風(fēng)力、光伏及生物質(zhì)發(fā)電的生命周期CO_2排放核算

【摘要】：為定量研究風(fēng)力、光伏和生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)生命周期內(nèi)的發(fā)電排放強(qiáng)度，根據(jù)ISO發(fā)布的關(guān)于LCA的一系列標(biāo)準(zhǔn)，建立了一套完整的LCA核算體系。應(yīng)用該核算體系對(duì)一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)、一座光伏發(fā)電站和一座生物質(zhì)發(fā)電廠進(jìn)行了實(shí)例核算。核算包括劃定系統(tǒng)邊界、設(shè)定參數(shù)以及每個(gè)生命周期階段的核算。 風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)生命周期劃分為風(fēng)機(jī)生產(chǎn)、風(fēng)機(jī)運(yùn)輸、建筑材料產(chǎn)運(yùn)、建設(shè)施工、運(yùn)營(yíng)和廢棄處置六個(gè)階段。核算結(jié)果表明，風(fēng)電場(chǎng)生命周期發(fā)電排放強(qiáng)度為9.47gCO_2/kWh，能源回報(bào)比為37.96。風(fēng)機(jī)生產(chǎn)階段能耗和CO_2排放占比均為最大，分別為68.23%和67.18%。光伏發(fā)電站生命周期劃分為原料生產(chǎn)、電池片生產(chǎn)、光伏組件組裝、組件運(yùn)輸和廢棄處置五個(gè)階段。核算結(jié)果表明，光伏電站生命周期發(fā)電排放強(qiáng)度為292.4gCO_2/kWh，能源回報(bào)比為6.71。原料生產(chǎn)階段能耗和CO_2占比均為最大，分別為72.84%和71.79%。生物質(zhì)電廠的生命周期未計(jì)入植物生長(zhǎng)階段吸收CO_2效應(yīng)，重點(diǎn)考查發(fā)電排放強(qiáng)度，結(jié)果表明該值為527gCO_2/kWh。 同等條件下（裝機(jī)規(guī)模和設(shè)計(jì)壽命均為50MW和20年），可得三種技術(shù)的發(fā)電廠實(shí)際CO_2減排量分別為219.87萬(wàn)噸，8.615萬(wàn)噸和199.8萬(wàn)噸。風(fēng)力發(fā)電有著最高的減排潛力，生物質(zhì)發(fā)電與之相當(dāng)，而光伏發(fā)電則相對(duì)較小。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 光伏發(fā)電 生物質(zhì)發(fā)電 發(fā)電排放強(qiáng)度 減排潛力
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：X502;F426.61
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第1章 引言10-17
• 1.1 問(wèn)題的提出10-11
• 1.1.1 溫室氣體的減排10
• 1.1.2 清潔能源發(fā)電技術(shù)10-11
• 1.1.3 生命周期評(píng)價(jià)11
• 1.2 選題背景11-14
• 1.2.1 我國(guó)可再生能源生產(chǎn)現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 風(fēng)電、光伏發(fā)電及生物質(zhì)發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.3 發(fā)電技術(shù) LCA 研究概述14-15
• 1.3.1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)14
• 1.3.2 光伏發(fā)電技術(shù)14-15
• 1.3.3 生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)15
• 1.3.4 技術(shù)比較等其他研究15
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第2章 生命周期評(píng)價(jià)17-22
• 2.1 LCA 的含義及標(biāo)準(zhǔn)17-18
• 2.2 LCA 的重要模型和數(shù)據(jù)庫(kù)概述18-20
• 2.3 生命周期影響評(píng)價(jià)20-21
• 2.4 LCA 的 SWOT 分析21-22
• 第3章 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)核算22-43
• 3.1 技術(shù)起源及特點(diǎn)22-23
• 3.1.1 技術(shù)起源22-23
• 3.1.2 技術(shù)原理23
• 3.1.3 技術(shù)特點(diǎn)23
• 3.2 核算對(duì)象基本情況23-25
• 3.2.1 裝機(jī)容量23
• 3.2.2 地理位置23-24
• 3.2.3 建設(shè)工藝24
• 3.2.4 風(fēng)機(jī)參數(shù)24
• 3.2.5 占地24-25
• 3.3 系統(tǒng)邊界與參數(shù)設(shè)定25-28
• 3.3.1 系統(tǒng)邊界25-26
• 3.3.2 功能單位26-27
• 3.3.3 生命周期時(shí)間長(zhǎng)度27
• 3.3.4 技術(shù)和空間因素27
• 3.3.5 舍棄標(biāo)準(zhǔn)27-28
• 3.3.6 材料的末端處理與循環(huán)使用28
• 3.4 核算公式28-34
• 3.4.1 風(fēng)機(jī)生產(chǎn)與運(yùn)輸階段28-30
• 3.4.2 建設(shè)施工階段30-31
• 3.4.3 運(yùn)營(yíng)階段31-33
• 3.4.4 廢棄處置階段33-34
• 3.5 核算過(guò)程34-39
• 3.5.1 風(fēng)機(jī)生產(chǎn)與運(yùn)輸34-35
• 3.5.2 建設(shè)施工35-37
• 3.5.3 運(yùn)營(yíng)37-38
• 3.5.4 廢棄處置38
• 3.5.5 數(shù)據(jù)分類(lèi)38-39
• 3.6 核算結(jié)果與比較39-43
• 3.6.1 總能源投入和總排放39-41
• 3.6.2 能源回報(bào)比與排放強(qiáng)度41
• 3.6.3 與相關(guān)研究結(jié)果的比較41-43
• 第4章 光伏發(fā)電技術(shù)核算43-55
• 4.1 技術(shù)起源及特點(diǎn)43-44
• 4.1.1 技術(shù)起源及原理43
• 4.1.2 技術(shù)特點(diǎn)43-44
• 4.2 光伏發(fā)電站基本情況44-45
• 4.2.1 裝機(jī)容量與參數(shù)44
• 4.2.2 建設(shè)工藝44-45
• 4.3 系統(tǒng)邊界與參數(shù)設(shè)定45-46
• 4.4 光伏組件的核算46-48
• 4.4.1 原材料的加工與制造46-47
• 4.4.2 電池片的加工與制造47-48
• 4.4.3 電池組件組裝48
• 4.5 光伏發(fā)電站的核算48-49
• 4.5.1 電池組件及附屬設(shè)施的運(yùn)輸48-49
• 4.5.2 電站建設(shè)與運(yùn)行49
• 4.5.3 廢棄處置49
• 4.6 核算結(jié)果49-55
• 4.6.1 總能源投入和總排放49-50
• 4.6.2 能源回報(bào)比50-51
• 4.6.3 排放強(qiáng)度51-52
• 4.6.4 與相關(guān)研究結(jié)果的比較52-55
• 第5章 生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)核算55-61
• 5.1 技術(shù)特點(diǎn)55
• 5.2 生物質(zhì)電廠與系統(tǒng)流程簡(jiǎn)介55-56
• 5.2.1 裝機(jī)容量與基本參數(shù)55
• 5.2.2 工藝流程55-56
• 5.3 系統(tǒng)邊界與參數(shù)設(shè)定56-58
• 5.3.1 系統(tǒng)邊界56-58
• 5.3.2 功能單位58
• 5.4 核算過(guò)程58-59
• 5.5 核算結(jié)果59-61
• 5.5.1 總能源投入和總排放59-60
• 5.5.2 排放強(qiáng)度60-61
• 第6章 減排潛力估算與參數(shù)敏感性分析61-70
• 6.1 三種技術(shù)的核算結(jié)果對(duì)比61
• 6.2 火力發(fā)電排放強(qiáng)度61-62
• 6.3 風(fēng)、光、生物質(zhì)發(fā)電的減排貢獻(xiàn)62-63
• 6.4 參數(shù)敏感性分析63-70
• 6.4.1 能耗系數(shù)與排放系數(shù)63-64
• 6.4.2 不確定性范圍64-65
• 6.4.3 設(shè)備壽命的影響65
• 6.4.4 替代材料用量的變化65
• 6.4.5 是否計(jì)算循環(huán)65-66
• 6.4.6 是否滿負(fù)荷發(fā)電66-67
• 6.4.7 材料運(yùn)輸距離67-70
• 第7章 結(jié)論與建議70-72
• 7.1 結(jié)論70
• 7.2 建議70-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 致謝75-76
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果76

