Интенсивность выбросов (также интенсивность выбросов углерода, ДИ ) - уровень выбросов данного загрязнителя относительно интенсивности конкретной деятельности или промышленного производственного процесса; например, граммов углекислого газа, выделяемого на мегаджоуль произведенной энергии, или отношение выбросов парниковых газов к брутто внутренний продукт (ВВП). Интенсивность выбросов используется для получения оценок загрязнителей воздуха или выбросов парниковых газов на основе количества сгоревшего топлива , количества животных в животноводстве, на промышленных предприятиях. уровни производства, пройденные расстояния или аналогичные данные о деятельности. Интенсивность выбросов также может использоваться для сравнения воздействия на окружающую среду различных видов топлива или видов деятельности. В некоторых случаях связанные термины коэффициент выбросов и углеродоемкость используются как синонимы. Используемый жаргон может быть разным для разных областей / секторов промышленности; обычно термин «углерод» исключает другие загрязнители, такие как выбросы твердых частиц. Обычно используется показатель углеродоемкости на киловатт-час (CIPK ), который используется для сравнения выбросов от разных источников электроэнергии.
Для оценки углеродоемкости процесса могут использоваться различные методологии. Среди наиболее часто используемых методологий:
Различные методы расчета могут привести к разным результатам. Результаты также могут сильно различаться для разных географических регионов и временных рамок (см., Например, , как меняется CI электричества для разных европейских стран и как меняется за несколько лет : с 2009 по 2013 год CI электроэнергия в Европейском Союзе упала в среднем на 20%, поэтому при сравнении различных значений углеродной интенсивности важно правильно учесть все граничные условия (или исходные гипотезы), учитываемые при расчетах. Например, нефтяные месторождения Китая выделяют от 1,5 до более 40 г CO 2 экв на МДж, при этом около 90% всех полей выделяют 1,5–13,5 г CO 2 экв. Такие сильно искаженные модели интенсивности углерода требуют дезагрегирования кажущихся однородных выбросов
Источник выбросов загрязнения воздухаКоэффициенты выбросов предполагают линейную зависимость между интенсивностью деятельности и выбросами в результате этой деятельности. y:
Выбросы загрязнитель = Активность * Фактор выбросов загрязнитель
Интенсивности также используются при прогнозировании возможных будущих сценариев, таких как те, которые используются в IPCC оценки, а также прогнозируемые будущие изменения в населении, экономической активности и энергетических технологиях. Взаимосвязь этих переменных рассматривается в рамках так называемого тождества Кая.
. Уровень неопределенности получаемых оценок в значительной степени зависит от категории источника и загрязнителя. Некоторые примеры:
Обзор литературы по многочисленным источникам энергии общего жизненного цикла CO. 2 на единицу произведенной электроэнергии, проведенный Межправительственной группой экспертов по изменению климата в 2011 г. обнаружил, что значение выбросов CO. 2, попадающее в 50-й процентиль всех исследований выбросов в течение жизненного цикла, было следующим:
Технология | Описание | 50-й процентиль. (г CO. 2-экв / кВтч e) |
---|---|---|
Гидроэлектростанция | резервуар | 4 |
Ветер | на суше | 12 |
Ядерная | различные реакторы поколения II типы | 16 |
Биомасса | различные | 230 |
Солнечные тепловые | параболические желоба | 22 |
Геотермальная энергия | горячая сухая порода | 45 |
Солнечная энергия | Поликристаллический кремний | 46 |
Природный газ | различные турбины комбинированного цикла без очистки | 469 |
