太阳能、风能和核能有非常低的碳足迹,研究发现

核电站建设太阳能、风能或创建一个无关紧要的碳足迹与储蓄从避免化石燃料相比,一项新的研究表明。

的研究发表在《自然能量,措施的完整生命周期温室气体必威体育在线注册排放的电力来源,2050年。它表明,碳足迹的太阳能、风能和核能多次低于煤或天然气碳捕获和储存(CCS)。生产期间占排放后仍是如此,建筑和燃料供应。

“有一个问题,很多场景模型比建议的能量必威体育在线注册实现气候目标,因为所需要的能量生产风力涡轮机和太阳能必威体育在线注册板和相关排放,”博士项目负责人解释道贡纳Luderer,他是一个能量系统分析师必威体育在线注册波茨坦气候影响研究所(PIK)。

Luderer告诉碳简短:“必威手机官网[我们的研究]最重要的发现是,风能和太阳能的扩张…有远小于其余的生命周期排放排放从现有化石发电厂,才能最终退役。”

碳债务

批评人士有时认为,核能,风能或太阳能有一个隐藏的碳足迹,因为他们生产和建设。这个大“碳债务”,和相关债务的能量,必须必威体育在线注册得到了回报如果他们一生减排。

工厂生产太阳能电池板使用大量的电力,在中国通常来自燃煤发电厂。风力涡轮机和核电站需要大量的钢铁和混凝土。和单独的离心机核燃料还架了一个很大的电费。

然而零碳的电力来源并不是唯一一个隐藏的,间接碳排放和能源消耗。必威体育在线注册

对煤炭和天然气,这些生命周期能源使用和排放来自提取机械和运输燃料。必威体育在线注册值得注意的是,他们还来自甲烷泄漏管道,头和煤矿。这些生命周期排放持续下去,即使添加CCS技术的煤或天然气,也不可能抓住发电厂排放的100%。

更重要的是,间接能源使用和排放的技术将改变随着时间的必威体育在线注册推移,由于改变燃料来源,发展制造业和全球电力供应的进化。

新研究,从第一作者Michaja Pehl和他的同事们,全面的生命周期能源消耗和温室气体排放的措施不同的电力来源,从现在到2050年。必威体育在线注册然后比较这些隐藏的足迹在这样一个世界,削减排放符合2摄氏度的气候目标,世界停止进一步的气候行动。

具体能源必威体育在线注册

第一阶段的工作是添加所需要的能量建立发电站和为他们提供他们所需要的燃料和其他投入运行。必威体育在线注册这就是所谓的“体现能源使用”。必威体育在线注册的逆”必威体育在线注册能源投资回报”(EROI)。

研究发现,化石燃料发电,水电和生物能源“更高”体现了能源,相比,核能,风能和太阳能。必威体育在线注册

例如,研究发现,11%的能量由燃煤发电站是抵消能源生成需要建立工厂和供应燃料,如下图所示。必威体育在线注册这相当于说,一个单位的能源投资于煤炭产量9单元的电力。必威体育在线注册

核能是两倍好煤炭、能源嵌入在电厂和燃料抵消产量的5%,相当于EROI 20:1。必威体育在线注册风能和太阳能执行更好,分别为2%和4%,相当于eroi 44:1 26:1。

“我继续惊讶多么低的具体能源使用太阳能、风能和核能,与别人相比,”这项研究的合作者必威体育在线注册埃德加·赫特维琦告诉碳短暂。必威手机官网

赫特维琦工业可持续发展教授耶鲁大学森林与环境研究学院。他还放在一起的生命周期发电排放数据在政府间气候变化专门委员会的最新报告中,AR5。

今年早些时候,怀疑气候变化全球变暖政策基金会(GWPF)推2013年的结果研究得出截然不同的结论,嵌入式能源和EROI。必威体育在线注册今天的研究相比,本研究说核能和化石比可再生能源电站eroi要好得多。这项研究的主题反驳说作者的了“严重的方法论的错误…[这]使他们的工作。”

这GWPF工作后来报道金融时报》城市编辑乔纳森•福特的一篇文章中也重申了GWPF话题的钢使用风力涡轮机相比,天然气发电厂。

在一个单独的研究赫特维琦教授在2013年发表的,和他的同事们更广泛的看了自然资源需要从风力发电、太阳能、天然气和其他燃料。这个发现可再生电力减少各种形式的污染,这种利益交易与需要大量的原材料,从铁铜和水泥。

