昨天和大家分享了太陽能熱發(fā)電系列的第十七部分：儲能時長和度電成本

今天和大家分享第十八部分：太陽能熱發(fā)電站全生命周期碳排放

生命周期評估（Life Cycle Assessment，簡稱 LCA）是一項重要環(huán)境管理工具。

據(jù) MBA 智庫據(jù) . 百 科詞條，生命周期是指某一產(chǎn)品（或服務(wù)）從取得原材料，經(jīng)生產(chǎn)、使用直至廢棄的整個過程，即從搖籃到墳?zāi)沟倪^程。

按 ISO14040 的定義，生命周期評估是用于評估與某一產(chǎn)品（或服務(wù)）相關(guān)的環(huán)境因素和潛在影響的方法，它是通過編制某一系統(tǒng)相關(guān)投入與產(chǎn)出的清單記錄，評估與這些投入、產(chǎn)出有關(guān)的潛在環(huán)境影響，根據(jù)生命周期評估研究的目標(biāo)解釋清單記錄和環(huán)境影響的分析結(jié)果來進(jìn)行的。

為確保我國實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，生命周期全過程的碳排放核算至關(guān)重要。?

2021 年，西班牙萊里達(dá)大學(xué)聯(lián)合西班牙 Abengoa Energia 公司（開發(fā)建設(shè)并運(yùn)營全球較多的太陽能光熱電站的企業(yè)）對塔式太陽能熱發(fā)電站（帶儲熱和不帶儲熱兩種配置）進(jìn)行了全生命周期分析 。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：帶 17.5 小時儲能的 110MW 塔式太陽能光熱電站全生命周期（30 年）每千瓦時凈發(fā)電量的 氣候變化指標(biāo)為 9.8 gCO2 當(dāng)量 /kWh。在研究中，案例電站容量為 110MW，運(yùn)行壽命按照 30 年，以能夠提供基礎(chǔ)負(fù)荷的配置設(shè)計，其中 帶儲能的電站儲能時長為 17.5 小時。功能單位為“并網(wǎng) 1 度電”，包括塔式光熱電站的全部部件，評估 了從建設(shè)、運(yùn)行到拆除全周期的環(huán)境影響。

全生命周期評估的塔式太陽能熱發(fā)電站特征：

帶（左）和不帶（右）儲能系統(tǒng)的塔式光熱電站設(shè)備配置：

兩座塔式電站在制造階段的清單數(shù)據(jù)被分為 9 組，包括：鏡場區(qū)、吸熱器系統(tǒng)、塔、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、 儲熱 & 傳熱流體系統(tǒng)、基礎(chǔ)及輔助建筑、接線、管道（吸熱器系統(tǒng)管道以外的）。

帶有 17.5 小時儲熱以及不帶儲熱的容量 110MW 塔式電站制造清單中使用的材料和重量：

兩座被分析塔式電站運(yùn)行中的水電消費量：

通過對兩個塔式電站全生命周期的評估分析（其中沒有配置儲熱系統(tǒng)的作為參考，另一個配置了儲熱系統(tǒng)），研究對比發(fā)現(xiàn)：帶有儲熱的光熱電站比不帶儲熱的光熱電站環(huán)境影響更小，使用 ReCiPe 指標(biāo)評估每千瓦時凈發(fā)電量的總影響時，無儲能的塔式電站多產(chǎn)生了 46% 的影響。當(dāng)考慮每千瓦時凈發(fā)電量的氣候變化指標(biāo)時，帶儲能的塔式電站的環(huán)境影響為 9.8 gCO2 當(dāng)量 /kWh，沒有儲能的塔式電站的環(huán)境影響為 31 gCO2 當(dāng)量 /kWh。

IPCC 方法 4：每千瓦時凈發(fā)電量 GW20a 指標(biāo)

（a）總體影響；（b）制造階段和運(yùn)營階段的影響

研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)營階段的影響決定了兩個電站之間的環(huán)境影響差異，并且這可以歸因于沒有儲能的塔式電站所需的用電量源于電網(wǎng)。

電站系統(tǒng)中產(chǎn)生更大影響的是聚光場、傳熱和儲熱流體系統(tǒng)。但是當(dāng)使用 ReCiPe 指標(biāo)時，接線的環(huán)境影響也較突出；而當(dāng)使用氣候變化指標(biāo)時，必須考慮集熱塔自身。?

對于無論是否有儲熱的太陽能熱發(fā)電站來說，在聚光場組成部件中，產(chǎn)生環(huán)境影響最高的是定日鏡金屬支架（無論是 ReCiPe 指標(biāo)還是 IPCC 指標(biāo)），其次是混凝土基礎(chǔ)。

盡管如此，如果采用氣候變化指標(biāo)，混凝土基礎(chǔ)的影響更大；如果采用 ReCiPe 指標(biāo)，金屬部件的影響較多。在傳熱介質(zhì)和儲熱系統(tǒng)（HTF& TES system）組成部件中，硝酸鹽產(chǎn)生的影響最大。Ecoinvent 數(shù)據(jù)庫中包含的硝酸鹽來自礦山或通過化學(xué)反應(yīng)合成。當(dāng)鹽的類型改變時，硝酸鹽對太陽能熱發(fā)電站 LCA 的影響也會發(fā)生變化。影響最小的鹽是那些從礦山（比使用合成產(chǎn)品低 20％）提取的。?

研究總結(jié)指出，儲能對于太陽能光熱電站至關(guān)重要，這不僅能夠確保電力的可調(diào)度性，而且能夠減少其全生命周期對環(huán)境的影響。

太陽能熱發(fā)電系列的第十八部分的內(nèi)容就分享到這里，明天和大家分享第十九部分的內(nèi)容：太陽能熱發(fā)電發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及對策

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