сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

Когда определенное количество топлива сгорает, выделяется измеримое количество теплоты. Согласно Международной системе единиц величина выражается в Джоулях на кг или м³. Но параметры могут быть рассчитаны и в кКал или кВт. Если значение соотносится с единицей измерения топлива, оно называется удельным.

На что влияет теплотворность различного топлива? Каково значение показателя для жидких, твердых и газообразных веществ? Ответы на обозначенные вопросы подробно изложены в статье. Кроме того, мы подготовили таблицу с отображением удельной теплоты сгорания материалов – эта информация пригодится при выборе высокоэнергетического типа топлива.

Содержание статьи:

Общая информация о теплотворности

Выделение энергии при горении должно характеризоваться двумя параметрами: высоким КПД и отсутствием выработки вредных веществ.

Искусственное топливо получается в процессе переработки естественного – . Вне зависимости от агрегатного состояния вещества в своем химическом составе имеют горючую и негорючую часть. Первая — это углерод и водород. Вторая состоит из воды, минеральных солей, азота, кислорода, металлов.

По агрегатному состоянию топливо делится на жидкое, твердое и газ. Каждая группа дополнительно разветвляется на естественную и искусственную подгруппу (+)

При сгорании 1 кг такой «смеси» выделяется разное количество энергии. Сколько именно этой энергии выделится, зависит от пропорций указанных элементов — горючей части, влажности, зольности и других компонентов.

Теплота сгорания топлива (ТСТ) формируется из двух уровней — высшего и низшего. Первый показатель получается из-за конденсации воды, во втором этот фактор не учитывается.

Низшая ТСТ нужна для расчетов потребности в горючем и его стоимости, с помощью таких показателей составляются тепловые балансы и определяется КПД работающих на топливе установок.

Вычислить ТСТ можно аналитически или экспериментально. Если химический состав горючего известен, применяется формула Менделеева. Экспериментальные методики основаны на фактическом измерении теплоты при сгорании топлива.

В этих случаях применяют специальную бомбу для сжигания – калориметрическую вместе с калориметром и термостатом.

Особенности расчетов индивидуальны для каждого вида топлива. Пример: ТСТ в двигателях внутреннего сгорания рассчитывается от низшего значения, потому что в цилиндрах жидкость не конденсируется.

ТСТ устанавливается с помощью калориметрической бомбы. Сжатый кислород насыщают водяным паром. В такую среду помещают навеску топлива и определяют результаты

Каждый тип веществ имеет свою ТСТ из-за особенностей химического состава. Значения существенно разнятся, диапазон колебаний — 1 000–10 000 кКал/кг.

Сравнивая разные виды материалов, используется понятие условного топлива, оно характеризуется низшей ТСТ в 29 МДж/кг.

Теплотворность твердых материалов

К этой категории относится древесина, торф, кокс, горючие сланцы, брикетное и пылевидное топливо. Основная составная часть твердого топлива — углерод.

Особенности разных пород дерева

Максимальная эффективность от использования дров достигается при условии соблюдения двух условий — сухости древесины и медленном процессе горения.

Куски дерева распиливают или рубят на отрезки длиной до 25-30 см, чтобы дрова удобно загружались в топку

Идеальными для  считаются дубовые, березовые, ясеневые бруски. Хорошими показателями характеризуется боярышник, лещина. А вот у хвойных пород теплотворность низкая, но высокая скорость горения.

Как горят разные породы:

1. Бук, березу, ясень, лещину сложно растопить, но они способны гореть сырыми из-за низкого содержания влажности.
2. Ольха с осиной не образуют сажи и «умеют» удалять ее из дымохода.
3. Береза требует достаточного количества воздуха в топке, иначе будет дымить и оседать смолой на стенках трубы.
4. Сосна содержит больше смолы, чем ель, поэтому искрит и горит жарче.
5. Груша и яблоня легче других раскалывается и отлично горит.
6. Кедр постепенно превращается в тлеющий уголь.
7. Вишня и вяз дымит, а платан сложно расколоть.
8. Липа с тополем быстро прогорают.

Показатели ТСТ разных пород сильно зависят от плотности конкретных пород. 1 кубометр дров эквивалентен примерно 200 литрам жидкого топлива и 200 м³ природного газа. Древесина и дрова относятся к категории с низкой энергоэффективностью.

Влияние возраста на свойства угля

Уголь является природным материалом растительного происхождения. Добывается он из осадочных пород. В этом топливе содержится углерод и другие химические элементы.

Кроме типа на теплоту сгорания угля оказывает влияние и возраст материала. Бурый относится к молодой категории, за ним следует каменный, а самым старшим считается антрацит.

По возрасту горючего определяется и влажность: чем моложе уголь, тем больше в нем содержание влаги. Которая также влияет на свойства этого типа топлива

Процесс горения угля сопровождается выделением веществ, загрязняющих окружающую среду, колосники котла при этом покрываются шлаком. Еще один неблагоприятный фактор для атмосферы — наличие серы в составе топлива. Этот элемент при соприкосновении с воздухом трансформируется в серную кислоту.

Производителям удается максимально снизить содержание серы в угле. В результате ТСТ отличается даже в пределах одного вида. Влияет на показатели и география добычи. Как твердое топливо может использоваться не только чистый уголь, но и брикетированный шлак.

Наибольшая топливная способность наблюдается у коксующегося угля. Хорошими характеристиками обладает и каменный, древесный, бурый уголь, антрацит.

Характеристики пеллет и брикетов

Это твердое топливо изготавливается промышленным способом из различного древесного и растительного мусора.

Измельченная стружка, кора, картон, солома пересушивается и с помощью превращается в гранулы. Чтобы масса приобрела определенную степень вязкости, в нее добавляют полимер — лигнин.

Пеллеты отличаются приемлемой стоимостью, на которую влияют высокий спрос и особенности процесса изготовления. Использоваться этот материал может только в предназначенных для такого вида топлива котлах

Брикеты отличаются только формой, их можно загружать в печи, котлы. Оба типа горючего делятся на виды по сырью: из кругляка, торфа, подсолнечника, соломы.

У  есть существенные преимущества перед прочими разновидностями топлива:

• полная экологичность;
• возможность хранения практически в любых условиях;
• устойчивость к механическим воздействиям и грибку;
• равномерное и длительное горение;
• оптимальный размер гранул для загрузки в отопительное устройство.

Экологичное топливо — хорошая альтернатива традиционным источникам тепла, которые не возобновляются и неблагоприятно действуют на окружающую среду. Но пеллеты и брикеты отличаются повышенной пожароопасностью, что стоит учитывать при организации места хранения.

При желании, можно наладить изготовление топливных брикетов собственноручно, подробнее – в .

Параметры жидких веществ

Жидкие материалы, как и твердые, раскладываются на следующие составляющие: углерод, водород, серу, кислород, азот. Процентное соотношение выражается по массе.

Из кислорода и азота образуется внутренний органический балласт топлива, эти компоненты не горят и включены в состав условно. Внешний балласт формируется из влаги и золы.

Высокая удельная теплота сгорания наблюдается у бензина. В зависимости от марки она составляет 43-44 МДж.

Похожие показатели удельной теплоты сгорания определяются и у авиационного керосина – 42,9 МДж. В категорию лидеров по значению теплотворной способности попадает и дизельное топливо – 43,4-43,6 МДж.

Т. к. у бензина больше ТСТ, чем у дизтоплива, то у него должен быть выше и расход, и КПД. Но ДТ экономичнее бензина на 30-40%

Относительно низкими значениями ТСТ характеризуются жидкое ракетное горючее, этиленгликоль. Минимальной удельной теплотой сгорания отличаются спирт и ацетон. Их показатели существенно ниже, чем у традиционного моторного топлива.

Свойства газообразного топлива

Газообразное топливо складывается из оксида углерода, водорода, метана, этана, пропана, бутана, этилена, бензола, сероводорода и других компонентов. Эти показатели выражаются в процентах по объему.

Наибольшей теплотой сгорания отличается водород. Сгорая, килограмм вещества выделяет 119,83 МДж тепла. Но оно отличается повышенной степенью взрывоопасности

Высокие показатели теплотворной способности наблюдаются и у природного газа.

Они равны 41-49 МДж на кг. Но, например, у чистого метана теплота сгорания больше — 50 МДж на кг.

Сравнительная таблица показателей

В таблице представлены значения массовой удельной теплоты сгорания жидких, твердых, газообразных разновидностей топлива.

Вид топлива	Ед. изм.	Удельная теплота сгорания
		МДж	кВт	кКал
Дрова: дуб, береза, ясень, бук, граб	кг	15	4,2	2500
Дрова: лиственница, сосна, ель	кг	15,5	4,3	2500
Уголь бурый	кг	12,98	3,6	3100
Уголь каменный	кг	27,00	7,5	6450
Уголь древесный	кг	27,26	7,5	6510
Антрацит	кг	28,05	7,8	6700
Пеллета древесная	кг	17,17	4,7	4110
Пеллета соломенная	кг	14,51	4,0	3465
Пеллета из подсолнуха	кг	18,09	5,0	4320
Опилки	кг	8,37	2,3	2000
Бумага	кг	16,62	4,6	3970
Виноградная лоза	кг	14,00	3,9	3345
Природный газ	м3	33,5	9,3	8000
Сжиженный газ	кг	45,20	12,5	10800
Бензин	кг	44,00	12,2	10500
Диз. топливо	кг	43,12	11,9	10300
Метан	м3	50,03	13,8	11950
Водород	м3	120	33,2	28700
Керосин	кг	43.50	12	10400
Мазут	кг	40,61	11,2	9700
Нефть	кг	44,00	12,2	10500
Пропан	м3	45,57	12,6	10885
Этилен	м3	48,02	13,3	11470

Из таблицы видно, что наибольшие показатели ТСТ из всех веществ, а не только из газообразных, имеет водород. Он относится к высокоэнергетическим видам топлива.

