能源系統(tǒng)生命周期分析（LCA）可以幫助確定從“搖籃到墳?zāi)埂闭麄€(gè)生命周期的環(huán)境負(fù)擔(dān)，并促進(jìn)能源技術(shù)的比較。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電全生命周期內(nèi)溫室氣體排放進(jìn)行了總結(jié)分析，研究人員審查并篩選了400項(xiàng)包括晶體硅和薄膜，光伏系統(tǒng)相關(guān)研究的已發(fā)表結(jié)果。通過(guò)調(diào)整統(tǒng)一化已發(fā)表的溫室氣體排放估算值發(fā)現(xiàn)：光伏發(fā)電系統(tǒng)全生命周期溫室氣體排放值約為40g CO?eq/kWh，其中上游產(chǎn)業(yè)鏈排放占比約60%-70%。

另外，研究也分析對(duì)比了太陽(yáng)能光熱發(fā)電、風(fēng)電、核電和燃煤系統(tǒng)的生命周期溫室氣體排放，其中，太陽(yáng)能光熱發(fā)電生命周期溫室氣體排放參考值最低，為10g CO?e/kWh。

全文翻譯如下：

過(guò)去三十年中，已經(jīng)針對(duì)各種住宅和公用事業(yè)規(guī)模的太陽(yáng)能光伏（PV）系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)百次生命周期評(píng)估（LCA），并已發(fā)表評(píng)估結(jié)果。這些LCA產(chǎn)生了極為廣泛的結(jié)果。這些結(jié)果的差異可歸因于評(píng)估技術(shù)（即，不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、商業(yè)系統(tǒng)與概念系統(tǒng)的區(qū)別、系統(tǒng)運(yùn)行假設(shè)條件和隨著時(shí)間的推移而進(jìn)行的技術(shù)改進(jìn)）以及所采用的LCA方法和假設(shè)條件的差異。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）最近領(lǐng)導(dǎo)了生命周期評(píng)估（LCA）協(xié)調(diào)項(xiàng)目，這是一項(xiàng)有助于澄清已發(fā)表文獻(xiàn)中不一致且相互矛盾的生命周期溫室氣體排放估算值，并提供更精確的光伏系統(tǒng)生命周期溫室氣體排放估算值的研究。分析人員開(kāi)發(fā)并應(yīng)用了一種系統(tǒng)方法來(lái)審查L(zhǎng)CA文獻(xiàn)，確定這些可變性的主要來(lái)源，并在可能的情況下，通過(guò)稱(chēng)為“和諧”（harmonized）的過(guò)程來(lái)減少生命周期內(nèi)溫室氣體排放估算值的可變性。

分析人員審查并篩選了來(lái)自400項(xiàng)光伏系統(tǒng)（包括晶體硅（C-Si）（單晶硅和多晶硅）和薄膜（TF）（非晶硅[a-Si]、碲化鎘[CdTe]和銅銦鎵硒[CIGS]））相關(guān)研究的已發(fā)表結(jié)果。其中有十七項(xiàng)研究通過(guò)了篩選（提供了這些光伏技術(shù)生命周期內(nèi)溫室氣體排放的46個(gè)估算值），并將這些研究納入本分析中。通過(guò)調(diào)整已發(fā)表的溫室氣體排放估算值，并進(jìn)行統(tǒng)一化，以使這些關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)達(dá)到一致的值：

對(duì)選定的發(fā)電技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)審查并“和諧”生命周期內(nèi)溫室氣體排放估算值的結(jié)果摘要，重點(diǎn)關(guān)注光伏技術(shù)。

研究還將溫室氣體排放估算值與一致的系統(tǒng)邊界，以及甲烷和一氧化二氮的全球變暖潛力相“和諧”。本研究中未考慮的其他潛在可變性來(lái)源包括晶體硅光伏系統(tǒng)的硅片厚度和硅型，以及晶體硅和薄膜光伏系統(tǒng)制造過(guò)程中使用的上游電力結(jié)構(gòu)。

上圖中將晶體硅和薄膜光伏發(fā)電系統(tǒng)的生命周期溫室氣體排放與其他發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了比較。這些結(jié)果表明：

?太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)整個(gè)生命周期內(nèi)的溫室氣體排放與其他可再生能源和核能相似，但遠(yuǎn)低于煤電。

?“和諧”提高了晶體硅和薄膜光伏系統(tǒng)生命周期內(nèi)溫室氣體排放估算值的精度，將四分位差（第75百分比值減去第25百分比值）的可變性降低了65％。

?“和諧”對(duì)每種技術(shù)的中間估算值影響很小，將中間值降低了約20％。兩種光伏技術(shù)的中間值均低于50g CO?e/kWh。

?晶體硅和薄膜光伏技術(shù)的生命周期內(nèi)溫室氣體排放量大致相似；薄膜技術(shù)的估算值較少，限制了進(jìn)行可靠比較的可能性。

在調(diào)查的“和諧”參數(shù)中，將報(bào)告的結(jié)果調(diào)整為一致的太陽(yáng)輻照量假設(shè)值對(duì)降低晶體硅光伏技術(shù)估算的溫室氣體排放的可變性影響最大。太陽(yáng)輻照量會(huì)直接影響光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電力，并且會(huì)因位置和季節(jié)、一天中的時(shí)間以及天氣的變化而變化。在有關(guān)光伏技術(shù)的LCA文獻(xiàn)中，假設(shè)的太陽(yáng)輻照量范圍為900至2200kWh/m2/yr。將這些值調(diào)整為1700kWh/m2/yr（歐洲南部地區(qū)的典型值）時(shí)，晶體硅光伏技術(shù)的生命周期內(nèi)溫室氣體排放的四分位差可變性降低了48％。如果使用比1,700kWh/m2/yr更高的輻照量估算值（如美國(guó)西南部地區(qū)典型的2400kWh/m2/yr），則會(huì)相應(yīng)地降低溫室氣體排放量。

對(duì)比單晶硅和多晶硅技術(shù)的其他分析,調(diào)整至一致的運(yùn)行壽命也是降低“和諧”數(shù)據(jù)可變性的一個(gè)驅(qū)動(dòng)因素。