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總有人認為建設一座化石能源電站，并不會產(chǎn)生多少碳排放，而建設一座風電或光伏電站，需要大量的風機、光伏組件以及對應的支架系統(tǒng)，這些都是大量的碳排放。因此直到現(xiàn)在，仍有人懷疑風能、光伏并非低碳能源。

事實上，這些人只說對了一半。

正確的理解是，建設一座化石能源電站只是該電站碳排放的開始，建設所占的碳排放只占電站全生命周期發(fā)電碳排放的1%，但之后每發(fā)一度電都會產(chǎn)生大量的碳排放，發(fā)電過程中的碳排放占全生命周期的99%。

而建設一座風能或光伏電站，建成它的碳排放占該電站全生命周期的99%，后期發(fā)電過程中的碳排放僅占全生命周期的1%。

更重要的是，從全生命周期的角度來看，比較每千瓦時發(fā)電量的碳排放，才是衡量哪種能源更低碳的正確且唯一的標準。從各個統(tǒng)計渠道來看，風電、光伏的每千瓦時碳排放要遠遠低于煤電、天然氣發(fā)電。

1. 聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會報告

一份來自聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會的關于《全生命周期發(fā)電選擇》的報告指出，在一座電站的全生命周期內(nèi)，沒有碳捕捉的燃煤發(fā)電，每千瓦時碳排放為1023克二氧化碳，30%燃燒效率的天然氣發(fā)電廠每千瓦時碳排放為723克，50%效率的天然氣發(fā)電廠是434克。而對應光伏電站全生命周期內(nèi)每千瓦時碳排放僅為30克，風能發(fā)電更低，只有10克。


煤炭發(fā)電的生命周期排放量比太陽能高 37 倍，比風力發(fā)電高 110 倍。即使是高效的天然氣發(fā)電，其生命周期排放量也是太陽能的 14 倍和風能的 43 倍。

2. 每千瓦時發(fā)電消耗材料比較

我們假設考慮建成電站真正發(fā)電用到的材料，來比較煤電、天然氣、太陽能和風電。

以澳大利亞黑煤為例，每公斤 23.8 兆焦耳熱能中的約三分之一轉(zhuǎn)化為電能，意味著需要燃燒 450 克黑煤才能產(chǎn)生 1 千瓦時。如果使用低效的如褐煤，平均需要燃燒大約 717 克煤才能產(chǎn)生 1 千瓦時的電力。

燃燒一公斤天然氣時，會釋放出 53.6 兆焦耳的熱能。在一個效率為 50% 的燃氣發(fā)電站中，每千瓦時發(fā)電將需要 134 克天然氣。如果使用效率為 30%，則需要 224 克。

一個10 千瓦的太陽能系統(tǒng)（包括太陽能電池板、逆變器、支架、導管和電纜）的重量約為每千瓦 65 公斤，25 年內(nèi)產(chǎn)生約25萬到35萬度電。這相當于每千瓦時 0.22 克材料。假設它需要在那個時候更換逆變器，這只增加了大約 0.01 克，假設還有安裝和運維過程所需要消耗的材料，再增加0.01克。假設太陽能系統(tǒng)相關產(chǎn)品在制造過程中的原材料產(chǎn)率是95%，總的每千瓦時太陽能系統(tǒng)用材料約為0.25克。風力發(fā)電差不多也在這個范圍內(nèi)，每千瓦時 0.2克。

所以燃煤發(fā)電每千瓦時耗用材料是太陽能每千瓦時所需材料的 2800 多倍，是風能所需材料的 3500 多倍。天然氣發(fā)電雖然比煤炭好，但即使效率為 50%，所需的材料也是太陽能的 500 多倍，是風能的 670 倍。

3. 采礦與回收

從采礦的角度，將煤炭或天然氣開采出來，以及將太陽能組件所用的硅、鋁、封裝材料等開采出來所消耗的額外材料，加上風電做比較，即使忽略煤電和天然氣發(fā)電所需要的基礎設施，天然氣每千瓦時發(fā)電所需的采礦量至少是太陽能發(fā)電量的 50 倍，而煤炭發(fā)電所需的采礦量則超過 280 倍。

而考慮到回收的話，燃煤發(fā)電和天然氣發(fā)電在全生命周期結(jié)束是只剩下無用的二氧化碳，風電或光伏在全生命周期結(jié)束后仍然有玻璃、鋁合金、鋼材等回收?；蛟S有人說太陽能和風能的回收也會產(chǎn)生碳排放，但回收成功的材料就相當于節(jié)省了該材料制造過程中的碳排放，孰高孰低，等將來回收技術成熟后自然有大家都能接受的計算方法。

【總結(jié)】總而言之，風電、光伏被稱為清潔能源或綠色能源，并非說它們在發(fā)電聲明周期中絕對產(chǎn)生碳排放，而是指比化石能源的碳排放要低得多。抱怨太陽能和風能發(fā)電所需的材料是碳排放過程是沒有意義的，發(fā)展風電、光伏是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重中之重。 

原標題：煤電、天然氣、風能、光伏每kwh碳排放比較