01文章导读
随着气候变暖等可持续发展问题日益严峻，可再生能源的利用在社会经济系统中也变得愈发重要。其中，风力发电是重要的可再生能源之一。据报道，2019年非洲的风电装机容量已达到了5.8GW，而埃塞俄比亚是非洲风电装机容量排名前五的国家。埃塞俄比亚拥有巨大的风力发电潜力（约为10GW），可覆盖全国不同地区。作为绿色发展政策的一部分，埃塞俄比亚水利、灌溉和能源部计划将全国的风力发电从目前的324兆瓦（MW）发展到2030年的2000MW。虽然开发低碳能源技术以进一步减少该国环境影响的意图值得肯定，但其风力发电系统的总体环境影响尚未明确。因此，这篇文章将从生命周期评价角度去探究埃塞俄比亚风电场的环境影响。
02文章摘要
研究目的:
本研究的总体目标是帮助建立埃塞俄比亚发电系统的生命周期评价数据库。本研究特别评估了向国家电网供应高压电的风力发电系统对环境的影响。这项研究在一定区域范围内具有实际意义，因为埃塞俄比亚电力系统已经向苏丹和吉布提供电，并计划向非洲其他国家供电。
研究方法:
针对埃塞俄比亚的情况，分析了由四种不同型号的风力涡轮机组成的三种不同的电网风力发电系统，功率在1至1.67MW之间。考虑到风电场的所有生命周期、维护和运输，以及风电场的所有主要组件的采购、维护和处理。这项研究是根据ISO14040和ISO14044标准程序的主要原则进行的。使用SimaPro软件、Ecoinvent 3.01数据库和ReCiPe 2008数据库进行环境影响评估。假设使用寿命为20年。
结果和讨论:
埃塞俄比亚风力发电系统每千瓦时发电量对环境的平均中点环境影响为：气候变化：33.6克CO2当量；化石消耗量：8克石油当量；淡水生态毒性：0.023克1,4-DCB当量；淡水富营养化：0.005克氮当量；人体毒性：9.9克1,4-DCB当量；金属消耗量：18.7克铁当量；海洋生态毒性：0.098克1,4-DCB当量；颗粒物形成：0.097克PM10当量；光化学氧化剂形成：0.144克NMVOC；陆地酸化：0.21克SO2当量。包括上游生命周期阶段在内的运行前阶段是所有环境影响的最大贡献者，其占比在82%到96%之间。风力发电系统的累积能源需求（CED）和能源投资回报率（EROI）分别为0.393兆焦（MJ）和9.2。
结论:
运行前阶段是所有环境影响类别的最大贡献者。敏感性和情景分析结果表明风机寿命、容量系数、运输路线等因素对生命周期评价的结果影响最大。
03主要结果
图1 各生命周期阶段对环境影响结果的百分比贡献
图2 风电机组部件的更换率与基准情景的敏感性分析结果
图3 风电机组的不同寿命假设的敏感性分析结果（以20年寿命为基础）
图4 估计产量和实际产量与基准情景对风能系统生命周期评价结果影响的对比分析
图5 金属废料回收率对风电系统生命周期评价结果影响的对比分析
图6 零部件运输对风电系统生命周期评价结果影响的对比分析
图7 “最佳情景”和“最坏情景”与基准情景的对比分析结果
