他部件生产环节的GHGs排放，占生产阶段排放的69.7%，如图4．风机的塔架由钢材制成，其制造需要消耗大量的钢材．图4 风电场生产制造阶段GHGs排放
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国风电开发利用的生态和气候环境效应研究建议[J]. 朱蓉,石文辉,王阳,王伟胜,黄其励. 中国工程科学. 2018(03)
[2]风电场对环境的影响研究进展[J]. 李国庆,李晓兵. 地理科学进展. 2016(08)
[3]基于混合生命周期分析的我国海上风电场能耗及温室气体排放研究[J]. 杨举华,张力小,王长波,蔡宴朋,郝岩. 环境科学学报. 2017(02)
[4]中国核电能源链的生命周期温室气体排放研究[J]. 姜子英,潘自强,邢江,於凡. 中国环境科学. 2015(11)
[5]中国发电行业生命周期温室气体减排潜力及成本分析[J]. 廖夏伟,谭清良,张雯,马晓明,计军平. 北京大学学报(自然科学版). 2013(05)
[6]基于全生命周期评价方法的风电环境效益测算——以内蒙古某风电场为例[J]. 王晓天. 科技管理研究. 2012(18)
[7]风电场对气候变化影响研究进展[J]. 赵宗慈,罗勇,江滢. 气候变化研究进展. 2011(06)
本文编号：3419282
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