Продукт сгорания водорода — обычная вода. В процессе не выделяется топочные шлаки, зола, угарный и углекислый газ, что делает вещество экологически чистым горючим. Но оно взрывоопасно и отличается низкой плотностью, поэтому такое топливо сложно сжижается и транспортируется.

Выводы и полезное видео по теме

О теплотворности разных пород дерева. Сравнение показателей в расчете на м³ и кг.

ТСТ — важнейшая тепловая и эксплуатационная характеристика горючего. Этот показатель используется в различных сферах человеческой деятельности: тепловых двигателях, электростанциях, промышленности, при обогреве жилья и приготовлении пищи.

Значения теплотворности помогают сравнить различные виды топлива по степени выделяемой энергии, рассчитать необходимую массу горючего, сэкономить на расходах.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме теплотворности разных видов топлива? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях – форма для связи находится в нижнем блоке.

Калькулятор перевода натурального топлива в условное

Уголь по бассейнам и месторождениям
Алтайский уголь, тонна	0,782
Башкирский уголь, тонна	0,565
Воркутинский уголь, тонна	0,822
Грузинский уголь, тонна	0,589
Донецкий уголь, тонна	0,876
Интинский уголь, тонна	0,649
Казахский уголь, тонна	0,674
Камчатский уголь, тонна	0,323
Канско-Ачинский уголь, тонна	0,516
Карагандинский уголь, тонна	0,726
Кизеловский уголь, тонна	0,684
Киргизский уголь, тонна	0,570
Кузнецкий уголь, тонна	0,867
Львовско-Волынский уголь, тонна	0,764
Магаданский уголь, тонна	0,701
Подмосковный уголь, тонна	0,335
Приморский уголь, тонна	0,506
Сахалинский уголь, тонна	0,729
Свердловский уголь, тонна	0,585
Силезский уголь, тонна	0,800
Ставропольский уголь, тонна	0,669
Таджикский уголь, тонна	0,553
Тувинский уголь, тонна	0,906
Тунгусский уголь, тонна	0,754
Узбекский уголь, тонна	0,530
Украинский бурый уголь, тонна	0,398
Хакасский уголь, тонна	0,727
Челябинский уголь, тонна	0,552
Читинский уголь, тонна	0,483
Экибастузский уголь, тонна	0,628
Якутский уголь, тонна	0,751
Древесный уголь, складской м³	0,93
Эстонские сланцы, тонна	0,324
Ленинградские сланцы, тонна	0,300
Торф
Фрезерный торф (при условной влажности 40%), тонна	0,34
Кусковой торф (при условной влажности 33%), тонна	0,41
Торфяная крошка (при условной влажности 40%), тонна	0,37
Кокс металлургический сухой 25 мм и выше, тонна	0,99
Коксик 10-25 мм в пересчете на сухой вес, тонна	0,93
Коксовая мелочь , тонна	0,90
Брикеты топливные (при условной влажности 16%), тонна	0,60
Газ
Газ нефтепереработки сухой, тонна	1,50
Газ горючий природный, тыс. м³	1,15
Газ горючий попутный, тыс. м³	1,3
Газ сжиженный, тонна	1,57
Мазут
Мазут топочный, тонна	1,37
Мазут флотский, тонна	1,43
Нефть, включая газовый конденсат, тонна	1,43
Отработанные масла, тонна	1,30
Топливо для тихоходных дизелей (моторное), тонна	1,43
Топливо дизельное, тонна	1,45
Топливо печное бытовое, тонна	1,45
Бензин автомобильный, тонна	1,49
Бензин авиационный, тонна	1,49
Керосин для технических целей (тракторный), тонна	1,47
Керосин осветительный, тонна	1,47
Топливо для реактивных двигателей (керосин авиационный), тонна	1,47
Дрова
Дрова для отопления, плотный м³	0,266
Древесные обрезки, стружки, опилки, тонна	0,36
Древесные опилки, складской м³	0,11
Сучья, хвоя, щепа, складской м³	0,05
Пни, складской м³	0,12
Бревна разобранных старых зданий, пришедшие в негодность шпалы, столбы связи, рудничная стойка, плотный м³	0,266
Кора, тонна	0,42
Отходы сельскохозяйственного производства, тонна	0,50

, анализ угля, Геологическая служба Кентукки, Университет Кентукки

Теплотворная способность угля измеряется почти для всех образцов угля. Это мера теплопроводности угля, необходимая для оценки количества угля, необходимого для производства желаемого количества тепла. Теплотворная способность также используется для определения ранга угля в низколетучих углях ниже ранга среднелетучих битумов в системе классификации США.

Теплотворная способность — это количество энергии, производимой из единицы веса угля при его сжигании в кислороде.Отмеренный образец угля полностью сгорает в калориметре бомбы, который представляет собой устройство для измерения тепла (метод ASTM D5865-12; Американское общество испытаний и материалов, 2013, стр. 648–666).

Обычно калориметр калибруется путем сжигания 1 грамма бензойной кислоты с известной теплотворной способностью.Затем примерно 1 грамм угля размером -60 меш (меньше или равен размеру частиц 250 микрон) помещают в металлическую чашку для образца. Затем чашку помещают в фиксирующую прорезь между двумя электродами, выходящими из крышки контейнера из нержавеющей стали. К электродам прикреплен предохранитель из тонкой металлической проволоки, образующий петлю в образце угля. Затем чашку и электрод помещают в контейнер, называемый «бомбой». Бомба (содержащая образец) затем переносится в водяную баню, и электрический ток используется для зажигания образца, который воспламеняется в бомбе.Воспламенение образца, в свою очередь, нагревает водяную баню. Изменение температуры водяной бани используется для определения теплотворной способности образца.

Теплотворная способность может быть измерена в стандартных английских единицах (БТЕ / фунт) или в метрических единицах (килоджоули / кг или мегаджоули / кг). Одна британская тепловая единица эквивалентна количеству работы (направленной силе), необходимой для повышения температуры 1 фунта воды на 1 ° по Фаренгейту. Метрические эквивалентные единицы могут быть рассчитаны из английских единиц по формуле:

МДж / кг = (БТЕ / фунт) X 0.002326

Например, уголь с теплотой сгорания 14 000 БТЕ / фунт имеет метрическую теплотворную способность 32,56 МДж / кг.

• Если у вас есть конкретные вопросы по этому анализу, свяжитесь с Джейсоном Бэкусом.

Теплотворная способность (CV) | National Grid Gas

Теплотворная способность (CV) является мерой тепловой мощности и зависит от состава газа.CV относится к количеству энергии, выделяемой при полном сгорании известного объема газа при определенных условиях. CV газа, который является сухим, брутто и измеряется при стандартных условиях температуры (15 ° C) и давления (1013,25 мбар), обычно выражается в мегаджоулях на кубический метр (МДж / м3). CV газа, проходящего через нашу систему трубопроводов, составляет от 37,5 МДж / м3 до 43,0 МДж / м3.

Важность CV

Знание CV природного газа является важной частью нашей повседневной деятельности, поскольку эта информация используется для определения количества энергии, которую мы транспортируем. Информация CV ежедневно предоставляется грузоотправителям и поставщикам газа, которая затем используется для выставления счетов потребителям газа. Мы также используем эти данные для определения транспортных расходов для грузоотправителей и поставщиков газа.

Измерение CV

CV природного газа непрерывно измеряется с помощью хроматографов технологического газа. Хроматографы с технологическим газом разделяют природный газ на составляющие соединения (например, метан, этан, диоксид углерода и т. Д.) И измеряют количество каждого из них в газе. Физические характеристики каждого компонента, как определено в ISO 6976, запрограммированы в хроматографе, а общий CV выводится из измеренного состава.

Определение CV газа выполняется в соответствии с международными стандартами и Правилами по газу (расчет тепловой энергии) с поправками 1997 года. Эти правила определяют, когда и где измеряется CV газа, а также тип прибора. использоваться. Правила соблюдаются Ofgem, который также выполняет аудит первичных данных.

Теплотворная способность природного газа измеряется на приемных терминалах и в других местах нашей трубопроводной системы.В настоящее время CV газа измеряется более чем в 110 различных точках континентальной части Великобритании.

Расчет тепловой энергии

Количество энергии, потребляемой потребителем, рассчитывается по следующей формуле. Материковая часть Соединенного Королевства разделена на тринадцать зарядных зон. Мы предоставляем грузоотправителям и поставщикам газа среднесуточное значение CV для каждой зоны зарядки. Он рассчитывается следующим образом.

Объемы всех вводов в зону зарядки измеряются ежедневно, и для каждого ввода определяется среднесуточное значение CV.Затем рассчитывается среднесуточное значение CV для зоны зарядки путем суммирования произведения CV и объема для всех входов и деления на общий объем газа, поступающего в зону зарядки.

CV = (38,2 x 6) + (40,2 x 1) + (39,6 x 3) (общая энергия) / (6 + 1 + 3) (общий объем)

Максимальное дневное среднее значение CV для зоны зарядки, разрешенной нормативы равны 1,0 МДж / м3 выше самого низкого измеренного среднего суточного CV входов в зону зарядки. Счета для всех внутренних и большинства промышленных потребителей выставляются на основе среднесуточных значений CV для зоны зарядки, в которой расположены их помещения, и применяются к объему потребленного газа.Некоторые очень крупные потребители газа (например, газовые электростанции) имеют приборы измерения CV, установленные на трубопроводе, ведущем к их помещениям, что позволяет полностью учитывать поставленную энергию.

Шотландские независимые компании

В дополнение к тринадцати зарядным зонам в Шотландии есть небольшое количество населенных пунктов с изолированными системами трубопроводов, в том числе Сторновей, который принимает сжиженный нефтяной газ (СНГ), где CV выставления счетов основывается на заявленном CV, который устанавливается заранее.Мы гарантируем, что средний CV газа, поставляемого этим потребителям, никогда не будет меньше заявленного значения.

