Methodology for Determining Emissions of Pollutants During the Life Cycle of Wind Power Plants by Aggregated Data

The paper sets forth a new method for determining emissions of pollutant during the life cycle of wind farms by aggregated data. The rationale for the use of aggregated data is given. Within the framework of method, an algorithm was developed for determining the emissions of CO₂eq, SO₂eq and PO₄eq in the production of elements of wind turbines and wind farms. Classification of elements of wind turbines by parameters and technical characteristics of elements with subsequent division into groups is given. Formulas for calculating emissions of pollutant at the stages of the wind farms life cycle are given and substantiated. Within the framework of the method testing, emissions of CO₂eq, SO₂eq and PO₄eq were calculated during the life cycle of two onshore wind farms with an installed capacity of 70 MW with wind turbines, differing in the parameters and technical characteristics of the elements. Calculated emissions of pollutants, which can be prevented when choosing the wind farms as power sources and determined the environmental effect of their use when comparing with thermal power plants.

1. Renewables Global Status Report 2022 [Электронный ресурс]. URL: https://www.ren21.net/wpcontent/uploads/2019/05/GSR2022_Full_Report.pdf (дата обращения 12.10.2022).

2. Обзор ветроэнергетического рынка России за 2021 г. [Электронный ресурс]. URL: https://rawi.ru/wp-content/uploads/2022/03/ rawi_wind_2021.pdf (дата обращения 01.11.2022).

3. Обзор ветроэнергетического рынка России за 2022 год [Электронный ресурс]. URL: https://rawi.ru/wp-content/uploads/2023/03/rawi-windmarket-report-2022.pdf (дата обращения 23.03.2023).

4. Обзор ветроэнергетического рынка России за 2020 г. [Электронный ресурс]. URL: https://rawi.ru/wp-content/uploads/2021/07/rawi-report-2020.pdf (дата обращения 01.11.2022).

5. Программа развития ветроэнергетики. [Электронный ресурс]. URL: https://rawi.ru/2021/09/5-5-gvt-ves-vrossii-k-2027-godu-rezultatyi-pervogo-kom-dpm-vie-2-0/ (дата обращения 13.11.22).

6. Фёдоров М.П., Окороков В.Р., Окороков Р.В. Энергетические технологии и мировое экономическое развитие: прошлое, настоящее, будущее. СПб., Наука, 2010. 412 с.

7. Сидоренко Г.И., Михеев П.Ю. Анализ изменения значений капитальных вложений на строительство энергетических объектов на основе возобновляемых источников энергии. Энергетик. 2017. № 10. С. 34—37.

8. Renewable Power Generation Costs in 2022. [Электронный ресурс]. URL: https://www.irena.org/ publications/2022/Jul/Renewable-Power-Generation-Costs-in-2021 (дата обращения 17.11.2022).

9. Елистратов В.В., Акентьева Е.В., Сидоренко Г.И., Кобышева Н.В. Климатические факторы возобновляемых источников энергии. СПб., Наука, 2010. 235 с.

10. Сидоренко Г.И., Михеев П.Ю. Оценка экологической эффективности жизненных циклов энергетических объектов на основе ВИЭ. Экология и промышленность России. 2017. Т. 21. № 5. С. 44—49.

11. Михеев П.Ю. Определение эмиссий загрязняющих веществ при производстве элементов ВЭУ и ВЭС по укрупнённым показателям. Энергия: экономика, техника, экология. 2023. № 5. С. 39—53.

12. Land-Based Wind Market Report: 2022 Edition. U. S. Department of Energy. Office of Energy Efficiency and Renewable Energy. [Электронный ресурс]. URL: h t t p s : / / w w w . e n e r g y . g o v / s i t e s / d e f a u l t /files/202208/land_based_wind_market_report_2202.pdf. (дата обращения 12 .01.2023).

13. Сидоренко Г.И. Михеев П.Ю. Влияние параметров и технических характеристик элементов ВЭУ на финансовые затраты, затраты энергии и выбросы загрязняющих веществ. Промышленная энергетика. 2018. № 4. С. 101—110.

14. Михеев П.Ю. Влияние параметров и технических характеристик элементов ветротурбин на выбросы загрязняющих веществ. Энергия: экономика, техника, экология. 2022. № 6. С. 50—63.

15. Михеев П.Ю. Влияние выбросов загрязняющих веществ на этапах жизненного цикла наземных ВЭС на показатели экологической эффективности. Энергетика за рубежом. 2018. №5. С. 32—45.

16. Михеев П.Ю. Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла наземных ВЭС. Энергия: экономика, техника, экология. 2022. № 5. С. 57—67.

17. Михеев П.Ю. Эмиссии загрязняющих веществ SO2экв в течение жизненного цикла наземных ВЭС в окружающую среду. Энергетика за рубежом. 2022. № 4. С. 24—41.

18. Михеев П.Ю. Эмиссии PO4экв в течение жизненного цикла наземных ВЭС в окружающую среду Энергетика за рубежом. 2023. № 1. С.32—50.

19. Technical specifications wind turbine Vestas V110 – 2MW. [Электронный ресурс].URL: https://www.vestas.com/en/products/2-mw-platform/V110-2-0-mw (дата обращения 01.12.2022).

20. Technical specifications wind turbines Vestas V136 – 3.45 MW. [Электронный ресурс]. URL: h t t p s : / / w w w . v e s tas.com/en/products/4-mwplatform/V136-3-45-MW (дата обращения 01.12.2022).

21. Garrett P., Ronde K. Life cycle assessment of electricity production from an onshore V110—2.0 MW Wind Plant. Aarhus, Vestas Wind Systems A/S, 2015. 129 p.