不同的發電能源排放不同數量的溫室氣體。
這將導致不同的碳足跡對於不同的能源。
在本指南中，我們關注電力的碳足跡，但也關注個別能源的碳足跡煤炭、天然氣、石油/油核能、太陽能、風能等。
摘要-能源和電力的碳足跡
電力生產是全球排放最多的產業之一，有不同的能源用於發電(能源用於加熱和燃料，但本指南特別關注電力生產)。
能源不僅在燃燒階段直接排放溫室氣體，而且在能源的整個生命周期中間接排放溫室氣體
我們在本指南的底部包含了直接和間接排放的例子
測量不同能源的碳足跡有很多種方法
一種方法是根據不同能源的數量(噸)計算總排放量，並將其分解為一個國家或全球範圍內總排放量的百分比。
以2017年的美國為例，電力生產中的大部分碳排放來自煤炭，其次是天然氣，分別為69%和29%(值得注意的是，當考慮到所有能源使用時，這些數字可能會發生變化，比如供暖和運輸燃料。但是，這些是發電量)
另一種測量不同發電能源的碳足跡的方法是計算每千瓦時發電量的二氧化碳當量
考慮到這一點，煤往往是最大的排放者，差距很大，其次是天然氣，其每千瓦時價值是煤的三分之二到一半
生物質和生物能源各不相同，但根據一些估計，專用生物質可能排在煤炭和天然氣之後，位列第三
可再生能源(太陽能光伏、地熱、水力發電、海上風能、陸上風能和海洋潮汐/波浪)和核能，在運行階段往往產生最小的排放或幾乎沒有排放
一組數據顯示，自1975年以來，太陽能的排放效率已經大大提高
一個異常值是水電在某些設置下可以產生的最大排放。一個例子可能包括當它必須使用抽水水力與化石燃料。儲層中腐爛物質產生的甲烷也可能是一個問題
這些趨勢在運行和生命周期每千瓦時產生的碳足跡方麵趨於一致
石油的產量接近煤的水平，但顯然主要用於運輸。一些來源也把柴油和燃料電池放在了清單的最前麵，但它們主要用於運輸
考慮到能源和電力生產的技術進步，一組經過調整的未來數據顯示出類似的趨勢和結果(化石燃料的排放量更高，可再生能源和核能的排放量更低)，隻是水電的排放量更高
有消息稱，僅就燃燒而言，天然氣排放的溫室氣體就比煤炭少50%到60%
但需要指出的是，製造設備，如太陽能電池板/太陽能電池，風力渦輪機(水泥和鋼鐵)，以及核電站的建設(特別是水泥和鋼鐵製造)都會產生排放。
還有能源用於核電站的退役，以及在太陽能電池板壽命到期時處理廢物
所以，要考慮的不僅僅是操作階段
用於發電的設備類型(例如新電廠與舊燃煤電廠)以及安裝在電廠的排放控製技術(例如碳捕集技術與無碳捕集技術)都會對排放足跡產生影響
不同的研究表明，新的燃煤電廠可能比舊的電廠排放更少
進一步的技術進步可能會不斷改變不同能源的排放量
其他可以考慮的是黑煤和褐煤，以及它們各自的排放量
可再生能源在電網中使用時有一個星號——它們可能必須與備用化石燃料發電廠一起使用，因此，這些排放應該被考慮在內
關於不同能源的碳足跡的另一個星號是在將能源輸送到新地點的過程中損失的能源。與氫、煤、核能和石油相比，天然氣可能是最高效的能源之一．儲存能量的來源，而熬掉能量的損失也會導致能量的損失。因此，效率可能會被考慮到能源使用的實際方麵，以及最終的碳足跡，因為它最終會影響資源使用和對環境的影響
在本指南中，我們具體概述了不同化石燃料在不同衡量標準下的排放
一度電的平均碳足跡
每千瓦時電力的平均碳足跡可能接近1磅。
但是，這也可能取決於一個城市的能源結構。
在美國，每千瓦時產生的二氧化碳平均為0.954磅2在發電廠釋放(css.umich.edu)
不同能源的排放量，每千瓦時的發電量
就運行過程中的一般排放量而言，煤是主要的排放者。
天然氣排在第二位。
可再生能源和核能的排放量最低。
一般來說，煤炭產生的溫室氣體和其他汙染物比任何其他能源都多(約每千瓦時電力2.15磅二氧化碳)
天然氣的碳排放量大約是煤炭的一半(每千瓦時電約1.22磅二氧化碳)。
風能和太陽能產生的碳排放可以忽略不計
——greenbiz.com
[以電力計算]煤釋放2.2磅，石油釋放2.0磅，天然氣釋放0.9磅。
核能、太陽能、風能和水力發電不會釋放二氧化碳2當它們發電時，但排放是在上遊生產活動(如太陽能電池、核燃料、水泥生產)中釋放的。
——css.umich.edu
風能、核能和太陽能:
風能:
在某些情況下，風力渦輪機製造過程中產生的溫室氣體有望在清潔運行後的9個月內得到補償
地熱:
如果在閉環係統中使用地熱，二氧化碳會被注入到地球中，那麼在運行過程中地熱可以是一種低排放的能源
地熱:
增強型地熱係統需要能源來鑽探和泵入熱岩儲層，其生命周期的全球變暖排放約為每千瓦時0.2磅二氧化碳當量
