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能源系統生命周期分析（LCA）可以幫助確定從“搖籃到墳墓”整個生命周期的環境負擔，并促進能源技術的比較。美國國家可再生能源實驗室對太陽能光伏發電全生命周期內溫室氣體排放進行了總結分析，研究人員審查并篩選了400項包括晶體硅和薄膜，光伏系統相關研究的已發表結果。通過調整統一化已發表的溫室氣體排放估算值發現：光伏發電系統全生命周期溫室氣體排放值約為40g CO?eq/kWh，其中上游產業鏈排放占比約60%-70%。

另外，研究也分析對比了太陽能光熱發電、風電、核電和燃煤系統的生命周期溫室氣體排放，其中，太陽能光熱發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：

過去三十年中，已經針對各種住宅和公用事業規模的太陽能光伏（PV）系統進行了數百次生命周期評估（LCA），并已發表評估結果。這些LCA產生了極為廣泛的結果。這些結果的差異可歸因于評估技術（即，不同的系統設計、商業系統與概念系統的區別、系統運行假設條件和隨著時間的推移而進行的技術改進）以及所采用的LCA方法和假設條件的差異。美國國家可再生能源實驗室（NREL）最近領導了生命周期評估（LCA）協調項目，這是一項有助于澄清已發表文獻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生命周期溫室氣體排放估算值的研究。分析人員開發并應用了一種系統方法來審查LCA文獻，確定這些可變性的主要來源，并在可能的情況下，通過稱為“和諧”（harmonized）的過程來減少生命周期內溫室氣體排放估算值的可變性。

分析人員審查并篩選了來自400項光伏系統（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]））相關研究的已發表結果。其中有十七項研究通過了篩選（提供了這些光伏技術生命周期內溫室氣體排放的46個估算值），并將這些研究納入本分析中。通過調整已發表的溫室氣體排放估算值，并進行統一化，以使這些關鍵技術參數達到一致的值：

對選定的發電技術進行系統審查并“和諧”生命周期內溫室氣體排放估算值的結果摘要，重點關注光伏技術。

研究還將溫室氣體排放估算值與一致的系統邊界，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源包括晶體硅光伏系統的硅片厚度和硅型，以及晶體硅和薄膜光伏系統制造過程中使用的上游電力結構。

上圖中將晶體硅和薄膜光伏發電系統的生命周期溫室氣體排放與其他發電技術進行了比較。這些結果表明：

?太陽能光伏系統整個生命周期內的溫室氣體排放與其他可再生能源和核能相似，但遠低于煤電。

?“和諧”提高了晶體硅和薄膜光伏系統生命周期內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”對每種技術的中間估算值影響很小，將中間值降低了約20％。兩種光伏技術的中間值均低于50g CO?e/kWh。

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

在調查的“和諧”參數中，將報告的結果調整為一致的太陽輻照量假設值對降低晶體硅光伏技術估算的溫室氣體排放的可變性影響最大。太陽輻照量會直接影響光伏系統產生的電力，并且會因位置和季節、一天中的時間以及天氣的變化而變化。在有關光伏技術的LCA文獻中，假設的太陽輻照量范圍為900至2200kWh/m2/yr。將這些值調整為1700kWh/m2/yr（歐洲南部地區的典型值）時，晶體硅光伏技術的生命周期內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（如美國西南部地區典型的2400kWh/m2/yr），則會相應地降低溫室氣體排放量。

對比單晶硅和多晶硅技術的其他分析,調整至一致的運行壽命也是降低“和諧”數據可變性的一個驅動因素。