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基于多场景生命周期评价的海岛小型风力发电机预安装评估.docx
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2023-04-30
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基于多场景生命周期评价的海岛小型风力发电机预安装评估.docx
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海岛风电是海上风电中的重要组成部分
[1]
。大中型海岛主要通过海底电缆联网供电
[2]
; 小型海岛一般
距离内陆较远, 由于长距离海底电缆供电故障率高、传输功率损耗大
[3]
和自身面积限制等问题, 风电系统
中多采用小型风力发电机。然而多数海岛风电系统只是内陆风电系统的一种简单移植, 部分风机安装后的
发电能力远低于预期, 甚至无法抵消生产能耗, 违背了绿色设计初衷
[4]
。而生命周期评价(life cycle
assessment, LCA)技术, 是针对某一个产品, 对整个生命周期的环境属性和潜在的影响进行评价的技术
[9]
,
能够有效的评估风机绿色效益。所以, 有必要利用 LCA 技术对海岛小型风机进行预安装评估, 判断其是否
真正的绿色环保。
杨举华等
[5]
对上海东海大桥风电场进行了 LCA 分析, 得出了设备生产与运输阶段能耗最大的结论;
Bonou 等
[6]
分别评估了欧洲海陆风电向电网提供 1 kWh 电力的影响, 发现相对于陆上风电场海上风电场总
体影响更高; Chipindula
[7]
对得克萨斯州与墨西哥湾海岸的陆上、浅水、深水 3 个位置进行了分析评价, 发
现生命周期阶段中影响最大的是材料加工阶段; Weinzettel
[8]
对一个漂浮式基础概念模型进行了 LCA 研究,
得出了浮式风电场与非浮式风电场对环境的影响相似的结论。
目前国内外学者对海上风电绿色效益评估仍集中在大型海上风力发电机和海上风电场, 对应用于海
岛的小型风力发电机的相关评估研究文献很少。并且在评估过程中, 大多是都基于某些单一的数据进行评
价, 对场景特征反应较少。因此, 本文通过对风机进行南海、东海两个预安装海岛的多场景 LCA 预安装评
估, 对比验证评估结果, 从而更准确评估风机绿色效益, 为海岛小型风机的安装选址提供参考。
1 生命周期与场景
产品生命周期的从开始到结束, 其中的环境属性主要表现为材料的变化以及能量的传递。其生命周
期阶段中环境影响示意图如图 1 所示。
图 1 产品的生命周期阶段对环境的影响 Fig. 1 Environmental impact of the life cycle stage of a product
图选项
上述所发生的对环境影响的各类活动的特征描述, 即是场景。主要包括时空、人员、环境自身、方
式等方面。某产品生命周期的部分场景表 1 所示。
表 1 某产品生命周期部分场景 Tab. 1 Partial scenarios of a product life cycle
周期阶段(部分)
属性
示例
生产制造
工艺
先进工艺; 一般工艺
地点
国内或国外
人员
专业技术工; 普通工人
产品运输
设备
汽车; 公路; 轮船
路线
公路; 铁路; 水路
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