天然氣、風能、光伏到底誰環保？每kwh碳排放比較

總有人認為建設一座化石能源電站，並不會產生多少碳排放，而建設一座風電或光伏電站，需要大量的風機、光伏元件以及對應的支架系統，這些都是大量的碳排放。因此直到現在，仍有人懷疑風能、光伏並非低碳能源。

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，建設所佔的碳排放只佔電站全生命週期發電碳排放的1%，但之後每發一度電都會產生大量的碳排放，發電過程中的碳排放佔全生命週期的99%。

而建設一座風能或光伏電站，建成它的碳排放佔該電站全生命週期的99%，後期發電過程中的碳排放僅佔全生命週期的1%。

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

1。

聯合國歐洲經濟委員會報告

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

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

2。

每千瓦時發電消耗材料比較

我們假設考慮建成電站真正發電用到的材料，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化為電能，意味著需要燃燒450克黑煤才能產生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%的燃氣發電站中，每千瓦時發電將需要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（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年內產生約25萬到35萬度電。這相當於每千瓦時0。22 克材料。假設它需要在那個時候更換逆變器，這隻增加了大約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。假設太陽能系統相關產品在製造過程中的原材料產率是95%，總的每千瓦時太陽能系統用材料約為0。25克。風力發電差不多也在這個範圍內，每千瓦時0。2克。

所以燃煤發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50多倍，是風能的670倍。

3。

採礦與回收

從採礦的角度，將煤炭或天然氣開採出來，以及將太陽能元件所用的矽、鋁、封裝材料等開採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電所需要的基礎設施，天然氣每千瓦時發電所需的採礦量至少是太陽能發電量的50倍，而煤炭發電所需的採礦量則超過280倍。

而考慮到回收的話，燃煤發電和天然氣發電在全生命週期結束是隻剩下無用的二氧化碳，風電或光伏在全生命週期結束後仍然有玻璃、鋁合金、鋼材等回收。或許有人說太陽能和風能的回收也會產生碳排放，但回收成功的材料就相當於節省了該材料製造過程中的碳排放，孰高孰低，等將來回收技術成熟後自然有大家都能接受的計算方法。

【總結】總而言之，風電、光伏被稱為清潔能源或綠色能源，並非說它們在發電宣告週期中絕對產生碳排放，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電所需的材料是碳排放過程是沒有意義的，發展風電、光伏是實現碳達峰、碳中和目標的重中之重。