Intenzita emisí - Emission intensity

Viz také: Srovnání emisí skleníkových plynů během životního cyklu

An intenzita emisí (taky intenzita uhlíku, C.I.) je míra emisí daného znečišťující látka vzhledem k intenzitě konkrétní činnosti nebo procesu průmyslové výroby; například gramů z oxid uhličitý vydáno za megajoule vyrobené energie nebo poměr skleníkový plyn emise vyrobené do Hrubý domácí produkt (HDP). Intenzity emisí se používají k odvození odhadů látka znečišťující ovzduší nebo emise skleníkových plynů na základě množství paliva spálený, počet zvířat v chov zvířat, na úrovních průmyslové výroby, ujeté vzdálenosti nebo podobné údaje o činnosti. Intenzity emisí lze také použít k porovnání dopadu různých paliv nebo činností na životní prostředí. V některých případech související pojmy emisní faktor a intenzita uhlíku se používají zaměnitelně. Použitý žargon může být odlišný pro různé oblasti / průmyslová odvětví; obvykle pojem „uhlík“ vylučuje jiné znečišťující látky, jako jsou emise částic. Jedna běžně používaná figura je intenzita uhlíku na kilowatthodinu (CIPK), který slouží k porovnání emisí z různých zdrojů elektrické energie.

Metodiky

K posouzení uhlíkové intenzity procesu lze použít různé metodiky. Mezi nejpoužívanější metodiky patří:

  • Celý Posuzování životního cyklu (LCA): to zahrnuje nejen emise uhlíku způsobené konkrétním procesem, ale také emise způsobené výrobou a ukončením životnosti materiálů, závodů a strojů použitých pro uvažovaný proces. Jedná se o poměrně složitou metodu, která vyžaduje velkou sadu proměnných.
  • Well-to-wheels (WTW), běžně používaný v odvětvích energetiky a dopravy: jedná se o zjednodušený LCA s ohledem na emise samotného procesu, emise z těžby a rafinace materiálu (nebo paliva) použitého v proces (také „Emise předcházejícího proudu“), avšak s vyloučením emisí způsobených výrobou a ukončením životnosti závodů a strojů. Tuto metodiku v USA používá GREET model a v Evropě v JEC WTW.
  • Hybridní metody WTW-LCA, které se snaží vyplnit mezeru mezi metodami WTW a LCA. Například u elektrického vozidla hybridní metoda zohledňující také skleníkové plyny v důsledku výroby a konce životnosti baterie dává emise skleníkových plynů o 10–13% vyšší ve srovnání s WTW [1]
  • Metody nezohledňující aspekty LCA, ale pouze emise vznikající během konkrétního procesu; tj. pouze spalování paliva v elektrárně, bez ohledu na emise proti proudu.[2]

Různé metody výpočtu mohou vést k různým výsledkům. Výsledky se mohou značně lišit i pro různé geografické regiony a časové rámce (viz například jak C.I. elektřiny se v různých evropských zemích liší a jak se mění za několik let: od roku 2009 do roku 2013 C.I. elektřiny v Evropské unii klesl v průměru o 20%,[3] Při porovnávání různých hodnot uhlíkové intenzity je tedy důležité správně zohlednit všechny okrajové podmínky (nebo počáteční hypotézy) uvažované pro výpočty. Například čínská ropná pole emitují mezi 1,5 až více než 40 g CO2ekv. na MJ, přičemž přibližně 90% všech polí emituje 1,5–13,5 g CO2ekv.[4] Takto vysoce zkreslené vzorce uhlíkové intenzity vyžadují rozčlenění zdánlivě homogenních emisních aktivit a řádné zvážení mnoha faktorů pro pochopení.[5]

Zdroj emisí znečišťování ovzduší

Odhad emisí

Emisní faktory předpokládají lineární vztah mezi intenzitou aktivity a emisemi vyplývajícími z této aktivity:

Emiseznečišťující látka = Aktivita * Emisní faktorznečišťující látka

Intenzity se také používají při projektování možných budoucích scénářů, jako jsou scénáře použité v IPCC hodnocení spolu s předpokládanými budoucími změnami v populaci, ekonomické aktivitě a energetických technologiích. Vzájemné vztahy těchto proměnných jsou zpracovávány pod tzv Kaya identita.

