本研究评估了欧洲住宅光伏系统(3 kWp屋顶系统)的环境生命周期,涵盖光伏板、电缆、支架、逆变器和系统安装等环节,生产1 kWh交流电。研究采用生命周期评估(LCA)方法,分析光伏系统从资源提取到废弃处理的五个阶段:制造、运输、安装、使用(30年以上及维护)和报废(拆卸、回收、废物管理)。
核心观点与数据
- 技术覆盖:研究包含四种光伏模块技术(CdTe、CIS/CIGS、多晶硅、单晶硅),效率分别为18%、16%、18%和19.5%。
- 排放贡献:光伏系统生命周期排放主要集中在制造阶段,使用阶段排放几乎为零,与化石燃料发电形成鲜明对比(后者运行阶段排放占比高)。
- 环境影响:光伏发电1 kWh的碳排放远低于化石燃料(最高可达1 kg CO2/kWh),且非可再生能源回收期较短。
- 回收期计算:非可再生能源回收期定义为光伏系统产生等同于自身生产所消耗的非可再生能源的时间。
- 技术改进:2018年光伏系统相比2011年,环境性能显著提升(具体改进数据未展开)。
研究结论
光伏系统在生命周期内具有极低的碳排放和环境影响,尤其在运行阶段几乎无排放,是化石燃料发电的清洁替代方案。研究由IEA-PVPS Task 12支持,旨在量化光伏与其他能源技术的环境差异,并关注健康、安全及可持续性问题,推动市场增长。