新能源發(fā)電技術(shù) 電子課件 1.3 溫室氣體的排放和核算

1.3溫室氣體的排放和核算2019年2月任課老師：于立軍目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)1.3.1溫室效應(yīng)地球的熱平衡太陽通過輻射把能量傳遞給地球，一部分被反射回宇宙中，另一部分則被地面所吸收。地面增溫后通過長波輻射，將能量返還給宇宙，這是地球本身的熱平衡溫室效應(yīng)概念1.3.1溫室效應(yīng)由于大氣中某些物質(zhì)的增加，導(dǎo)致熱量無法向外層空間發(fā)散，地球表面的溫度則會逐漸升高。由于這種情況類似于溫室大棚的保溫效果，故稱之為溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)概念能夠產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體則被稱為溫室氣體。溫室氣體1.3.1溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)概念溫室效應(yīng)中幫助加熱溫室的輻射過程使地球表面平均溫度由-18℃上升到當(dāng)今自然生態(tài)系統(tǒng)和人類已經(jīng)適應(yīng)的平均15℃的舒適溫度利導(dǎo)致在海洋變暖、冰凍圈退縮、海平面上升和極端天氣氣候事件等諸多方面給生態(tài)環(huán)境和人類活動帶來負(fù)面影響，使人們對溫室效應(yīng)產(chǎn)生了恐懼心理弊1.3.1溫室效應(yīng)溫室氣體種類及其特性1997年12月制定的《京都議定書》中有6種：

二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF6）溫室氣體的作用強度全球變暖潛能值（GWP）：相對值，可度量各種溫室氣體對全球變暖的影響表示一定質(zhì)量的某種溫室氣體所捕獲得到的熱量相對于同樣質(zhì)量的CO2

所捕獲的熱量之比。GWP是在一定時間間隔內(nèi)計算得到的，以二氧化碳為基準(zhǔn)，將1kg二氧化碳使地球變暖能力作為1，其它物質(zhì)均以其相對數(shù)值來表示。1.3.1溫室效應(yīng)溫室氣體種類及其特性溫室氣體大氣預(yù)留時間/年全球變暖潛力(100年)CO250～2001CH412±321N2O120310CF4500006500C2F6100009200SF6320023900GWP值的計算含有一些不確定因素，計算某溫室氣體通常需要了解該氣體在大氣層中的演變情況以及它在大氣層的余量所產(chǎn)生的輻射影響。因此，溫室氣體的GWP并不是一個精確值1.3.1溫室效應(yīng)溫室氣體的影響氣候轉(zhuǎn)變，全球變暖溫室氣體的濃度上升會減少紅外線輻射到太空中，由于地球生態(tài)環(huán)境存在的正反饋和負(fù)反饋機制，會使地球的氣候發(fā)生轉(zhuǎn)變。1.3.1溫室效應(yīng)溫室氣體的影響對海洋的影響海平面上升海洋酸化對生態(tài)系統(tǒng)的影響生物數(shù)量和地理分布變化生物物種滅絕1.3.1溫室效應(yīng)溫室氣體的影響對人類生活的影響海平面的顯著上升會對沿海地區(qū)人類生命財產(chǎn)和社會經(jīng)濟發(fā)展造成嚴(yán)重的危害熱浪襲擊頻繁或嚴(yán)重程度增加，病菌、病毒、寄生蟲更加活躍。目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)1.3.2二氧化碳在1800年時，空氣中二氧化碳的濃度僅為283ppmv1994年時，增加到358ppmv2004年時，增加到377ppmv2015年全年二氧化碳濃度已經(jīng)突破400ppmv現(xiàn)狀化石燃料的燃燒人類對于自然資源的耗竭式利用成因1.3.2二氧化碳二氧化碳的主要來源化石燃料的燃燒現(xiàn)階段在新能源技術(shù)還不成熟的情況下，化石燃料依然是人們的主要能量來源，每年通過化石燃料的燃燒會產(chǎn)生巨額的二氧化碳。1.3.2二氧化碳二氧化碳的主要來源對自然資源的耗竭式利用植被和土壤中有著巨大的碳儲量，人們砍伐樹木破壞植被，將會讓本來被固定住的碳又以二氧化碳的形式回到大氣中植物本身有吸收二氧化碳的功能，自然植被的破壞會大大減少空氣中二氧化碳的吸收1.3.2

