菜单

社会渠道

搜索存档


其他选项
话题

日期范围

收到最重要的文章的每日或每周摘要直接到你的收件箱,只需在下面输入你的电子邮件。输入你的电邮地址,表示你同意你的资料将按照我们的隐私政策

技术人员在工厂生产线上布置太阳能电池,形成太阳能电池板
在南非的工厂生产线上,技术人员将太阳能电池组装成太阳能电池板。 资料来源:Juice Images/Alamy Stock Photo。
必威体育在线注册
2017年12月8日17:58

学习发现,太阳能,风和核有“惊人的低”碳足迹

西蒙•埃文斯

西蒙•埃文斯

08.12.2017 |下午5:58
必威体育在线注册 学习发现,太阳能,风和核有“惊人的低”碳足迹

一项新的研究表明,建筑太阳能,风或核电站与避免化石燃料的节省相比,碳足迹造成了微不足道的碳足迹。

研究在自然能源中发表,衡量了一系列电力的全部生命必威体育在线注册周期温室气体排放到2050。它表明,太阳能,风和核电的碳足迹比煤或碳捕获和储存量低多次(CCS)。在制造,施工和燃料供应过程中核算排放后,这仍然存在。

“有人担心它比能源方案模型的建议难得困难必威体育在线注册由于生产风力涡轮机和太阳能所需的能量,实现气候目标必威体育在线注册面板和相关的排放量,“项目领导者博士解释贡纳Luderer他是波茨坦气候影响研究所必威体育在线注册(PIK)的能源系统分析师。

Luderer讲述碳简介:“必威手机官网我们的研究最重要的发现是,风和太阳能的扩张......带有生命周期的排放,比现有化石发电厂的剩余排放量小得多,在他们最终的情况下退役。“

碳债务

批评人士有时认为核,风或太阳能具有隐藏的碳足迹,由于其制造和建设。这个大“碳债务“和能源的相关债务必须是必威体育在线注册已付如果他们要在终生上削减排放。

灌输太阳能电池板的工厂使用大量的电力,通常来自中国的燃煤电站。风力涡轮机和核电站需要大量的钢和混凝土。和分开核燃料的离心者也掌握了大电费。

然而,零碳的电源不是具有隐藏,间接碳和能量足迹的唯一一个。必威体育在线注册

对于煤气和天然气,这些生命周期能源使用和排放来自提取机械和燃料运输。必威体育在线注册值得注意的是,它们也来自管道,头部或煤矿的甲烷泄漏。即使煤或煤气植物添加CCS,这些生命周期排放也会继续,这也可能不会捕获电厂的100%排放。

更重要的是,由于燃料源的变化,制造业和全球电源的演变必威体育在线注册,各技术的间接能源使用和排放将随着时间的推移而转变。

研究,来自铅作者Michaja Pehl.和同事,全面衡量不同电力来源的生命周期能量使用和温室气体排放,现在和2050年之间。然后将这些隐藏的足迹与一个必威体育在线注册削减排放的世界与2C气候目标和一个阻止进一步气候的世界进行比较。行动。

体现了能量必威体育在线注册

这项工作的第一阶段是增加构建电站所需的能量,并为它们提供他们需要运行的燃料和其他输入。必威体育在线注册这被称为“体现能源使用”。必威体育在线注册这是“必威体育在线注册投资能源回报”(EROI)。

该研究发现,与核,风和太阳能相比,来自化石燃料,水电和生物能源的电力有“显着更高”的能量。必威体育在线注册

例如,该研究发现,作为下面的图表,燃煤发电站产生的11%由燃煤发电站产生的能量抵消,并以下必威体育在线注册面的图表为图表提供燃料。这相当于说,投资于煤电的一个能源单位产生九个电量。必威体育在线注册

核电是煤炭的两倍,能量嵌入电厂和燃料抵消其输出的5%,相当于20:1的EROI。必威体育在线注册风和太阳能均匀,分别为2%和4%,相当于Erois为44:1和26:1。

体现能源使用,作为必威体育在线注册不同来源的寿命生产百分比。图表在2050年显示了体现的能量。只有太阳能将显示必威体育在线注册2015年的重大变化,PEHL讲述碳简短,从4%左右上升。必威手机官网来源:PEHL等。

“与其他能源相比,太阳能、风能和核能的隐含能源使用是如此之低,这让我一直感到惊讶,”研究报告的合著者说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

赫特维奇是工业可持续发展教授耶鲁大学林业与环境研究学院.他还汇总了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,气候怀疑全球变暖政策基金会(GWPF)2013年的研究结果学习,这对嵌入式能量和Eroi达到了非常不同的结论。必威体育在线注册与今天的研究相比,这项研究说,核和化石发电站比可再生来源更好的Erois。这项研究是一个反驳这表示作者已经制定了“严重的方法论错误...... [哪个]无效他们的工作。”

GWPF的这项工作后来由金融时报在一篇文章中,城市编辑Jonathan Ford还重复了GWPF谈论钢铁使用风力涡轮机的谈话点。

在一个单独的学习,于2013年发布,赫特维奇和同事教授采取了更广泛的了解从风,太阳能,天然气和其他燃料产生电力所需的自然资源。这发现可再生电力降低了所有形式的污染,这效益抵御需要大量的一系列原材料,从铁到铜和水泥。

