《评估差异》由会员分享，可在线阅读，更多相关《评估差异（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、不同电力生产链的温室气体排放 评估差异JOSEPH V. SPADARO, LUCILLE LANGLOIS和BRUCEHAMIL TON 在过去四年中，因温室气于与发电和运输部门有关的两个方面。首先，与会者就完体(GHG)的排放，世界活动。因此，附件I国家要满整的发电能源链提出了一套范围内关于人类活动对全球足京都议定书的要求，就自洽的GHG排放系数。第气候系统的影响的大辩论越需要坚定承诺开发利用那些已二，他们指出了为促进履行来越多。到目前为止，讨论一低碳排放的能源。当这些国FCCC的承诺而可以开发利直主要集中在二氧化碳家展望满足今后能源需求的用的燃料和工艺选择方法。(C02)、甲炕(CH4)
2、、一氧化时候，改进燃料至能量利用本文介绍和讨论这些会议的二氮(N20)，以及含氟、氯和的转换工艺也将起重要的作成果和主要结论。澳的卤代化合物的人为排放用。由于发展中国家不受京上。这些气体的大气浓度自都议定书的约束，而它们的 GHG排放系数 前工业时代以来已明显增能量消费又与日俱增，所以加，对于甲烧来说实际上已GHG的排放率会迅速提高，通过各种研究分析了各提高倍以上。预计到2025年底发展中国种不同类型燃料的GHG排为了将这些气体的大气家将在全球排放中占有主要放系数的变化范围，其结果浓度稳定在能最大限度地降份额。以克碳当量(包括CO2、C陀、低全球气候发生重大改变的鉴于发电部门是排放N20等)每
3、千瓦时电(gCeq/风险水平上，130多个国家GHG的大户(目前占全球总kWh)表示。第21页上的图在1992年于巴西召开的“全排放量的1/3)，国际原子能示出了现有电厂(20世纪90球首脑会议“上批准了联合机构(lAEA)，对利用化石燃年代工艺)的数据和预期将国气候改变框架公约料、核动力和可再生能源进在中短期内投入运行的系统(FCCC)。此后在京都举行的行电力生产的全部活动(链)(2005-2020年工艺)的排缔约国大会第3次会议所造成的GHG排放进行了放系数。(1997年12月)继续为此作审查，并作为其各种能摞比这些估计值反映了在评出努力，会上决策者就国别较评估计划的一部分。IAEA估方法
4、学、转化效率、燃料制GHG排放量减少指标达成从1994年10月至1998年6备与随后运往电厂现场的做一致。月举办了一系列6次咨询组法上的差别，以及为满足与当前，工业化国家，即附会议，内容包括以下燃料链:件I国家，应对世界范围内褐煤、煤、石油、天然气、核作者均为IAEA核能司规划与经大部分的GHG排放负责。将能、生物质能、水能、风能和济研究科职员。本文全部参考资近2/3的GHG排放可归因太阳能。这些会议的成果分料可从作者处得到。国际居于世t扭构通J.4212120温室气体与能源开发于工艺)。太阳能的GHG排放居中，约为核能10倍。 联合国气候改变框架公约)(UNFCCC)秘书处印发的一系列事实资
5、料卡，着重说明人类活动如何产生GHG。其要点包括z分析方法大部分最重要的人类活动都排放GHG，其中许多寿命循环评估(LCA)的 活动目前对全球经济是至关重要的。目标是通过考虑流程每个步燃烧化石燃料产生二氧化碳是人类活动中最大的GHG排放源。化石燃料的供应和使用约占人类活动排放骤的质量流和能量流来计算的二氧化破总量的3/4。与生产单位产品相应的环境化石燃料燃烧时产生与能量利用有关的大部分排负担。在电力生产的情况下，放。石油、天然气和煤提供了用于生产电力、驱动汽车、房最终单位产品是1kWh的能屋采暖和开动工厂的大部分能量。如果燃料完全燃烧，唯量。一含碳的副产物就是二氧化碳。然而燃烧常常是不完全LC
