基于陆上风电的氢能生产场景中的土地利用：以芬兰为例

《Energy, Sustainability and Society》：Land use in onshore wind power-based hydrogen production scenarios: the case of Finland

　　

摘要

背景

向低碳能源系统的转型对于减缓气候变化至关重要，但这带来了新的土地使用压力，可能对生物多样性和当地社区构成风险。本研究利用现有风力发电厂的实证数据，估算了芬兰六种基于陆上风能的氢生产方案所需的土地面积。通过这项研究，为关于能源转型社会生态影响的更广泛讨论做出了贡献。它强调了在决策过程中更好地理解和应对影响生态系统和社区的土地使用压力的重要性，以努力建设可持续的低碳社会。

结果

分析基于芬兰的24个风力发电区域，这些区域的装机容量范围从90兆瓦到416兆瓦不等。我们计算了这些区域的直接土地使用面积（平方公里）、涡轮机间距面积（平方公里）、装机容量密度（兆瓦/平方公里）、工业生产场所与其周边环境之间的边界长度（公里和米/兆瓦），以及年能源生产能力（太瓦时）。通过使用计算出的装机容量密度，并将其与文献中的容量密度值进行比较，我们分析了从可变风能生产到加压氢气的整个氢能价值链。由于每个转换环节都会产生损失，因此实际所需的风能以及相应的土地面积远超过氢气产量本身所显示的数值。当将这些发现应用于氢能经济方案时，用于风能生产和相关基础设施的土地面积变得非常庞大。为了实现芬兰政府设定的氢生产目标，可能需要安装的风力发电厂占地面积超过芬兰总面积的8%，其中包括涡轮机间距区域，这一面积与该国的耕地面积相当。

结论

这些发现突显了由陆上风能驱动的氢生产所带来的土地使用变化规模。需要标准化、透明的土地使用评估方法，区分直接土地使用、间距土地使用和总土地使用，以便在不同尺度上理解社会生态影响。将评估范围从技术经济考虑和单个项目扩展到景观层面，并优先考虑能源效率，对于使可再生能源的发展与社会生态可持续性和更广泛的可持续发展保持一致至关重要。