הערכת ההשפעה הסביבתית של Life Cycle של טכנולוגיות הדור המפוכחות

טכנולוגיות מבוזרות (DG) הופכות את האופן שבו חשמל מיוצר, שינוי מתחנות כוח גדולות וממוקדות במערכות קטנות יותר הנמצאות בסמוך לנקודת הצריכה.טכנולוגיות אלה כוללות לוחות פוטו-וולטאיים סולאריים (PV) של טורבינות רוח, מיקרו-טרנס, תאי דלק, ויותר, שינויים קלים בשילוב חום וכוח (CHP) כאימוץ של DG מאיץ כדי לענות על מטרות אנרגיה מתחדשות ושיפור רשתות וירטואליות אלה, אך ורק כדי להעריך את ההשפעות הסביבתיות, אך ורק את ההשפעות התפעוליות חיוניות של מערכות הפעלה (פעילות גופנית, אך ורק את ההשפעות של מחלות סביבתית) הן יעילותן, אך ורק על מנת למנוע את ההשפעות של מערכות בקרה סביבתיות, אך ורק על מנת למנוע את ההשפעות של מחלות סביבתיות, אך ורק על מנת למנוע את ההשפעות של מחלות סביבתיות, אך ורק על מנת למנוע את ההשפעות של מחלות סביבתיות (פעולות חיוניות של מחזוריות (פעולות אלה, אך ורק על מנת למנוע את ההשפעות של מחלות סביבתיות.

בעוד שטכנולוגיות DG לעתים קרובות להפחית פליטות גזי חממה בהשוואה לדור מרכזי של דלק מאובנים, הם לא ללא פקקים סביבתיים.לדוגמה, לוחות סולאריים דורשים ייצור אנרגיה אינטנסיבית ומשתפים חומרים כמו סיליקון, כסף, ולפעמים קדמיום; טורבינות רוח מסתמכות על כמויות גדולות של פלדה ו להבים מורכבים שקשה למחזור; ותאים דלק עשויים להיות תלויים בייצור מימן מגז טבעי.

מה זה Life Cycle Assessment?

הערכת מחזור החיים (LCA) היא שיטה שיטתית להערכת ההיבטים הסביבתיים וההשפעות הפוטנציאליות הכרוכות במוצר, בתהליך או בשירות לאורך כל מחזור החיים שלו.הארגון הבינלאומי לתקינה (ISO) מגדיר את המסגרת תחת ISO 14040 ו- ISO 14044, המורכב מארבעה שלבים עיקריים: מטרה והגדרה, ניתוח מלאי, הערכת השפעה ופרשנות.

  • (FLT:0) רכישת חומרי גלם: FLT:1 Extraction ועיבוד חומרים כגון סיליקון עבור תאים סולאריים, מתכות נדירות אדמה עבור מגנטים טורבינות רוח, פלטינה עבור זרזי תאי דלק, ומתכות שונות עבור רכיבים מבניים.שלב זה לעתים קרובות כרוך צריכת אנרגיה משמעותית, שימוש במים, ופליטות מכריית ומימון מחדש.
  • (FLT:0) ייצור והרכבה: FIRLT:1 (הההפצה של רכיבים, כולל הליהוק, מינון, ציפוי, ייצור אנרגיה במפעלים, קלטות כימיות, ודור הפסולת הם גורמים מרכזיים. עבור PV השמש, חשבונות ייצור עבור נתח גדול של אנרגיה מחזור חיים הכולל טביעת רגל פחמן.
  • (FLT:0) Transportation: FLT:1 תנועת חומרי גלם, רכיבים וסיום מערכות לאתרים, במיוחד עבור להבים טורבינות רוח גדולות או מערכות תא דלק מקוטבות.
  • (FLT:0) אינטואיציה ובניה: הכנה של אתר 1 (FLT:1), עבודות אזרחיות, והקמת מערכת DG. הקרקע משתנה, הפרעות אדמה, ופליטות ציוד בנייה נחשבים.
  • (FLT:0) תפעול ותחזוקה: תפעול רגיל של FLT:1 כולל צריכת דלק (עבור מיקרו-טראום או תאי דלק), בעוד תחזוקה כוללת תחליף של חלקים כמו מופנים, סוללות, או להבים טורבינות.שלב זה הוא שבו מופיעים יתרונות השוואתיים: השמש והרוח יש פליטות מבצעיות אפס אפס, בעוד מיקרו-טראויריקים ותאים דלק פולטים בהתאם למקור דלק.
  • (FLT:0) סוף-חיים: FLT:1 Decommissioning, פירוק, מחזור, או סילוק.הפוטנציאל של התאוששות חומרית וה רעילות של רכיבים בלתי מזוקקים (למשל, קטמיום מספרד בפלפלפלפלי-סרט סולמות, מגנטים נדירים) מוערכים.