Данные CV

Вы можете просмотреть или загрузить информацию CV, относящуюся к зонам начисления платы, из проводника отчетов и проводника элементов данных.

Дополнительная помощь

Чтобы узнать, к какой зоне тарификации вы принадлежите, посетите веб-сайт Xoserve и выберите «Данные зоны выхода по почтовому индексу» в разделе «Другое».

% PDF-1.5 % 1 0 obj> эндобдж 2 0 obj> эндобдж 3 0 obj> эндобдж 4 0 obj> поток конечный поток эндобдж xref 0 5 0000000000 65535 ф 0000000016 00000 н. ! ! 5 [«I» SH (Rd 2LEf (OW0UԢ% HA9BD # «Ӑ4d * 2 [`8p @ h _ZC_4} 1EC_4} E`q8X4A`q8X4U [, — U) 樻 G (Mmej {‘w-

Список общих коэффициентов преобразования (инженерные коэффициенты преобразования)

Полезные коэффициенты преобразования 1 терм = 100 000 BTU 1 британская тепловая единица = 1055.6 Джоулей (Дж) 1 МДж = 10 6 Дж 1 ГДж = 10 9 Дж 1 ТДж = 10 12 Дж 1 ПДж = 10 15 Дж 29,0 ПДж = 1 миллион тонн угольного эквивалента 41,868 ПДж = 1 миллион тонн нефтяного эквивалента 3,60 МДж = 1 киловатт-час (кВтч) 1 баррель конденсата = 0,935 баррелей нефтяного эквивалента 1 ПДж природного газа = 172 000 баррелей нефтяного эквивалента 1 тонна СУГ = 8.46 баррелей нефтяного эквивалента 1 кубический метр ( 3 м) = 35,315 кубических футов 1 тонна = 1000 кг 1 килолитр = 6,2898 баррелей Индексы выбросов (кг CO 2 / ГДж) СНГ Природный газ Сырая нефть Уголь (электричество) 60 58 76 290 Плотность энергии топлива NB: Фактическая теплотворная способность зависит от состава топлива. Твердое топливо ГДж / тонна Черный уголь Экспортный коксующийся уголь 29,0 Экспортный дымовой уголь 27.0 Местный уголь (электричество) 24,0 Бурый уголь 9. 5 Кокс 27,0 Дерево Сухой 16,2 Багасса 9.6 Биомасса растений Хлопковый мусор 18,0 Газообразное топливо МДж / м 3 Природный газ 39. 0 Этан 66,0 СУГ Пропан 93,3 СУГ бутан 124.0 Городской газ газ риформинга 20,0 Газ коксовая печь 18,1 Газ доменная печь 4. 0 Жидкое топливо МДж / литр Литр / тонна ГДж / тонна СУГ пропан 25.3 1960 49,6 СУГ бутан 27,7 1750 49,1 СУГ смесь 25,7 1928 49. 6 Бензин авиация 33,0 1412 49,6 Бензин автомобильная 34,2 1360 46.4 Керосин мощность 37,5 1230 46,1 Керосин Топливо турбина 36,8 1261 46. 4 Керосин освещение 36,6 1270 46,5 Топочный мазут 37,3 1238 46,2 Дизельное масло автомобильная 38.6 1182 45,6 Дизельное масло промышленное 39,6 1135 44,9 Мазут с низким содержанием серы 39. 7 1110 44,1 Мазут с высоким содержанием серы 40,8 1050 42,9 Нефтеперерабатывающее топливо 40.9 1050 42,9 Нафта 31,4 1534 481 Смазочные материалы 38,8 1120 43. 4 Битум 44,0 981 42,7 Растворители 34,4 1229 44,0 Воски 38.8 1180 45,8 Сырая нефть 38,7 1160 44,9 Этанол 23,4 1266 29. 6 СПГ -160C и 300 кПа 25,0 2174 54,4 Уран ГДж / тонна Уран металл (U) 560 000 Уран оксид (U 3 O 8 ) 470,000

Калькулятор эквивалентов парниковых газов — Расчеты и справочная информация | Энергия и окружающая среда

Для просмотра некоторых файлов на этой странице может потребоваться программа для чтения PDF-файлов. Дополнительную информацию см. На странице EPA «О программе» в формате PDF.

На этой странице описаны расчеты, использованные для преобразования количества выбросов парниковых газов в различные типы эквивалентных единиц. Перейдите на страницу калькулятора эквивалентов для получения дополнительной информации.

Примечание о потенциалах глобального потепления (ПГП): Некоторые эквиваленты в калькуляторе указаны как эквиваленты CO ₂ (CO ₂ E). Они рассчитываются с использованием ПГП из Четвертого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата.

Снижение электроэнергии (киловатт-час)

В калькуляторе эквивалентов парниковых газов используется инструмент AVOided Emissions and GeneRation Tool (AVERT) Средневзвешенная скорость выбросов CO ₂ США для преобразования сокращенных киловатт-часов в единицы предотвращенных выбросов углекислого газа.

Большинство пользователей Калькулятора эквивалентностей, которые ищут эквиваленты выбросов, связанных с электричеством, хотят знать эквиваленты сокращений выбросов в результате программ повышения энергоэффективности (EE) или возобновляемых источников энергии (RE). Расчет воздействия выбросов ЭЭ и ВИЭ на электрическую сеть требует оценки количества выработки на ископаемом топливе и выбросов, вытесняемых ЭЭ и ВИЭ. Коэффициент предельных выбросов является лучшим представлением для оценки того, какие энергоблоки EE / RE, работающие на ископаемом топливе, вытесняются в флоте ископаемых. Обычно предполагается, что программы ЭЭ и ВИЭ не влияют на электростанции с базовой нагрузкой, которые работают постоянно, а скорее на предельные электростанции, которые вводятся в эксплуатацию по мере необходимости для удовлетворения спроса. Поэтому AVERT предоставляет национальный предельный коэффициент выбросов для Калькулятора эквивалентности.

Коэффициент выбросов

1562,4 фунта CO ₂ / МВтч × (4,536 × 10 ^-4 метрических тонн / фунт) × 0,001 МВтч / кВтч = 7,09 × 10 ^-4 метрических тонн CO ₂ / кВтч
(AVERT, Средневзвешенное значение по стране в США CO ₂ предельный уровень выбросов, данные за 2019 год)

Примечания:

• Этот расчет не включает парниковые газы, кроме CO ₂ .
• Этот расчет включает линейные потери.
• Региональные предельные уровни выбросов также доступны на веб-странице AVERT.

Источники

• EPA (2020) AVERT, США, средневзвешенная скорость выбросов CO ₂ , данные за 2019 год. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.

Галлонов израсходованного бензина

В преамбуле к совместному нормотворчеству EPA / Министерства транспорта от 7 мая 2010 г., которое установило исходные стандарты экономии топлива Национальной программы на модельные годы 2012-2016, агентства заявили, что они согласились использовать общий коэффициент преобразования 8 887 граммов. выбросов CO ₂ на галлон потребленного бензина (Федеральный регистр 2010).Для справки, чтобы получить количество граммов CO ₂ , выделяемых на галлон сожженного бензина, теплосодержание топлива на галлон можно умножить на кг CO ₂ на теплосодержание топлива.

Это значение предполагает, что весь углерод в бензине преобразован в CO ₂ (IPCC 2006).

Расчет

8,887 граммов CO ₂ / галлон бензина = 8,887 × 10 ^-3 метрических тонн CO ₂ / галлон бензина

Источники

галлонов дизельного топлива

В преамбуле к совместному нормотворчеству EPA / Министерства транспорта от 7 мая 2010 г., которое установило исходные стандарты экономии топлива Национальной программы на модельные годы 2012-2016, агентства заявили, что они согласились использовать общий коэффициент пересчета, равный 10180 граммов. CO ₂ выбросов на галлон израсходованного дизельного топлива (Федеральный регистр 2010).Для справки, чтобы получить количество граммов CO ₂ , выделяемых на галлон сожженного дизельного топлива, теплосодержание топлива на галлон можно умножить на кг CO ₂ на теплосодержание топлива.

Это значение предполагает, что весь углерод в дизельном топливе конвертируется в CO ₂ (IPCC 2006).

Расчет

10,180 граммов CO ₂ / галлон дизельного топлива = 10,180 × 10 ^-3 метрических тонн CO ₂ / галлон дизельного топлива

Источники

Легковых автомобилей в год

Легковые автомобили определяются как двухосные автомобили с четырьмя шинами, включая легковые автомобили, фургоны, пикапы и спортивные / внедорожные автомобили.

В 2018 году средневзвешенная комбинированная экономия топлива легковых и легких грузовиков составила 22,5 мили на галлон (FHWA 2020). Средний пробег транспортного средства (VMT) в 2018 году составил 11556 миль в год (FHWA 2020).

В 2018 году отношение выбросов углекислого газа к общим выбросам парниковых газов (включая углекислый газ, метан и закись азота, все выраженные в эквивалентах углекислого газа) для легковых автомобилей составило 0,993 (EPA 2020).

Количество углекислого газа, выбрасываемого на галлон сожженного автомобильного бензина, равно 8. 89 × 10 ^-3 метрических тонн, как рассчитано в разделе «Израсходованные галлоны бензина» выше.

Для определения годовых выбросов парниковых газов на пассажирское транспортное средство использовалась следующая методология: VMT был разделен на средний расход газа, чтобы определить количество галлонов бензина, потребляемых на одно транспортное средство в год. Израсходованные галлоны бензина были умножены на количество двуокиси углерода на галлон бензина, чтобы определить выбросы двуокиси углерода на автомобиль в год. Затем выбросы углекислого газа были разделены на отношение выбросов углекислого газа к общему количеству выбросов парниковых газов от транспортных средств, чтобы учесть выбросы автомобильного метана и закиси азота.

