Økoeffektiv elektrisitetsproduksjon: Vindkraft i et livsløpsperspektiv

Abstract

Utgangspunktet for denne oppgaven har vært å kvantifisere miljøbelastningen forbundet med vindkraft og sammenligne denne med vannkraft og gasskraft. Det skal også undersøkes i hvor stor grad vindkraft kan dekke en forventet økning i elektrisitetsforbruket. Undersøkelsen er gjort i et livsløpsperspektiv.

Første del av oppgaven er en gjennomgang av teoretisk bakgrunnsmateriale for livsløpsanalyse av energisystem. Deretter følger en kort analyse av produksjon og forbruk av elektrisitet i årene fram mot 2020. Resultatet av analysen tiliser et avvik mellom produksjon og forbruk på 24 TWh/år innen 2020.

I andre del av oppgaven er det foretatt en litteraturstudie av vindkraft og av tidligere livsløpsanalyser av energisystem. Tekniske og økonomiske aspekter ved vindkraft beskrives i detalj, og det er frembrakt formler på vindturbiners skaleringsforhold.

Tredje del av oppgaven består av en livsløpsanalyse av vindkraft. Funksjonell enhet er definert til 1 kWh produsert elektrisitet. Det er tatt utgangspunkt i en 150 MW danskprodusert vindpark. Inkludert i analysen er turbin, fundament, overføringsnett i vindparken, samt infrastruktur. Resultatene viser at de største utslippene av CO2, SO2 og NOx oppstår i vindturbinens produksjonsfase. En sensitivitetsanalyse bekrefter resultatet, og indikerer at også anleggsarbeidet står for en viktig del av utslippene.

Variasjoner i vindparkstørrelse er også undersøkt. Modellering av tre vindparker, 40 MW – 150 MW – 500 MW, viser at 500 MW vindparken har et utslipp som er 2 % lavere per kWh enn for en 150 MW vindpark. 40 MW vindparken har tilsvarende høyere utslipp.

For å kunne produsere 24 TWh/år i 2020, er det nødvendig å konstruere 54 stykker 150 MW vindparker. For stål vil dette tilsvare 64,1 % av det årlige norske forbruket. Konklusjonen er at det er mulig å produsere 24 TWh/år fra vindkraft i 2020, men at det krever betydelig industrisatsing.

Avslutningsvis identifiseres tre områder som interessante for videre studier:

• Livsløpsvurderinger av infrastrukturen i en vindpark.

• Vedlikehold i forhold til vindparkstørrelse (MW).

• Miljøkonsekvenser ved valg av kabel eller luftline