Page 78 - 电力与能源2024年第一期

72 黄阮明，等：基于全生命周期法的储能技术减排降碳效益评估

2.1.3 明确系统边界
1 相关概念
基于全生命周期法的储能技术碳足迹核算的
1.1 碳足迹 系统边界是从“摇篮到坟墓”，也就是从储能技术
碳足迹是指个人、企业、产品或国家等实体的 设备生产开始直至退役回收阶段设备的回收与处
所有活动产生的温室气体排放量，通常以吨二氧 置。系统的输入有各种原材料、电能和柴油，输出
化碳当量或千克二氧化碳当量为单位。碳足迹用 为电能和二氧化碳。储能技术的系统边界如图 2
于衡量实体对温室效应的影响，为减排降碳提供 所示。
了基准 ［1-2］ 。 2.1.4 收集数据

1.2 全生命周期法 收集储能技术“从摇篮到坟墓”的活动水平数
全生命周期法是一种评估产品、工艺或服务 据和对应的温室气体排放因子。
从原材料采集到产品生产、运输、销售、使用、维护 （1）数据包括设备生产阶段的原材料、能源等
和最终处置与回收整个生命周期阶段有关的环境 的消耗量和对应的温室气体排放因子；
负荷和资源消耗的方法 。 （2）设备安装阶段所需的材料如钢铁、铝等的
［3］
全生命周期法可用于分析与评估一种产品或 消耗量和对应温室气体排放因子，运输设备距离
一套生产过程的环境表现，帮助决策者在众多选 和对应的温室气体排放因子；

择中作出抉择。 （3）运行维护阶段耗材和更换设备的消耗量
1.3 储能技术碳足迹 及对应的温室气体排放因子；
将碳足迹的概念与全生命周期法相结合，构 （4）退役回收阶段废弃物运输距离及对应的
［4］
建核算储能技术碳足迹的核算模型 。该模型包 温室气体排放因子，回收、废弃数据和对应的温室
括确定储能技术碳足迹核算目的、厘清储能技术 气体排放因子。
全生命周期、明确核算系统边界、收集核算数据以 2.1.5 核算碳足迹
及核算储能技术碳足迹等。 储能技术碳足迹核算公式如下：
据此，本文给出储能技术碳足迹的定义：储能 C A = C x /G s （1）
s
s
s
技术充放 1 kWh 电能，在设备生产、设备安装、运 式 中 C x —— 储 能 项 目 的 碳 足 迹 ，kgCO 2e ；
s
行维护以及退役回收等全生命周期过程中所产生 G ——储能项目在其生命周期内的放电量，kWh，
－1
s
的二氧化碳排放当量。 C A——储能技术的碳足迹，kgCO 2e·kWh 。
T s t t
s
2 储能技术减排降碳效益测算模型 G = ∑ [ K s × N s × E s × D s ×(1 - ρ ) × U s ]（2）
t = 1
t
2.1 储能技术碳足迹核算模型 式中 K s——储能的装机容量，kWh； N s ——储能
2.1.1 确定目的 的年循环次数； E s——充放电效率，%；D s——储
研究对象是储能技术，目的是得到储能技术 能的放电深度，%； ρ——储能的年度容量衰减率；
充放 1 kWh 电能的碳足迹，评估储能技术的减排 U s—— 储 能 的 利 益 效 率 ，% ； T s—— 储 能 的 寿
降碳效益。 命，年。
s
2.1.2 厘清全生命周期 储能项目的碳足迹 C x 具体核算公式如下：
厘清储能技术的全生命周期是确定储能技术 C x = C p + C c + C o + C r s （3）
s
s
s
s
s
系统边界的前提。储能技术的全生命周期阶段如 式中 C p——设备生产阶段的碳足迹，kgCO 2e；
s
s
图 1 所示。 C c ——设备安装阶段的碳足迹，kgCO 2e；C o——
运行维护阶段的碳足迹，kgCO 2e； C r ——退役回
s
收阶段的碳足迹，kgCO 2e。
图 1 储能技术的全生命周期 （1）设备生产阶段的碳足迹计算公式如下：