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

8,89 × 10 ^-3 метрических тонн CO ₂ / галлон бензина × 11,556 VMT _{в среднем легковой / грузовой} × 1 / 22,5 миль на галлон _{средний легковой / грузовой} × 1 CO ₂ , CH ₄ , и N ₂ O / 0,993 CO ₂ = 4,60 метрических тонн CO ₂ E / транспортное средство / год

Источники

миль на среднем легковом автомобиле

Легковые автомобили определяются как двухосные автомобили с четырьмя шинами, включая легковые автомобили, фургоны, пикапы и спортивные / внедорожные автомобили.

В 2018 году средневзвешенная комбинированная экономия топлива легковых и легких грузовиков составила 22,5 мили на галлон (FHWA 2020). В 2018 году отношение выбросов углекислого газа к общим выбросам парниковых газов (включая углекислый газ, метан и закись азота, все выраженные в эквиваленте углекислого газа) для легковых автомобилей составило 0,993 (EPA 2020).

Количество углекислого газа, выбрасываемого на галлон сожженного автомобильного бензина, составляет 8,89 × 10 ^-3 метрическую тонну, как рассчитано в разделе «Израсходованные галлоны бензина» выше.

Для определения годовых выбросов парниковых газов на милю использовалась следующая методология: выбросы углекислого газа на галлон бензина были разделены на среднюю экономию топлива транспортных средств, чтобы определить выбросы двуокиси углерода на милю, пройденную типичным пассажирским транспортным средством. Затем выбросы углекислого газа были разделены на отношение выбросов углекислого газа к общему количеству выбросов парниковых газов от транспортных средств, чтобы учесть выбросы автомобильного метана и закиси азота.

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

8,89 × 10 ^-3 метрических тонн CO ₂ / галлон бензина × 1 / 22,5 миль на галлон _{в среднем легковой / грузовой} × 1 CO ₂ , CH ₄ и N ₂ O / 0,993 CO ₂ = 3,98 x 10 ^-4 метрических тонн CO ₂ E / милю

Источники

Термальные и кубические футы природного газа

Выбросы углекислого газа на терм определяется путем преобразования миллионов британских термических единиц (mmbtu) в термы, а затем умножения углеродного коэффициента на долю окисленной фракции на отношение молекулярной массы углекислого газа к углероду (44/12).

0,1 млн БТЕ равняется одному термину (EIA 2018). Средний коэффициент выбросов углерода в трубопроводном природном газе, сожженном в 2018 году, составляет 14,43 кг углерода на 1 млн БТЕ (EPA 2020). Предполагается, что доля окисленной до CO ₂ составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Примечание. При использовании этого эквивалента имейте в виду, что он представляет собой эквивалент CO ₂ для CO ₂ , выделенного для природного газа , сжигаемого в качестве топлива, а не природного газа, выбрасываемого в атмосферу. Прямые выбросы метана в атмосферу (без горения) примерно в 25 раз сильнее, чем CO ₂ , с точки зрения их теплового воздействия на атмосферу.

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

0,1 млн БТЕ / 1 терм × 14,43 кг С / млн БТЕ × 44 кг CO ₂ /12 кг C × 1 метрическая тонна / 1000 кг = 0,0053 метрическая тонна CO ₂ / терм

Выбросы углекислого газа на термометр можно преобразовать в выбросы углекислого газа на тысячу кубических футов (Mcf), используя среднее теплосодержание природного газа в 2018 году, 10.36 термов / Mcf (EIA 2019).

0,0053 метрических тонны CO ₂ / терм x 10,36 терм / Mcf = 0,0548 метрических тонн CO ₂ / Mcf

Источники

• EIA (2019). Ежемесячный обзор энергетики, март 2019 г., Таблица A4: Приблизительное теплосодержание природного газа для конечного потребления. (PDF) (1 стр., 54 КБ, О программе PDF)
• EIA (2018). Конверсия природного газа — часто задаваемые вопросы.
• EPA (2020). Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2018 гг.Приложение 2 (Методология оценки выбросов CO ₂ в результате сжигания ископаемого топлива), Таблица A-43. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия. Агентство по охране окружающей среды США № 430-R-20-002 (PDF) (108 стр., 2 МБ, О программе PDF)
• IPCC (2006). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г. Том 2 (Энергия). Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Женева, Швейцария.

Израсходовано баррелей нефти

Выбросы диоксида углерода на баррель сырой нефти определяются путем умножения теплосодержания на коэффициент углерода, умноженную на окисленную фракцию, на отношение молекулярной массы диоксида углерода к молекулярной массе углерода (44/12).

Среднее теплосодержание сырой нефти составляет 5,80 млн БТЕ на баррель (EPA 2020). Средний углеродный коэффициент сырой нефти составляет 20,31 кг углерода на 1 млн БТЕ (EPA 2020). Предполагается, что окисленная фракция составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

5,80 млн БТЕ / баррель × 20,31 кг C / млн БТЕ × 44 кг CO ₂ /12 кг C × 1 метрическая тонна / 1000 кг = 0.43 метрические тонны CO ₂ / баррель

Источники

Автоцистерны с бензином

Количество углекислого газа, выбрасываемого на галлон сожженного автомобильного бензина, составляет 8,89 × 10 ^-3 метрическую тонну, как рассчитано в разделе «Израсходованные галлоны бензина» выше. Бочка равна 42 галлонам. Типичный бензовоз вмещает 8 500 галлонов.

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

8,89 × 10 ^-3 метрических тонн CO ₂ / галлон × 8 500 галлонов / автоцистерна = 75,54 метрических тонн CO ₂ / автоцистерна

Источники

Количество ламп накаливания, переведенных на светодиодные

Светодиодная лампа мощностью 9 Вт дает такой же световой поток, как лампа накаливания мощностью 43 Вт. Годовая энергия, потребляемая лампочкой, рассчитывается путем умножения мощности (43 Вт) на среднесуточное использование (3 часа в день) на количество дней в году (365).При среднем ежедневном использовании 3 часа в день лампа накаливания потребляет 47,1 кВтч в год, а светодиодная лампа — 9,9 кВтч в год (EPA 2019). Годовая экономия энергии от замены лампы накаливания эквивалентной светодиодной лампой рассчитывается путем умножения разницы в мощности между двумя лампами в 34 Вт (43 Вт минус 9 Вт) на 3 часа в день и 365 дней в году.

Выбросы углекислого газа, уменьшенные на одну лампочку, переключенную с лампы накаливания на светодиодную, рассчитываются путем умножения годовой экономии энергии на средневзвешенный уровень выбросов углекислого газа по стране.Средневзвешенный национальный уровень выбросов диоксида углерода для поставленной электроэнергии в 2019 году составил 1562,4 фунта CO ₂ на мегаватт-час, что учитывает потери при передаче и распределении (EPA 2020).

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

34 Вт x 3 часа / день x 365 дней в году x 1 кВтч / 1000 Втч = 37,2 кВтч / год / замена лампы

37.2 кВтч / лампочка в год x 1562,4 фунта CO ₂ / МВт-ч поставленной электроэнергии x 1 МВтч / 1000 кВтч x 1 метрическая тонна / 2204,6 фунта = 2,64 x 10 ^-2 метрических тонн CO ₂ / замена лампы

Источники

• EPA (2020). AVERT, средневзвешенный уровень выбросов CO ₂ в США, данные за 2018 год. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.
• EPA (2019). Калькулятор экономии для лампочек, соответствующих требованиям ENERGY STAR. U.S. Агентство по охране окружающей среды, Вашингтон, округ Колумбия.

Потребление электроэнергии в домашних условиях

В 2019 году 120,9 миллиона домов в США потребляли 1437 миллиардов киловатт-часов (кВтч) электроэнергии (EIA 2020a). В среднем каждый дом потреблял 11880 кВтч поставленной электроэнергии (EIA 2020a). Средний национальный уровень выработки углекислого газа для выработки электроэнергии в 2018 году составил 947,2 фунта CO ₂ на мегаватт-час (EPA 2020), что соответствует примерно 1021,6 фунту CO ₂ на мегаватт-час для поставленной электроэнергии, при условии передачи и распределения. потери 7.3% (EIA 2020b; EPA 2020). ¹

Годовое домашнее потребление электроэнергии было умножено на уровень выбросов углекислого газа (на единицу поставленной электроэнергии), чтобы определить годовые выбросы углекислого газа на один дом.

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

11880 кВтч на дом × 947,2 фунта CO ₂ на выработанный мегаватт-час × 1 / (1-0,073) МВтч поставлено / выработано МВтч × 1 МВтч / 1000 кВтч × 1 метрическая тонна / 2204.6 фунтов = 5,505 метрических тонн CO ₂ / дом.

Источники

Энергопотребление в домашних условиях

В 2019 году в США насчитывалось 120,9 миллиона домов (EIA 2020a). В среднем каждый дом потреблял 11 880 кВтч отпущенной электроэнергии. Общенациональное потребление природного газа, сжиженного нефтяного газа и мазута домашними хозяйствами в 2019 году составило 5,22, 0,46 и 0,45 квадриллиона БТЕ соответственно (EIA 2020a). В среднем по домохозяйствам в Соединенных Штатах это составляет 41 712 кубических футов природного газа, 42 галлона сжиженного нефтяного газа и 27 галлонов мазута на дом.

