Хорошо продуманная энергетическая политика является ключом к достижению целей декарбонизации и сдерживанию глобального потепления.
Оценка жизненного цикла позволяет оценивать продукт на протяжении его жизненного цикла и по широкому спектру экологических показателей - этот метод был выбран для подготовки отчета по экологии для различных технологий.
Оцениваемые технологии включают уголь, природный газ, гидроэнергетику, ядерную энергетику, концентрированную солнечную энергию.
Результаты по выбросам парниковых газов (ПГ) представлены на Рисунке 1.
Рисунок 1. Выбросы парниковых газов за жизненный цикл, г CO2 экв. за кВтч, 2020
Угольная генерация показывает наивысшие баллы: минимум 753 г экв. CO / кВт ч (IGCC, США) и максимум 1095 г CO2 экв / кВтч (угольная пыль, Китай). Станции, оборудованные устройствами для улавливания углекислого газа, могут сократить выбросы до 147–469 г экв. CO2 / кВтч (соответственно).
Установки комбинированного цикла на природном газе могут выделять 403–513 г CO2 экв./КВт ч с точки зрения жизненного цикла и в любом месте и примерно от 49 до 220 г CO2 экв. / кВтч с CCS.
Атомная энергетика демонстрирует меньшую изменчивость с 5,1–6,4 г экв. CO2 /кВтч, топливная цепь («первая часть») вносит наибольший вклад в общие выбросы.
Что касается возобновляемых источников энергии, то наиболее изменчивой является гидроэнергетика, поскольку выбросы сильно зависят от конкретной площадки и варьируются от 6 до 147 г CO2 экв. / КВт ч. Поскольку биогенные выбросы из отложений, накапливающихся в водохранилищах, в большинстве своем исключены, но в тропических регионах они могут быть очень высокими.
Солнечные технологии генерируют выбросы парниковых газов в диапазоне от 27 до 122 г экв. CO2/кВт ч для CSP и 8,0 – 83 г экв. CO2 /кВтч для фотоэлектрических систем, для которых тонкопленочные технологии вносят значительно меньше углерода, чем фотоэлектрические системы на основе кремния.
Выбросы парниковых газов от ветровой энергии варьируются от 7,8 до 16 г экв. CO2 / кВт-ч для ВЭС, расположенных на суше и от 12 до 23 г экв. CO / кВт-ч для морских турбин (offshore).
Большинство выбросов парниковых газов от возобновляемых источников энергии связано инфраструктурой (до 99% для фотоэлектрических систем), что предполагает большие вариации воздействия на жизненный цикл из-за происхождения сырья, структуры энергопотребления, используемой для производства, транспортировки, монтажа и др. Ожидаемый срок службы оборудования является сильно влияющим параметром на окончательную оценку жизненного цикла, которая может значительно уменьшится, если инфраструктура окажется более надежной, чем ожидалось.
Ионизирующее излучение возникает в основном из-за радиоактивных выбросов радона 222, радионуклида, присутствующего в хвостах от добыча и переработка урана для производства ядерной энергии или добыча угля для выработки угольной энергии. Угольная генерация потенциально значимый источник радиоактивности, поскольку при сжигании угля могут также выделяться радионуклиды, такие как радон 222
или торий 230 (сильно варьируется в зависимости от региона.
Наибольшая занятость земель характерна для концентрированных солнечных электростанций, за которыми следуют угольные электростанции и наземные фотоэлектрические устройства.
Вариабельность землепользования высока для климатозависимых технологий, поскольку она в основном прямая и пропорциональны коэффициентам нагрузки: от 1 до 5 для систем с использованием концентрированной солнечной энергии, от 1 до 3,5 для фотоэлектрических систем и от 1 до 2 для ветровой энергии.
Те же вариации могут быть определены для потребностей в воде и материалах. Занятие земель в течение жизненного цикла минимально для ископаемого газа, ядерной энергии и ветра.
Использование воды (в виде рассеянной воды) было признано высоким для тепловых станций (угольных, газовых, атомных), в пределах 0,90–5,9 литров /. кВт ч, и относительно низкий в других случаях, за исключением кремниевых фотоэлектрических элементов, поскольку умеренное потребление воды требуется в производстве фотоэлементов.
Все без исключения технологии производства электроэнергии в течение своего жизненного цикла оказывают воздействие на окружающую среду и эти воздействия могут сильно различаться в зависимости от места реализации и других вариантов проектирования .
Правильная энергетическая политика должна быть основана на оценках жизненного цикла и учитывать воздействие на окружающую среду всех технологий генерации.
Влияние жизненного цикла на экосистемы, в баллах, включая изменение климата представлено на рисунке 2.
Рисунок 2. Влияние жизненного цикла на экосистемы, в баллах, включая изменение климата.
Источник: Life Cycle Assessment of Electricity Generation Options, UNITED NATIONS ECONOMIC COMMISSION FOR EUROPE