Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Смотрите также: Интенсивность выбросов

Измерение выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла включает расчет потенциала глобального потепления источников энергии на основе оценки жизненного цикла . Обычно это источники только электрической энергии, но иногда оцениваются источники тепла. [1] Результаты представлены в единицах потенциала глобального потепления на единицу электроэнергии, произведенной этим источником. В шкале используется единица измерения потенциала глобального потепления, эквивалент двуокиси углерода ( CO
2д), а единица измерения электрической энергии - киловатт-час (кВтч). Цель таких оценок - охватить весь срок службы источника, от добычи материалов и топлива до строительства и эксплуатации и удаления отходов.

В 2014 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата согласовала эквивалент двуокиси углерода ( CO
2e) данные об основных источниках производства электроэнергии, используемых во всем мире. Это было сделано путем анализа результатов сотен отдельных научных работ, посвященных оценке каждого источника энергии. [2] Уголь , безусловно, является наихудшим источником выбросов , за ним следует природный газ , а солнечная энергия, ветер и атомная энергия - все с низким содержанием углерода. Гидроэнергетика, биомасса, геотермальная энергия и энергия океана, как правило, могут быть низкоуглеродными, но плохая конструкция или другие факторы могут привести к более высоким выбросам от отдельных электростанций.

Для всех технологий повышение эффективности и, следовательно, сокращение выбросов CO
2е с момента публикации не включались. Например, общие выбросы в течение жизненного цикла от ветроэнергетики могут снизиться с момента публикации. Аналогичным образом , из - за временные рамки , над которыми были проведены исследования, ядерный реактор Поколения II «с СО
2Представлены результаты, а не потенциал глобального потепления реакторов поколения III . Другие ограничения данных включают: а) отсутствующие фазы жизненного цикла и б) неопределенность в отношении того, где определить точку отсечения в потенциале глобального потепления источника энергии. Последнее важно при оценке объединенной электрической сети в реальном мире, а не в установившейся практике простой оценки источника энергии по отдельности.

2014 IPCC, Потенциал глобального потепления отдельных источников электроэнергии [ править ]

Эквивалент CO 2 жизненного цикла (включая эффект альбедо ) от выбранных технологий электроснабжения. [3] [4] Упорядочено по убыванию медианы (г CO
2экв / кВтч) значения.
ТехнологииМин.МедианаМаксимум.
В настоящее время коммерчески доступные технологии
Уголь - ПК740820910
Газ - комбинированный цикл410490650
Биомасса - посвященная130230420
Солнечные фотоэлектрические системы - шкала коммунальных услуг1848180
Солнечные фотоэлектрические панели - на крыше2641 год60
Геотермальный6.03879
Концентрированная солнечная энергия8,82763
Гидроэнергетика1.0242200 1
Wind Offshore8.01235 год
Ядерная3,712110
Ветер на берегу7.01156
Докоммерческие технологии
Океан ( приливы и волны )5,61728

1 см. Также воздействие водохранилищ на окружающую среду # Парниковые газы .

Пример разрушения жизненного цикла ядер [ править ]

На следующей диаграмме показана структура реальной атомной электростанции Vattenfall в Швеции на основе их экологической декларации продукции . [5]

Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода [ править ]

С 2020 года вопрос о том, может ли биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода быть углеродно-нейтральной или углеродно-отрицательной, ведется и остается спорным. [6]

Исследования после последнего отчета МГЭИК [ править ]

Отдельные исследования показывают широкий диапазон оценок источников топлива, основанных на различных используемых методологиях. Те, кто находится на нижнем уровне, как правило, не учитывают части жизненного цикла в своем анализе, в то время как те, кто находится на верхнем уровне, часто делают нереалистичные предположения о количестве энергии, используемой в некоторых частях жизненного цикла. [7]

Турция одобрила строительство Afşin-Elbistan C , [8] которое при более чем 5400 г CO2-экв / кВтч будет намного менее углеродоэффективным, чем что-либо в этом списке. [примечание 1]

Со времени исследования IPCC в 2014 году было обнаружено, что некоторые геотермальные источники выделяют CO2, например, некоторые геотермальные источники энергии в Италии : дальнейшие исследования продолжаются в 2020-х годах. [10]

