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最新研(yan)究結果發現：帶(dai)17.5小時(shi)儲能(neng)的(de)(de)110MW塔式太陽能(neng)光熱電站全生(sheng)命周期（30年）每千(qian)瓦時(shi)凈發電量(liang)的(de)(de)氣候變(bian)化指標為9.8 gCO?當量(liang)/kWh。

生命(ming)周(zhou)期評(ping)(ping)估(gu)(gu)（Life Cycle Assessment，簡稱LCA）是一(yi)項重(zhong)要環(huan)境(jing)管理工具。生命(ming)周(zhou)期是指某一(yi)產品（或服務(wu)）從(cong)取得原(yuan)材料(liao)，經生產、使用直至廢棄的(de)(de)(de)整個過程(cheng)，即從(cong)搖籃到墳墓的(de)(de)(de)過程(cheng)。按ISO14040的(de)(de)(de)定義，生命(ming)周(zhou)期評(ping)(ping)估(gu)(gu)是用于評(ping)(ping)估(gu)(gu)與(yu)某一(yi)產品（或服務(wu)）相關(guan)(guan)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)因素和(he)潛(qian)(qian)在影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)方(fang)法，它是通過編(bian)制某一(yi)系統相關(guan)(guan)投入與(yu)產出的(de)(de)(de)清單記錄，評(ping)(ping)估(gu)(gu)與(yu)這(zhe)些投入、產出有關(guan)(guan)的(de)(de)(de)潛(qian)(qian)在環(huan)境(jing)影(ying)響(xiang)，根據生命(ming)周(zhou)期評(ping)(ping)估(gu)(gu)研究的(de)(de)(de)目(mu)標(biao)(biao)解釋(shi)清單記錄和(he)環(huan)境(jing)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)分析(xi)結(jie)果(guo)來(lai)進(jin)行的(de)(de)(de)。為(wei)確保(bao)我國實(shi)現碳(tan)達峰、碳(tan)中和(he)目(mu)標(biao)(biao)，生命(ming)周(zhou)期全過程(cheng)的(de)(de)(de)碳(tan)排(pai)放核算至關(guan)(guan)重(zhong)要。

太(tai)陽能(neng)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)自身(shen)配置長周(zhou)期、更(geng)安全(quan)低碳(tan)的儲能(neng)系(xi)統，采用常規汽輪發(fa)電(dian)(dian)機組，系(xi)統具(ju)有(you)轉動慣量(liang)和電(dian)(dian)網同步機特性(xing)，是靈(ling)活性(xing)調節電(dian)(dian)源，非常符合當前高比(bi)例不穩定可(ke)再生能(neng)源電(dian)(dian)源并網情境(jing)下電(dian)(dian)網安全(quan)穩定運行對(dui)快速調峰電(dian)(dian)源的迫切需要，能(neng)夠為(wei)構建新能(neng)源為(wei)主體的新型電(dian)(dian)力系(xi)統奠定安全(quan)穩定的基(ji)礎。

圖：以24/7不間斷發電的太陽能光熱系統

近(jin)期，西班(ban)牙(ya)萊里達大學聯合西班(ban)牙(ya)Abengoa Energia公(gong)司（開(kai)發建設并(bing)運(yun)營全(quan)(quan)球較(jiao)多(duo)的(de)太陽能光(guang)(guang)(guang)熱(re)電站）對(dui)塔式太陽能光(guang)(guang)(guang)熱(re)電站進行了全(quan)(quan)生命周期分析(xi)。電站容量為110MW，運(yun)行壽(shou)命按照30年，以能夠提供基(ji)礎負荷的(de)配(pei)置設計(ji)，其中帶儲(chu)能的(de)電站儲(chu)能時長為17.5小時。功能單位為“并(bing)網1度電”，包括塔式光(guang)(guang)(guang)熱(re)電站的(de)全(quan)(quan)部(bu)部(bu)件，評估了從建設、運(yun)行到(dao)拆除全(quan)(quan)周期的(de)環境影響。

