最新研究结果发现：带17.5小时储能的110MW塔式太阳能光热电站全生命周期（30年）每千瓦时净发电量的气候变化指标为9.8 gCO₂当量/kWh。

生命周期评估（Life Cycle Assessment，简称LCA）是一项重要环境管理工具。生命周期是指某一产品（或服务）从取得原材料，经生产、使用直至废弃的整个过程，即从摇篮到坟墓的过程。按ISO14040的定义，生命周期评估是用于评估与某一产品（或服务）相关的环境因素和潜在影响的方法，它是通过编制某一系统相关投入与产出的清单记录，评估与这些投入、产出有关的潜在环境影响，根据生命周期评估研究的目标解释清单记录和环境影响的分析结果来进行的。为确保我国实现碳达峰、碳中和目标，生命周期全过程的碳排放核算至关重要。

太阳能热发电自身配置长周期、更安全低碳的储能系统，采用常规汽轮发电机组，系统具有转动惯量和电网同步机特性，是灵活性调节电源，非常符合当前高比例不稳定可再生能源电源并网情境下电网安全稳定运行对快速调峰电源的迫切需要，能够为构建新能源为主体的新型电力系统奠定安全稳定的基础。

图：以24/7不间断发电的太阳能光热系统

近期，西班牙莱里达大学联合西班牙Abengoa Energia公司（开发建设并运营全球较多的太阳能光热电站）对塔式太阳能光热电站进行了全生命周期分析。电站容量为110MW，运行寿命按照30年，以能够提供基础负荷的配置设计，其中带储能的电站储能时长为17.5小时。功能单位为“并网1度电”，包括塔式光热电站的全部部件，评估了从建设、运行到拆除全周期的环境影响。

图：带（左）和不带（右）储能系统的塔式光热电站设备配置

图：一座塔式太阳能光热电站全生命周期分析的系统边界

两个塔式光热电站在制造阶段的清单数据分为9组，包括：镜场区、吸热器系统、塔、蒸汽发生系统、储热&传热流体系统、基础及辅助建筑、接线、管道（吸热器系统管道以外的）。并列出了17.5小时110MW储能塔式光热电站制造清单中使用的材料和重量。

图：IPCC方法：GW20a指标为每千瓦时净发电量。（a）总体影响；（b）制造阶段和运营阶段的影响

通过对两个塔式太阳能光热电站全生命周期的评估分析（其中没有配置储热系统的作为参考，另一个配置了储热），研究对比发现：

√带有储热的光热电站比不带储热的太阳能光热电站环境影响更小，

#使用ReCiPe指标，在评估每千瓦时净发电量的总影响时，无储能的塔式光热电站多产生了46％的影响。

#当考虑每千瓦时净发电量的气候变化指标时，带储能的塔式光热电站为9.8 gCO₂当量/kWh，没有储能的塔式光热电站的环境影响为31 gCO₂当量/千瓦时。

√运营阶段的影响决定了两个电站之间的环境影响差异，并且这可以归因于没有储能的太阳能光热电站所需的用电量源于电网。

√电站系统中产生更大影响的是聚光场、传热和储热流体系统。但是当使用ReCiPe指标时，接线的环境影响也较突出；而当使用气候变化指标时，塔自身必须考虑。

√对于无论是否有储热的太阳能光热电站来说，在聚光场组成部件中，产生环境影响最高的是定日镜的金属支架（无论是ReCiPe还是IPCC指标），其次是混凝土基础。尽管如此，如果采用气候变化指标，混凝土基础的影响更大；如果采用ReCiPe指标，金属部件的影响较多。

√在传热介质和储热系统（HTF&TESsystem）组成部件中，硝酸盐产生的影响最大。Ecoinvent数据库中包含的硝酸盐来自矿山或通过化学反应合成。当盐的类型改变时，硝酸盐对太阳能光热电站LCA的影响也会发生变化。影响最小的盐是那些从矿山（比使用合成产品低20％）提取的。

√最后，研究指出，储能对于太阳能光热电站至关重要，这不仅能够确保可调度性，而且能够减少其全生命周期对环境的影响。

原文请查阅：

Gasa,G.;Lopez-Roman,A.;Prieto,C.;Cabeza,L.F.Life Cycle Assessment(LCA)of aConcentrating Solar Power(CSP)Plant in Tower Configurationwith and without Thermal Energy Storage(TES).Sustainability 2021,13,3672.