在這個背景下，估計天然氣發電的生命周期全球變暖排放在每千瓦時0.6到2磅二氧化碳當量之間，而燃煤發電的估計是每千瓦時1.4到3.6磅二氧化碳當量
——ucsusa.org
不同能源的生命周期碳足跡，每千瓦時產生的電力
生命周期碳足跡考慮了從采礦到廢物的排放，即不僅僅是在操作階段的排放。
根據大多數計算，煤炭往往排在前麵，天然氣排在第二位，但每千瓦時的排放量隻有煤炭的一半左右。
可再生能源的終生排放量也較低。
資源列表中的Wikipedia資源顯示了生命周期CO2等價於電力供應技術的中位數g二氧化碳情商/千瓦時
根據估計:
[煤炭(PC)以顯著優勢排在排放最多的榜單上
天然氣(聯合循環)排在第二位
“專用生物質”排名第三
太陽能光伏、地熱、水力發電、海上風能、核能、陸上風能和海洋(潮汐/波浪)產生的排放最少
一個異常值是水電在某些設置下可以產生的最大排放。一個例子可能包括當它必須使用抽水水力和化石燃料時。
在英國，不同能源生產來源的生命周期碳足跡為(以gCO2eq/kWh計):
傳統煤炭燃燒-[產生的排放量約為]>1,000克二氧化碳當量/千瓦時(每千瓦時的二氧化碳當量)
較新的氣化裝置- <800克二氧化碳當量/千瓦時
燃油發電廠-約650克二氧化碳當量/千瓦時
目前的燃氣發電- ~500gCO2eq/kWh)
[所有這些能源的碳足跡都遠遠高於生物質能(燃燒)、光伏發電係統、波浪和潮汐、生物質能(氣化)、水力(儲存)、海上風能、核能、水力(河流流動)和陸上風能——按排放從多到少的順序排列]
——parliament.uk
更多不同能源的生命周期碳足跡統計數據可以在wikipedia.org環境影響資源中找到(在“用水”部分下的表格中)。
未來調整的不同能源的生命周期碳足跡，每千瓦時產生的電力
與上述數據相比，唯一真正的變化是水電在排放清單上的位置更高。
當考慮到製造、建造和燃料供應期間的排放，以及到2050年技術的改進時，每種能源在其生命周期(從製造到處置)中有以下排放足跡(以每千瓦時發電的二氧化碳當量衡量):
核能- 4克二氧化碳當量(gCO2e/kWh)
太陽能- 6gCO2e/kWh(6克二氧化碳當量)
風- 4 gco2e /千瓦時
氣體- 78 gco2e /千瓦時
水電- 97 gco2e /千瓦時
生物能源- 98 gco2e /千瓦時
煤- 109 gco2e /千瓦時
有趣的是，2050年全球氣溫2攝氏度的平均目標是15克二氧化碳當量/千瓦時。
——carbonbrief.org
特別是燃燒過程中的碳足跡
與煤炭相比，天然氣在燃燒過程中排放的碳要少50%到60%
——chinapower.csis.org
太陽能電池板的碳足跡
平均而言，(太陽能電池板)在其使用壽命(估計為30年，無論電池板是什麼時候製造的)中，每產生千瓦時的能量約排放20克二氧化碳，比1975年的400-500克有所下降
隨著更多的太陽能電池板的生產和技術的改進，它們變得更加高效
——economist.com
在陽光最充足的地區，最好的太陽能技術的碳足跡為3克二氧化碳/千瓦時，比在最糟糕地區的最差太陽能技術(21克二氧化碳/千瓦時)低約7倍。
——carbonbrief.org
[摘自本指南中未來調整後的carbonbrief.org列表]
太陽能- 6gCO2e/kWh(6克二氧化碳當量)
——carbonbrief.org
關於太陽能電池板有幾點需要注意:
-在製造和廢物處理階段有排放
-與其他能源結構更環保的國家生產的電池板相比，中國工廠生產的電池板可能因為使用了大量的煤炭能源而產生更高的排放
風力渦輪機的碳足跡
[摘自本指南中未來調整後的carbonbrief.org列表]
風- 4gCO2e/kWh(4克CO2當量)
——carbonbrief.org
但請注意，風力渦輪機通常需要鋼鐵和混凝土來製造，這有排放
核能的碳足跡
[摘自本指南中未來調整後的carbonbrief.org列表]
核能- 4克二氧化碳當量/千瓦時
(但是)核電站需要大量的鋼鐵和混凝土……而分離核燃料的離心機也會耗費大量的電費
——carbonbrief.org
氣體的碳足跡
[摘自本指南中未來調整後的carbonbrief.org列表]
氣體- 78 gco2e /千瓦時
——carbonbrief.org
水電的碳足跡
[摘自本指南中未來調整後的carbonbrief.org列表]
水電- 97 gco2e /千瓦時
——carbonbrief.org
生物能源的碳足跡
[摘自本指南中未來調整後的carbonbrief.org列表]
生物能源- 98 gco2e /千瓦時
——carbonbrief.org
煤炭的碳足跡