Уголь | различные типы генераторов без очистки | 1001 |
Топливо /. Ресурсы | Тепловые. г (CO 2 -экв.) / МДж th | Интенсивность энергии (минимальная и максимальная оценка). Вт · ч th / Вт · час e | Электрическая (минимальная и максимальная оценка). г (CO 2 -экв.) / кВт · ч e |
---|---|---|---|
древесина | 115 | ||
Торф | 106. 110 | ||
Уголь | B: 91,50–91,72. Br: 94,33. 88 | B: 2,62–2,85. Br: 3,46. 3,01 | B: 863–941. Br: 1,175. 955 |
Нефть | 73 | 3,40 | 893 |
Природный газ | см3: 68,20. см3: 68,40. 51 | см3: 2,35 (2,20 - 2,57). см: 3,05 (2,81 - 3,46) | куб.см: 577 (491–655). куб.см: 751 (627–891). 599 |
Геотермальная энергия. Энергия | 3 ~ | TL0–1. TH91–122 | |
Уран. Ядерная энергия | WL0,18 (0,16 ~ 0,40). WH0,20 (0,18 ~ 0,35) | WL60 (10 ~ 130). WH65 (10 ~ 120) | |
Гидроэлектроэнергия | 0,046 (0,020 - 0,137) | 15 (6,5 - 44) | |
Конц. Солнечная энергия | 40 ± 15 # | ||
Фотовольтаика | 0,33 (0,16 - 0,67) | 106 (53–217) | |
Ветровая энергия | 0,066 (0,041 - 0,12) | 21 (13–40) |
Примечание: 3,6 МДж = мегаджоуль (с) == 1 кВт · ч = киловатт-час (с), таким образом, 1 г / МДж = 3,6 г / кВт · ч.. Обозначения: B = черный уголь (сверхкритический) - (новый подкритический), Br = бурый уголь (новый подкритический), cc = комбинированный цикл, oc = открытый цикл, T L = низкотемпературный / закрытый -контур (геотермальный дублет), T H = высокотемпературный / открытый контур, W L = легководные реакторы, W H = тяжеловодные реакторы, # Образованная оценка.
Интенсивность выбросов парниковых газов в 2000 г., включая изменения в землепользовании. | Углеродоемкость ВВП (с использованием ППС) для разных регионов, 1982-2011 гг. | Углерод интенсивность ВВП (с использованием MER) для разных регионов, 1982-2011 гг. |
В следующих таблицах показана углеродоемкость ВВП в рыночных обменных курсах (MER) и паритетах покупательной способности ( PPP). Единицы измерения: метрические тонны двуокиси углерода на тысячу год 2005 долларов США. Данные взяты из Управления энергетической информации США. Годовые данные с 1980 по 2009 год усреднены за три десятилетия: 1980–89, 1990–99 и 2000–09.
1980-89 | 1990-99 | 2000-09 | |
---|---|---|---|
Африка | 1,13149 | 1,20702 | 1.03995 |
Азия Океания | 0,86256 | 0,83015 | 0,91721 |
Центральная и Южная Америка | 0,55840 | 0,57278 | 0,56015 |
Евразия | NA | 3,31786 | 2,36849 |
Европа | 0,36840 | 0,37245 | 0,30975 |
Ближний Восток | 0,98779 | 1,21475 | 1,22310 |
Северная Америка | 0,69381 | 0,58681 | 0,48160 |
Мир | 0,62170 | 0,66120 | 0,60725 |
1980-89 | 1990-99 | 2000-09 | |
---|---|---|---|
Африка | 0,48844 | 0,50215 | 0,43067 |
Азия и Океания | 0,66187 | 0,59249 | 0,57356 |
Центральная и Южная Америка | 0,30095 | 0,30740 | 0,30185 |
Евразия | NA | 1,43161 | 1,02797 |
Европа | 0,40413 | 0,38897 | 0,32077 |
Ближний Восток | 0,51641 | 0,65690 | 0,65723 |
Северная Америка | 0,66743 | 0,56634 | 0,46509 |
Мир | 0,54495 | 0,54868 | 0,48058 |
В 2009 г. CO 2 интенсивность ВВП в странах ОЭСР снизилась на 2,9 % и составила в странах ОЭСР 0,33 kCO 2 / $ 05p. («05 пенса» = 2005 долларов США с использованием паритета покупательной способности). В США было зарегистрировано более высокое соотношение 0,41 kCO 2 / $ 05p, в то время как в Европе наблюдалось наибольшее падение интенсивности CO 2 по сравнению с предыдущим годом (-3,7%). CO 2 интенсивность продолжала быть примерно выше в странах, не входящих в ОЭСР. Несмотря на небольшое улучшение, Китай продолжал демонстрировать высокую интенсивность CO 2 (0,81 kCO 2 / $ 05p). В 2009 году интенсивность выбросов CO 2 в Азии выросла на 2%, поскольку потребление энергии продолжало расти высокими темпами. Важные соотношения наблюдались также в странах СНГ и Ближнего Востока.