Míra nejistoty výsledných odhadů významně závisí na kategorii zdroje a znečišťující látce. Nějaké příklady:

  • Oxid uhličitý (CO.)2) emise ze spalování paliva lze odhadnout s vysokou mírou jistoty bez ohledu na to, jak se palivo používá, protože tyto emise závisí téměř výlučně na uhlík obsah paliva, který je obecně znám s vysokou mírou přesnosti. Totéž platí pro kysličník siřičitý (TAK2), protože obsah síry v palivech je také obecně dobře známý. Uhlík i síra jsou během spalování téměř úplně oxidovány a všechny atomy uhlíku a síry v palivu budou přítomny v spaliny jako CO2 a SO2 resp.
  • Naproti tomu hladiny jiných látek znečišťujících ovzduší a jiných látek než CO2 emise skleníkových plynů ze spalování závisí na přesné technologii použité při spalování paliva. Tyto emise jsou v zásadě způsobeny buď nedokonalým spalováním malé části paliva (kysličník uhelnatý, metan, nemetanové těkavé organické sloučeniny ) nebo komplikovanými chemickými a fyzikálními procesy během spalování a v kouřovodu nebo výfuku. Příkladem jsou částice, NEX, směs oxid dusnatý, NE a oxid dusičitý, NE2).
  • Oxid dusičitý (N2O) emise ze zemědělských půd jsou velmi nejisté, protože velmi závisí na obou přesných podmínkách půdy, použití hnojiva a meteorologické podmínky.

Intenzita emise zdrojů energie na jednotku vyrobené energie

Hlavní článek: Srovnání emisí skleníkových plynů během životního cyklu

Přehled literatury o mnoha zdrojích energie v rámci celého životního cyklu CO
2 emise na jednotku vyrobené elektřiny, které provádí Mezivládní panel o změně klimatu v roce 2011 zjistil, že CO
2 hodnota emisí, která spadala do 50. let percentil všech studií emisí celkových životních cyklů bylo následující.[6]

Celoživotní emise skleníkových plynů podle zdroje elektřiny.[6]
TechnologiePopis50. percentil
(G CO
2-ekv / kWhE)
Hydroelektrickýnádrž4
Vítrna pevnině12
Jadernározličný reaktor druhé generace typy16
Biomasarozličný230
Solární termálníparabolický žlab22
Geotermálníhorká suchá hornina45
Solární PVPolykrystalický křemík46
Zemní plynrůzné turbíny s kombinovaným cyklem bez čištění469
Uhlírůzné typy generátorů bez čištění1001
Emisní faktory běžných paliv
Palivo/
Zdroj		Tepelný
g (CO2-eq) / MJth		Energetická náročnost (minimální a maximální odhad)
W · hth/ Š · hE		Elektrický (minimální a maximální odhad)
g (CO2-eq) / kW · hE
dřevo115[7]
Rašelina106[8]
110[7]
UhlíB: 91,50–91,72
Br: 94,33
88		B: 2,62–2,85[9]
Br: 3,46[9]
3.01		B: 863–941[9]
Br: 1175[9]
955[10]
Olej73[11]3.40893[10]
Zemní plyncc: 68,20
oc: 68,40
51[11]		cc: 2,35 (2,20 - 2,57)[9]
oc: 3,05 (2,81 - 3,46)[9]		cc: 577 (491–655)[9]
oc: 751 (627–891)[9]
599[10]
Geotermální
Napájení		3~TL0–1[10]
TH91–122[10]
Uran
Jaderná energie		ŽL0.18 (0.16~0.40)[9]
ŽH0.20 (0.18~0.35)[9]		ŽL60 (10~130)[9]
ŽH65 (10~120)[9]
Vodní elektřina0.046 (0.020 – 0.137)[9]15 (6.5 – 44)[9]
Konc. Solární zdroj40±15#
Fotovoltaika0.33 (0.16 – 0.67)[9]106 (53–217)[9]
Síla větru0.066 (0.041 – 0.12)[9]21 (13–40)[9]

