1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплоэнергетика
  4. № 7, 2024

Теплоэнергетика, 2024, № 7, стр. 82-98

Сравнительное исследование методов, используемых при оценке жизненного цикла угольной электростанции

U. Das a, *, C. Nandi a, D. De a, S. Das a, S. S. Nandi a

a The Department of Electrical Engineering, Tripura University
799022 Tripura, Agartala, India

* E-mail: uttarad1995@gmail.com

Поступила в редакцию 30.03.2022
После доработки 06.09.2022
Принята к публикации 28.09.2022

Аннотация

Уголь как ископаемое топливо – один из самых известных источников энергии во всем мире. Наряду с многочисленными преимуществами перед другими видами топлива он имеет и некоторые недостатки, прежде всего он оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду – способствует глобальному потеплению, загрязнению воздуха, воды. Уголь образовался при разложении древних растений без доступа кислорода и как богатый углеродом ресурс является своего рода историческим наследием. В настоящей публикации рассматриваются экологические воздействия этого вида топлива в процессе его сжигания на ТЭС для выработки электроэнергии. Был изучен метод оценки жизненного цикла (life cycle assessment – LCA) “от колыбели до ворот” для угольной электростанции (ТЭС на угле). На всех трех этапах (добыча топлива, его транспортировка и применение на электростанции) выявлены основные очаги загрязнения и их негативное влияние на природу и человека. Проанализирована работа ТЭС мощностью 530 МВт в Китае. Проведено сравнение двух методов: CML 2001 (Baseline – базовый уровень) и средней точки ReCiPe (H) [ReCiPe Midpoint (H) method] – при оценке экологических последствий эксплуатации электростанции. Изменение климата, загрязнение пресных и морских вод, потенциал закисления – вот лишь некоторые из опасностей, возникающих при использовании угля и выявленных в ходе исследования. Более совершенный научный подход, основанный на следовании стандартным рекомендациям и эффективном управлении процессами, может помочь снизить загрязнение земель, атмосферного воздуха и воды. В статье представлены результаты исследований многообразного воздействия угольной генерации на окружающую среду и рассмотрены наиболее экологичные методы использования этого вида топлива для получения электроэнергии.

Ключевые слова: оценка жизненного цикла, транспортировка топлива, угольная электростанция, метод расчета воздействия на жизненный цикл, парниковые газы, метод средней точки ReCiPe (H), метод CML 2001 (базовый уровень)

Список литературы

  1. Emissions reduction potential from CO2 capture: A life cycle assessment of a Brazilian coal-fired power plant / D.A.C. Branco, M.C.P. Moura, A. Szklo, R. Schaeffer // Energy Policy. 2013. V. 61. P. 1221–1235. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2013.06.043

  2. Life cycle emissions and cost of producing electricity from coal, natural gas, and wood pellets in Ontario, Canada / Y. Zhang, J. Mckechine, D. Cormier, R. Lyng, W. Mabee, A. Ogino, H.L. MacLean // Environ. Sci. Technol. 2010. V. 44. Is. 1. P. 538–544. https://doi.org/10.1021/es902555a

  3. A streamlined life cycle assessment of a coal-fired power plant the South African case study / I. Dunmade, N. Madushele, P.A. Adedeji, E.T. Akinlabi // Environ. Sci. Pollution Res. 2019. V. 26. P. 18484–18492. https://doi.org/10.1007/s11356-019-05227-6

  4. Strube R., Pellegrini G., Manifrida G. The environmental impact of post-combustion CO2 capture with MEA, with aqueous ammonia, and with an aqueous ammonia-ethanol mixture for a coal-fired power plant // Energy. 2011. V. 36. Is. 6. P. 3763–3770. https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.12.060

  5. Ode N.A., Cockerill T.T. Life cycle analysis of UK coal-fired power plants // Energy Convers. Manage. 2008. V. 49. Is. 2. P. 212–220. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2007.06.014

  6. Restrepo A., Bazzo E., Miyake R. A life cycle assessment of the Brazilian coal used for electric power generation // J. Cleaner Prod. 2015. V. 92. P. 179–186. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.12.065

  7. Das U., Nandi C. Life cycle assessment on onshore wind farm: An evaluation of wind generation in India // Sustainable Energy Technol. Assess. 2022. V. 53. Part C. P. 102647. https://doi.org/10.1016/j.seta.2022.102647

