施耐德电气白皮书通过全生命周期碳足迹分析,对比了蓄电池储能和飞轮储能的环保性。研究发现,尽管飞轮储能因其材料、耐温性和寿命等特性常被认为更绿色,但实际碳足迹分析显示VRLA蓄电池在数据中心生命周期内更环保。
核心观点:
- 飞轮储能的误区:飞轮储能常被认为更绿色,主要基于材料差异、耐温性优势和寿命长,但实际运行能耗远高于蓄电池。
- 碳足迹关键因素:原材料提取、生产、运输、运行能耗、制冷和回收处理是主要碳排放环节。其中,运行能耗和原材料是最大影响因素。
- 原材料对比:蓄电池原材料(铅、硫酸)的碳排放率(1.14 kg CO2/kg)低于飞轮(2.2 kg CO2/kg),但蓄电池重量更大,导致总碳排放差异相对较小。
- 运行能耗差异:蓄电池浮充充电损耗为0.2%,飞轮损耗为1.0%,在20年生命周期内,蓄电池运行能耗碳排放仅为飞轮的20%。
- 制冷能耗:蓄电池需额外制冷,增加约49,932 kg CO2碳排放,但飞轮无需额外制冷。
关键数据:
- VRLA蓄电池原材料碳排放率:1.14 kg CO2/kg
- 飞轮原材料碳排放率:2.2 kg CO2/kg
- 蓄电池运行损耗:0.2%
- 飞轮运行损耗:1.0%
- 蓄电池额外制冷碳排放:49,932 kg CO2
- 1MW数据中心20年生命周期内,蓄电池碳排放较飞轮减少80%
研究结论:
- 总体碳足迹:VRLA蓄电池在数据中心生命周期内碳足迹更低,主要因运行能耗差异显著。
- 权衡工具:施耐德开发的权衡工具可帮助数据中心根据具体条件(如地理位置、损耗率、制冷需求等)调整参数,优化碳排放计算。
- 关键影响因素:地理位置(能源类型)和飞轮损耗对结果影响最大,需结合实际数据评估。
其他未考虑因素:
- 发电机燃料消耗和噪音(飞轮更频繁启动)。
- 蓄电池回收率(VRLA蓄电池铅回收率达98%)。
最终结论:在多数情况下,VRLA蓄电池储能比飞轮储能更环保,需综合评估多种因素。