Poznámka: 3,6 MJ = megajoule (s) == 1 kW · h = kilowatthodina (y), tedy 1 g / MJ = 3,6 g / kW · h.
Legenda: B = černé uhlí (superkritické) - (nové podkritické), Br = hnědé uhlí (nové podkritické), cc = kombinovaný cyklus, oc = otevřený cyklus, TL = nízkoteplotní / uzavřený okruh (geotermální dublet), TH = vysoká teplota / otevřený okruh, WL = Lehkovodní reaktory, WH = Těžkovodní reaktory, odhad # vzdělaný.

Intenzita uhlíku v regionech

Hlavní článek: Seznam zemí podle intenzity uhlíku
Viz titulek.
Intenzita skleníkových plynů v roce 2000, včetně změn ve využívání půdy.
Viz titulek.
Uhlíková náročnost HDP (pomocí PPP) pro různé regiony, 1982–2011.
Viz titulek.
Uhlíková náročnost HDP (s využitím MER) pro různé regiony, 1982–2011.

Následující tabulky ukazují uhlíkovou náročnost HDP v roce 2006 tržní směnné kurzy (MER) a parity kupní síly (PPP). Jednotky jsou metrické tuny oxidu uhličitého za tisíc rok 2005 Americké dolary. Data jsou převzata z Americká energetická informační správa.[12] Roční údaje mezi lety 1980 a 2009 jsou zprůměrovány za tři desetiletí: 1980–89, 1990–99 a 2000–09.

Uhlíková náročnost HDP, měřeno v MER[12]
1980-891990-992000-09
Afrika1.131491.207021.03995
Asie & Oceánie0.862560.830150.91721
Centrální & Jižní Amerika0.558400.572780.56015
EurasieNA3.317862.36849
Evropa0.368400.372450.30975
střední východ0.987791.214751.22310
Severní Amerika0.693810.586810.48160
Svět0.621700.661200.60725
Uhlíková náročnost HDP, měřeno v PPP[12]
1980-891990-992000-09
Afrika0.488440.502150.43067
Asie a Oceánie0.661870.592490.57356
Střední a Jižní Amerika0.300950.307400.30185
EurasieNA1.431611.02797
Evropa0.404130.388970.32077
střední východ0.516410.656900.65723
Severní Amerika0.667430.566340.46509
Svět0.544950.548680.48058

V roce 2009 CO2 Intenzita HDP v zemích OECD se snížila o 2,9% a dosáhla 0,33 kCO2/ $ 05p v zemích OECD.[13] („$ 05p“ = 2005 amerických dolarů, s použitím parit kupní síly). USA vykázaly vyšší poměr 0,41 kCO2/ $ 05p, zatímco Evropa vykázala největší pokles CO2 intenzita ve srovnání s předchozím rokem (−3,7%). CO2 v zemích mimo OECD nadále byla zhruba vyšší intenzita. I přes mírné zlepšení Čína nadále zaznamenávala vysoký CO2 intenzita (0,81 kCO2/ $ 05p). CO2 intenzita v Asii v průběhu roku 2009 vzrostla o 2%, protože spotřeba energie se nadále silně vyvíjela. Důležité poměry byly pozorovány také v zemích SNS a na Středním východě.

