Titelaufnahme

Titel
Life cycle assessment of power systems with large shares of variable renewable energy / von Peter Berrill
Weitere Titel
Life cycle assessment of power systems with large shares of variable renewable energy
Verfasser/ VerfasserinBerrill, Peter
Begutachter / BegutachterinSchnitzer, Hans
Erschienen2015
UmfangXI, 75 S. : Zsfassungen (2 Bl.) ; graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2015
Anmerkung
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zsfassungen in dt. und engl. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Lebenszyklus <Wirtschaft> / Elektrizitätsversorgung / Lebenszyklus <Wirtschaft> / Elektrizitätsversorgung / Online-Ressource
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-92266 Persistent Identifier (URN)
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Life cycle assessment of power systems with large shares of variable renewable energy [3.63 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Für diese Abschlussarbeit wurde mithilfe von des prognostizierten Strombedarfs für 2050 eine ganzheitliche hybride Lebenszyklusanalyse für das europäische Stromversorgungsnetz durchgeführt. 66 im Vorhinein durch ökonomische Optimierung generierte Szenarien mit unterschiedlicher Stromproduktion und unterschiedlichen CO2-Preisen wurden analysiert, wobei Energiespeichertechnologien und Erweiterungen des Stromnetzes eingebunden, und technologische Entwicklung bis 2050 bestmöglich berücksichtigt wurde.Die stärksten Umwelteinflüsse durch Erweiterung des Stromnetzes treten in der Landnutzung auf, für Energiespeicher sind die Einflüsse auf Eutrophierung (von Süßwasser) sowie auf Toxizität für den Menschen besonders groß. Bei gesteigerter Nutzung fluktuierender erneuerbarer Energien werden im Allgemeinen die Einflüsse aller Kategorien außer Landnutzung, Ressourcenverknappung, und in einigen fällen auch Eutrophierung, verringert. Außerdem können die Treibhausgasemissionen durch den ganzheitlichen Einsatz erneuerbarer Energien um 66 bis 93 % verringert werden, was die ökologischen Vorte einer Energiewende bestätigt. Windkraft schneidet in allen Umwelteinflüssen besser als Solarenergie ab.Um für die Umwelteinflüsse maßgebliche Entwicklungen und Prozesse herauszufinden, wurden Analysen der verschiedenen Einwirkungen und der strukturellen Pfade durchgeführt. Vor allem die Gewinnung und Verarbeitung fossiler Energieträger, insbesondere Erdgas, trägt zu einem beträchtlichen Anteil zu den Emissionen bei, weswegen der positive Einfluss von CO2-Sequestrierung (CCS) auf die globale Erwärmung geringer ausfällt, als erwartet (58%). Außerdem führt CCS zu 12 bis 40 % Steigerung aller Umwelteinflüsse außer Treibhausgasemissionen. Hohe Umwelteinflüsse in verschiedenen Wirkungskategorien können auch dem Methanausstoß bei Erdgasförderung, sowie der Entsorgung von sulfidischen Rückständen der Kupferherstellung und von Abraum aus dem Kohlebergbau zugeschrieben werden.

Zusammenfassung (Englisch)

An integrated hybrid life cycle assessment is carried out on the electricity provision system in Europe, using projected electricity demand figures for the year 2050. 66 scenarios generated previously by an economic optimisation model, with varying electricity production mixes and CO2 prices, are assessed. The model is built to reflect technology in 2050 as much as possible. The inclusion of energy storage technologies and transmission grid extensions in analysing system wide impacts is a novel feature of this work. Impacts from grid extension are most visible in land occupation; energy storage impacts are most visible in freshwater eutrophication and human toxicity impact categories. Despite these contributions, impact reductions occur with increasing input of variable renewable energy for all impact categories bar land occupation, mineral resource depletion and in some cases freshwater eutrophication. For climate change, impacts of systems based primarily on renewable energy are reduced by 66-93% compared with systems based on fossil fuels. The findings confirm the environmental benefits of switching to renewable-based electricity systems. In all impact categories, impacts from wind power are consistently smaller than those from solar power. Structural path analysis and contribution analysis are performed to identify prominent paths and processes contributing to impacts. They reveal considerable emissions due to extraction and production of fossil fuels, particularly natural gas. For this reason, climate change impact reductions from carbon capture and storage (CCS) are just 58%, smaller than expected. CCS leads to an increase in impacts (12-40%) in categories other than climate change. Releases of methane during natural gas extraction, disposal of sulfidic tailings arising from copper production processes and disposal of spoil from coal mining are emissions which consistently cause significant emissions in numerous impact categories.

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