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最新研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：帶17.5小時(shí)儲(chǔ)能的110MW塔式太陽(yáng)能光熱電站全生命周期（30年）每千瓦時(shí)凈發(fā)電量的氣候變化指標(biāo)為9.8 gCO?當(dāng)量/kWh。

生命周期評(píng)估（Life Cycle Assessment，簡(jiǎn)稱(chēng)LCA）是一項(xiàng)重要環(huán)境管理工具。生命周期是指某一產(chǎn)品（或服務(wù)）從取得原材料，經(jīng)生產(chǎn)、使用直至廢棄的整個(gè)過(guò)程，即從搖籃到墳?zāi)沟倪^(guò)程。按ISO14040的定義，生命周期評(píng)估是用于評(píng)估與某一產(chǎn)品（或服務(wù)）相關(guān)的環(huán)境因素和潛在影響的方法，它是通過(guò)編制某一系統(tǒng)相關(guān)投入與產(chǎn)出的清單記錄，評(píng)估與這些投入、產(chǎn)出有關(guān)的潛在環(huán)境影響，根據(jù)生命周期評(píng)估研究的目標(biāo)解釋清單記錄和環(huán)境影響的分析結(jié)果來(lái)進(jìn)行的。為確保我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，生命周期全過(guò)程的碳排放核算至關(guān)重要。

太陽(yáng)能熱發(fā)電自身配置長(zhǎng)周期、更安全低碳的儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用常規(guī)汽輪發(fā)電機(jī)組，系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和電網(wǎng)同步機(jī)特性，是靈活性調(diào)節(jié)電源，非常符合當(dāng)前高比例不穩(wěn)定可再生能源電源并網(wǎng)情境下電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)快速調(diào)峰電源的迫切需要，能夠?yàn)闃?gòu)建新能源為主體的新型電力系統(tǒng)奠定安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

圖：以24/7不間斷發(fā)電的太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)

近期，西班牙萊里達(dá)大學(xué)聯(lián)合西班牙Abengoa Energia公司（開(kāi)發(fā)建設(shè)并運(yùn)營(yíng)全球較多的太陽(yáng)能光熱電站）對(duì)塔式太陽(yáng)能光熱電站進(jìn)行了全生命周期分析。電站容量為110MW，運(yùn)行壽命按照30年，以能夠提供基礎(chǔ)負(fù)荷的配置設(shè)計(jì)，其中帶儲(chǔ)能的電站儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為17.5小時(shí)。功能單位為“并網(wǎng)1度電”，包括塔式光熱電站的全部部件，評(píng)估了從建設(shè)、運(yùn)行到拆除全周期的環(huán)境影響。

圖：帶（左）和不帶（右）儲(chǔ)能系統(tǒng)的塔式光熱電站設(shè)備配置

圖：一座塔式太陽(yáng)能光熱電站全生命周期分析的系統(tǒng)邊界

兩個(gè)塔式光熱電站在制造階段的清單數(shù)據(jù)分為9組，包括：鏡場(chǎng)區(qū)、吸熱器系統(tǒng)、塔、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、儲(chǔ)熱&傳熱流體系統(tǒng)、基礎(chǔ)及輔助建筑、接線、管道（吸熱器系統(tǒng)管道以外的）。并列出了17.5小時(shí)110MW儲(chǔ)能塔式光熱電站制造清單中使用的材料和重量。

圖：IPCC方法：GW20a指標(biāo)為每千瓦時(shí)凈發(fā)電量。（a）總體影響；（b）制造階段和運(yùn)營(yíng)階段的影響

通過(guò)對(duì)兩個(gè)塔式太陽(yáng)能光熱電站全生命周期的評(píng)估分析（其中沒(méi)有配置儲(chǔ)熱系統(tǒng)的作為參考，另一個(gè)配置了儲(chǔ)熱），研究對(duì)比發(fā)現(xiàn)：

√帶有儲(chǔ)熱的光熱電站比不帶儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能光熱電站環(huán)境影響更小，

#使用ReCiPe指標(biāo)，在評(píng)估每千瓦時(shí)凈發(fā)電量的總影響時(shí)，無(wú)儲(chǔ)能的塔式光熱電站多產(chǎn)生了46％的影響。

#當(dāng)考慮每千瓦時(shí)凈發(fā)電量的氣候變化指標(biāo)時(shí)，帶儲(chǔ)能的塔式光熱電站為9.8 gCO?當(dāng)量/kWh，沒(méi)有儲(chǔ)能的塔式光熱電站的環(huán)境影響為31 gCO?當(dāng)量/千瓦時(shí)。

√運(yùn)營(yíng)階段的影響決定了兩個(gè)電站之間的環(huán)境影響差異，并且這可以歸因于沒(méi)有儲(chǔ)能的太陽(yáng)能光熱電站所需的用電量源于電網(wǎng)。

√電站系統(tǒng)中產(chǎn)生更大影響的是聚光場(chǎng)、傳熱和儲(chǔ)熱流體系統(tǒng)。但是當(dāng)使用ReCiPe指標(biāo)時(shí)，接線的環(huán)境影響也較突出；而當(dāng)使用氣候變化指標(biāo)時(shí)，塔自身必須考慮。

√對(duì)于無(wú)論是否有儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能光熱電站來(lái)說(shuō)，在聚光場(chǎng)組成部件中，產(chǎn)生環(huán)境影響最高的是定日鏡的金屬支架（無(wú)論是ReCiPe還是IPCC指標(biāo)），其次是混凝土基礎(chǔ)。盡管如此，如果采用氣候變化指標(biāo)，混凝土基礎(chǔ)的影響更大；如果采用ReCiPe指標(biāo)，金屬部件的影響較多。

√在傳熱介質(zhì)和儲(chǔ)熱系統(tǒng)（HTF&TESsystem）組成部件中，硝酸鹽產(chǎn)生的影響最大。Ecoinvent數(shù)據(jù)庫(kù)中包含的硝酸鹽來(lái)自礦山或通過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成。當(dāng)鹽的類(lèi)型改變時(shí)，硝酸鹽對(duì)太陽(yáng)能光熱電站LCA的影響也會(huì)發(fā)生變化。影響最小的鹽是那些從礦山（比使用合成產(chǎn)品低20％）提取的。

√最后，研究指出，儲(chǔ)能對(duì)于太陽(yáng)能光熱電站至關(guān)重要，這不僅能夠確?？烧{(diào)度性，而且能夠減少其全生命周期對(duì)環(huán)境的影響。

原文請(qǐng)查閱：

Gasa,G.;Lopez-Roman,A.;Prieto,C.;Cabeza,L.F.Life Cycle Assessment(LCA)of aConcentrating Solar Power(CSP)Plant in Tower Configurationwith and without Thermal Energy Storage(TES).Sustainability 2021,13,3672.