Intenzita uhlíku v Evropě

Celkem CO2 emise z používání energie byly 5% pod úrovní roku 1990 v roce 2007.[14] V období 1990–2007, CO2 emise z používání energie poklesly v průměru o 0,3% / rok, i když se ekonomická aktivita (HDP) zvýšila o 2,3% / rok. Po poklesu až do roku 1994 (-1,6% / rok) CO2 emise trvale rostly (průměrně 0,4% / rok) do roku 2003 a od té doby opět pomalu klesaly (v průměru o 0,6% / rok). Celkem CO2 emise na obyvatele poklesly z 8,7 tv roce 1990 na 7,8 tv roce 2007, tj. pokles o 10%. Téměř 40% snížení CO2 intenzita je způsobena zvýšeným využitím energetických nosičů s nižšími emisními faktory. Celkový CO2 emise na jednotku HDP, „CO2 intenzita “klesala rychleji než energetická náročnost: mezi lety 1990 a 2007 v průměru o 2,3% / rok a 1,4% / rok.[15]

The Komoditní burza Bratislava (CEB) vypočítal intenzitu uhlíku pro Dobrovolné snižování emisí předpokládá v roce 2012 uhlíkovou intenzitu na 0,343 tn / MWh.[16]

Emisní faktory pro hlášení zásob skleníkových plynů

Jedním z nejdůležitějších použití emisních faktorů je vykazování na národní úrovni inventury skleníkových plynů pod Rámcová úmluva OSN o změně klimatu (UNFCCC). Takzvaný Strany z přílohy I UNFCCC musí každoročně vykazovat své národní emise skleníkových plynů ve formalizovaném formátu pro podávání zpráv a definovat kategorie zdrojů a paliva, která musí být zahrnuta.

UNFCCC přijalo Revidované pokyny IPCC z roku 1996 pro národní inventury skleníkových plynů,[17] vyvinutý a publikovaný Mezivládní panel o změně klimatu (IPCC) jako metody odhadu emisí, které musí strany úmluvy použít k zajištění transparentnosti, úplnosti, konzistence, srovnatelnosti a přesnosti národních inventur skleníkových plynů.[18] Tyto pokyny IPCC jsou primárním zdrojem výchozích emisních faktorů. Nedávno IPCC zveřejnilo Pokyny IPCC z roku 2006 pro národní inventury skleníkových plynů. Tyto a mnoho dalších faktorů emisí skleníkových plynů lze nalézt v databázi emisních faktorů IPCC.[19] Komerčně použitelné organizační faktory emisí skleníkových plynů lze najít ve vyhledávači EmissionFactors.com.[20]

Zejména pro non-CO2 emise, s těmito emisními faktory je při použití v jednotlivých zemích často spojena vysoká míra nejistoty. Obecně by použití emisních faktorů pro jednotlivé země poskytlo přesnější odhady emisí než použití standardních emisních faktorů. Podle IPCC, je-li činnost pro zemi hlavním zdrojem emisí („klíčový zdroj“), je „dobrým postupem“ vypracovat pro tuto činnost emisní faktor specifický pro danou zemi.

Emisní faktory pro hlášení zásob znečišťujících ovzduší

The Evropská hospodářská komise OSN a EU Směrnice o národních emisních stropech (2016) požadují, aby země každoročně vypracovávaly národní národní soupisy emisí znečišťování ovzduší podle ustanovení Úmluva o dálkovém znečišťování ovzduší přecházejícím hranice států (CLRTAP).

The Evropský program pro monitorování a hodnocení Pracovní skupina (EMEP) Evropská agentura pro životní prostředí vyvinula metody pro odhad emisí a související emisní faktory pro látky znečišťující ovzduší, které byly zveřejněny v příručce EMEP / CORINAIR Emission Inventory Guidebook[21][22] o emisních inventářích a projekcích TFEIP.[23]

Cíle intenzity

Uhlí, které je převážně uhlíkem, emituje při spalování velké množství CO2: má vysokou intenzitu emisí CO2. Zemní plyn, který je metanem (CH4), má 4 atomy vodíku, které hoří pro každý uhlík, a má tedy střední intenzitu emisí CO2.

