Abstract

Wind turbine (WT) manufacturers are focusing on reducing the cost of energy produced by new models; however, the same consideration has not been given to their environmental consequences, nor the academic literature. For these reasons, the case study focuses on the environmental performance of the energy generated and distributed by the models launched from 2010 to 2018 by a world-leading manufacturer. It has been shown that, in relation to the year of release, the impacts per kWh of electricity generated and distributed increase on annual average in the four categories of environmental impact analysed: acidification potential, 11.3%; eutrophication potential, 34.5%; global warming potential, 7.8%; and photochemical ozone, 3.2%. The “Raw material acquisition and WT manufacturing” phase accounts for 49% to 74% of the global impacts generated, depending on the model and the category analysed. This is mainly due to energy consumption in the manufacturing of blades and consumption of electrical and electronic components in cabinets and converter. In the “Construction of wind farms” phase, impacts vary between 21 and 41%. Transport, steel and concrete in the foundations and metals in the transmission network are the most critical aspects. In the “Operation and Maintenance” phase, impacts vary between 3.5 and 27%, but it is the phase with the highest growth in impact, mainly due to the replacement of larger blades. Finally, the “End-of-Life” phase generates the lowest impact (between 0.3 and 4%). The research highlights the need to control the environmental impacts of all energy sources, including renewable energies.

Graphic abstract

中文翻译：

---

风力发电系统生产和分配的能源对环境的影响趋势

摘要

风力涡轮机（WT）制造商将重点放在降低新模型产生的能源成本上。然而，它们的环境后果和学术文献都没有给予同样的考虑。由于这些原因，该案例研究着重于由世界领先的制造商于2010年至2018年间推出的模型所产生和分配的能源的环境性能。结果表明，与释放年份相比，在分析的四类环境影响中，每千瓦时发电和分配的电能对年平均的影响增加：酸化潜力为11.3％；酸化潜力为11.3％。富营养化潜力为34.5％; 全球变暖潜力为7.8％；光化学臭氧3.2％。“原材料采购与WT制造”阶段占全球产生的影响的49％至74％，取决于所分析的型号和类别。这主要是由于叶片制造中的能源消耗以及机柜和转换器中电气和电子组件的消耗。在“风电场建设”阶段，影响在21％至41％之间。运输，地基中的钢铁和混凝土以及传输网络中的金属是最关键的方面。在“运营和维护”阶段，影响在3.5％到27％之间变化，但这是影响增长最快的阶段，主要是由于更换了较大的刀片。最后，“报废”阶段产生的影响最小（介于0.3％和4％之间）。该研究强调需要控制所有能源（包括可再生能源）对环境的影响。这主要是由于叶片制造中的能源消耗以及机柜和转换器中电气和电子组件的消耗。在“风电场建设”阶段，影响在21％至41％之间。运输，地基中的钢铁和混凝土以及传输网络中的金属是最关键的方面。在“操作和维护”阶段，影响在3.5％到27％之间变化，但这是影响增长最快的阶段，主要是由于更换了较大的刀片。最后，“报废”阶段产生的影响最小（介于0.3％和4％之间）。该研究强调需要控制所有能源（包括可再生能源）对环境的影响。这主要是由于叶片制造中的能源消耗以及机柜和转换器中电气和电子组件的消耗。在“风电场建设”阶段，影响在21％至41％之间。运输，地基中的钢铁和混凝土以及传输网络中的金属是最关键的方面。在“操作和维护”阶段，影响在3.5％到27％之间变化，但这是影响增长最快的阶段，主要是由于更换了较大的刀片。最后，“报废”阶段产生的影响最小（介于0.3％和4％之间）。该研究强调需要控制所有能源（包括可再生能源）对环境的影响。在“风电场建设”阶段，影响在21％至41％之间。运输，地基中的钢铁和混凝土以及传输网络中的金属是最关键的方面。在“运营和维护”阶段，影响在3.5％到27％之间变化，但这是影响增长最快的阶段，主要是由于更换了较大的刀片。最后，“报废”阶段产生的影响最小（介于0.3％和4％之间）。该研究强调需要控制所有能源（包括可再生能源）对环境的影响。在“风电场建设”阶段，影响在21％至41％之间。运输，地基中的钢铁和混凝土以及传输网络中的金属是最关键的方面。在“运营和维护”阶段，影响在3.5％到27％之间变化，但这是影响增长最快的阶段，主要是由于更换了较大的刀片。最后，“报废”阶段产生的影响最小（介于0.3％和4％之间）。该研究强调需要控制所有能源（包括可再生能源）对环境的影响。但是这是影响增长最快的阶段，主要是由于更换了较大的叶片。最后，“报废”阶段产生的影响最小（介于0.3％和4％之间）。该研究强调需要控制所有能源（包括可再生能源）对环境的影响。但是这是影响增长最快的阶段，主要是由于更换了较大的叶片。最后，“报废”阶段产生的影响最小（介于0.3％和4％之间）。该研究强调需要控制所有能源（包括可再生能源）对环境的影响。

图形摘要