圖(tu)：帶(dai)（左）和不帶(dai)（右）儲能系統的塔(ta)式(shi)光(guang)熱電站設備配置

圖：一座塔式太陽能光熱電站全生命周期分析的系統邊界

兩個塔(ta)式光(guang)熱(re)(re)電站在(zai)制造(zao)階段的(de)(de)清單(dan)數(shu)據分為9組，包括：鏡(jing)場區、吸熱(re)(re)器系(xi)統(tong)、塔(ta)、蒸汽發生系(xi)統(tong)、儲熱(re)(re)&傳熱(re)(re)流體系(xi)統(tong)、基礎及輔助建筑、接線、管道（吸熱(re)(re)器系(xi)統(tong)管道以外的(de)(de)）。并列出了(le)17.5小時(shi)110MW儲能塔(ta)式光(guang)熱(re)(re)電站制造(zao)清單(dan)中使用的(de)(de)材料(liao)和重量。

圖：IPCC方法：GW20a指標為每千瓦時凈發電量。（a）總體影響；（b）制造階段和運營階段的影響

通過對兩個(ge)塔式太陽能光熱(re)電站(zhan)全生命周期的評估分析（其中沒(mei)有配(pei)置(zhi)儲(chu)熱(re)系統的作為參(can)考，另一(yi)個(ge)配(pei)置(zhi)了儲(chu)熱(re)），研(yan)究對比發現：

√帶有儲(chu)熱(re)的光(guang)熱(re)電站比不(bu)帶儲(chu)熱(re)的太陽能光(guang)熱(re)電站環境影響(xiang)更(geng)小，

#使用ReCiPe指標，在評(ping)估每千瓦時凈發(fa)電(dian)量(liang)的(de)總(zong)影響(xiang)時，無儲能的(de)塔式光(guang)熱電(dian)站多產生了46％的(de)影響(xiang)。

#當(dang)考慮每千瓦時(shi)(shi)凈發(fa)電(dian)量(liang)的(de)(de)氣候變化指標時(shi)(shi)，帶儲能(neng)的(de)(de)塔(ta)式(shi)光熱電(dian)站(zhan)為9.8 gCO?當(dang)量(liang)/kWh，沒有儲能(neng)的(de)(de)塔(ta)式(shi)光熱電(dian)站(zhan)的(de)(de)環境(jing)影(ying)響為31 gCO?當(dang)量(liang)/千瓦時(shi)(shi)。

√運營(ying)階段的(de)影(ying)響決定了兩個電站之間的(de)環境(jing)影(ying)響差異，并且這(zhe)可以歸因于(yu)沒有儲(chu)能(neng)的(de)太陽能(neng)光熱電站所需的(de)用電量源(yuan)于(yu)電網。

√電站系統中產生(sheng)更大影(ying)響的是(shi)聚光場(chang)、傳熱和儲(chu)熱流(liu)體系統。但是(shi)當(dang)使(shi)用ReCiPe指標(biao)時，接線的環境影(ying)響也(ye)較突出；而當(dang)使(shi)用氣(qi)候變(bian)化(hua)指標(biao)時，塔自身必須(xu)考慮。

√對于無(wu)論(lun)(lun)是(shi)否(fou)有儲熱的(de)(de)太(tai)陽能光(guang)熱電站來說(shuo)，在聚光(guang)場組成部件(jian)中，產生(sheng)環境影響最高的(de)(de)是(shi)定日鏡的(de)(de)金(jin)屬支架（無(wu)論(lun)(lun)是(shi)ReCiPe還是(shi)IPCC指標），其次是(shi)混凝土基礎。盡(jin)管如此，如果采用(yong)氣候變化指標，混凝土基礎的(de)(de)影響更大；如果采用(yong)ReCiPe指標，金(jin)屬部件(jian)的(de)(de)影響較(jiao)多。

√在傳熱(re)介(jie)質(zhi)和儲熱(re)系統（HTF&TESsystem）組成(cheng)(cheng)部件(jian)中，硝酸(suan)鹽(yan)(yan)產生(sheng)的影響最(zui)大(da)。Ecoinvent數(shu)據庫(ku)中包(bao)含的硝酸(suan)鹽(yan)(yan)來自(zi)礦山或通過化學反(fan)應合(he)(he)成(cheng)(cheng)。當鹽(yan)(yan)的類型改變時，硝酸(suan)鹽(yan)(yan)對(dui)太陽能光熱(re)電站(zhan)LCA的影響也會發(fa)生(sheng)變化。影響最(zui)小的鹽(yan)(yan)是那些從礦山（比使用合(he)(he)成(cheng)(cheng)產品低20％）提取的。

√最后，研究指出，儲能對于太陽能光熱電站(zhan)至關重(zhong)要，這不僅能夠確保可調度性，而且能夠減少其全生命周期對環境的影響。

原文請查閱：

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.