光譜儀為啥不能測(cè)碳?
光譜儀為啥不能測(cè)碳?
光譜儀測(cè)不了碳元素。因?yàn)閏元素原子序數(shù)太小。但是手持式LIBS(激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀)就可以檢測(cè)碳元素。希望我的答案對(duì)你有幫助
如何測(cè)量碳排放量?
碳排放量,對(duì)應(yīng)的專業(yè)術(shù)語叫做碳通量(既包括碳排放和碳吸收)。本答案中除了討論碳排放,還討論了碳吸收。這是因?yàn)槿绻鳛橐粋€(gè)排放主體,如果還參與了植樹造林之類的減液晌排工程,也是可以抵扣碳排放額度的。碳吸收的測(cè)算問題同樣重要。
碳通量目前主流的計(jì)算方法分兩種,一種叫“自下而上(bottom-up)”的方法,一種叫“自上而下(top-down)”的方法
“自下而上”的方法把碳通量分成主要兩部分:人為活動(dòng),生態(tài)系統(tǒng)活動(dòng)
人類活動(dòng)包括化石燃料燃燒等,涵蓋了汽車尾氣等,主要通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算得到,即根據(jù)一個(gè)地區(qū)的燃料消費(fèi)量,結(jié)合各種燃料燃燒的效率計(jì)算排放的碳量。具體來說就是根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局的地區(qū)石油、煤、天然氣……的消費(fèi)量,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式,計(jì)算出相應(yīng)的排放量。其它答案主要塵埋肢在詳細(xì)介紹這部分的計(jì)算過程。這也是實(shí)際上最廣泛采用的統(tǒng)計(jì)方式。
生態(tài)系統(tǒng)活動(dòng)則是生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容之一,簡單來說生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣碳的影響包括兩個(gè)部分:1)光合作用固碳,這部分固定的碳總量叫做總初級(jí)生產(chǎn)力(Gross Primary Productivity, GPP);2)生態(tài)系統(tǒng)呼吸(Re),包含植物自身的呼吸,以及動(dòng)物食用了植物之后的呼吸。這兩個(gè)部分相減就是凈生態(tài)系統(tǒng)交換量(NEE = GPP - Re),也就是我們關(guān)注的生態(tài)系統(tǒng)這部分的碳通量。
為了計(jì)算NEE,通常會(huì)把它拆分為GPP跟Re分別計(jì)算,二者都跟太陽輻射、降水、濕度、氣溫等氣候因素,以及地表植被覆蓋情況有關(guān)。將這派世種關(guān)系,結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù),就能計(jì)算出相應(yīng)的量出來。
這是一個(gè)很復(fù)雜的研究課題。
除了這兩部分外,還有火燒事件(如森林大火、秸稈燃燒等事件,一般通過地方志、或者衛(wèi)星影像來發(fā)現(xiàn))、海洋吸收/排放、飛機(jī)排放、游輪排放……這些排放量比較小、或者不確定性比較低(海洋)
總之“自下而上”的方法就是把碳排放分解成若干分量,然后根據(jù)各自的特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì),最后求和得到總得碳排放量。
顯然,這樣計(jì)算有很大的誤差,所以最近發(fā)展了新的方法,叫做“自上而下”。之所以這么叫,是因?yàn)檫@個(gè)方法根據(jù)大氣碳濃度觀測(cè),反算地表碳排放。
舉個(gè)例子,如果知道一個(gè)地區(qū)每個(gè)時(shí)刻的大氣碳濃度,就能知道這個(gè)地區(qū)一段時(shí)間內(nèi)碳濃度增加或者減少了多少,這段時(shí)間的碳變化量由兩部分組成:1)大氣傳輸,也就是風(fēng)吹來的與吹走的,2)當(dāng)?shù)氐奶寂欧拧5谝徊糠滞ㄟ^連續(xù)的大氣風(fēng)速、風(fēng)向觀測(cè)就能計(jì)算出來,做
目前,碳排放量的核算主要有三種方式:排放因子法、質(zhì)量平衡法、實(shí)測(cè)法。
排放因子法(基于計(jì)算)
特點(diǎn):排放因子法是適用范圍最廣、應(yīng)用最為普遍的一種碳核算辦法。
計(jì)算公式:
根據(jù)IPCC提供的碳核算基本方程:溫室氣體(GHG)排放=活動(dòng)數(shù)據(jù)(AD)×排放因子(EF)
其中,
AD是導(dǎo)致溫室氣體排放的生產(chǎn)或消費(fèi)活動(dòng)的活動(dòng)量,如每種化石燃料的消耗量、石灰石原料的消耗量、凈購入的電量、凈購入的蒸汽量等;
EF是與活動(dòng)水平數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的系數(shù),包括單位熱值含碳量或元素碳含量、氧化率等,表征單位生產(chǎn)或消費(fèi)活動(dòng)量的溫室氣體排放系數(shù)。EF既可以直接采用IPCC、美國環(huán)境保護(hù)署、歐洲環(huán)境機(jī)構(gòu)等提供的已知數(shù)據(jù)(即缺省值),也可以基于代表性的測(cè)量數(shù)據(jù)來推算。我國已經(jīng)基于實(shí)際情況設(shè)置了國家參數(shù),例如《工業(yè)其他行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南(試行)》的附錄二提供了常見化石燃料特性參數(shù)缺省值數(shù)據(jù)。