二氧化碳減排措施提高能源利用效率尋找清潔的新能源作為代替二氧化碳的捕集與封存

目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)1.3.3甲烷在大氣中的含量遠(yuǎn)不及二氧化碳，總的溫室效應(yīng)也不及二氧化碳，但其GWP（100年）是二氧化碳的21倍，增長趨勢也遠(yuǎn)超過二氧化碳。甲烷的含量從1750年的0.7ppmv，猛增至2015年的1.8ppmv，翻了兩倍多，而同期二氧化碳含量的增長只有40%左右現(xiàn)狀化石燃料開采中的泄漏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物品的掩埋主要來源1.3.3甲烷甲烷的主要來源化石燃料開采中的泄漏不論是對于煤礦的開采中煤層氣的泄漏，還是對于石油開采中的甲烷滲漏，都是大氣中甲烷的重要來源。1.3.3甲烷甲烷的主要來源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中動物反芻、糞便處理以及稻田種植中均會產(chǎn)生大量的甲烷。1.3.3甲烷甲烷的主要來源廢棄物品的掩埋廢棄物品填埋雖然可以避免燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，但是其中的厭氧分解則會產(chǎn)生大量的甲烷。1.3.3

甲烷減排措施針對農(nóng)業(yè)方向的措施改進飼料的成分來減少動物反芻建立沼氣池和發(fā)酵池利用甲烷通過水分管理和肥料管理來減少甲烷的產(chǎn)生1.3.3

甲烷減排措施針對甲烷的逃逸將甲烷注回地下或者點燃火炬，能大幅度的減少甲烷的泄漏1.3.3

甲烷減排措施針對廢棄物的措施通過在廢棄物周圍鋪設(shè)防滲層，進行氣體和瀝出液的捕獲，進行重復(fù)利用目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)1.3.4

碳核算碳核算方法排放因子法質(zhì)量平衡法實測法碳核算方法可參考核算結(jié)果的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度要求、可獲得的計算用數(shù)據(jù)情況、排放源的可識別程度等因素進行選取規(guī)定二氧化碳當(dāng)量（CO2e）為度量溫室效應(yīng)的基本單位實測法排放因子法質(zhì)量平衡法1.3.4

碳核算排放因子法依照碳排放清單列表，每一種排放源的活動數(shù)據(jù)（ActivityData)與排放因子（EmissionFactor）的乘積作為該排放項目的碳排放量估算值EGHG為溫室氣體排放量（如CO2、CH4等），單位為tCO2eAD為溫室氣體活動數(shù)據(jù)（單個排放源與碳排放直接相關(guān)的具體使用和投入數(shù)量），單位根據(jù)具體排放源確定EF為排放因子（單位某排放源使用量所釋放的溫室氣體數(shù)量），單位與活動數(shù)據(jù)的單位相匹配GWP為全球變暖潛能，數(shù)值可參考IPCC提供的數(shù)據(jù)1.3.4

碳核算排放因子法能源二氧化碳碳排放因子能源名稱二氧化碳排放因子原煤1.9003kg/kg焦炭2.8604kg/kg原油3.0202kg/kg燃料油3.1705kg/kg汽油2.9251kg/kg煤油3.0179kg/kg柴油3.0959kg/kg液化石油氣3.1013kJ/kg油田天然氣2.1622kg/m31.3.4

碳核算質(zhì)量平衡法根據(jù)質(zhì)量守恒定律，用輸入物料中的含碳量減去輸出物料中的含碳量進行平衡計算得到二氧化碳排放量EGHG為溫室氣體排放量（tCO2e）；MI為溫室氣體排放量（tCO2e）；

MO為輸出物料的量，單位根據(jù)具體排放源確定；CCI為輸入物料的含碳量，單位與輸入物料的量的單位相匹配；CCO為輸出物料的含碳量，單位與輸出物料的量的單位相匹配；

