电力主要来自低碳来源的未来不仅在材料需求方面是可行的

10月6日发表在“国家科学院院刊”上的一项研究表明，电力主要来自低碳来源的未来不仅在材料需求方面是可行的，而且还将大大减少空气污染。

由挪威科技大学的Edgar Hertwich和Thomas Gibon领导的国际团队对可再生资源的长期大规模发电实施进行了首次全球综合生命周期评估。

赫特维奇说：“这是第一项研究，它已经组装并扩大了对全世界个人技术的评估，并评估了到2050年的技术实施情况，并将生产的环境影响考虑在内。”

研究人员完成了这项研究，因为对风能和太阳能等可再生能源技术的广泛全球转变的环境成本知之甚少，以及这种转变可能对材料需求产生的影响。“

转向低碳能源系统是否会增加或减少其他类型的污染?“研究人员问道。

以前回答这个问题的努力通常考虑单一问题，例如选定的污染物，或对土地使用的影响或对原材料(如金属)的需求。研究人员说，以前的研究也忽视了不同技术之间的相互作用。

为解决这些不足，Hertwich及其同事开发了一种综合的混合生命周期评估模型。

该模型的一个重要方面是“它允许将这些预期技术产生的电力整合回经济模型，”Gibon说。

研究人员研究了聚碳太阳能，光伏发电，风力发电，水电以及燃气和燃煤发电厂的碳捕集与封存(CCS)。他们还认为，重要原材料(如铝，铜，镍，铁和钢)的生产效率会随着时间的推移而提高。

研究人员使用国际能源署开发的两种不同能源情景来评估可再生能源的表现。

其中第一个是基线情景，其中假设全球电力生产在2007年至2050年期间增加了134%，而化石燃料在发电组合中保持较高的份额，占总量的三分之二。在这种情况下，2050年的煤炭发电量比2007年高出149%，占所有发电量的44%。

另一个是蓝色地图情景，假设2050年的电力需求比基线情景低13%，因为能源效率提高，电力部门通过减少使用和采用碳捕获来减少化石燃料污染物的排放。存储技术，以及可再生能源的使用增加。

研究人员指出，与传统的化石燃料工厂相比，低碳技术每单位发电需要更多地使用原材料。例如，光伏系统需要比化石燃料生产多11-40倍的铜，而风力发电厂需要比化石燃料生产多6-14倍的铁。

研究人员将这些物质需求从更广泛的角度描述为“可管理但不可忽视”。例如，到2050年建造光伏系统所需的铜量仅相当于目前铜产量的2年。对钢铁的需求将增加10%，而对铝的需求将减少。

shiftover还将减少空气污染，减少化石燃料的提取。

“能源生产相关的气候变化减缓目标是可以实现的，因为对铁或水泥的需求略有增加，作为两个例子，并将降低目前空气污染物的排放率，”吉布说。

Hertwich说，人类的健康益处很明显。

“追求减缓气候变化将限制空气污染对人类健康的影响，而继续照常营业会增加空气污染，”他说。