火力发电是我国主要的发电方式。在环境保护呼声日益增大的今天,燃煤电站向着高效、节能、环保的方向发展。光伏发电作为可再生能源发电的代表,在当今世界提倡绿色环保的背景下,具有广阔的发展空间。传统的能源效率判断方法为与能源产出与能源投入之比。对于燃煤发电,即发电机输出电能与煤炭燃烧时所产生的热能之比;对于光伏发电,即光伏电池产生电量与太阳辐射投入能量之比。但从生命周期的角度来看,发电设备在电力生产过程中属于必不可少的部分,发电设备的生产、组装与使用过程也会产生能源消耗。如果将发电设备的能源消耗引入传统的能源效率计算方法中,电站发出的一部分电量需要对发电设备造成的能源消耗进行补偿,将使得能源效率降低。从生命周期的角度看,光伏发电与火力发电的效率是多少?当电厂更新节能环保生产流程时,改进制造过程是否会增加能耗和材料消耗?计算设备制造过程的能耗会对电站系统的发电效率造成多大的影响?为了回答以上问题,本文利用Simapro软件,建立包含设备生产阶段的燃煤热电站和光伏电站的生命周期模型。再利用物质流分析方法,依据两个电站系统的实际生产、消耗情况,分析了两个电站系统的物质流与能量流。在此基础上以整个电站的全生命周期作为研究对象,比较它们的能耗和环境影响,提出新的评价能源效率的方法。研究发现35MW的燃煤热电站全生命周期的发电量为8.64× 106MWh,发热量为3.25×l07MWh,能耗最大的部分为燃煤热电站运营阶段自身的电量消耗,能耗为1.47×106MWh,占总发电量的17%。200MW光伏电站全生命周期的发电量为5.62 × l06MWh,整个光伏电站系统能耗最大的阶段为多晶硅片生产阶段,能耗为7.17×104MWh,占总发电量的1.28%。对于燃煤热电站系统,设备制造阶段能耗占生命周期总能耗的8.15%;对于光伏电站系统,设备制造阶段占生命周期总能耗的92.58%。如果按照发1kWh电计算,光伏电站与燃煤热电站总能耗比为0.28:1;设备制造阶段,光伏电站的耗能是燃煤热电站的6.4倍;生产运营阶段,光伏电站耗能可以忽略不计。从生命周期的角度,燃煤热电站的整体效率为78.83%,比传统效率评价方法低7.96%;光伏电站的整体效率为14.02%,比传统效率评价方法低3.97%。如果考虑热电联产,光伏光热一体化系统的效率为49.1%。进一步,论文还比较了不同规模燃煤电站的发电效率,结果显示300MW燃煤电站的发电效率要比35MW电站的发电效率高7%左右。此外,论文还对不同品种煤炭的开采过程进行了研究。研究结果发现煤炭运输过程耗能较高,说明煤炭的质量、开采工艺以及运输距离对于煤炭利用效率的影响是巨大的,在相关研究中不可以被忽略。另外,该软件数据库中的数据主要来自欧美国家目前的统计结果,因此和国内的实际情况相比普遍偏高。最后,在比较几种环境影响类别后发现,每发1kWh电量,燃煤热电站的全球变暖潜能值与水体富营养化潜能值高于光伏电站,而其他影响类别的潜能值均低于光伏电站。燃煤热电站发电的环境成本较低。