Zdroje emisních faktorů

Skleníkové plyny

Látky znečišťující ovzduší

Well-to-rafinerie CI všech hlavních aktivních ropných polí po celém světě

V článku z 31. srpna 2018 od Masnadiho a spol., Který publikoval Věda, autoři použili „nástroje pro modelování CI v otevřeném zdroji ropného sektoru“ k „modelování CI v rafinériích všech hlavních aktivních ropných polí globálně - a k identifikaci hlavních hnacích sil těchto emisí.“[24] Porovnali 90 zemí s nejvyšší stopou ropy.[24][25] The Věda studie, kterou provedla Stanfordská Univerzita zjistil, že kanadská ropa je za Alžírskem, Venezuelou a Kamerunem „čtvrtým největším skleníkovým plynem (GHG) na světě“.[26][27]

Viz také

Reference

  1. ^ Moro A; Helmers E (2017). „Nová hybridní metoda ke zmenšení rozdílu mezi WTW a LCA v hodnocení uhlíkové stopy elektrických vozidel“. Posouzení životního cyklu Int J.. 22: 4–14. doi:10.1007 / s11367-015-0954-z.
  2. ^ Tuto metodu používá Mezinárodní energetická agentura ve výroční zprávě: Emise CO2 ze spalování paliva.
  3. ^ Moro A; Lonza L (2018). „Intenzita elektřiny z uhlíku v členských státech EU: Dopady na emise skleníkových plynů z elektrických vozidel“. Dopravní výzkum Část D: Doprava a životní prostředí. 64: 5–14. doi:10.1016 / j.trd.2017.07.012. PMC  6358150. PMID  30740029.
  4. ^ Masnadi, M. (2018). „Emise typu well-to-rafinerie a čistá energetická analýza dodávek ropy v Číně“. Přírodní energie. 3 (3): 220–226. Bibcode:2018NatEn ... 3..220 mil. doi:10.1038 / s41560-018-0090-7.
  5. ^ Höök, M (2018). „Mapování čínské nabídky“. Přírodní energie. 3 (3): 166–167. Bibcode:2018NatEn ... 3..166H. doi:10.1038 / s41560-018-0103-6.
  6. ^ A b Moomaw, W., P. Burgherr, G. Heath, M. Lenzen, J. Nyboer, A. Verbruggen, 2011: Příloha II: Metodika. V IPCC: Zvláštní zpráva o obnovitelných zdrojích energie a zmírňování změny klimatu (viz strana 10)
  7. ^ A b Hillebrand, K. 1993. Skleníkové účinky produkce a použití rašeliny ve srovnání s uhlím, zemním plynem a dřevem. Centrum technického výzkumu ve Finsku Archivováno 04.11.2013 na Wayback Machine. Seai.ie
  8. ^ Emisní faktor CO2 rašelinového paliva 106 g CO2/MJ, Archivováno 07.07.2010 na Wayback Machine. Imcg.net. Citováno 2011-05-09.
  9. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó p q r Bilek, Marcela; Hardy, Clarence; Lenzen, Manfred; Dey, Christopher (srpen 2008). „Energetická bilance životního cyklu a emise skleníkových plynů z jaderné energie: přezkum“ (PDF). Konverze a správa energie. 49 (8): 2178–2199. doi:10.1016 / j.enconman.2008.01.033. Archivovány od originál (PDF) dne 25. 10. 2009.
  10. ^ A b C d E Fridleifsson, Ingvar B .; Bertani, Ruggero; Huenges, Ernst; Lund, John W .; Ragnarsson, Arni; Rybach, Ladislav (11.02.2008). O. Hohmeyer a T. Trittin (ed.). „Možná role a příspěvek geotermální energie ke zmírnění změny klimatu“ (PDF). Lübeck, Německo: 59–80. Archivovány od originál (PDF) dne 22.07.2011. Citováno 2009-04-06. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  11. ^ A b Hanova, J; Dowlatabadi, H (9. listopadu 2007), „Strategické snižování emisí skleníkových plynů pomocí technologie tepelných čerpadel ze země“, Dopisy o výzkumu v oblasti životního prostředí, UK: IOP Publishing, 2 (4), str. 044001 8 stran, Bibcode:2007ERL ..... 2d4001H, doi:10.1088/1748-9326/2/4/044001, ISSN  1748-9326
