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 посредством 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 углекислого газа ( 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 обращения с отходами.

В 2014 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата согласовала эквивалент углекислого газа ( 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 , при этом солнечная энергия, ветер и атомная энергия являются низкоуглеродными. 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, снижение 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 изолированно.

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

Эквивалент CO 2 за жизненный цикл (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 год

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, полученных на основе различных используемых методологий. 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) относительно новы, и по ним было проведено мало исследований. Основная проблема имеющихся исследований заключается в том, что они, по-видимому, недооценивают влияние технического обслуживания, которое может быть значительным. Оценка около 180 океанских технологий показала, что ПГП океанских 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 года (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 вырабатывают больше электроэнергии в течение своего срока службы, то выбросы на единицу энергии будут меньше. Поэтому их время жизни актуально.

По оценкам, ветряные электростанции прослужат 30 лет: [13] после этого необходимо будет учитывать 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 неизвестно. [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 соответствии с Конвенцией об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте .[18]

Некоторые угольные электростанции могут работать 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, есть продолжающиеся дебаты в 2020 - х о том , что лучше заменить природный газ , используемый в жилых центрального отопления с водородом , или следует ли использовать тепловые насосы или в некоторых случаях больше центральное отопление . [23]

Противоречие между природным газом и топливом [ править ]

Смотрите также: Энергетическая политика Китая и Энергетика Индии

С 2020 года вопрос о том, следует ли использовать природный газ в качестве «моста» от угля и нефти к низкоуглеродной энергии, обсуждается в странах, зависимых от угля, 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 варьируются, 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 возвращением 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 по мере того, как плотины стареют. [26] Большие плотины, таких как плотины Гувера и плотины Три ущелья , предназначены для последнего «навсегда» с помощью технического обслуживания, период , который не количественно. [27] Таким образом, оценки вывода из эксплуатации для некоторых источников энергии обычно опускаются, 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 2012 г. , документе, который также служит источником ядерной ценности МГЭИК 2014 г. [28] , однако, включает вклад вывода объекта из эксплуатации с добавлением вывода из эксплуатации «потенциал глобального потепления в оценке полного 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 и то, и другое может немного изменить местную температуру, любое изменение, которое они могут повлиять на глобальную температуру, невозможно обнаружить на фоне гораздо большего изменения температуры, вызванного 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

Заметки [ 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. ^ «Полная интенсивность выбросов в течение жизненного цикла мировых поставок угля и газа для производства тепла, 2018 - Графики - Данные и статистика» . МЭА . Проверено 30 июля 2020 .
  2. ^ Результаты ядерной энергетики - согласование оценки жизненного цикла Архивировано 2 июля 2013 г. на сайте Wayback Machine , лаборатория NREL, веб-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 стоимости и производительности - Таблица A.III.2 (Выбросы от выбранных технологий электроснабжения (гСО 2 экв / кВтч))» (PDF) . МГЭИК. 2014. с. 1335 . Проверено 14 декабря 2018 .
  4. ^ «Рабочая группа III МГЭИК - Смягчение последствий изменения климата, Метрики и методология Приложения II - A.II.9.3 (Выбросы парниковых газов жизненного цикла)» (PDF) . С. 1306–1308.
  5. ^ «Поиск EPD - Международная система EPD®» . www.environdec.com . Проверено 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 ТЭС Afşin C мощностью 1800 МВт]. Enerji Günlüğü (на турецком языке). 27 февраля 2020. архивации с оригинала на 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 . Проверено 24 июня 2020 .
  16. ^ «Продление срока службы атомной электростанции: надвигающаяся катастрофа» . Bellona.org . 30 марта 2020 . Проверено 25 июня 2020 .
  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 .
  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 .
  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 . Проверено 30 июля 2020 .
  23. ^ "Является ли водород решением проблемы отопления дома с нулевым расходом?" . Хранитель . 21 марта 2020 . Проверено 25 июля 2020 .
  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). «Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла 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 . Проверено 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). «Исследование Гарварда говорит, что энергия ветра также может вызывать некоторое потепление» . Наука .
  30. ^ Маршалл, Майкл. «Нет, ветряные фермы не вызывают глобального потепления» . Forbes . Проверено 30 июля 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

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