不断增长的对全球变暖、空气污染以及不断减少的化石燃料存量的担忧使得人们对风能、太阳能等可再生能源的兴趣日益浓厚。完全使用可再生能源发电、生产氢气或合成燃料的前景乐观。从某种角度来说,使用风力发电机和光伏电池发电的技术与通过电解水生产氢气的技术一样成熟。纯氢可用作如今正快速完善的燃料电池汽车的燃料,亦可通过Fischer-Tropsch反应之类的工艺转化为合成液体燃料。对于引入可再生技术会造成的影响的全面评估应考虑到整个生产及使用过程(“从摇篮到坟墓”)中的环境影响及经济指标,这过程包括可再生能源工厂的建设及运行阶段。生命周期评估(LCA)是进行这种评估的一种方法,它是一个汇编并检验产品或服务体系在其生命周期内材料与能源的投入产出及直接相关的环境影响的系统化的程序集。我们在过去的文章中(Granovskii et al., 2006a, b; Daniel and Rosen, 2002)报导过用于发电和制氢的风能、太阳能技术以及用天然气和制氢和用原油制汽油的LCA,依据是介绍文章中引用的数据。我们在原油、天然气输送及可再生技术使用的LCA研究中应用的主要技术步骤见表1。通过引入投资有效性指标(Granovskii et al., 2006a),我们发现,“可再生”氢与通过重整天然气制氢比较,前者从经济角度来看吸引力较低(即成本较高)。本文中,针对不同的生产技术,我们使用了不同的电力与氢气成本及我们LCA研究的中空气污染物排放数据,以评估通过大规模应用风能与太阳能系统实现减排的成本。估计数值是通过使用我们此前文章中所介绍的温室气体减排计算公式(Granovskii et al., 2006c)得到的。
随着对全球变暖、大气污染和石油存备下降的担心不断增大,使得人们对风能和太阳能等再生能源的利用越来越重视。利用电,氢或合成燃料作为再生能源被看好。发电技术如风力涡轮发电和太阳能蓄电池发电同水电解氢在某些方面都已成熟。纯净的氢可做为燃料电池汽车的燃料,如今这种汽车技术已越来越成熟,或将其利用一种叫Fischer-Tropsch反应技术(《Dry》,1999年)转化为合成液体燃料。是否可作为再生能源要对此能源进行对环境所带来的影响,全套产品的经济成本,以及从它本身生存周期(《从生到死》),周期包括结构上的和在操作时所表现出的再生能力,等方面做出足够的评估后才能断定。生存周期评估(LCA)是方法学上对于这种类型物质的一套系统化评估手段,此评估作为一种系统化过程对物质和能源的输入输出做出了编译和测试,也能通过其本身的生存周期看出它从生产到应用的整个过程中对环境所带来的影响(《ISO》,1997年)。我们先前一些LCA报告(Granovskii et al.,2006年a,b;Daniel和Rosen,2002年)基本上都是文献中的数据资料,此类文献有风能技术与太阳能技术发电和电解氢的产生,类似的还有从天然气中获取氢,以及从石油中提取气油。将LCA研究结果用于原油、天然气和再生能源的运输中的主要技术步骤参阅表1。通过引进原始投资有效指标(Granovskii et al., 2006a),显示出“再生”氢(花费高)不如从天然气中提取出来的氢更据有经济吸引力。在这篇文章中,我们通过讲述电和氢在生成技术上的成本,并结合LCA研究中大气污染排放数据,对工业运用风能和太阳能而减少污染排放的成本进行了衡量。诸多评估材料都在我们先前的文章 (Granovskii et al., 2006a)中用于介绍如何让二氧化碳、甲烷等导致温室效应的气体的排放减少。
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Rising concerns about the effects of global warming, air pollution and declining fossil fuel stocks have led to increased interest in renewable energy sources such as wind and solar energies. The prospects for generating electricity, hydrogen or synthetic fuels by employing only renewable energy sources are good. In some ways, electricity generation technologies including wind turbines and photovoltaic cells are as developed as hydrogen production via water electrolysis. Pure hydrogen can be used as a fuel for fuel cell vehicles, which are rapidly improving nowadays, or converted into synthetic liquid fuels by means of such processes as Fischer–Tropsch reactions (Dry, 1999). An adequate evaluation of the effects of introducing a renewable technology needs to include assessments of the environmental impacts and economics of the overall production and utilization life cycle (from ‘‘cradle-to-grave’’), including the construction and operation stages of renewable plants. Life cycle assessment (LCA) is a methodology for this type of assessment, and represents a systematic set of procedures for compiling and examining