[摘自本指南中未來調整後的carbonbrief.org列表]
煤- 109 gco2e /千瓦時
——carbonbrief.org
美國電力和能源排放多少碳
到目前為止，在美國所有能源中，煤炭發電產生的溫室氣體最多。
2017年:
美國電力部門的二氧化碳排放量約占美國能源相關二氧化碳排放量的34%。
(有限公司2美國電力部門按來源分類的排放量為:]
煤炭——1.07億噸，占總排放量的69%
天然氣- 506,29%
石油- 19,1%
其他- 12個，不到1%
——eia.gov
另外值得注意的是，eia.gov現在也提供了2019年的數據。
美國按能源來源分類的總發電量
2017年在美國:
63%的發電量來自化石燃料(煤、天然氣、石油和其他氣體)。
大約20%來自核能
大約17%來自可再生能源。
在eia.gov上閱讀總發電量的完整分類
有趣的是，盡管在美國，石油和天然氣的使用比例高於煤炭，但煤炭排放的溫室氣體更多，因此煤炭排放的百分比要高得多。
能源和電力如何排放溫室氣體?
通常是直接或間接的。
——直接
在運行階段，如發電廠的煤的燃燒。
——間接
來自該能源或電力生產生命周期的另一個階段的排放。
例如，太陽能電池板在運行時可能不會排放溫室氣體，但在製造太陽能電池的製造階段就有排放。一旦太陽能電池板達到使用壽命，廢物的處理通常也會產生排放足跡。
另一個例子是，當談到使用石油或天然氣作為能源時，在石油和天然氣開采階段有可能發生甲烷泄漏。
在這份指南中，有更多關於全球和中國不同化石燃料的石油甲烷泄漏率和排放的信息
來源
1.https://en.wikipedia.org/wiki/Life-cycle_greenhouse-gas_emissions_of_energy_sources
2.https://www.parliament.uk/documents/post/postpn268.pdf
3.https://www.americangeosciences.org/critical-issues/faq/how-much-us-carbon-dioxide-emissions-are-associated-electricity-generation
4.https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=427&t=3
5.https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=77&t=11
6.https://www.epa.gov/ghgemissions/sources-greenhouse-gas-emissions
7.https://en.wikipedia.org/wiki/Environmental_impact_of_electricity_generation
8.https://www.www.6655zr.com/which-energy-source-is-the-most-dangerous-harmful-which-is-safest/
9.http://css.umich.edu/factsheets/carbon-footprint-factsheet
10.https://www.carbonbrief.org/solar-wind-nuclear-amazingly-low-carbon-footprints
11.https://www.economist.com/science-and-technology/2016/12/10/how-clean-is-solar-power
12.https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=77&t=11
13.https://www.greenbiz.com/article/which-energy-resources-are-gulping-down-our-water
14.https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_footprint#The_carbon_footprints_of_energy
15.https://chinapower.csis.org/china-greenhouse-gas-emissions/
16.https://www.ucsusa.org/resources/environmental-impacts-geothermal-energy