“双碳”目标下风储电站全生命周期碳排放评估方法研究

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气候变化是全人类共同面临的全球性问题。为应对全球气候变化,世界各国以全球协约的形式达成了减少温室气体排放的共识。在此背景下,我国提出了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的“双碳”目标。“双碳”目标的提出将全面引领我国电力能源行业深刻转型,以风、光为代表的新能源将逐渐成为我国电力能源供应的主体力量。但是,风光出力的波动性与随机性将会加大系统负荷与出力的不匹配性,并且随着新能源占比的提高,源荷不匹配性将会逐渐增强。因此,储能系统将会在未来电力系统中发挥重要作用。基于对“双碳”目标下未来电力系统特征的判断,本文围绕着风储电站开展了全生命周期碳减排效益研究,主要研究工作如下:构建了风储电站全生命周期碳排放核算模型。总结对比了三种全生命周期评价理论与方法,明确了风储电站范围边界和阶段划分。分阶段建立了风储电站全生命周期碳排放核算模型,确定了各阶段的研究对象、工艺流程和物资消耗,并在电站建设和运维阶段将因植被占用和破坏而造成的碳汇损失纳入电站碳排放核算范畴。研究了考虑弃电量的风电场全生命周期碳减排效益。选取单位并网电量作为风电场全生命周期评价功能单位,并以湖北恩施某风电场为例,制作了风电场全生命周期碳排放清单。通过清单分析,明确了影响风电场碳排放的重点阶段和物资投入。基于时序生产模拟方法,研究了不同新能源装机占比情况下风电场弃电情况。结合碳排放和弃电量计算结果,从度电排放角度,研究了风电场碳减排效益,论证了功能单位选取的合理性与储能配置的必要性。研究了风储电站全生命周期碳减排效益。制作了储能电站全生命周期碳排放清单;研究了风储电站在不同新能源装机占比情况下的弃电情况;从度电排放和全生命周期碳减排角度,研究了风储电站相对于风电场的碳减排效益;论证了高比例新能源装机情况下,磷酸铁锂储能电站促进电力系统达成新能源95%消纳目标的局限性。
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