IEA PVPS Task 12 的这份报告旨在提供光伏电力生命周期评估(LCA)的方法论指南,以增强光伏电力 LCA 研究的可信度和可靠性。报告首先介绍了 IEA PVPS TCP 的背景和目标,强调国际合作在能源安全和可持续发展中的重要性,并阐述了 Task 12 在促进光伏安全性和可持续性方面的具体目标,包括量化光伏与其他能源技术的环境绩效、研究光伏系统报废后的生命周期管理方案,以及定义和解决影响市场增长的环境健康与安全和其他可持续性问题。
报告的核心内容分为六个方面:
1. 光伏特定方面
- 寿命预期:建议光伏组件和系统的寿命分别为 30 年、15 年、30 年、30 年、30 年、30 年和 30 年。
- 辐照度:根据研究目标,提供四种主要建议,包括基于平均技术或特定产品的分析、基于电网中安装系统的分析、基于特定建筑环境中建筑集成光伏系统的分析和基于双面光伏组件的分析。
- 性能比(PR):建议屋顶安装系统使用 0.75 的默认值,地面安装大型光伏系统使用 0.80 的默认值。
- 衰减:建议成熟模块技术每年衰减 0.7 个百分点。
- 限电和直流/交流比率:建议考虑光伏系统直流输出与逆变器容量的比率,并在必要时报告限电情况。
- 备用系统:认为备用系统(如储能、水电或燃气联合循环电站)不属于光伏 LCA 的系统边界。
2. 生命周期清单建模方面
- 系统模型:根据研究目标,可以选择归因性、决策性或结果性方法,并建议使用基于过程的 LCA 方法。
- 功能单元和参考流量:建议使用交流电(kWh)作为光伏系统的功能单元,并推荐使用 m2 模块或 kWp(额定功率,直流)作为参考流量。
- 系统边界:包括产品阶段、施工阶段、使用阶段和报废阶段,并排除员工通勤、行政、营销和研发活动。
- 建模用水:建议使用国际标准 ISO 14046 对用水进行建模,并推荐使用水消耗作为指标。
- 建模分配和回收:建议使用 ISO 14044 标准进行分配,并推荐使用回收内容和报废后回收两种方法进行材料回收分析。
- 数据库:不推荐特定 LCI 数据库,但强调数据透明度和可用性。
3. 建筑集成光伏系统
- 目标和范围:建筑集成光伏(BIPV)可以减少建筑整个生命周期的环境足迹,LCA 可以帮助量化 BIPV 的环境足迹。
- 一般建议:应用现有的 PV LCA 方法和 EROI 方法论指南,并对 BIPV 模块、子结构、电缆和电子设备进行单独建模。
4. 生命周期影响评估(LCIA)
- 建议使用 PEFCR 的中期指标,并补充其他指标,包括核废料的放射毒性潜力、可再生和不可再生累积能源需求以及由土地利用造成的生物多样性损害潜力。
5. 解释
- 能源回收时间(EPBT)和非可再生能源回收时间(NREPBT):EPBT 是指可再生能源系统产生与自身生产所使用的相同数量的能源所需的时间,NREPBT 是指可再生能源系统产生与其生命周期中使用的非可再生能源相等的能源所需的时间。
- 环境影响减缓潜力(IMP):量化与光伏系统生命周期相关的潜在环境效益和影响。
6. 报告和沟通
- 建议在结果图表和表格的标题中报告关键参数,并在报告中记录其他重要方面,如数据时间范围、生命周期阶段、生产地点、电力类型、研究目标、LCA 方法、LCA 工具、LCI 数据库和影响类别指标等。