Средний уровень выработки углекислого газа по стране в 2018 году составил 947,2 фунта CO ₂ на мегаватт-час (EPA 2020), что соответствует примерно 1021,6 фунту CO ₂ на мегаватт-час для поставленной электроэнергии (при условии передачи и потери при распределении 7,3%) (EPA 2020; EIA 2020b). ¹

Средний коэффициент углекислого газа природного газа составляет 0,0548 кг CO ₂ на кубический фут (EIA 2019c). Доля, окисленная до CO ₂ , составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Средний коэффициент диоксида углерода дистиллятного мазута составляет 430,80 кг CO ₂ на баррель объемом 42 галлона (EPA 2020). Доля, окисленная до CO ₂ , составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Средний коэффициент двуокиси углерода сжиженных углеводородных газов составляет 235,7 кг CO ₂ на баррель объемом 42 галлона (EPA 2020). Окисленная фракция составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Общие показатели домашнего потребления электроэнергии, природного газа, дистиллятного мазута и сжиженного нефтяного газа были преобразованы из различных единиц в метрические тонны CO ₂ и сложены вместе, чтобы получить общие выбросы CO ₂ на один дом.

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

1. Электроэнергия: 11880 кВтч на дом × 947 фунтов CO ₂ на выработанный мегаватт-час × (1 / (1-0,073)) выработанное МВтч / поставленное МВтч × 1 МВтч / 1000 кВтч × 1 метрическая тонна / 2204,6 фунта = 5,505 метрических тонн CO ₂ / дом.

2. Природный газ: 41 712 кубических футов на дом × 0,0548 кг CO ₂ / кубический фут × 1/1000 кг / метрическая тонна = 2.29 метрических тонн CO ₂ / дом

3. Сжиженный углеводородный газ: 41,8 галлона на дом × 1/42 барреля / галлон × 235,7 кг CO ₂ / баррель × 1/1000 кг / метрическая тонна = 0,23 метрической тонны CO ₂ / дом

4. Мазут: 27,1 галлона на дом × 1/42 барреля / галлон × 430,80 кг CO ₂ / баррель × 1/1000 кг / метрическая тонна = 0,28 метрической тонны CO ₂ / дом

Всего выбросов CO ₂ для использования энергии на дом: 5,505 метрических тонн CO ₂ для электроэнергии + 2.29 метрических тонн CO ₂ для природного газа + 0,23 метрических тонн CO ₂ для сжиженного нефтяного газа + 0,29 метрических тонн CO ₂ для мазута = 8,30 метрических тонн CO ₂ на дом в год .

Источники

• EIA (2020a). Годовой прогноз энергетики на 2020 год, Таблица A4: Ключевые показатели и потребление жилого сектора.
• EIA (2020b). Годовой прогноз развития энергетики на 2020 год, таблица A8: Предложение, утилизация, цены и выбросы электроэнергии.
• EIA (2019).Ежемесячный обзор энергетики, ноябрь 2019 г., Таблица A4: Приблизительное теплосодержание природного газа для конечного потребления. (PDF) (270 стр., 2,65 МБ, О программе PDF)
• EPA (2020). Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2018 гг. Приложение 2 (Методология оценки выбросов CO ₂ при сжигании ископаемого топлива), Таблица A-47 и Таблица A-53. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия. Агентство по охране окружающей среды США № 430-R-20-002 (PDF) (108 стр., 2 МБ, О программе PDF)
• EPA (2020).eGRID, годовой национальный коэффициент выбросов США, данные за 2016 год. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.
• IPCC (2006). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г. Том 2 (Энергия). Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Женева, Швейцария.

Количество саженцев городских деревьев, выращенных за 10 лет

Среднерастущее хвойное или лиственное дерево, посаженное в городских условиях и дающее возможность расти в течение 10 лет, секвестры 23.2 и 38.0 фунтов углерода соответственно. Эти оценки основаны на следующих предположениях:

• Среднерослые хвойные и лиственные деревья выращивают в питомнике в течение одного года, пока они не станут 1 дюйм в диаметре на высоте 4,5 фута над землей (размер дерева, купленного в 15-галлонном контейнере).
• Деревья, выращенные в питомнике, затем высаживаются в пригороде / городе; деревья не густо посажены.
• При расчете учитываются «коэффициенты выживаемости», разработанные У.С. ДОЕ (1998). Например, через 5 лет (один год в яслях и 4 года в городских условиях) вероятность выживания составляет 68 процентов; через 10 лет вероятность снижается до 59 процентов. Для оценки потерь растущих деревьев вместо переписи, проводимой для точного учета общего количества посаженных саженцев по сравнению с выжившими до определенного возраста, коэффициент секвестрации (в фунтах на дерево) умножается на коэффициент выживаемости, чтобы получить вероятность: взвешенная скорость секвестрации. Эти значения суммируются за 10-летний период, начиная с момента посадки, чтобы получить оценку 23.2 фунта углерода на хвойное дерево или 38,0 фунта углерода на лиственное дерево.

Оценки поглощения углерода хвойными и лиственными деревьями были затем взвешены по процентной доле хвойных и лиственных деревьев в городах США. Из примерно 11000 хвойных и лиственных деревьев в семнадцати крупных городах США примерно 11 процентов и 89 процентов взятых в выборку деревьев были хвойными и лиственными, соответственно (McPherson et al., 2016).Следовательно, средневзвешенное значение углерода, поглощенного хвойным или лиственным деревом средней высоты, посаженным в городских условиях и позволяющим расти в течение 10 лет, составляет 36,4 фунта углерода на одно дерево.

Обратите внимание на следующие оговорки к этим предположениям:

• В то время как большинству деревьев требуется 1 год в питомнике, чтобы достичь стадии рассады, деревьям, выращенным в различных условиях, и деревьям определенных видов может потребоваться больше времени: до 6 лет.
• Средние показатели выживаемости в городских районах основаны на общих предположениях, и эти показатели будут значительно варьироваться в зависимости от условий местности.
• Связывание углерода зависит от скорости роста, которая зависит от местоположения и других условий.
• Этот метод оценивает только прямое связывание углерода и не включает экономию энергии в результате затенения зданий городским лесным покровом.
• Этот метод лучше всего использовать для оценки пригородных / городских территорий (например, парков, тротуаров, дворов) с сильно рассредоточенными насаждениями деревьев и не подходит для проектов лесовосстановления.

Чтобы преобразовать в метрические тонны CO ₂ на дерево, умножьте на отношение молекулярной массы углекислого газа к молекулярной массе углерода (44/12) и соотношение метрических тонн на фунт (1 / 2,204.6).

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

(0,11 [процент хвойных деревьев в отобранных городских условиях] × 23,2 фунта C / хвойное дерево) + (0,89 [процент лиственных деревьев в выбранных городских условиях] × 38,0 фунта C / лиственное дерево) = 36,4 фунта C / дерево

36,4 фунта C / дерево × (44 единицы CO ₂ /12 единиц C) × 1 метрическая тонна / 2204,6 фунта = 0,060 метрической тонны CO ₂ на одно посаженное в городе дерево

Источники

акров U.S. лесов, секвестрирующих CO2 в течение одного года

Леса определяются в данном документе как управляемые леса, которые классифицируются как леса более 20 лет (т.е. исключая леса, переустроенные в / из других типов землепользования). См. Реестр выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2018 гг. , где обсуждается определение лесов США и методология оценки запасов углерода в лесах США (EPA 2020).

Растущие леса накапливают и накапливают углерод.В процессе фотосинтеза деревья удаляют CO ₂ из атмосферы и хранят его в виде целлюлозы, лигнина и других соединений. Скорость накопления углерода в лесном ландшафте равна общему росту деревьев за вычетом вывозки (т. Е. Урожая для производства бумаги и древесины и потери деревьев в результате естественных нарушений) за вычетом разложения. В большинстве лесов США рост превышает абсорбцию и разложение, поэтому количество углерода, хранимого на национальном уровне в лесных угодьях, в целом увеличивается, хотя и снижается.

Расчет для лесов США

Реестр выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2018 гг. (EPA 2020) предоставляет данные о чистом изменении накоплений углерода в лесах и площади лесов.

Годовое чистое изменение запасов углерода на площадь в год t = (Запасы углерода _{(t + 1)} — Запасы углерода _т ) / Площадь земель, остающихся в той же категории землепользования

Шаг 1. Определите изменение запасов углерода между годами путем вычитания запасов углерода в году t из запасов углерода в году (t + 1) _. Этот расчет, также содержащийся в Реестре выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг. (EPA 2020), использует оценки лесной службы Министерства сельского хозяйства США по запасам углерода в 2019 году за вычетом запасов углерода в 2018 году. (Этот расчет включает в себя запасы углерода. в надземной биомассе, подземной биомассе, валежной древесине, подстилке, а также в резервуарах почвенного органического и минерального углерода. Прирост углерода, связанный с продуктами из заготовленной древесины, не включен в этот расчет.

Годовое чистое изменение запасов углерода в 2018 году = 56016 млн т C — 55 897 млн ​​т C = 154 млн т C

Шаг 2: Определите годовое чистое изменение запасов углерода (т. Е.е., секвестрация) на площадь путем деления изменения запасов углерода в лесах США, полученного на этапе 1, на общую площадь лесов США, оставшихся в лесах в году t (т. е. площадь земель, категории землепользования на которых не изменились между периоды времени).

Применение расчета Шага 2 к данным, разработанным Лесной службой Министерства сельского хозяйства США для реестра выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990–2018 гг. дает результат 200 метрических тонн углерода на гектар (или 81 метрическую тонну углерода). на акр) для плотности запаса углерода U.S. forest в 2018 г., при этом годовое чистое изменение запасов углерода на площадь в 2018 г. составило 0,55 метрических тонн поглощенного углерода на гектар в год (или 0,22 метрических тонны поглощенного углерода на акр в год).

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

Плотность запасов углерода в 2018 году = (55 897 млн ​​т C × 10 ⁶ ) / (279 787 тыс. Га × 10 ³ ) = 200 метрических тонн хранимого углерода на гектар

Годовое чистое изменение запасов углерода на площадь в 2018 году = (-154 млн т C × 10 ⁶ ) / (279,787 тыс.га × 10 ³ ) = — 0,55 метрических тонн улавливаемого углерода на гектар в год *

* Отрицательные значения указывают на связывание углерода.