Общие выбросы CO 2 в результате использования энергии были на 5% ниже уровня 1990 года в 2007 году. В период 1990–2007 годов CO 2 выбросы от использования энергии снизились в среднем на 0,3% в год, хотя экономическая активность (ВВП) увеличивалась на 2,3% в год. После снижения до 1994 г. (-1,6% / год) выбросы CO 2 неуклонно росли (в среднем 0,4% / год) до 2003 г. и с тех пор снова медленно снижались (в среднем на 0,6% / год). Общие выбросы CO 2 на душу населения снизились с 8,7 т в 1990 г. до 7,8 т в 2007 г., то есть на 10%. Почти 40% снижения интенсивности CO 2 связано с увеличением использования энергоносителей с более низкими коэффициентами выбросов. Общие выбросы CO 2 на единицу ВВП, «интенсивность CO 2 », снижались быстрее, чем энергоемкость: в среднем на 2,3% / год и 1,4% / год соответственно. с 1990 по 2007 год.
Товарная биржа Братислава (CEB) рассчитала углеродоемкость для Добровольного сокращения выбросов, согласно прогнозам углеродоемкости в 2012 году на уровне 0,343 т / МВтч.
Одним из наиболее важных применений коэффициентов выбросов является отчетность о национальных кадастрах парниковых газов в рамках Организации Объединенных Наций Рамочная конвенция об изменении климата (РКИК ООН). Так называемые Стороны Приложения I к РКИК ООН должны ежегодно сообщать свои национальные общие выбросы парниковых газов в формализованном формате отчетности, определяя категории источников и виды топлива, которые должны быть включены.
РКИК ООН приняла Пересмотренные Руководящие принципы национальных кадастров парниковых газов МГЭИК 1996 г., разработанные и опубликованные Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) в качестве оценки выбросов. методы, которые должны использоваться сторонами конвенции для обеспечения прозрачности, полноты, последовательности, сопоставимости и точности национальных кадастров парниковых газов. Эти Руководящие принципы МГЭИК являются основным источником коэффициентов выбросов по умолчанию. Недавно МГЭИК опубликовала Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г. . Эти и многие другие факторы выбросов парниковых газов можно найти в базе данных факторов выбросов МГЭИК. Коммерчески применимые организационные коэффициенты выбросов парниковых газов можно найти в поисковой системе EmissionFactors.com.
В частности, для выбросов, не связанных с CO 2, с ними часто связана высокая степень неопределенности. коэффициенты выбросов применительно к отдельным странам. В целом, использование коэффициентов выбросов для конкретных стран обеспечит более точные оценки выбросов, чем использование коэффициентов выбросов по умолчанию. Согласно МГЭИК, если вид деятельности является основным источником выбросов для страны («ключевой источник»), то «эффективной практикой» является разработка коэффициента выбросов для данной деятельности для конкретной страны.
Европейская экономическая комиссия ООН и Директива ЕС о национальных потолочных значениях выбросов (2016) требуют стран для подготовки ежегодных национальных кадастров выбросов загрязняющих веществ в соответствии с положениями Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (CLRTAP).
Целевая группа (ЕМЕП) Европейского агентства по окружающей среде разработала методы оценки выбросов и связанных с ними коэффициентов выбросов для загрязнителей воздуха, которые были опубликованы в Руководстве по инвентаризации выбросов ЕМЕП / CORINAIR. по инвентаризации и прогнозам выбросов TFEIP.
Уголь, состоящий в основном из углерода, при сжигании выделяет много CO2: он имеет высокую интенсивность выбросов CO2. Природный газ, являющийся метаном (CH4), имеет 4 атома водорода, которые нужно сжигать на каждый углерод, и, таким образом, имеет среднюю интенсивность выбросов CO2.
31 августа В статье Маснади и др. 2018 г., опубликованной в Science, авторы использовали «инструменты моделирования КИ нефтяного сектора с открытым исходным кодом» для «моделирования КИ от скважины до НПЗ всех основных действующих нефтяных месторождений во всем мире - и определить основные факторы, вызывающие эти выбросы ». Они сравнили 90 стран с самым большим "следом" сырой нефти. Исследование Science, проведенное Стэнфордским университетом, показало, что канадская сырая нефть занимает «четвертое место в мире по интенсивности выбросов парниковых газов (ПГ)» после Алжира, Венесуэлы и Камеруна.