  8. Das U., Nandi C., Bhattacharjee S. Climate change in the Mediterranean and Middle Eastern region: Climate change management (CCM) / Ed. by W.L. Filho, E. Manolas. Springer Nature Switzerland AG, 2022. https://doi.org/10.1007/978-3-030-78566-6

  9. A review of different configuration of hybrid energy systems with case study analysis / U. Das, S. Mandal, S. Bhattacharjee, C. Nandi // Int. J. Environ. Sustainable Dev. 2022. V. 21. No. 1–2. P. 116–137. https://doi.org/10.1504/IJESD.2022.119387

  10. Life cycle assessment of a co-firing power generation system in China / J. Wu, L. Kong, L. Wang, Y. Sun // J. Biobased Mater. Bioenergy. 2016. V. 10. No. 2. P. 129–136(8). https://doi.org/10.1166/jbmb.2016.1574

  11. Up-to-date life cycle assessment and comparison study of clean coal power generation technologies in China / X. Liang, Z. Wang, Z. Zhou, Z. Huang, J. Zhou, K. Cen // J. Cleaner Prod. 2013. V. 39. P. 24–31. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2012.08.003

  12. Yujia W., Zhaofeng X., Zheng L. Life cycle analysis of coal-fired power plants with CCS in China // Energy Procedia. 2014. V. 63. P. 7444–7451. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.11.781

  13. Singh U., Sharma N., Mahapatra S.S. Environmental life cycle assessment of Indian coal-fired power plants // Int. J. Coal Sci. Technol. 2016. V. 3. P. 215–225. https://doi.org/10.1007/s40789-016-0136-z

  14. Life cycle assessment of a pulverized coal power plant with post-combustion capture, transport, and storage of CO2 / J. Koorneef, T.V. Keulen, A. Faaij, W. Turkenburg // Int. J. Greenhouse Gas Control. 2008. V. 2. Is. 4. P. 448–467. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2008.06.008

  15. Life cycle assessment of pulverized coal-fired power plant with CCS technology in Japan / L. Tang, T. Yokoyama, H. Kubota, A. Shimota // Energy Procedia. 2014. V. 63. P. 7437–7443. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.11.780

  16. Shafie S.M., Mahlia T.M.I., Masjuki H.H. Life cycle assessment of rice straw co-firing with coal power generation in Malaysia // Energy. 2013. V. 57. P. 284–294. https://doi.org/10.1016/j.energy.2013.06.002

  17. Kucukvar M., Tatari O. A comprehensive life cycle analysis of cofiring algae in a coal power plant as a solution for achieving sustainable energy // Energy. 2011. V. 36. Is. 11. P. 6352–6357. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.09.039

  18. Wang C., Mu D. An LCA study of an electricity coal supply chain // J. Ind. Eng. Manage. 2014. V. 7. No. 1. P. 311–335. https://doi.org/10.3926/jiem.1053

  19. Life cycle assessment and environmental cost accounting of coal-fired power generation in China / J. Wanga, R. Wanga, Y. Zhua, Li Jiayan // Energy Policy. 2018. V. 115. P. 374–384. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2018.01.040

  20. High-resolution analysis of life-cycle carbon emissions from China’s coal-fired power industry: A provincial perspective / J. Li, Y. Wang, D. Xu, K. Xie // Int. J. Greenhouse Gas Control. 2020. V. 100. P. 103110. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2020.103110

  21. Life cycle assessment of a cleaner supercritical coal-fired power plant / R. Rasheed, H. Javed, A. Rizwan, F. Sharif, A. Yasar, A.B. Tabinda, S.R. Ahmad, Y. Wang, Y. Su // J. Cleaner Prod. 2021. V. 279. P. 123869. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123869

  22. Unit-level cost-benefit analysis for coal power plants retrofitted with biomass co-firing at a national level by combined GIS and life cycle assessment / J. Li, R. Wang, H. Li, Y. Nie, X. Song, M. Li, M. Shi, X. Zheng, W. Cai, C. Wang // Appl. Energy. 2021. V. 285. P. 116494. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.116494

  23. Morrison B., Golden J.S. Life cycle assessment of co-firing coal and wood pellets in the Southeastern United States // J. Cleaner Prod. 2017. V. 150. P. 188–196. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.03.026

  24. A review of life cycle assessment (LCA) on some food products / P. Roy, D. Nei, T. Orikasa, Q. Xu, H. Okadome, N. Nakamura, T. Shinna // J. Food Eng. 2009. V. 90. Is. 1. P. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.06.016

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплоэнергетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал