This study is the first comprehensive life cycle assessment (LCA) of reverse electrodialysis (RED), a technology that converts salinity gradient energy into electricity. Our goal is to identify RED system components of environmental concern and provide insights on potential environmental impacts. We conduct an attributional LCA of two RED scenarios: large-scale energy generation from natural bodies of water and smaller-scale energy generation from industrial processes. A functional unit of 1 MWh of net electricity production enables comparison to existing renewable energy technologies, including wind and solar photovoltaics. Under theoretical, favorable conditions, environmental impacts from RED are found to be comparable to, and often lower than, established renewable energy technologies. Processes associated with membrane manufacture are primary contributors to six of the nine evaluated impact categories. Under baseline assumptions, impacts are an average of 50% higher for the Natural Water scenario compared to the Concentrated Brine scenario because of the increased power density achieved with concentrated brines. This early-stage LCA demonstrates that the expected environmental impacts of RED are comparable to existing renewable technologies and a large improvement over fossil-based generation. However, eutrophication, ecotoxicity, and carcinogenic impacts are larger for RED than other technologies under some assumptions.

中文翻译：

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使用反向电渗析进行盐度梯度能量回收的生命周期评估

这项研究是反电渗析 (RED) 的第一个综合生命周期评估 (LCA)，这是一种将盐度梯度能量转化为电能的技术。我们的目标是识别环境问题的 RED 系统组件，并提供有关潜在环境影响的见解。我们对两个 RED 场景进行了归因 LCA：从自然水体中大规模发电和从工业过程中小规模发电。1 MWh 净发电量的功能单元可以与现有的可再生能源技术（包括风能和太阳能光伏发电）进行比较。在理论上的有利条件下，RED 对环境的影响与已建立的可再生能源技术相当，而且通常低于这些技术。与膜制造相关的过程是九个评估影响类别中的六个的主要贡献者。在基线假设下，与浓缩盐水情景相比，天然水情景的影响平均高出 50%，因为浓缩盐水实现了更高的功率密度。这个早期的 LCA 表明，RED 的预期环境影响与现有的可再生技术相当，并且比化石发电有很大的改进。然而，在某些假设下，RED 的富营养化、生态毒性和致癌影响比其他技术更大。与浓缩盐水场景相比，天然水场景的影响平均高出 50%，因为浓缩盐水实现了更高的功率密度。这个早期的 LCA 表明，RED 的预期环境影响与现有的可再生技术相当，并且比化石发电有很大的改进。然而，在某些假设下，RED 的富营养化、生态毒性和致癌影响比其他技术更大。与浓缩盐水场景相比，天然水场景的影响平均高出 50%，因为浓缩盐水实现了更高的功率密度。这个早期的 LCA 表明，RED 的预期环境影响与现有的可再生技术相当，并且比化石发电有很大的改进。然而，在某些假设下，RED 的富营养化、生态毒性和致癌影响比其他技术更大。