风电场运行的碳排放和能耗研究

发布时间：2020-04-01 06:51

【摘要】：为应对全球气候变暖问题,顺应低碳经济发展趋势,各国正在大力发展清洁能源,碳减排已经成为各国的关注重点。以火力发电为主的电力行业已经成为中国最大的CO_2排放源,因此大力发展清洁能源,是我国电力行业节能减排的必由之路。风能作为一种清洁能源,对控制大气污染和实现节能降耗具有重要意义。然而,从风电场运行的全过程来看,风能并不是完全意义上的清洁能源。风机生产与运输、风电场基础建设、运营维护和废弃处置过程中,均会造成能源消耗和CO_2排放,进而对环境产生影响。因此,为全面分析风电场运行全过程的CO_2排放和能源消耗情况,本研究采用系统动力学方法,构建风电场运行CO_2排放和能耗系统动力学模型,进行模拟计算及不确定性分析,为风电场节能减排提供依据。本研究使用Vensim DSS软件对建立的风电场运行全过程CO_2排放和能源消耗系统动力学模型进行模拟预测和不确定性分析,结果显示风电场的CO_2排放总量、能耗总量、CO_2排放强度、能耗强度、能源回报比和能量回收期分别为89352 t、556.37 TJ、11.26gCO_2/kWh、0.0701 MJ/kWh、51.32和1.51年。风机生产与运输阶段、基础建设阶段、运营维护阶段和废弃处置阶段CO_2排放占比分别为89.62%、43.86%、12.75%和-46.24%,能耗占比分别为113.95%、68.60%、6.17%和-88.72%。造成CO_2排放和能耗量巨大的主要原因是风电场运行全过程中材料的消耗量大,其中风机生产与运输阶段的CO_2排放和能耗占比最大,废弃处置阶段的资源回收对于CO_2排放和能量消耗具有抑制作用。与相同发电量的火电厂相比,风电场能够减少CO_2排放660.5万吨。通过不确定性分析可知,提升风电场突发事件反应能力和机组检修效率来提高风电场年有效发电时长;改进生产工艺,降低材料的CO_2排放系数和能耗系数;优化风电场建造技术,降低风电场的材料消耗量,以及采用更加合理的处理处置方式,提高可回收材料的回收率均能够显著降低CO_2排放总量和能耗总量,是促进风电场节能减排、使风电成为更加清洁的能源行之有效的方法。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM614;X322

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本文编号：2610114