6、A或是过程链分析的，所以也产生一氧化碳和其他碳氢化合物。因为燃料燃(PCA)有时要由投入一产出烧引起燃料或空气中的氮与空气中的氧化合，这样就产生分析。OA)加以补充。这种了一氧化二氮和氮的其他氧化物。分析考虑参与生产最终产品提取、处理、运输和配送化石燃料也排放GHG。的不同经济部门所造成的间详细资料可查阅UFCCC因特网址(www.unfccc. 接排放，例如在处理过程、机 固de)上的“气候改变信息包“。械设计和劳动力方面所用的电力。忽略这些投入，由于人电厂建造和设备制造有关的排放量的1%。为缩小了分析的系统边界，电力需要而假定的燃料构成对于水能、太阳能和风而导致低估环境后果。例如，之类的当
7、地问题上的差别。能工艺来说，电厂的规模和用IOA计算的化石燃料温未来排放率考虑了燃料至能类型是分析中的关键因素。室气体排放率比用PCA得量利用的转换工艺的改进，厂址的地理位置选择和当地到的要高30%。对于核动力燃料提取和运输期间排放量建造法规等方面的考虑，对来说，偏差可能更加显著，能的降低，以及电厂和设备建排放率有显著影响。图中示相差一倍。造期间更低的排放量。出这些因素对GHG排放率对于化石燃料来说，总的影响。分析的系统边界排放率是燃料燃烧期间的烟IAEA支持的各咨询组囱排放以及上游和下游活动会议的结果一致表明，化石比较不同的能源系统(链)的排放之和。一般来说，燃料工艺排放系数最高，天时，选择
8、系统边界至关重要。电厂建造和退役时的GHG然气的排放系数约为煤或揭例如，忽略化石燃料循环上排放以及连接电厂和电网的煤的一半，而燃料油的排放游和下游的活动，能使GHG动力线路的贡献小到可以忽系数为煤2/3。另一方面，核总排放率低估5%至25%。略不计。例如，电厂建造和退能和水能的GHG排放最低，对于核动力和可再生燃料来国际原于1住机构通量，42/212o 役的贡献可能仅占GHG总为煤的1/50到1/100(取决说，在发电这一环节没有各种电力生产链温室气体总排放量的变化范围褐煤90年代工艺(高)90年代工艺(低)2005寸020年工艺14 E 1:1啊嗨在E葫黯疆幅酷电猛醒缉翻茵罐翠忍再油田回民慰
9、嚣黯矗罚幅画器面蝇，豆豆声喝伽豁黯曲二煤90年代工艺(高)90年代工艺(低)2005-2020年工艺f一回国咱-圃-国-自圄-画毫童画璧噩噩岭B区军警宫.f-:79 酶跑回!IiiE!I“，Ijf飞一-!J民l1li二面-哩酶圃“回帽. 匾画圈圈喃圄F自由剧费525 石油90年代工艺(高)90年代工艺(低)20052020年工艺田面嚣噩酶噩噩醋噩画面. 固圃E回回圃-蝇咽啤酒巴理棚幡露高雷电Uc:斗4731 EF锢. 圈圈圃圃圃回回-圄画圈圈画画画画画. 耐捆明脑磁Hf型电24 FF圈黯. 圈圈回国圃回瞄. 晒E理田|天然气90年代工艺(高)90年代工艺(低)2005-2020年工艺31 21
10、 田国回冒-四. 16 太阳光伏电池90年代工艺(高)90年代工艺(低27.32010-2020年工艺82 76.4 水电水库(理论值，巴西)水库(高值，德国63水库(加拿大44径流式水库(瑞士1.164.6 国生物质能高166低8.4其他链环节圄烟囱排放凤能25%容量;重基座i日本13.1 内陆10%容量i瑞士“ 内陆10%容量，比利时7.6 海岸35%容量;比利时2.5 海岸30%容量，联合王国25 能高低 非统回1 150 gCeq/kWh 2 2回3 3皿来源IAEAGHG排放，但是在燃料采烂期间却存在着大气排放。矿、制备和运输、电厂建造和排放水平明显依赖于电厂将“从头到尾“所有环节考
11、虑在内进行全能源链退役、设备制造和有机物腐工艺和厂址的地理位置选择。CFENCH)计算，或许是比较国际居于住机构通报，42/2/2000 由盟不同发电燃料和不同发电工时间间隔进行积分。通常选说，排放率与转换效率成反艺的气候和环境负担的最公取的时间段为100年。比。在效率刚好为40%时，平的办法。分析能力和常识下面给出的是各种全球效率再提高l%，GHG排放将最终决定系统边界的选趋暖势的最新估计值000率就减少2.5%。当效率更择。排放强度最起码应包括年时间段)。这些数据是国际低时，排放率的减少更加明燃料供应链和电力生产阶气候改变委员会针对电力生显;而当效率更高时，则会有段，对于核能和可再生能源产