Энергетические технологии океана (приливные и волновые) являются относительно новыми, и по ним было проведено мало исследований. Основная проблема имеющихся исследований заключается в том, что они, по-видимому, недооценивают воздействие технического обслуживания, которое может быть значительным. Оценка около 180 океанских технологий показала, что ПГП океанических технологий варьируется от 15 до 105 гCO2экв / кВтч, в среднем 53 гCO2экв / кВтч. [11] В предварительном предварительном исследовании, опубликованном в 2020 году, влияние технологий подводных воздушных змеев на окружающую среду ПГП варьировалось от 15 до 37 со средним значением 23,8 г CO2-экв / кВт · ч), [12] что немного выше, чем сообщалось. в упомянутом ранее исследовании ПГП МГЭИК 2014 г. (от 5,6 до 28, при среднем значении 17 г CO2-экв / кВтч).

Точки отсечения расчетов и оценки того, как долго растения живут [ править ]

Поскольку большинство выбросов от ветра, солнца и ядерной энергии не происходит во время эксплуатации, если они эксплуатируются дольше и производят больше электроэнергии в течение своего срока службы, выбросы на единицу энергии будут меньше. Поэтому их время жизни актуально.

По оценкам, ветряные фермы прослужат 30 лет: [13] после этого необходимо будет принимать во внимание выбросы углерода в результате модернизации . Солнечные панели 2010-х годов могут иметь аналогичный срок службы, однако, как долго прослужат солнечные панели 2020-х годов (например, перовскит), пока не известно. [14] Некоторые атомные станции могут использоваться в течение 80 лет, [15] но другие, возможно, придется списать раньше по соображениям безопасности. [16] Ожидается, что к 2020 году более половины мировых атомных станций будут запрашивать продление лицензий [17], и были призывы к тому, чтобы эти продления были более тщательно изучены в рамках Конвенции об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте .[18]

Некоторые угольные электростанции могут проработать 50 лет, а другие могут быть остановлены через 20 лет [19] или меньше. [20] Согласно одному исследованию 2019 года, учитывающему временную стоимость выбросов ПГ с технико-экономической оценкой, значительно увеличиваются выбросы в течение жизненного цикла от углеродоемких видов топлива, таких как уголь. [21]

Выбросы в течение жизненного цикла от отопления [ править ]

При отоплении жилых помещений почти во всех странах выбросы от печей на природном газе больше, чем от тепловых насосов. [22] Но в некоторых странах, таких как Великобритания, в 2020-х годах продолжаются дебаты о том, лучше ли заменить природный газ, используемый в центральном отоплении жилых домов, на водород , или использовать тепловые насосы, а в некоторых случаях и другие. центральное отопление . [23]

Разногласия по поводу использования мостового топлива для природного газа [ править ]

Смотрите также: Энергетическая политика Китая и Энергетика Индии

Начиная с 2020 года вопрос о том, следует ли использовать природный газ в качестве «моста» от угля и нефти к низкоуглеродной энергии, обсуждается в странах с угольной экономикой, таких как Индия и Китай. [24]

Отсутствуют фазы жизненного цикла [ править ]

См. Также: Электрическая сеть

Хотя оценки жизненного цикла каждого источника энергии должны пытаться охватить полный жизненный цикл источника от колыбели до могилы, они обычно ограничиваются этапами строительства и эксплуатации. Наиболее тщательно изученными этапами являются этапы добычи материалов и топлива, строительства, эксплуатации и обращения с отходами. Однако для ряда источников энергии существуют недостающие фазы жизненного цикла [25] . Иногда оценки неодинаково, а иногда и непоследовательно включают в себя потенциал глобального потепления, который возникает в результате вывода из эксплуатации объекта энергоснабжения, когда он достигает расчетного срока службы. Это включает в себя потенциал глобального потепления, связанный с возвратом объекта электроснабжения в состояние с нуля . Например, процесс гидроэлектростанции Удаление плотины обычно исключается, так как это редкая практика, по которой имеется мало практических данных. Однако удаление плотин становится все более распространенным явлением с возрастом плотин. [26] Большие плотины, таких как плотины Гувера и плотины Три ущелья , предназначены для последнего «навсегда» с помощью технического обслуживания, период , который не количественно. [27] Поэтому оценки вывода из эксплуатации для некоторых источников энергии обычно не включаются, в то время как другие источники энергии включают в свои оценки этап вывода из эксплуатации.