论文总结说,这些要求“似乎是可控的,但与这些材料目前的生产速度相比,是不可忽视的”。例如,全球一年生产的铁将足以在2050年前建立所需的所有低碳电力能力。

生命周期排放

今天的研究使用嵌入的能量数来解决不同电源的生命周期温室气体排放。必威体育在线注册

它发现核,风和太阳能的足迹远低于CCS的煤气和气体,以及水力或生物能源,如下图所示。必威体育在线注册

在2050年2摄氏度的世界中,用不同的燃料发电一个单位所产生的直接和间接的温室气体排放(彩色条)。这些颜色按来源分解这些排放物。为便于比较,浅蓝色的范围显示的是政府间气候变化专门委员会最新评估报告AR5公布的结果范围。来源:PEHL等。

请注意,这张图表显示的是2050年全球气温上升2摄氏度的数据,那时全球电力供应基本上已经脱碳。这种转变减少了电力使用(例如太阳能电池工厂或核燃料基地)造成的间接排放的影响。该图还说明了技术进步,随着制造过程变得更有效率,技术进步对太阳能尤其重要。

这解释了为什么许多足迹低于IPCC的AR5的相应值,这不会随着时间的推移而变化。

Luderer告诉碳简介:必威手机官网

“我们方法的一个关键优势是,它充分考虑了能源系统未来的变化。必威体育在线注册例如,由于技术进步和转向能源密集程度较低的技术变体,生产太阳能必威体育在线注册组件所需的能源将越来越少。与此同时,全球减缓气候变化的努力将减少每单位电力和钢铁投入的二氧化碳排放量,进一步限制生命周期的温室气体排放。IPCC先前考虑的研究没有考虑到这些未来的变化,因此高估了几种低碳技术的间接能源需求和间接温室气体排放。”必威体育在线注册

该研究发现,在核电站的寿命上产生的每个千瓦时的电力有4种CO2等效物(GCO2E / KWH)的排放量。太阳能的足迹进入6GCO2E / kWh,风也是4GCO2E / kWh。

相比之下,与2050 / KWH的2C世界的全球平均目标相比,煤CCS(109G),气体CCS(78G),Hydro(97G)和必威体育在线注册生物能量(98G)具有相对高的排放量。

CCS的图为有两个原因升高。首先,煤炭采矿过程中的上游排放或促进天然气。其次,研究假设CCS仅捕获90%的电厂CO2。更高的捕获率更昂贵,不会消除上游排放,相当于23-42GCO2E / kWh,仍然远远超过核,风或太阳能的数字。

Hydro的足迹是高度变化的,纸质笔记,生命周期排放主要是由于大坝淹没的腐烂有机物。这意味着应避免某些地点,特别是温暖的区域中的浅层坝,水位的大变化。

该论文说,对于必威体育在线注册生物能源来说,碳足迹也具有高度的不确定性和变数,这取决于生物质如何来源,以及它是否涉及到转换森林等高碳储量的土地。

这些调查结果提高了核,风和太阳能的案件,以牺牲生物能源,水电和CCS为代价。必威体育在线注册“没有真正清洁煤炭这样的东西,”Luderer在一份声明中说,它“越来越令人难以置信”它可以在气候友好的未来发挥作用,即使是CCS也是如此。

尽管如此,这些来源无法完全排除。PEHL告诉碳简介:必威手机官网

“能量过渡没有灵敏度。必威体育在线注册CCS的煤炭和煤气可能会在某些地区发挥作用,这些地区没有准备好进入风和太阳能。但他们在整体权力组合中的份额将小于可再生能源的比较小。“

请注意,上图中的全球平均数字隐藏了一些能源的巨大地理差异,特别是水力和太阳能。

最阳光地理位置的最佳太阳能技术有3GCO2 /千瓦时的占地面积,比最差位置最差的太阳能技术(21GCO2 / KWH)低约七倍。然而,即使在这个顶端,与其他来源相比,太阳能的足迹也非常低。

结论

与一些批评者的权利相反,今天的研究表明,与避免化石燃料的节省相比,由于建筑风力涡轮机,太阳能电池板或核电站引起的隐藏排放量非常低。

“一些批评者认为可再生能源可以带来高隐藏的温室气体排放,可以否定他们对气候的好处。我们的研究现在表明,相反是真的,“Luderer在一份声明中说。

事实上,2摄氏度路径下的间接生命周期排放量比没有气候政策的世界要低得多,在没有气候政策的世界里,煤炭和天然气开采过程中的甲烷泄漏是非常严重的。

本文说:

“与其他排放源相比,风力、太阳能和核能的升级所导致的间接温室气体排放较小,因此并不妨碍向气候友好型电力供应的转型。”

虽然小,这些间接排放随着时间的推移而变得相对明显,因为电厂烟囱的直接排放落在零。赫特维奇告诉碳简介:“如果你想必威手机官网归零[排放],这是你需要克服的挑战的一部分。”

Pehl等人。(2017)通过整合生命周期评估和集成能源建模,自然能源,DOI:10.1038 / S41560-017-0032-9,了解低碳电力系统的未来排放必威体育在线注册

简要

专家分析直接到您的收件箱。

通过电子邮件获取每日或每周碳简报选择的所有重要文章和论文的汇总。必威手机官网输入你的电邮地址,表示你同意你的资料将按照我们的隐私政策

简要

专家分析直接到您的收件箱。

通过电子邮件获取每日或每周碳简报选择的所有重要文章和论文的汇总。必威手机官网输入你的电邮地址,表示你同意你的资料将按照我们的隐私政策