这些需求”出现可控的但不是微不足道的这些材料目前的生产速度,”该论文总结道。例如,全球钢铁生产一年足以在2050年前建造所需的所有低碳电力的能力。

生命周期排放

今天的研究使用嵌入式能源数据的生命周期温室气体排放的电力来源。必威体育在线注册

发现的足迹核能,风能和太阳能与CCS远远低于煤和天然气,以及水电或生物能源,如下图所示。必威体育在线注册

注意,这个图表显示数字2 c的世界在2050年,当全球电力供应已经基本无碳化。这种转变的影响间接减排由于用电,例如太阳能电池工厂或核燃料的网站。图表也占了技术进步,这是特别重要的太阳能制造工艺得到更高效。

这就解释了为什么许多脚印低于相应的值从IPCC的AR5,没有随时间的变化。

Luderer告诉碳简要:必威手机官网

“我们的方法的关键力量是,它完全占未来能源系统的变化。必威体育在线注册例如,越来越需要更少的能量生产太阳能电池组件,由于技术进步和转必威体育在线注册向更少的能源密集型技术变体。与此同时,全球减缓气候变化的努力将减少二氧化碳排放单位的电力和钢铁投入,进一步限制生命周期温室气体排放。早期的研究认为IPCC不占这些未来的变化,从而高估了间接的能源需求和间接温室气体排放的低碳技术。”必威体育在线注册

研究发现每千瓦时电能在核电站的生命周期的碳排放足迹4克的二氧化碳当量(gCO2e /千瓦时)。太阳能的足迹在6 gco2e /千瓦时和风力也是4 gco2e /千瓦时。

相比之下,煤炭CCS(109克),气体CCS(78克),水电(97克)和生物能源(98克)有相对较高的碳排放,而全球平均水平2摄必威体育在线注册氏度的目标在2050年世界15 gco2e /千瓦时。

CCS的人物是升高的原因有两个。第一,上游排放在煤炭开采或开采天然气的继续。其次,研究假设CCS只有捕获90%的发电厂二氧化碳。更高的捕获率更昂贵的和不会消除上游排放,相当于23-42gCO2e /千瓦时,仍远高于编号为核,风力或太阳能。

水电的足迹是高度可变的,本文指出,与生命周期排放很大程度上是由于腐烂的有机物质泛滥的大坝。这意味着某些网站应该避免,特别是浅大坝在温暖地区,有大量水位的变化。

生物能源的足迹必威体育在线注册也高度不确定变量,报纸上说,这取决于如何采购,如果它涉及生物质转换高碳股票土地,如森林。

结果加强核中,风能和太阳能,生物能源为代价的,水电和CCS。必威体育在线注册“没有所谓的真正洁净煤,“Luderer在一份声明中说,这使得“越来越难以置信”它可以扮演一个角色在一个环境友好型的未来,即使CCS。

然而,这些来源完全不能排除。Pehl告诉碳简要:必威手机官网

“没有灵丹妙药能源过渡。必威体育在线注册煤炭和天然气与CCS可能发挥作用在某些地区,没有准备好访问风能和太阳能。但他们分享总功率组合会比这小得多的可再生能源。”

注意,全球平均数据图表,上面隐藏一些电源广泛的地理变异,尤其是水电和太阳能。

最好的太阳能技术在阳光最灿烂的位置有一个足迹3 gco2 /千瓦时,最严重的7倍低于太阳能技术在最糟糕的位置(21 gco2 /千瓦时)。然而,即使在这个高端太阳能的足迹很低比其他来源。

结论

一些批评家声称的相反,今天的研究显示,隐藏的排放由于建造风力涡轮机、太阳能电池板或核电站非常低,从避免化石燃料相比,储蓄。

一些批评人士认为可再生能源能来隐藏高温室气体排放,气候会否定他们的好处。现在我们的研究表明事实恰恰相反,”Luderer在一份声明中说。

事实上,间接排放周期在2 c通路远远低于没有气候政策的世界,在甲烷泄漏在煤炭和天然气开采意义重大。

报纸上说:

“间接温室气体排放升级引起的风能、太阳能和核能与其他排放源相比非常小,因此不妨碍对气候友好型电源转换。”

虽然小,但这些间接排放成为比较重要的随着时间的推移,直接排放的电厂烟囱下降为零。赫特维琦告诉碳简短:“如果你想必威手机官网为零(排放),这是需要克服的挑战。”