Наряду с другими известными значениями, указанными в статье, представленное медианное значение 12 г CO
2-экв. / кВтч для ядерного деления, найденного в Обзоре ядерной энергетики Йельского университета за 2012 год , документе, который также служит источником ядерной ценности МГЭИК 2014 года [28] , однако, включает вклад снятия установки с эксплуатации с добавлением вывода из эксплуатации «потенциал глобального потепления в полной оценке жизненного цикла ядерной энергии» . [25]

Тепловые электростанции , даже если они используют низкоуглеродную биомассу, атомные или геотермальные электростанции, напрямую добавляют тепловую энергию в глобальный энергетический баланс Земли . Что касается ветряных турбин, то они могут изменять как горизонтальную, так и вертикальную циркуляцию атмосферы . [29] Но, хотя оба они могут немного изменить местную температуру, любое различие, которое они могут повлиять на глобальную температуру, невозможно обнаружить в сравнении с гораздо более значительным изменением температуры, вызванным парниковыми газами. [30]

См. Также [ править ]

  • Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода
  • Улавливание и хранение углерода
  • Смягчение последствий изменения климата
  • Эффективное использование энергии
  • Атомная энергетика предлагается в качестве возобновляемой энергии

Примечания [ править ]

  1. ^ По обычным расчетам 61 636 279,98 тCO2 / год [9], разделенное на 11380 ГВтч / год [8], равняется 61 636,27998 Гг CO2, разделенному на 11380 ГВтч, равняется 5,4 кг CO2 / кВтч даже без учета строительного цемента.

Источники [ править ]

  • Inar Engineering Consultancy (март 2020 г.). Отчет о воздействии на окружающую среду электростанции Афшин С (Отчет) (на турецком языке). Министерство окружающей среды и городского планирования (Турция) .