С 2007 по 2018 год среднее годовое поглощение углерода на площадь составляло 0,55 метрической тонны C / гектар / год (или 0,22 метрической тонны C / акр / год) в Соединенных Штатах при минимальном значении 0,52 метрической тонны C / гектар. / год (или 0,22 метрической тонны С / акр / год) в 2014 году, и максимальное значение 0,57 метрической тонны С / га / год (или 0.23 метрических тонны С / акр / год) в 2011 и 2015 годах.

Эти значения включают углерод в пяти лесных бассейнах: надземная биомасса, подземная биомасса, валежник, подстилка, а также органический и минеральный углерод почвы и основаны на данных инвентаризации и анализа лесов (FIA) на уровне штата. Запасы углерода в лесах и изменение запасов углерода основаны на методологии и алгоритмах разницы в запасах, описанных Смитом, Хитом и Николсом (2010).

Коэффициент преобразования для углерода, секвестрированного за один год на 1 акр среднего U.С. Форест

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

-0,22 метрической тонны C / акр / год * × (44 единицы CO ₂ /12 единиц C) = — 0,82 метрической тонны CO ₂ / акр / год, ежегодно поглощаемой одним акром среднего леса в США.

* Отрицательные значения указывают на связывание углерода.

Обратите внимание, что это оценка «средних» лесов США с 2017 по 2018 год; я.е., годовое чистое изменение запасов углерода в лесах США в целом за период с 2017 по 2018 годы. В основе национальных оценок лежат значительные географические различия, и вычисленные здесь значения могут не отражать отдельные регионы, штаты или изменения в видовом составе. дополнительных соток леса.

Чтобы оценить поглощенный углерод (в метрических тоннах CO ₂ ) дополнительными «средними» акрами лесных угодий за один год, умножьте количество дополнительных акров на -0.82 метрических тонны CO ₂ акров / год.

Источники

• EPA (2020). Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2018 гг. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия. Агентство по охране окружающей среды США № 430-R-20-002 (PDF) (733 стр., 14 МБ, О программе PDF)
• IPCC (2006). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г., Том 4 (Сельское, лесное и другое землепользование). Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Женева, Швейцария.
• Смит, Дж., Хит, Л., и Николс, М. (2010). Руководство пользователя инструмента расчета углерода в лесах США: Запасы углерода в лесных угодьях и чистое годовое изменение запасов. Общий технический отчет NRS-13 пересмотрен, Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Северная исследовательская станция.

Акров лесов США, сохранившихся после преобразования в пахотные земли

Леса определяются в данном документе как управляемые леса, которые классифицируются как леса более 20 лет (т.е. исключая леса, переустроенные в / из других типов землепользования).См. Реестр выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2018 гг. , где обсуждается определение лесов США и методология оценки запасов углерода в лесах США (EPA 2020).

На основании данных, разработанных Лесной службой Министерства сельского хозяйства США для Инвентаризации выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990–2018 гг. , плотность запасов углерода в лесах США в 2018 г. составила 200 метрических тонн углерода на гектар (или 81 метрическую тонну углерода). углерода на акр) (EPA 2020).Эта оценка состоит из пяти углеродных пулов: надземная биомасса (53 метрических тонны C / га), подземная биомасса (11 метрических тонн C / га), валежная древесина (10 метрических тонн C / га), подстилка (13 метрических тонн C / га). гектар) и почвенный углерод, который включает минеральные почвы (92 метрических тонны С / га) и органические почвы (21 метрическую тонну С / га).

Реестр выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2018 гг. оценивает изменения запасов углерода в почве с использованием специальных уравнений для США, руководящих принципов МГЭИК и данных инвентаризации природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США и биогеохимической модели DayCent (EPA 2020).При расчете изменений запасов углерода в биомассе из-за преобразования лесных угодий в пахотные земли руководящие принципы МГЭИК указывают, что среднее изменение запасов углерода равно изменению запасов углерода из-за удаления биомассы из исходящего землепользования (т. Е. Лесных угодий) плюс углерод. запасы углерода за год прироста входящего землепользования (т. е. пахотных земель) или углерод в биомассе сразу после преобразования минус углерод в биомассе до преобразования плюс запасы углерода за год роста входящего землепользования ( я.е., пахотные земли) (IPCC 2006). Запас углерода в годовой биомассе пахотных земель через год составляет 5 метрических тонн C на гектар, а содержание углерода в сухой надземной биомассе составляет 45 процентов (IPCC 2006). Таким образом, запас углерода в пахотных землях после одного года роста оценивается в 2,25 метрических тонны углерода на гектар (или 0,91 метрической тонны углерода на акр).

Усредненный эталонный запас углерода в почве (для высокоактивной глины, низкоактивной глины, песчаных почв и гистозолей для всех климатических регионов США) составляет 40.83 метрических тонны C / га (EPA 2020). Изменение запасов углерода в почвах зависит от времени, при этом по умолчанию период времени для перехода между равновесными значениями углерода в почве составляет 20 лет для почв в системах возделываемых земель (IPCC 2006). Следовательно, предполагается, что изменение равновесного почвенного углерода будет рассчитываться в годовом исчислении в течение 20 лет, чтобы представлять годовой поток в минеральных и органических почвах.

Органические почвы также выделяют CO ₂ при осушении. Выбросы из осушаемых органических почв в лесных угодьях и осушенных органических почв на пахотных землях варьируются в зависимости от глубины дренажа и климата (IPCC 2006).Реестр выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2018 гг. оценивает выбросы от осушенных органических почв с использованием коэффициентов выбросов, специфичных для США, для возделываемых земель и коэффициентов выбросов по умолчанию МГЭИК (2014) для лесных угодий (EPA 2020).

Годовое изменение выбросов с одного гектара осушенных органических почв можно рассчитать как разницу между коэффициентами выбросов для лесных почв и почв пахотных земель. Коэффициенты выбросов для осушенной органической почвы на лесных угодьях умеренного пояса равны 2.60 метрических тонн C / га / год и 0,31 метрических тонн C / га / год (EPA 2020, IPCC 2014), а средний коэффициент выбросов для осушенной органической почвы на пахотных землях для всех климатических регионов составляет 13,17 метрических тонн C / га / год ( EPA 2020).

Руководящие принципы IPCC (2006) указывают на то, что недостаточно данных для обеспечения подхода или параметров по умолчанию для оценки изменения запасов углерода из резервуаров мертвого органического вещества или подземных запасов углерода на многолетних возделываемых землях (IPCC 2006).

Расчет для преобразования U.От лесов до пахотных земель США

Годовое изменение запасов углерода биомассы на землях, переустроенных в другую категорию землепользования

∆CB = ∆C _G + C _{Преобразование} — ∆C _L

Где:

∆CB = годовое изменение запасов углерода в биомассе на землях, переустроенных в другую категорию землепользования (т. Е. Изменение биомассы на землях, переустроенных из лесов в пахотные земли)

∆C _G = годовое увеличение запасов углерода в биомассе из-за роста земель, переустроенных в другую категорию землепользования (т.е., 2,25 метрических тонны С / га на пахотных землях через год после преобразования из лесных угодий)

C _{Преобразование} = первоначальное изменение запасов углерода в биомассе на земле, переустроенной в другую категорию землепользования. Сумма запасов углерода в надземной, подземной биомассе, валежной древесине и подстилочной биомассе (-86,97 метрических тонн C / га). Сразу после преобразования лесных угодий в пахотные земли запас углерода надземной биомассы предполагается равным нулю, поскольку земля очищается от всей растительности перед посадкой сельскохозяйственных культур)

∆C _L = годовое уменьшение запасов биомассы из-за потерь от лесозаготовок, сбора топливной древесины и нарушений на земле, переустроенной в другую категорию землепользования (принимается равной нулю)

Следовательно, : ∆CB = ∆C _G + C _{Преобразование} — ∆C _L = -84.72 метрических тонны С / га / год запасов углерода биомассы теряются, когда лесные угодья превращаются в пахотные земли в год преобразования.

Годовое изменение запасов органического углерода в минеральных и органических почвах

∆C _Грунт = (SOC ₀ — SOC _{(0 — T)} ) / D

Где:

∆C _Почва = годовое изменение запасов углерода в минеральных и органических почвах

SOC ₀ = запасы почвенного органического углерода за последний год периода инвентаризации (т.е., 40,83 т / га, средний эталонный запас углерода в почве)

SOC _{(0 — T)} = запасы почвенного органического углерода на начало периода инвентаризации (т. Е. 113 мт C / гектар, что включает 92 мт C / гектар в минеральных почвах плюс 21 мт Ц / га в органических почвах)

D = Временная зависимость коэффициентов изменения запасов, который является периодом времени по умолчанию для перехода между равновесными значениями SOC (т.е. 20 лет для систем возделываемых земель)

Следовательно, : ∆C _Грунт = (SOC ₀ — SOC _(0-T) ) / D = (40.83 — 113) / 20 = -3,60 метрических тонн C / га / год потери углерода в почве.

Источник : (IPCC 2006) .

Годовое изменение выбросов из осушенных органических почв

Реестр выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2018 гг. использует стандартные коэффициенты МГЭИК (2014) для осушенной органической почвы на лесных землях и специфические для США коэффициенты для пахотных земель. Изменение выбросов от осушенных органических почв на гектар оценивается как разница между коэффициентами выбросов для осушенных органических лесных почв и осушенных органических почв пахотных земель.