為碳質(zhì)量轉(zhuǎn)化為溫室氣體質(zhì)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)；GWP為全球變暖潛能，數(shù)值可參考IPCC提供的數(shù)據(jù)。1.3.4

碳核算實測法通過安裝檢測儀器、設(shè)備，并采用相關(guān)技術(shù)文件中要求的方法測量溫室氣體源排放到大氣中的溫室氣體排放量，進行匯總從而得到相關(guān)碳排放量優(yōu)點：該法中間環(huán)節(jié)少、結(jié)果準(zhǔn)確缺點：數(shù)據(jù)獲取相對困難，投入較大1.3.4

碳核算碳核算方法比較類別優(yōu)點缺點適用對象應(yīng)用現(xiàn)狀排放因子法①簡單明確易于理解②有成熟的核算公式和活動數(shù)據(jù)、排放因子數(shù)據(jù)庫③有大量應(yīng)用實例參考對排放系統(tǒng)自身發(fā)生變化時的處理能力較質(zhì)量平衡法要差社會經(jīng)濟排放源變化較為穩(wěn)定，自然排放源不是很復(fù)雜或忽略其內(nèi)部復(fù)雜性的情況①應(yīng)用廣泛②結(jié)論權(quán)威質(zhì)量平衡法明確區(qū)分各類設(shè)施設(shè)備和自然排放源之間的差異需要納入考慮范圍的排放的中間過程較多，容易出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，數(shù)據(jù)獲取困難且不具權(quán)威性社會經(jīng)濟發(fā)展迅速、排放設(shè)備更換頻繁、自然排放源復(fù)雜的情況①剛剛興起②具體操作方法眾多③結(jié)論需討論實測法①中間環(huán)節(jié)少②結(jié)果準(zhǔn)確數(shù)據(jù)獲取相對困難，投入較大受到樣品采集與處理流程中涉及到的樣品代表性、測定精度等因素的干擾小區(qū)域、簡單生產(chǎn)排鏈的碳排放源，或小區(qū)域、有能力獲取一手監(jiān)測數(shù)據(jù)的自然排放源①應(yīng)用歷史較長②應(yīng)用范圍窄1.3.4

碳核算企業(yè)的碳核算1.直接排放主要指企業(yè)直接燃燒的化石燃料以及生產(chǎn)中產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)中所放出的二氧化碳在進行核算時可以先將各種燃料折算成標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量，然后根據(jù)每個國家的標(biāo)準(zhǔn)折算成碳排放。對于反應(yīng)中的碳排放可以通過化學(xué)反應(yīng)時進行碳排放的估算，然后對于非二氧化碳的溫室氣體通過國家標(biāo)準(zhǔn)進行折算成碳排放。1.3.4

碳核算企業(yè)的碳核算2.電力的間接排放指企業(yè)控制下購買的電力、蒸汽、制熱、制冷在其生產(chǎn)過程中的碳排放在輸送中的損耗也要計算在內(nèi)。通過對于使用冷熱電的總量的統(tǒng)計，再加上前一級企業(yè)生產(chǎn)這些冷熱電的碳排放即可以得到電力的間接排放。1.3.4

碳核算企業(yè)的碳核算3.其他間接排放主要指企業(yè)活動產(chǎn)生的排放，例如燃料的運輸、員工通勤、出差時產(chǎn)生的碳這一部分的統(tǒng)計和核算比較困難，因為包括的內(nèi)容非常廣泛1.3.4

碳核算其他的碳核算方法生產(chǎn)碳足跡法不考慮由于經(jīng)濟交往產(chǎn)生的碳轉(zhuǎn)移，只按照地理界線進行統(tǒng)計該區(qū)域生產(chǎn)帶來的碳排放，而不考慮產(chǎn)品在本區(qū)域消費或者是在其他區(qū)域消費，適用于分析該地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對于碳排放的影響排放消費碳足跡法不考慮消費產(chǎn)品在哪里制造，只考慮在本地區(qū)消費的產(chǎn)品的碳排放，該方法考慮了經(jīng)濟交往的碳排放，關(guān)注各個區(qū)域消費結(jié)構(gòu)不同帶來的碳排放差異，應(yīng)用更廣泛目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3