風電設備生產及風電場建設產生的環(huán)境影響備受關注.本研究以中國東南沿海城市某100 MW陸上風電場為例,基于生命周期評價方法,對其風機產品生產制造、運輸、風電配套設施建設和運營維護等階段的環(huán)境影響（以溫室氣體為歸一化度量指標）進行了量化分析.研究結果表明,該風電場生命周期溫室氣體排放總量約為90 000 t （以CO₂當量計,排放強度為17. 8 g/（kW·h））.其中,生產制造階段占比最大（67. 8%）,其次為建設施工階段（19. 2%）.與其他能源發(fā)電方式對比表明,風電溫室氣體排放強度明顯高于水電（以CO₂當量計,約3. 5 g/（kW·h））,但與光伏發(fā)電（以CO₂當量計,約50 g/（kW·h））、生物質（以CO₂當量計,約200 g/（kW·h））和火力（以CO₂當量計,約800 g/（kW·h））等能源方式相比,減排效益顯著. 

【文章來源】：深圳大學學報(理工版). 2020,37(06)北大核心CSCD

【文章頁數】：8 頁

【部分圖文】：

風電場LCA系統(tǒng)邊界

生產制造階段的GHGs排放包括風機生產排放、配電站及輸電設施生產排放．風電場總裝機容量100 MW，共安裝50臺單機容量為2 MW的風電機組，其構成包括轉子(50 t)、機艙(61 t)和塔架(255 t)．由于風電機組部件的專有性質，其生產制造涉及一系列先進技術工藝以及設備裝置，技術手冊并沒有提供所有部件的材料構成比例．因此，本研究基于SMOUCHA等[13-14]的風力發(fā)電LCA研究，對風電機組部件的主要材料構成進行推斷分析，該風電場單臺2 MW風機材料構成如圖2．除風機外，風電場還包括變壓器、電纜、桿塔架、避雷器和配電柜等電氣設備(配電站及輸電設施主要材料清單:塑料0.01 t、鋅0.02 t、聚乙烯0.57 t、環(huán)氧樹脂2.70 t、鋁37.62 t、銅53.79 t、鋼1 306.76 t).風電場設備構件生產過程中產生的GHGs可根據材料的GHGs排放系數和材料的消耗量進行計算．生產制造階段GHGs排放量測算公式為

生產制造階段是風電場生命周期內GHGs主要排放環(huán)節(jié)，主要原因在于風電機組、變壓器、配電柜、電力電纜等電力設備的生產過程中，需要消耗大量的銅、鋼和鋁等排放強度高相對較高的資源．風電場生產制造階段GHGs排放如圖4，風電機組物資(含轉子、機艙及塔架)生產的GHGs在該階段占比最大，達55 900 t (以CO2當量計)，約占生產階段GHGs排放量的91%;配電站及輸電設施物資的生產排放為5 360 t (8.8%，以CO2當量計)．本風電場案列選用較大功率的2 MW風機，其GHGs排放總量一般隨著風機額定功率的增加而增加[13]．此外，在風電機組中塔架生產環(huán)節(jié)的GHGs排放(42 710 t，以CO2當量計)明顯高于其他部件生產環(huán)節(jié)的GHGs排放，占生產階段排放的69.7%，如圖4．風機的塔架由鋼材制成，其制造需要消耗大量的鋼材．圖4 風電場生產制造階段GHGs排放

【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國風電開發(fā)利用的生態(tài)和氣候環(huán)境效應研究建議[J]. 朱蓉,石文輝,王陽,王偉勝,黃其勵.  中國工程科學. 2018(03)
[2]風電場對環(huán)境的影響研究進展[J]. 李國慶,李曉兵.  地理科學進展. 2016(08)
[3]基于混合生命周期分析的我國海上風電場能耗及溫室氣體排放研究[J]. 楊舉華,張力小,王長波,蔡宴朋,郝巖.  環(huán)境科學學報. 2017(02)
[4]中國核電能源鏈的生命周期溫室氣體排放研究[J]. 姜子英,潘自強,邢江,於凡.  中國環(huán)境科學. 2015(11)
[5]中國發(fā)電行業(yè)生命周期溫室氣體減排潛力及成本分析[J]. 廖夏偉,譚清良,張雯,馬曉明,計軍平.  北京大學學報(自然科學版). 2013(05)
[6]基于全生命周期評價方法的風電環(huán)境效益測算——以內蒙古某風電場為例[J]. 王曉天.  科技管理研究. 2012(18)
[7]風電場對氣候變化影響研究進展[J]. 趙宗慈,羅勇,江瀅.  氣候變化研究進展. 2011(06)



本文編號：3419282