∆L _{Органические} = EF _{пахотные земли} — EF _{лесные угодья}

Где:

∆L _{Органический} = Годовое изменение выбросов от осушенных органических почв на гектар

EF _{пахотные земли} = 13,17 метрических тонн C / га / год (среднее значение коэффициентов выбросов для осушенных органических почв пахотных земель в субтропическом, умеренно холодном и умеренно теплом климате в Соединенных Штатах) (EPA 2020)

EF _{лесной массив} = 2.60 + 0,31 = 2,91 метрической тонны C / га / год (коэффициенты выбросов для умеренно осушенных органических лесных почв) (IPCC 2014)

∆ L _{органический} = 13,17 — 2,91 = 10,26 метрических тонн C / га / год выбросов

Следовательно, изменение плотности углерода от преобразования лесных угодий в пахотные земли составит -84,72 метрических тонны C / гектар / год биомассы плюс -3,60 метрических тонн C / га / год почвы C, минус 10,26 метрических тонн C / гектар / год. из осушенных органических почв, что равняется общей потере 98.5 метрических тонн C / га / год (или -39,89 метрических тонн C / акр / год) в год преобразования. Чтобы преобразовать его в диоксид углерода, умножьте его на отношение молекулярной массы диоксида углерода к молекулярной массе углерода (44/12), чтобы получить значение -361,44 метрических тонны CO ₂ / га / год (или -147,27 метрических тонн. CO ₂ / акр / год) в год преобразования.

Коэффициент преобразования углерода, секвестрированного 1 акром леса, сохраненного после преобразования в возделываемые земли

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

-39,89 метрических тонн C / акр / год * x (44 единицы CO ₂ /12 единиц C) = — 146,27 метрических тонн CO ₂ / акр / год (в год преобразования)

* Отрицательные значения указывают на то, что CO ₂ НЕ излучается.

Чтобы оценить CO ₂ , не выбрасываемый, когда акр леса сохраняется от преобразования в пахотные земли, просто умножьте количество акров леса, не преобразованных в атмосферу, на -146,27 т CO ₂ / акр / год. Обратите внимание, что это представляет собой CO ₂ , которого удалось избежать в год конверсии.Также обратите внимание, что этот метод расчета предполагает, что вся лесная биомасса окисляется во время вырубки (т. Е. Ни одна из сожженных биомассов не остается в виде древесного угля или золы) и не включает углерод, хранящийся в лесоматериалах после сбора урожая. Также обратите внимание, что эта оценка включает запасы углерода как в минеральной, так и в органической почве.

Источники

Баллоны с пропаном для домашних барбекю

Пропан на 81,7% состоит из углерода (EPA 2020). Предполагается, что окисленная фракция составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Выбросы диоксида углерода на фунт пропана были определены путем умножения веса пропана в баллоне на процентное содержание углерода, умноженное на окисленную фракцию, на отношение молекулярной массы диоксида углерода к молекулярной массе углерода (44/12). Пропановые баллоны различаются по размеру; для целей этого расчета эквивалентности предполагалось, что типичный баллон для домашнего использования содержит 18 фунтов пропана.

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

18 фунтов пропана / 1 баллон × 0,817 фунта C / фунт пропана × 0,4536 кг / фунт × 44 кг CO ₂ /12 кг C × 1 метрическая тонна / 1000 кг = 0,024 метрической тонны CO ₂ / баллон

Источники

Вагоны угля сожжены

Среднее теплосодержание угля, потребляемого электроэнергетическим сектором США в 2018 году, составляло 20,85 млн БТЕ на метрическую тонну (EIA 2019). Средний углеродный коэффициент угля, сжигаемого для выработки электроэнергии в 2018 году, составил 26.09 килограммов углерода на миллион БТЕ (EPA 2020). Предполагается, что окисленная фракция составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Выбросы диоксида углерода на тонну угля были определены путем умножения теплосодержания на коэффициент углерода, умноженную на окисленную фракцию, на отношение молекулярной массы диоксида углерода к молекулярной массе углерода (44/12). Предполагалось, что количество угля в среднем вагоне составляет 100,19 коротких тонн или 90,89 метрических тонн (Hancock 2001).

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

20,85 млн БТЕ / метрическая тонна угля × 26,09 кг С / млн БТЕ × 44 кг CO ₂ /12 кг C × 90,89 метрических тонн угля / вагон × 1 метрическая тонна / 1000 кг = 181,29 метрических тонн CO ₂ / вагон

Источники

• EIA (2019). Ежемесячный обзор энергетики, ноябрь 2019 г., Таблица A5: Приблизительное теплосодержание угля и угольного кокса. (PDF) (1 стр., 56 КБ, О программе PDF)
• EPA (2020). Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2018 гг. Приложение 2 (Методология оценки выбросов CO ₂ при сжигании ископаемого топлива), Таблица A-43.Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия. Агентство по охране окружающей среды США № 430-R-20-002 (PDF) (108 стр., 3 МБ, О программе в формате PDF).
• Хэнкок (2001). Хэнкок, Кэтлин и Срикант, Анд. Перевод веса груза в количество вагонов . Совет по исследованиям в области транспорта , Paper 01-2056, 2001.
• IPCC (2006). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г. Том 2 (Энергия). Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Женева, Швейцария.

Сожженных фунтов

Средняя теплосодержание угля, потребляемого электроэнергетикой в ​​США.S. в 2018 году составила 20,85 млн БТЕ на метрическую тонну (EIA 2019). Средний углеродный коэффициент угля, сжигаемого для производства электроэнергии в 2018 году, составил 26,09 килограмма углерода на 1 млн БТЕ (EPA, 2019). Окисленная фракция составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Выбросы диоксида углерода на фунт угля были определены путем умножения теплосодержания на коэффициент углерода, умноженную на окисленную фракцию, на отношение молекулярной массы диоксида углерода к молекулярной массе углерода (44/12).

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

20,85 млн БТЕ / метрическая тонна угля × 26,09 кг С / млн БТЕ × 44 кг CO ₂ /12 кг C × 1 метрическая тонна угля / 2204,6 фунта угля x 1 метрическая тонна / 1000 кг = 9,05 x 10 ^-4 метрические тонны CO ₂ / фунт угля

Источники

• EIA (2019). Ежемесячный обзор энергетики, ноябрь 2019 г., Таблица A5: Приблизительное теплосодержание угля и угольного кокса. (PDF) (1 стр., 56 КБ, О программе PDF)
• EPA (2020). Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2018 гг.Приложение 2 (Методология оценки выбросов CO ₂ при сжигании ископаемого топлива), Таблица A-43. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия. Агентство по охране окружающей среды США № 430-R-20-002 (PDF) (108 стр., 2 МБ, О программе в формате PDF).
• IPCC (2006). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г. Том 2 (Энергия). Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Женева, Швейцария.

Тонны отходов переработаны вместо захоронения

Для разработки коэффициента преобразования для переработки, а не для захоронения отходов, использовались коэффициенты выбросов из модели сокращения отходов (WARM) Агентства по охране окружающей среды (EPA 2019).Эти коэффициенты выбросов были разработаны в соответствии с методологией оценки жизненного цикла с использованием методов оценки, разработанных для национальных кадастров выбросов парниковых газов. Согласно WARM, чистое сокращение выбросов от переработки смешанных вторсырья (например, бумаги, металлов, пластмасс) по сравнению с базовым уровнем, в котором материалы вывозятся на свалки (т.е. с учетом предотвращенных выбросов от захоронения), составляет 2,94 метрических тонны углерода. эквивалент диоксида на короткую тонну.

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

2,94 метрических тонны CO ₂ эквивалента / тонна переработанных отходов вместо захоронения

Источники

Количество мусоровозов с переработанными отходами взамен захоронения

Выбросы эквивалента углекислого газа, которых удалось избежать при переработке вместо захоронения 1 тонна отходов составляет 2,94 метрических тонны CO ₂ эквивалента на тонну, как рассчитано в разделе «Тонны отходов, рециркулируемых вместо захоронения» выше.

Выбросы углекислого газа, сокращенные на каждый мусоровоз, заполненный отходами, были определены путем умножения выбросов, которых удалось избежать при переработке вместо захоронения 1 тонны отходов, на количество отходов в среднем мусоровозе.Предполагалось, что количество отходов в среднем мусоровозе составляет 7 тонн (EPA 2002).

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

2,94 метрических тонны CO ₂ эквивалента / тонна переработанных отходов вместо захоронения x 7 тонн / мусоровоз = 20,58 метрических тонн CO ₂ E / мусоровоз для переработанных отходов вместо захоронения

Источники

Мешки для мусора утилизируются вместо захоронения

Согласно WARM, чистое сокращение выбросов от переработки смешанных вторсырья (например,g., бумага, металлы, пластмассы), по сравнению с базовым уровнем, при котором материалы вывозятся на свалки (т. е. с учетом предотвращенных выбросов от захоронения), составляет 2,94 метрических тонны эквивалента CO ₂ на короткую тонну, как рассчитано в « Тонны отходов перерабатываются, а не вывозятся на свалки »выше.

Выбросы углекислого газа, уменьшенные на каждый мешок для мусора, заполненный отходами, были определены путем умножения выбросов, которых удалось избежать при переработке вместо захоронения 1 тонны отходов, на количество отходов в среднем мешке для мусора.

Количество отходов в среднем мешке для мусора было рассчитано путем умножения средней плотности смешанных вторсырья на средний объем мешка для мусора.

Согласно стандартным коэффициентам преобразования объема в вес EPA, средняя плотность смешанных вторсырья составляет 111 фунтов на кубический ярд (EPA 2016a). Предполагалось, что объем мешка для мусора стандартного размера составляет 25 галлонов, исходя из типичного диапазона от 20 до 30 галлонов (EPA 2016b).

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

2,94 метрических тонны CO ₂ эквивалента / короткая тонна отходов, переработанных вместо захоронения × 1 короткая тонна / 2000 фунтов × 111 фунтов отходов / кубический ярд × 1 кубический ярд / 173,57 сухих галлонов × 25 галлонов / мешок для мусора = 2,35 x 10 ^-2 метрических тонн CO ₂ эквивалента / мешок для мусора, переработанных вместо захоронения

Источники

Выбросы угольных электростанций за один год

В 2018 году в общей сложности 264 электростанции использовали уголь для выработки не менее 95% электроэнергии (EPA 2020).Эти заводы выбросили 1 047 138 303,3 метрических тонны CO ₂ в 2018 году.

