IEA–PVPS T11-03:2011 研报重点探讨了光伏混合系统，尤其是光伏柴油混合微电网系统的环境可持续性，并着重分析了其减少温室气体排放的潜力。报告将光伏系统分为三类进行比较：太阳能家庭系统（SHS）、并网光伏系统和光伏混合微电网系统。其中，光伏混合微电网系统因其结合了光伏、其他发电技术和储能（通常使用铅酸电池），具有独特的环境特征。
温室气体减排机制
光伏柴油混合微电网系统通过以下机制实现温室气体减排：
- 可再生能源效应：用无碳的光伏电力替代柴油发电，减少温室气体排放。
- 避免柴油发电机低效运行：利用电池存储过剩光伏电力，在用电低谷时段停止柴油发电机运行，避免其低效运行导致的排放。
- 避免空载运行：通过电池储能避免柴油发电机在用电需求低于最低负荷时进行空载运行，减少浪费。
减排潜力分析
- 案例研究表明，光伏电力补充柴油发电是减排的主要贡献者（84.9%），其次是避免柴油发电机低效运行（7.7%）和避免空载运行（7.3%）。
- 在博茨瓦纳的案例中，光伏柴油混合系统的柴油消耗量比纯柴油系统低33%。
- 当系统设计容量过剩时（例如岛屿电力需求低于预测值20%），光伏柴油混合系统的减排效果更显著，减排潜力达到1.30 kg-CO2/kWh。
生命周期分析
- 考虑光伏系统全生命周期的温室气体排放，光伏柴油混合系统的加权平均生命周期排放因子比纯柴油系统低25.9%。
- 其中，光伏发电的生命周期排放因子取38 g-CO2/kWh，柴油发电机的生命周期排放因子取787 g-CO2/kWh，电池储能的排放因子根据日本报告估算为216 g-CO2/kWh。
结论
光伏柴油混合微电网系统是减少柴油燃料消耗和温室气体排放的有效措施，尤其适用于小岛屿和其他偏远地区，能够提供全天候电力服务。系统配置对减排效果有显著影响，最佳配置取决于负荷曲线、燃料价格、柴油发电机效率以及光伏系统和电池价格等因素。