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Интенсивность выбросов в течение всего жизненного цикла поставок угля и газа для производства тепла в мире, 2018 - Графики - Данные и статистика» . МЭА . Дата обращения 30 июля 2020 .
  2. ^ Результаты ядерной энергетики - согласование оценки жизненного цикла Архивировано 2 июля 2013 г. на сайте Wayback Machine , Лаборатория NREL, сайт Alliance For Sustainable Energy LLC, Министерство энергетики США, последнее обновление: 24 января 2013 г.
  3. ^ «Рабочая группа III МГЭИК - Смягчение последствий изменения климата, Приложение III: Технология - конкретные параметры затрат и производительности - Таблица A.III.2 (Выбросы от выбранных технологий электроснабжения (гСО 2 экв / кВтч))» (PDF) . МГЭИК. 2014. с. 1335 . Проверено 14 декабря 2018 года .
  4. ^ "Рабочая группа III МГЭИК - Смягчение последствий изменения климата, Приложение II Метрики и методология - A.II.9.3 (Выбросы парниковых газов жизненного цикла)" (PDF) . С. 1306–1308.
  5. ^ «Поиск EPD - Международная система EPD®» . www.environdec.com . Дата обращения 24 июня 2020 .
  6. ^ «Отчет: планы правительства Великобритании с нулевым уровнем« чрезмерной зависимости »от биомассы и улавливания углерода» . edie.net . Дата обращения 4 мая 2020 .
  7. Перейти ↑ Kleiner, Kurt (сентябрь 2008 г.). «Атомная энергия: оценка выбросов» . Природа . 1 (810): 130–131. DOI : 10.1038 / климат.2008.99 . Проверено 18 мая 2010 года .
  8. ^ a b "EÜAŞ 1800 MW'lık Afşin C Termik Santrali için çalışmalara başlıyor" [Электрогенерирующая компания начинает работы на тепловой электростанции Afşin C мощностью 1800 МВт]. Enerji Günlüğü (на турецком языке). 27 февраля 2020 года. Архивировано 2 марта 2020 года . Дата обращения 2 марта 2020 .
  9. ^ Inar (2020) , стр. 319.
  10. ^ «Выбросы CO2 от геотермальных электростанций: оценка технических решений для обратной закачки CO2» (PDF) .
  11. ^ Uihlein, Andreas (2016). «Оценка жизненного цикла энергетических технологий океана» . Международный журнал оценки жизненного цикла . 21 (10): 1425–1437. DOI : 10.1007 / s11367-016-1120-у .
  12. ^ Каддура, Мохамад; Тивандер, Йохан; Моландер, Сверкер (2020). «Оценка жизненного цикла выработки электроэнергии из набора прототипов подводных воздушных змеев» . Энергии . 13 (2): 456. DOI : 10,3390 / en13020456 .
  13. ^ «WindEconomics: продление срока службы снижает ядерные затраты» .
  14. ↑ Белтон, Падрейг (1 мая 2020 г.). «Прорывные подходы к солнечной энергетике» . BBC News . Дата обращения 4 мая 2020 .
  15. ^ «Какова продолжительность жизни ядерного реактора? Намного дольше, чем вы думаете» . Energy.gov . Дата обращения 24 июня 2020 .
  16. ^ «Продление срока службы атомной электростанции: надвигающаяся катастрофа» . Bellona.org . 30 марта 2020 . Проверено 25 июня 2020 года .
  17. ^ «Планирование долгосрочной эксплуатации атомной станции - Nuclear Engineering International» . www.neimagazine.com . Дата обращения 4 мая 2020 .
  18. ^ «Продление срока службы атомной электростанции: надвигающаяся катастрофа» . Bellona.org . 30 марта 2020 . Проверено 25 июня 2020 года .
  19. ^ Цуй, Рина Йиюнь; Халтман, Натан; Эдвардс, Морган Р .; Он, Линланг; Сен, Ариджит; Сурана, Кавита; МакДжон, Хэвон; Айер, Гокул; Патель, Пралит; Ю, Ша; Нейс, Тед (18 октября 2019 г.). «Количественная оценка срока службы угольных электростанций в соответствии с целями Парижа» . Nature Communications . 10 (1): 4759. DOI : 10.1038 / s41467-019-12618-3 . ISSN 2041-1723 . PMC 6800419 . PMID 31628313 .   
  20. ^ Welle (www.dw.com), Deutsche. «Климатические активисты протестуют против новой угольной электростанции Datteln 4 в Германии | DW | 30.05.2020» . DW.COM . Проверено 25 июня 2020 года .
  21. ^ Спроул, Эван; Барлоу, Джей; Куинн, Джейсон С. (21 мая 2019 г.). «Временная стоимость выбросов парниковых газов в оценке жизненного цикла и технико-экономическом анализе» . Наука об окружающей среде и технологии . 53 (10): 6073–6080. DOI : 10.1021 / acs.est.9b00514 . ISSN 0013-936X . PMID 31013067 .  
  22. ↑ Джонсон, Скотт К. (25 марта 2020 г.). «Несколько исключений из правила, согласно которому переход на электричество снижает выбросы» . Ars Technica . Дата обращения 30 июля 2020 .
  23. ^ "Является ли водород решением проблемы отопления дома с нулевым расходом?" . Хранитель . 21 марта 2020 . Проверено 25 июля 2020 года .
  24. ^ Al-Кувари, Омран (10 апреля 2020). «Неожиданная возможность для природного газа» . Asia Times . Дата обращения 4 мая 2020 .
  25. ^ a b Уорнер, Итан С .; Хит, Гарвин А. (2012). «Жизненный цикл выбросов парниковых газов при производстве электроэнергии на АЭС: систематический обзор и согласование» . Журнал промышленной экологии . 16 : S73 – S92. DOI : 10.1111 / j.1530-9290.2012.00472.x . S2CID 153286497 . 
  26. ^ «Рекорд 26 штатов удалили плотины в 2019 году» . Американские реки . Дата обращения 30 июля 2020 .
  27. ^ Как долго прослужат плотины, подобные плотине Гувера? Какая самая большая плотина когда-либо разрушалась? . Straightdope.com (11 августа 2006 г.). Проверено 19 февраля 2013.
  28. ^ http://srren.ipcc-wg3.de/report/IPCC_SRREN_Annex_II.pdf стр. 40
  29. ^ Borenstein, Сет (5 октября 2018). «Гарвардское исследование показывает, что энергия ветра также может вызывать некоторое потепление» . Наука .
  30. ^ Маршалл, Майкл. «Нет, ветряные фермы не вызывают глобального потепления» . Forbes . Дата обращения 30 июля 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. LCA CO2 выбросы всех современных источников энергии.
  • Мудрый уран CO2 калькулятор