the inputs and outputs of materials and energy and the associated environmental impacts directly attributable to the functioning of a product or service system throughout its life cycle (ISO, 1997). We reported LCAs previously (Granovskii et al., 2006a, b; Daniel and Rosen, 2002), based on data in the literature, of wind and solar technologies for electricity and hydrogen generation, as well as hydrogen production from natural gas and gasoline from crude oil. The principal technological steps employed in our LCA studies of the utilization in transportation of crude oil, natural gas, and renewable technologies are presented in Fig. 1. By introducing a capital investment effectiveness indicator (Granovskii et al., 2006a), it was shown that ‘‘renewable’’ hydrogen is less economically attractive (i.e., it has a higher cost) than hydrogen produced via reforming of natural gas. In this article we utilize the different costs of electricity and hydrogen, depending on the technologies used for their manufacture, together with data on air pollution emissions from our LCA studies, to evaluate the costs of mitigating emissions by industrial-scale implementation of wind and solar energy systems. Numerical estimations are made using expressions introduced for greenhouse gas emissions mitigation in our previous paper (Granovskii et al., 2006c). 上涨关注全球变暖的影响, 空气污染与矿物燃料库存下降导致更多的兴趣和风能等可再生能源 太阳能源. 发电前景,只有用氢燃料或合成再生能源是好的. 在某些方面, 包括风力发电、太阳能技术,为开发利用水制氢电解. 纯净氢气可作为汽车燃料的燃料电池,正在迅速改善现今 或转化为液体燃料合成等过程用费托反应(干,1999年). 充足影响评价引入再生技术需求包括环境影响评估、 经济学生产与利用总体生命周期(从'从摇篮到坟墓') 包括再生厂兴建及营运阶段. 生命周期评估(LCA)是这种评估方法, 是一套系统化、程序编制、审查、投入和产出的能源和原料 有关环境的好坏直接归因于产品或服务体系运作的整个生命周期(标准化、 1997). 以前我们报道链路容量(granovskii等. ,2006a,乙; 丹尼尔和罗森2002年),中国气象局在文学、 风力、太阳能发电技术的电力和氢气, 以及汽油和天然气制氢原油. 主要技术措施的研究周期受雇于我国利用输送原油、天然气、 列无花果和再生技术. 1. 通过引入资本投资效益指标(granovskii等. ,2006a) 结果表明'再生'氢经济吸引力较低(即 它具有较高的成本),比经改革天然气制造氢气. 本文利用氢气和电力成本不同, 依靠自己的技术用于生产,加上空气污染排放量的数据周期研究 评估成本消减排放工业规模实施风能和太阳能系统. 数值计算是用语用引进的温室气体排放上缓解我国纸张(granovskii等. ,2006c).
上涨关注全球变暖的影响, 空气污染与矿物燃料库存下降导致更多的兴趣和风能等可再生能源 太阳能源. 发电前景,只有用氢燃料或合成再生能源是好的. 在某些方面, 包括风力发电、太阳能技术,为开发利用水制氢电解. 纯净氢气可作为汽车燃料的燃料电池,正在迅速改善现今 或转化为液体燃料合成等过程用费托反应(干,1999年). 充足影响评价引入再生技术需求包括环境影响评估、 经济学生产与利用总体生命周期(从'从摇篮到坟墓') 包括再生厂兴建及营运阶段. 生命周期评估(LCA)是这种评估方法, 是一套系统化、程序编制、审查、投入和产出的能源和原料 有关环境的好坏直接归因于产品或服务体系运作的整个生命周期(标准化、 1997). 以前我们报道链路容量(granovskii等. ,2006a,乙; 丹尼尔和罗森2002年),中国气象局在文学、 风力、太阳能发电技术的电力和氢气, 以及汽油和天然气制氢原油. 主要技术措施的研究周期受雇于我国利用输送原油、天然气、 列无花果和再生技术. 1. 通过引入资本投资效益指标(granovskii等. ,2006a) 结果表明'再生'氢经济吸引力较低(即 它具有较高的成本),比经改革天然气制造氢气. 本文利用氢气和电力成本不同, 依靠自己的技术用于生产,加上空气污染排放量的数据周期研究 评估成本消减排放工业规模实施风能和太阳能系统. 数值计算是用语用引进的温室气体排放上缓解我国纸张(granovskii等. ,2006c).
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