תוצאות LCA מובעות בקטגוריות השפעה כגון פוטנציאל התחממות גלובלית (GWP), חומציות, זיהום, רעילות אנושית, וניכוי משאבים. עבור טכנולוגיות DG, המדדים הנפוצים ביותר הם פליטות גזי חממה (בגרם CO2-equivalent per קילוואט-שעה) וזמן החזר אנרגיה (הזמן הדרוש כדי לייצר את אותה כמות של ייצור אנרגיה בשימוש ב- הסוכנות להגנת הסביבה) כמו ארגונים הגנת אנרגיה (RAP)

שלב של השפעה סביבתית בדורות הנטושים

כל שלב של מחזור החיים של מערכת DG תורם באופן שונה להשפעה הסביבתית הכוללת.הבנת התרומות הספציפיות של שלב זה הוא חיוני להפחתה ממוקדת.

מיצוי חומרי גלם

מינון ומימון חומרים עבור טכנולוגיות DG יכול להיות השלכות סביבתיות מקומיות חמורות.לדוגמה, החילוץ של חול quartzite לייצור סיליקון דורש כמויות גדולות של מים ומייצר אבק סיליקה. אלמנטים נדירים באדמה המשמשים טורבינות רוח מגנטית קבוע הם לעתים קרובות מוקשים באזורים עם תקנות סביבתיות lax, המוביל לזנבים רדיואקטיביים, זיהום מים, ושפל קרקעיים, באופן דומה עבור תאים מגנטיים הם חלק גבוה של אנרגיה (ה) עם השפעות פחמן דו-חמצני (בדרומיות) עם השפעות פחמן (Volretolreic) ואפקטים (בדרומיות) של פחמן (באנרגיה גבוהה (V) ואפקטים) עם השפעות פחמן (בדרומיות) של פחמן (בדרומיות) של פחמן (בדרומיות) של פחמן (בדרומיים) של פחמן דו-חמצני) של פחמן (כמתיות (כמתים) של אנרגיה (כמתיות (בדרומיים) של פחמן (בדרדרומיים (כמתיות (כמתיקים) של פחמן (כמתיקים) של פחמן (כמתיקים (במערביתות) של פחמן (כמתיקים) של פחמן דו- 40%) של פחמן (כמתיקים

ייצור הייצור

ייצור הוא לעתים קרובות השלב האנרגטי ביותר עבור PV השמש, חשבונאות עבור 50-70% מכלל צריכת האנרגיה מחזור חיים.הייצור של פוליסליקון דורש טמפרטורות גבוהות (מעל 1000 מעלות צלזיוס) וכמויות גדולות של חשמל, לעתים קרובות מרשתות דלק מאובנים כבדות כבדות כבדות.עבור טורבינות רוח, מגדלי פלדה ו להבים מורכבים כרוכים במכונות כבדות ועיבוד כימי.

התקנה ומבצע

השפעות ההתקנה הן בדרך כלל קטנות בהשוואה לייצור, אך יכולות להיות משמעותיות במערכות אקולוגיות רגישות (למשל, פינוי קרקעות עבור חוות סולאריות, הקמת מגדלי מחסניות) במהלך פעולה, מערכות השמש והרוח פולטות גזי חממה ישירים, אך פליטות עקיפות עולות מנסיעות תחזוקה מזדמנים (למשל, לוחות ניקוי, החלפת נוזלים) ומרשת המשמשת לעומסי גז (למשל, מעקב מימן, צינורות דלק ישירות, או תאים חשמליים).