適用范圍:
該方法適用于國家、省份、城市等較為宏觀的核算層面,可以粗略的對(duì)特定區(qū)域的整體情況進(jìn)行宏觀把控。但在實(shí)際工作中,梁旅閉由于地區(qū)能源品質(zhì)差異、機(jī)組燃燒效率不同等原因,各類能源消費(fèi)統(tǒng)計(jì)及碳排放因子測(cè)度容易出現(xiàn)較大偏差,成為碳排放核算結(jié)果誤差的主要來源。
質(zhì)量平衡法(基于計(jì)算)
特點(diǎn):可以根據(jù)每年用于國家生產(chǎn)生活的新化學(xué)物質(zhì)和設(shè)備,計(jì)算為滿足新設(shè)備能力或替換去除氣體而消耗的新化學(xué)物質(zhì)份額。
計(jì)算公式:
對(duì)于二氧化碳而言,在碳質(zhì)量平衡法下,碳排放由輸入碳含量減去非二氧化碳的碳輸出量得到:
二氧化碳(CO2)排放=(原料投入量×原料含碳量-產(chǎn)品產(chǎn)出量×產(chǎn)品含碳量-廢物輸出量×廢物含碳量)×44/12
其中,是碳轉(zhuǎn)換成CO2的轉(zhuǎn)換系數(shù)(即CO2/C的相對(duì)原子質(zhì)量)。
適用范圍:
采用基于具體設(shè)施和工藝流程的碳質(zhì)量平衡法計(jì)算排放量,可以反映碳排放發(fā)生地的實(shí)際排放量。不僅能夠區(qū)分各類設(shè)施之間的差異,還可以分辨單個(gè)和部分設(shè)備之間的區(qū)別。尤其當(dāng)年際間設(shè)備不斷更新的情況橡裂下,該種方法更為簡便。一般來說,對(duì)企業(yè)碳排放的主要核算方法為排放因子法,但在工業(yè)生產(chǎn)過程(如脫硫過程排放、化工生產(chǎn)企業(yè)過程排放等非化石燃料燃燒過程)中可視情況選擇碳平衡法。
實(shí)測(cè)法(基于測(cè)量)
實(shí)測(cè)法基于排放源實(shí)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)鎮(zhèn)拿,匯總得到相關(guān)碳排放量。這里又包括兩種實(shí)測(cè)方法,即現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和非現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量一般是在煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (CEMS)中搭載碳排放監(jiān)測(cè)模塊,通過連續(xù)監(jiān)測(cè)濃度和流速直接測(cè)量其排放量;非現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量是通過采集樣品送到有關(guān)監(jiān)測(cè)部門,利用專門的檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行定量分析。二者相比,由于非現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)時(shí)采樣氣體會(huì)發(fā)生吸附反映、解離等問題,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的準(zhǔn)確性要明顯高于非現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
幾種碳排放的計(jì)算公式:
消耗1t標(biāo)準(zhǔn)煤的能源,排放的二氧化碳量為2.6t;
家居用電的二氧化碳排放量(kg)=耗電量(kWh)x0785;
開車的二氧化碳排放量(kg)=油耗量(L)×0.785;
火車旅行的二氧化碳排放量(kg)=行駛距離(km)×0.04;
家用天然氣二氧化碳排放量(kg)=天然氣使用量(m3)×0.19;
家用自來水二氧化碳排放量(kg)=自來水使用量(m3)×0.91;
肉食的二氧化碳排放量(kg)=肉食量(kg)×1.24。
比如一棵冷杉30年能吸收111kg二氧化碳,平均每年吸收4kg左右,那么粗略計(jì)算以下消耗需要種幾棵樹來補(bǔ)償:
乘飛機(jī)旅行2000m=278kg碳排放量=3棵樹;
消耗100kW?h電=78.5kg碳排放量=1棵樹;
消耗100L汽油=270kg碳排放量=3棵樹。
可以通過實(shí)際能源使用情況,比如燃料賬單/水電費(fèi)上的說明,來乘以一個(gè)相應(yīng)的“碳強(qiáng)度系拍困數(shù)”,從而得出您或您家庭二氧化碳排放量的精確數(shù)字。以下是一些典型的系數(shù):
燃料 碳強(qiáng)度系數(shù)
天然氣 0.19 千克 CO2 /千瓦/小時(shí)
液化石油氣 0.21 千克 CO2/千瓦/小時(shí)
民用燃料油 0.27 千克 CO2 /千瓦/小時(shí)
煤 0.32 千克 CO2/千瓦/小時(shí)
木材(可持續(xù)的)1 0.0 千克 CO2/千瓦/小時(shí)
汽油 2.30 千克 CO2 /升
柴油 2.63 千克 CO2 /升
有關(guān)電力的碳強(qiáng)度系數(shù)是根據(jù)發(fā)電和電能轉(zhuǎn)換所需用的燃料得出的。以下是一些典型的系數(shù):
燃料 碳強(qiáng)度系數(shù)
煤 0.92 千克 CO2 /千瓦襲鏈念/小時(shí)
天然氣 0.52 千克 CO2 /千瓦/小時(shí)
核能2 0.0 千克 CO2 /喚冊(cè)千瓦/小時(shí)
可再生能源3 0.0 千克 CO2 /千瓦/小時(shí)
要想知道碳排戚虛高放什么時(shí)候達(dá)到峰值,就必須計(jì)算出二氧化碳的排放量。碳達(dá)峰和碳中和里面的碳排放量究竟是如何計(jì)算的呢?