  12. ^ A b C USA EIA, „Intenzita uhlíku“, Mezinárodní energetická statistika, US Energy Information Administration (EIA), vyvoláno 21. prosince 2013. Archivovaná stránka. Zdroj ve veřejné doméně: „USA Vládní publikace jsou veřejně dostupné a nepodléhají ochraně autorských práv. Můžete použít a / nebo distribuovat jakékoli z našich dat, souborů, databází, zpráv, grafů, grafů a dalších informačních produktů, které jsou na našem webu nebo které obdržíte prostřednictvím naší e-mailové distribuční služby. Pokud však používáte nebo reprodukujete některý z našich informačních produktů, měli byste použít potvrzení, které obsahuje datum vydání, například: „Zdroj: US Energy Information Administration (říjen 2008).“ “ [1] a archivovaná stránka.
  13. ^ „Intenzita CO2 - Mapa Světová intenzita CO2 podle regionů - Enerdata“. yearbook.enerdata.net.
  14. ^ „Trendy a zásady energetické účinnosti - ODYSSEE-MURE“. www.odyssee-indicators.org.
  15. ^ Tato část pojednává o CO2 emise ze spalování energie zveřejněné v oficiálních soupisech Evropské agentury pro životní prostředí. Ukazatele nejsou za normálních klimatických podmínek (tj. S klimatickými korekcemi) vyjádřeny tak, aby vyhovovaly oficiální definici CO2 soupisy. CO2 emise konečných spotřebitelů zahrnují emise výrobců automobilů.
  16. ^ Výpočet intenzity uhlíku v roce 2012 kbb.sk, Slovensko
  17. ^ Pracovní skupina pro národní inventury skleníkových plynů (1996). „Revidované pokyny IPCC z roku 1996 pro národní inventury skleníkových plynů“. IPCC. Citováno 19. srpna 2012.
  18. ^ „FCCC / SBSTA / 2004/8“ (PDF). Citováno 2018-08-20.
  19. ^ „Databáze emisních faktorů - hlavní stránka“. IPCC. 2012. Citováno 19. srpna 2012.
  20. ^ "Emisní faktory". emisefactors.com. 2012. Citováno 19. srpna 2012.
  21. ^ Průvodce inventářem emisí EMEP / CORINAIR.eea.europa.eu, 2016, vyvoláno 13.7.2018
  22. ^ „EMEP Home“. www.emep.int.
  23. ^ TFEIP, 2008-03-15 tfeip-sekretariát
  24. ^ A b Masnadi, Mohammad S .; El-Houjeiri, Hassan M .; Schunack, Dominik; Li, Yunpo; Englander, Jacob G .; Badahdah, Alhassan; Monfort, Jean-Christophe; Anderson, James E .; Wallington, Timothy J .; Bergerson, Joule A .; Gordon, Deborah; Koomey, Jonathan; Przesmitzki, Steven; Azevedo, Inês L .; Bi, Xiaotao T .; Duffy, James E .; Heath, Garvin A .; Keoleian, Gregory A .; McGlade, Christophe; Meehan, D. Nathan; Yeh, Sonia; Ty, Fengqi; Wang, Michael; Brandt, Adam R. (31. srpna 2018). „Globální uhlíková náročnost produkce ropy“. Věda. 361 (6405): 851–853. doi:10.1126 / science.aar6859. ISSN  0036-8075. OSTI  1485127. PMID  30166477.
  25. ^ „Sudy AB nejsou pod celosvětovým průměrem“. Cvrlikání. 30. září 2019. Citováno 23. října 2019.
  26. ^ „MIL-OSI Nový Zéland: Jak (a kde) Greenpeace vede kampaň za svět mimo ropu“. Zahraniční věci prostřednictvím Multimedia Investments Ltd (MIL) Open Source Intelligence (OSI). 10. října 2019. Citováno 23. října 2019.
  27. ^ Markusoff, Jason (16. října 2019). „Vymazání záznamu ropných písků“. Maclean. Citováno 23. října 2019.

externí odkazy