与火力发电厂相比,风电场运行不到两年后,可以抵消其整个30年寿命期间产生的碳排放。
这是根据新西兰皇家学会杂志上发表的一项新研究得出的结论,该研究还表明,涡轮机可以在六个月内产生其生命周期中消耗的所有能源。
该研究使用了新西兰霍克斯湾Harapaki陆上风电场的数据,但论文作者解释说,他们的研究结果将在国际上大多数(如果不是全部)风电场中得到复制。
“新西兰采用的风力涡轮机技术与国际上采用的技术一致,”惠灵顿TeHerengaWaka维多利亚大学惠灵顿工程学院可持续能源系统研究小组的主要作者IsabellaPimentelPincelli解释道。
“虽然碳抵消取决于风力涡轮机正在取代的确切旧技术,但我们预计国际上也会出现类似的抵消。在新西兰,它是燃气涡轮机,但许多国家将取代化石燃料发电机。
“我们的研究结果强调了陆上风电场的环境效率及其在能源转型中的重要作用。值得注意的是,风力涡轮机的制造是碳足迹和能源足迹的主要贡献者,强调了有针对性的环境缓解战略的关键领域”。
该研究回顾了有关风电场的最新文献,并使用真实的施工数据考虑了从单个涡轮机部件的制造到将其运输到位,再到包括41台涡轮机的整个Harapaki风电场的退役等各个方面。
结果表明,该特定发电场将留下10.8gCO2eq/kWh的碳足迹,这相当于避免使用联合循环燃气轮机的温室气体回收期为1.5-1.7年,能源回收期为0.4-0.5年。
合著者、惠灵顿可持续能源系统主席艾伦·布伦特教授解释说,虽然结果强调了陆上风力发电厂如何符合可持续发展原则,但仍可以探索更多内容,使制造过程更加环保。
“安装和运输阶段对环境的影响非常重要。它们合计占总排放量的近10%,”可持续能源系统教授布伦特表示。
“因此,继续实施旨在限制负面环境影响的改进措施,同时最大限度地提高整个陆上风电场供应链的积极贡献仍然至关重要。
“值得注意的是,风力涡轮机的制造是碳足迹和能源足迹的主要贡献者,凸显了有针对性的环境缓解战略的关键领域。”
为了解决开发此类风电场过程中的碳支出问题,专家团队建议开发报废叶片的回收工艺。
目前,由于商业可行性,叶片在垃圾填埋场进行处置,但通过机械或化学方式回收叶片,可以将排放量从当前的10.8gCO2eq降至潜在的9.7。
此外,该团队建议定期在这一领域进行研究,因为随着“技术的快速进步”,“有必要确保研究仍然反映当前的实践,以准确地为决策过程提供信息”。
这项研究有一些方法学上的局限性。首先,它只关注风电场整个生命周期的能源强度和排放,尽管存在其他环境影响,如臭氧消耗、人体毒性、酸化、富营养化和资源枯竭。社会、野生动物或经济影响也没有被考虑。