家庭碳排放數(shù)據(jù):
二氧化碳的排放計(jì)算可以通過實(shí)際能源使用的情況,比如燃料賬單/水電費(fèi)高尺上的說明,來乘以一個(gè)相應(yīng)的“碳強(qiáng)度系數(shù)”,從而得出家庭中的碳排放數(shù)據(jù)。
在家庭用電中,二氧化碳排放量等于耗電度數(shù)乘以0.785。也就是說,用100度電,等于排放了大約78.5公斤二氧化碳。
家用天然氣中,二氧化碳排放量(公斤)等于天然氣使用數(shù)量乘以0.19。
出行時(shí),開私家車,二氧化碳排放量(公斤)等于油耗數(shù)乘以2.7。
企業(yè)生產(chǎn)中碳排放計(jì)算:
總排放=(直接燃燒+生產(chǎn)過程排放)+外購熱力電力排放
其中:
直接燃燒是各種燃料(煤/石油/天然譽(yù)臘氣/柴油/。。。)的排放量;
生產(chǎn)過程排放是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一些特殊化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致生成二氧化碳/甲烷等溫室氣體,有些使用二氧化碳、六氟化硫等做絕緣劑的泄露也要計(jì)算;
外購熱力電力是從電網(wǎng)和集體供暖外購的電力熱力,折算成燃燒所產(chǎn)生的二氧化碳。
碳排放是關(guān)于溫室氣體排放的一個(gè)總稱或簡稱。溫室氣體中最主要的組成部分是二氧化碳(CO2),因此人們宴睜筒單地將“碳排放”理解為“二氧化碳排放”。
1.碳排放的產(chǎn)生
任何活動(dòng)都有可能造成碳排放,各種拆祥高燃油、燃?xì)狻⑹灐⒚禾俊⑻烊粴庠谑褂眠^程中都會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳,城市運(yùn)轉(zhuǎn)、人們?nèi)粘I睢⒔煌ㄟ\(yùn)輸(飛機(jī)、火車、汽車等)也會(huì)排放大量二氧化碳。買一件衣服,消費(fèi)一瓶水,就連叫個(gè)外賣都會(huì)在生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中產(chǎn)旅尺生排放。所有的燃燒過程(人為的、自然的)都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,比如簡單的燒火做飯;有機(jī)物在分解、發(fā)酵、腐爛、變質(zhì)的過程中都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。事實(shí)上,碳排放和我們每天的衣食住行息息相關(guān)。
2.碳排放的計(jì)算
隨著“低碳”概念開始高頻率地走進(jìn)人們?nèi)粘I睿蠹覍?duì)碳排放量的多少非常關(guān)心,但又知道得很模糊,不知道到底是怎么算的,下面就給出幾種碳排放的計(jì)算公式:
消耗1t標(biāo)準(zhǔn)煤的能源,排放的二氧化碳量為2.6t;
家居用電的二氧化碳排放量(kg)=耗電量(kWh)x0785;
開車的二氧化碳排放量(kg)=油耗量(L)×0.785;
火車旅行的二氧化碳排放量(kg)=行駛距離(km)×0.04;
家用天然氣二氧化碳排放量(kg)=天然氣使用量(m3)×0.19;
家用自來水二氧化碳排放量(kg)=自來水使用量(m3)×0.91;
肉食的二氧化碳排放量(kg)=肉食量(kg)×1.24。
比如一棵冷杉30年能吸收111kg二氧化碳,平均每年吸收4kg左右,那么粗略計(jì)算以下消耗需要種幾棵樹來補(bǔ)償:
乘飛機(jī)旅行2000m=278kg碳排放量=3棵樹;
消耗100kW?h電=78.5kg碳排放量=1棵樹;
消耗100L汽油=270kg碳排放量=3棵樹。
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