12、链排放的最常见的温室气相反的变化。热效率总是随来说还应包括电厂建造和材体计算得到的:料要求方面的贡献。一种更详细的分析可将系统边界一直扩展到能量的终端利用，即下延到电器这一层次。310; 二氧化碳(C02)=1;甲:院(CH4)=21;一氧化二氮(N20)= 六氟化硫(SF6)= 对于在较低层次上的像23900; 风能、太阳能和水能之类的四氟代甲烧(CF4)= 间歇发电工艺，存在所分析6500; 的系统是否应包括后备(第含氢氟炬(HFC): 二)电源的问题。最好的办法HFC-134a=1300; 是分别计算主系统和后备系含氯氟短(CIFC): 负荷因子的降低而降低，并且这种变化高度依赖于工艺。
13、当前正在运行的系统的典型转换效率的变化范围如下:烧褐煤电厂，27%40%;烧煤电厂，30% 45%;烧油电厂，34% 43%;烧天然气电厂，35%(峰荷供电)-55%。低效率电厂通常位于发展中国家。从中期发展来看，对于统的排放。其优点有三。第一，根据给定工艺的利用情CIFC-114=9300; 可得到的最好工艺，预期转 含氢氯氟炬换效率的变化范围对烧煤电况，严格确定主系统的排放。(HCIFC ): HCIFC-22 厂为50%-55%，对于烧气电厂为60%-65%。第二，可以彻底弄清年可用率(每年运行时数)的影响。第三，允许对不同的后备方案进行比较。全球趋暖势1700。转化效率对核燃料和可再生
14、燃料而言，动力转换方面的改进将对环境排放产生较小的影燃料到电力的转化效率响，因为没有烟囱排放，其他和电厂负荷因子都对燃料燃排放只与燃料供应、电厂建烧时GHG的排放率有影响。造和材料制造有关。实际上，全球趋暖势(GWP)是在转换效率或负荷因子提高随着更新的工艺产生更高的对大气中某种气体相对与一时，GHG排放系数降低。效率，燃料需要和总排放量种参考气体(通常假定为二CO2的排放取决于燃料的碳将会不断减少。氧化碳)而言捕获地球表面含量和转换效率;N20的排辐射热的能力的一种度量。放率主要由工艺因素决定;未来发电系统 各种气体在大气中的寿命相而甲饶的排放主要与化石燃国际居于机构通报，42/2/2o差悬
15、殊，因此结果要对不同料供应方法相联系。粗略地更新的和效率更高的工影响排放率的诸多因素GHG排放率受诸多因素影响。下面概要给出每种燃料类型的主要参数。化石燃料燃料特性，如含碳量和热值3矿山的类型和位置z燃料提取方法(影响运输要求和甲烧排放h天然气的输送损失;.转化效率;满足燃料供应和电厂建造/退役相关的电力需要而选定的燃料构成。水能类型(径流或水库蓄水式); 电站位置(热带还是北方气候); 筑坝使用的能量;电站建造(混凝土和钢造成的排放，它决定了径流式和“阿尔卑斯式“(山间水库的温室气体总排放量。对于表面一容积比高的(一般位于加拿大和芬兰等北方地区和热带湿润地区(巴西的大型水库来说，温室气体排放
16、率受到在发大水时淹没的生物质的腐烂和地表沉积物的氧化(造成大量CH4排放)的影响。对于“北方式“水库来说，CO2的排放率至少比CH4的高10倍。生物质能原料性质(含水量和热值); 用于满足原料需要(生长、收获和运输的能量F作物种植技术。生物质燃烧的二氧化碳排放系数是平衡的。这意味着生物质燃烧时排出的碳等于作物生长时为维持生命所摄取的碳。核能(轻水反应堆).燃料提取、转化、富集和建造/退役(加上材料所使用的能量z用气体扩散法富集燃料，这是一种高能耗工艺，其GHG排放比用离心法富集高一个数量级。富集阶段造成的排放，取决于当地燃料构成，因国家而异，差别显著。燃料后处理(铀的氧化物或混合氧化物)，其排放可占核能总GHG负担的10%-15%。凤能风翼制造和装置(塔和基座建造所使用的能量p电力构成和建造法规，因国家和场址(例如是内陆装置还是海岸装置不同而可能有很大差异z每年的发电量或容量因子(取决于场址自然条件)，它决定了装置的