תחזוקה והכחשה

תחזוקה כוללת החלפת רכיבים עם תקופות חיים מוגבלות: מופנים (10-15 שנים), סוללות (5-15 שנים), ותיבת הילוכים טורבינות רוח (20 שנים) תחליף אלה מוסיפים אנרגיה מוטבעת וביקוש חומרי.ההההכוללת פירוק, מחזור, או נחיתה. עבור לוחות סולאריים, שערי מחזור מחדש נמוכים כיום, עם לוחות רבים שמסתיימים במזימות אדמה, למרות שדומים לפסולת החשמל של האיחוד האירופי וכיסוי חשמלי (Sateretamate) הם גם לחץ דם רגיל, אך ורק לחץ דם מורכב מנקה, הם לחץ דם מורכב.

השפעות סביבתיות של DG Technologies

הפרופיל הסביבתי של טכנולוגיות DG משתנה באופן דרמטי בהתאם לתערובת החומרית, יעילות הייצור, הנחות תפעוליות וניהול מקצה החיים.

צילום: Solar Photovoltaics

PV הוא הטכנולוגיה של DG הנלמדת ביותר בספרות LCA. מחזור חיים פליטות עבור לוחות סיליקון גבישיים בטווח בין 30-80 גרם CO2eq /kWh, בהתאם יעילות לוח זמנים, מיקום הייצור (תערובת צחיחה), ושערות חיים שלמים.טכנולוגיות של סיליקון כמו CDNA מחדש של אנרגיה מתחדשת (CdTe) לעתים קרובות יש מעט יותר פחמן משקל (15–30 g2e / WK) בגלל צריכת אנרגיה סולארית.

Wind Turbines

אנרגיית הרוח יש בין פליטות מחזור החיים הנמוכות של כל מקור חשמל, בדרך כלל 7-20 גרם CO2eq/kWh עבור טורבינות החוף ו 10-30 גרם CO2eq /kWh offshore. רוב הפליטות מגיעות ממגדלי פלדה וקרנות קונקרטיות. Blade ייצור באמצעות זכוכית או פחמן מורכב הוא אנרגיה אינטנסיבית, אבל עדיין שבריר קטנה יותר של רוחות הם גם עבור יצרני חומר נפץ גבוה, אבל לא כולל השפעות חמורות על פני 20 שעות.

מיקרו-טרמפינים ותאים דלק

מיקרו טורבינות הן טורבינות קטנות (30-250 קילוואט) אשר לרוץ על גז טבעי, ביוגז או דיזל. פליטות מחזור החיים שלהם תלויים במידה רבה בסוג הדלק. כאשר מופעל על גז טבעי, microturbines פולטים כ-500-600 גרם CO2eq/kWh, לא הרבה יותר טוב מאשר טורבינות גז חלופיות (F) או דלק נוזליות) עלולות להפחית את פליטות הדלק הטבעיות, אבל לייצר תאים חשמליים נוזליים (F) באופן משמעותי).

אסטרטגיות למזער את ההשפעה הסביבתית

צמצום ההשפעה של טכנולוגיות DG דורש פעולה בכל שלב.אסטרטגיות הבאות מיודעות על ידי מחקרים אחרונים ושיטות יעילות בתעשייה:

  • (FLT:0) בחירה אווירית והחלפה: ⁇ 1) השתמש בחומרים ממוחזרים או מבוססי ביו-כי שבו ניתן.לדוגמה, שימוש באלומיניום ממוחזר למסגרות פאנלים סולאריים או מגדלי טורבינות רוח מפחית השפעות כרייה. עבור להבים, סיבים טבעיים או תרמופלסטים שניתן להחזירם נמצאים תחת פיתוח.
  • (FLT:0) ייצור שיפורים יעילות: FIRLT:1) הפחתה של צריכת האנרגיה והמים במפעלים, מעבר לחשמל מתחדש לייצור, ואימוץ תהליכים כימיים סגורים-פרלופ.אגודת תעשיות האנרגיה הסולארית מדווח כי ייצור אנרגיה לוואט עבור לוחות סיליקון ירד מעל 80% בעשור האחרון.
  • (FLT:0) עיצוב לחיים ארוכים יותר ותיקון קל:FreaLT:1 , שימוש בעיצובים מודולריים, ומאפשר תיקונים באתר יכול להאריך את חיי המערכת ולהקטין את ההשפעות החלופות.עבור מופנים וערימות תא דלק, אמינות משופרת והחלפת קל יותר הם מפתח.המחלקה האמריקנית של "צמחים טובים יותר" מדגישה מקרים שבהם שיעורי תחזוקה מופחתים ב-30%.
  • (FLT:0) של מחזור חיים וכלכלה מעגלית: FLT:1 הקמת אוסף ומחזור תשתיות עבור כל רכיבי DG. עבור לוחות סולאריים, טכניקות כמו תרמי או כימי דלמנט יכול לשחזר סיליקון עתיר גבוה וכסף.עבור להבים רוח, מניקה מכנית ושימוש בכרישים מלט או כממלאים הם נפוצים, אבל התחדשות כימית או כימית (תוכנית מחזורית) עבור לוחות חשמליים קפדניים יותר.
  • (FLT:0)Optimized siting and system design:cioFLT:1 להימנע ממערכות אקולוגיות רגישות, להשתמש גגות או שדות חום עבור השמש, ומערכות עיצוב כדי להתאים לפרופילים מקומיים. for Wind, לשבת בזהירות כדי למזער את פיצול בתי גידול והתנגשות ציפורים נדרש.com-מיקום של השמש עם חקלאות (מאגריקויים) או עם אחסון יכול לשפר יעילות לשימוש קרקעי.
  • (FLT:0) מיקור אל-פול עבור DGrea מבוסס-בעירה: 1FLT:1 עדיפויות של דלקים מתחדשים כגון ביוגז, מימן ירוק או גז טבעי מתחדשים.עבור מיקרו-טראונדנס ותאים דלק, אימוץ פחמן ללכוד או שימוש בשומן עבור CHP משפר את הביצועים הסביבתיים הכוללים.

ממשלות ושירותים יכולים גם להגביר את מערכות הפחתת הפחתת הפחתת השימוש באמצעות תמחור פחמן, מכסים של מזון המשקפים את פליטות מחזור החיים, ותכניות מיחזור חובה.סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) ממליצה על כך שחשיבה מחזור החיים הופכת לחלק בתכנון אנרגיה, במיוחד כשסולמות הפריסה עולות.

מסקנה

תוך הסתמכות על ההשפעה הסביבתית של טכנולוגיות הדור מבוזר אינה רק פעילות אקדמית; זה הכרחי מעשי להשגת קיימות אמיתית. בעוד מערכות DG כמו השמש והרוח מציעים יתרונות ברורים על דלקים מאובנים בפליטות תפעוליות, עלויות סביבתיות המלאות שלהם - החל מאבני אדמה נדירות כדי להיפטר מתנועות אנרגיה מתוחכמות - יש לבצע הערכה מחזור חיים לא תהיה השפעה, אלא על ידי השוואת אפשרויות שונות בכל הנוגעות, יכולות להבטיח את ההשפעות של מערכות ההפעלה האלה, כלומר, הן מהירות, הן של חומרים מבוססים על פני כדוריות, הן יעילות, הן של אנרגיה, הן מהירות, הן יכולות להיות מסוגלות, הן אסטרטגיות מתקדמות, והן מפעולות מבוססות על פני מערכות עיבוד מהיר, הן, הן, כמו גם על פני מערכות עיבוד מהיר של חומרים חדשים, כמו גם על פני כדוריות, הן יכולות להיות מנוהלות, והן מאפקטים, כמו גם על פני איכות חיים, כמו גם על פני מערכות פיתוח, כלומר, הן יכולות להיות מנוהלות במהירות, כלומר, הן טכנולוגיות מבוזרות, כמו גם על פני מערכות פיתוח, כמו גם על פני מערכות אבטחה יעילה, כמו גם על פני מערכות ניהולית, כמו גם על פני מערכות עיבוד מהיר של חומרים חדשים, כמו גם על פני מערכות ניהול, כמו גם על פני מערכות חיים, כלומר, כלומר, כמו גם על פני מערכות הגנה

לקריאה נוספת, המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL) שומרת על פרויקט הערכה נרחב של מחזור חיים המזהיר את התוצאות על פני מחקרים.תוכנית הסביבה של האו"ם (UNEP) מפרסם גם הנחיות על LCA לטכנולוגיות מתפתחות, וסוכנות האנרגיה הבינלאומית לחדש (IRENA) מספקת תדרי טכנולוגיה הכוללים מדדי מחזור חיים.