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用超臨界CO_2清洗部件的新型工業(yè)裝置    張士瑩

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生物質(zhì)發(fā)電燃料成本分析    王愛(ài)軍;張燕;張小桃;

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生物能源與CO_2減排領(lǐng)域的熱點(diǎn)戰(zhàn)略研究方向——微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的發(fā)展思路及若干科學(xué)問(wèn)題分析    李元廣;王偉良;金建;

長(zhǎng)時(shí)期的高CO_2濃度生長(zhǎng)條件對(duì)羊棲菜光合作用沒(méi)有下調(diào)的作用    鄒定輝;

CO_2激光在自體表皮移植術(shù)中的應(yīng)用    馮振剛;

超臨界CO_2萃取牡蠣中多不飽和脂肪酸條件優(yōu)化的研究    劉程惠;胡文忠;姜愛(ài)麗;田密霞;王艷穎;何煜波;金黎明;

不銹復(fù)合鋼板的CO_2半自動(dòng)焊接    南北紅;趙青松;

海南香茅油超臨界CO_2萃取條件的優(yōu)化和篩選    王勇;李海龍;張俊清;賴(lài)偉勇;劉明生;

山東生物質(zhì)發(fā)電“巨虧”重復(fù)建設(shè)或?yàn)樘兹⊙a(bǔ)貼    記者 李攻

星星之火竟燎原    張星宙

雄關(guān)漫道真如鐵    本報(bào)記者　 張星宙

生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目落戶房山    通訊員　 滕宏山 記者　 楊懷周

國(guó)能生物質(zhì)發(fā)電五項(xiàng)目同時(shí)開(kāi)工    劉強(qiáng)

發(fā)展沙區(qū)生物質(zhì)發(fā)電    記者 孟召華　通訊員 曲維東

農(nóng)行助生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目惠澤柳城    通訊員劉乾

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韶能股份欲借“生物質(zhì)發(fā)電”再融資6.2億元 項(xiàng)目前景難測(cè) 審批可能受阻    本報(bào)記者 白寶玉

生物質(zhì)發(fā)電目標(biāo)將超光伏發(fā)電？    記者 許可新　徐沛宇

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生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究    馮志華

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生物質(zhì)發(fā)電環(huán)保性能及在我國(guó)的適應(yīng)性研究    楊艷

生物質(zhì)發(fā)電廠的成本控制探討    姚夏薇

我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究    邊光輝

生物質(zhì)發(fā)電廠項(xiàng)目建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題研究    田景武

生物質(zhì)發(fā)電的生命周期評(píng)價(jià)    趙紅穎

上海聚禾生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目融資方案研究    袁炳炎