Выбросы углекислого газа на одну электростанцию ​​были рассчитаны путем деления общих выбросов от электростанций, основным источником топлива которых был уголь, на количество электростанций.

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

1047 138 303,3 метрических тонны CO ₂ × 1/264 электростанции = 3966432.97 метрических тонн CO ₂ / электростанция

Источники

• EPA (2020). Данные eGRID за 2018 год. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.

Количество ветроэнергетических установок, работающих в год

В 2018 году средняя паспортная мощность ветряных турбин, установленных в США, составляла 2,42 МВт (DOE 2019). Средний коэффициент ветроэнергетики в США в 2018 году составил 35 процентов (DOE 2019).

Выработка электроэнергии от средней ветряной турбины была определена путем умножения средней паспортной мощности ветряной турбины в Соединенных Штатах (2.42 МВт) на средний коэффициент ветроэнергетики в США (0,35) и на количество часов в году. Предполагалось, что электроэнергия, произведенная от установленной ветряной турбины, заменит маржинальные источники сетевой электроэнергии.

Годовой национальный предельный уровень выбросов ветра в США для преобразования сокращенных киловатт-часов в предотвращенные единицы выбросов углекислого газа составляет 6,48 x 10 ^-4 (EPA 2020).

Выбросы углекислого газа, которых удалось избежать в год на установленную ветряную турбину, были определены путем умножения среднего количества электроэнергии, произведенной на одну ветряную турбину в год, на годовой национальный предельный уровень выбросов ветра (EPA 2020).

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

2,42 _{МВт Средняя мощность} x 0,35 x 8760 часов в год x 1000 кВтч / МВтч x 6,4818 x 10 ^-4 метрических тонн CO ₂ / кВтч уменьшено = 4807 метрических тонн CO ₂ / год / установлена ​​ветряная турбина

Источники

Количество заряженных смартфонов

По данным У.S. DOE, 24-часовая энергия, потребляемая обычным аккумулятором смартфона, составляет 14,46 ватт-часов (DOE 2020). Сюда входит количество энергии, необходимое для зарядки полностью разряженного аккумулятора смартфона и поддержания этого полного заряда в течение дня. Среднее время, необходимое для полной зарядки аккумулятора смартфона, составляет 2 часа (Ferreira et al. 2011). Мощность в режиме обслуживания, также известная как мощность, потребляемая, когда телефон полностью заряжен, а зарядное устройство все еще подключено, составляет 0,13 Вт (DOE 2020). Чтобы получить количество энергии, потребляемой для зарядки смартфона, вычтите количество энергии, потребляемой в «режиме обслуживания» (0.13 Вт умножить на 22 часа) от потребляемой за 24 часа энергии (14,46 Вт-часов).

Выбросы углекислого газа на заряженный смартфон были определены путем умножения энергопотребления на заряженный смартфон на средневзвешенный уровень выбросов углекислого газа по стране для поставленной электроэнергии. Средневзвешенный национальный уровень выбросов диоксида углерода для поставленной электроэнергии в 2019 году составил 1562,4 фунта CO ₂ на мегаватт-час, что учитывает потери при передаче и распределении (EPA 2020).

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

[14,46 Вт · ч — (22 часа x 0,13 Вт)] x 1 кВт · ч / 1000 Вт · ч = 0,012 кВт · ч / зарядка смартфона

0,012 кВтч / заряд x 1562,4 фунта CO ₂ / МВтч поставленной электроэнергии x 1 МВтч / 1000 кВтч x 1 метрическая тонна / 2204,6 фунта = 8,22 x 10 ^-6 метрических тонн CO ₂ / смартфон заряжен

Источники

• DOE (2020).База данных сертификатов соответствия. Программа стандартов энергоэффективности и возобновляемых источников энергии для приборов и оборудования.
• EPA (2029 г.). AVERT, США, средневзвешенная норма выбросов CO ₂ , данные за 2019 год. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.
• Федеральный регистр (2016). Программа энергосбережения: стандарты энергосбережения для зарядных устройств; Заключительное правило, стр. 38 284 (PDF) (71 стр., 0,7 МБ, О PDF).
• Феррейра, Д., Дей, А. К., & Костакос, В. (2011). Понимание проблем человека и смартфона: исследование времени автономной работы. Pervasive Computing, стр. 19-33. DOI: 10.1007 / 978-3-642-21726-5_2.

Годовые убытки от передачи и распределения в США за 2019 год были определены как ((Чистая генерация в сеть + Чистый импорт — Общий объем продаж электроэнергии) / Общий объем продаж электроэнергии) (т. Е. (3,988 + 48–3,762) / 3762 = 7,28%). Этот процент учитывает все потери при передаче и распределении, которые возникают между чистым производством и продажей электроэнергии.Данные взяты из Annual Energy Outlook 2020, таблица A8: поставка, утилизация, цены и выбросы электроэнергии, доступная по адресу: https://www.eia.gov/outlooks/aeo/.

В чем разница между «более высокой теплотворной способностью» (HHV) и «более низкой теплотворной способностью» (LHV) топлива из биомассы и почему эта разница важна?

Нам нужны эти два способа выражения теплотворной способности топлива, потому что при сгорании некоторых видов топлива, богатого водородом, выделяется вода, которая впоследствии испаряется в камере сгорания.Другими словами, процесс испарения воды «впитывает» часть тепла, выделяемого при сгорании топлива. Это тепло, известное как «скрытая теплота парообразования», временно теряется и, следовательно, не влияет на работу, выполняемую в процессе сгорания. В результате образование и испарение воды в камере сгорания снижает количество тепловой энергии, доступной для выполнения работы, будь то движение поршня, вращение турбины или перегрев пара.

Если водяной пар, выделяющийся при сгорании топлива, просто выходит из камеры в окружающую среду через выхлопной поток, скрытая теплота парообразования необратимо и безвозвратно теряется.Так обстоит дело, например, с большинством двигателей внутреннего сгорания, таких как дизельные и бензиновые двигатели. С другой стороны, некоторые усовершенствованные котлы имеют вторичный процесс конденсации после стадии сгорания, который конденсирует водяной пар в потоке выхлопных газов и рекуперирует большую часть скрытой теплоты, переносимой с ним. Рекуперированное тепло затем можно использовать с пользой.

Итак, в итоге:

1. Числовая разница между LHV и HHV топлива примерно эквивалентна количеству скрытой теплоты парообразования, которая может быть практически восстановлена ​​во вторичном конденсаторе на единицу сожженного топлива.

2. Когда проектируются двигатели внутреннего сгорания или котлы без вторичного конденсатора, подходящей величиной топлива для использования в процессе проектирования является LHV, которая предполагает, что водяной пар, образующийся при сгорании топлива, выходит в поток выхлопных газов.

3. Когда проектируются усовершенствованные блоки сжигания, имеющие вторичные или третичные конденсаторы, подходящим топливом для использования в процессе проектирования является HHV.

4. Числовое значение HHV всегда больше или равно LHV.

видов топлива для производства тепла и / или электроэнергии | Глоссарий

Топливо — это жидкий, твердый или газообразный продукт, используемый для выработки тепла в секторах производства тепла и электроэнергии или движения в секторе мобильности. В секторе производства электроэнергии топливо также называют первичными источниками энергии. В этой статье-глоссарии мы говорим о топливах, которые используются для выработки тепла и / или электроэнергии. Описание топлива для создания движения (автомобильное топливо) см. В отдельной статье глоссария.

Топливо для выработки тепла и / или электричества может состоять из одного или нескольких химических элементов. Чистые химические элементы, которые используются в качестве топлива, включают водород или ядерное топливо, уран и плутоний. К примеру, топочный мазут, древесина и уголь состоят из ряда элементов — обычно углерода и водорода, — запасенная энергия которых в основном высвобождается при сгорании.

Топливо обычно классифицируется следующим образом:

Энергосодержание топлива определяется как теплотворная способность (низшая теплотворная способность) или высшая теплотворная способность (высшая теплотворная способность).Высокая теплотворная способность соответствует энергии, которая выделяется при полном сгорании топлива с последующим охлаждением дымовых газов и конденсацией паров. Таким образом, высшая теплотворная способность также включает использование тепла конденсации. Напротив, (низшая) теплотворная способность — это максимальное количество тепла, которое вырабатывается при сгорании топлива, не включая охлаждение дымовых газов и теплоту конденсации. Однако в топливах, не содержащих химически связанный водород, обе теплотворные способности будут равны.

Источники
Германия, например, как страна с ограниченными ресурсами, вынуждена импортировать большую часть своего топлива. Только бурый уголь доступен на внутреннем рынке в достаточном количестве. Битуминозный уголь в основном импортируется из Польши и Австралии. Сырая нефть поступает в основном из России, Северного моря (в основном из морских месторождений Нидерландов и Великобритании) и Северной Африки, а природный газ также из России и Северного моря.

Биотопливо — исключение.Германия богата лесами, поэтому большая часть спроса на древесное топливо может быть покрыта за счет внутреннего производства.

Налогообложение
Топливо облагается налогом в Германии в соответствии с Законом о налоге на энергию. Налогообложение зависит от объема / веса или единицы энергии (МВтч) соответствующего топлива. Сниженные ставки установлены для использования в качестве топлива для отопления, а не для автомобильного топлива. Таким образом, согласно Положению о налоге на энергию (EnergieStV), топочный мазут с надлежащей маркировкой содержит различные красители: Solvent Yellow 124 и красные маркеры.Красный цвет используется для визуального различения топочного мазута и дизельного топлива, чтобы предотвратить неправильное использование первого в качестве автомобильного топлива (это известно как «дизельное топливо»).

Для топлива на рынке отопления в Германии применяются следующие налоговые ставки (по состоянию на ноябрь 2015 г.):