标准煤与碳排放量的核算关系
普及一下标煤转换CO2排放因子的计算过程:
标煤的热值是7000kcal/kg,1cal=4.1868J
7000kcal = 7000*4.1868 kJ = 29307.6 kJ
转换成国际单位:7000kcal/kg = 29.3076 GJ/t
根据IPCC数据库,典型煤种如褐煤焦煤的碳含量为25.8kg/GJ
碳氧化成CO2分子量从12变成44,相应的CO2排放因子计算得:
25.8 kgC/GJ *44/12*100% = 94.6kgCO2/GJ =94600 kgCO2/TJ
标煤的CO2排放因子可计算得:
29.3076 GJ/t * 94.6 kgCO2/GJ / 1000 = 2.7725 tCO2/tce
如果不追求准确,保守计算可以用每吨标煤折算3吨CO2
燃烧不同的化石燃料产生CO2排放的因子是不同的,不过计算过程是类似的。如果把用电转换成标煤就不能这么算了,用一次能源发电的效率是很低的,1kWh = 3600kJ, 1000度电只有3.6GJ,一吨标煤的热量相当于8000度电,我国的电网排放因子可粗略计算为1tCO2/MWh,可以认为在我国一吨标煤只能发3000度电。
2.66-2.72吨。
标准煤是一个能量单位,没有标准煤的含碳量数据,也无法计算标准煤的二氧化碳排放因子。通常估算的标煤的二氧化碳排放量是按照与标煤的能量比较接近的某种燃料来计算的,因此数据也有差异。一吨标煤估计排放二氧化碳为2.66-2.72吨。其实,说标煤排放多少二氧化碳是没有理论基础的。
根据中国官方数字汇总的最新数据分析显示,中国的二氧化碳排放量以十多年来最快的速度增长,2021年第一季度同比增长15%。2020年4月至2021年3月,中国的二氧化碳排放量创下了近120亿吨的历史新高,比2019年的排放总量高出约6亿吨(5%)。二氧化碳排放的激增反映了中国从2020年初的新冠疫情封锁中反弹和经济复苏,主要反应在建筑、钢铁和水泥的增长。2021年第一季度排放量增长的70%左右是由于煤炭使用量的增加,石油需求增长贡献了20%,化石气需求增长了10%。煤炭使用量的增长中,约60%来自电力行业,其次是金属行业(15%)和建材行业(10%,包括水泥和玻璃)。相比之下,虽然近年来中国钢铁行业的排放量一直在快速增长,但钢铁行业已经制定了雄心勃勃的减排目标,在2025年之前达到峰值,到2030年从峰值下降30%。这些目标是钢铁行业对中央政府要求主要耗能行业的排放量在2025年达到峰值,到2030年实现“稳定”减排,到2035年实现“实质性”减排的回应。钢铁行业减排的目标主要基于废金属电炼钢的大幅增长,到2030年可能达到钢铁产量的近40%。相比之下,目前电气炼钢的份额仅为10%。如果钢铁产量持平,废钢供应完全用于钢铁生产,仅此一项就足以使钢铁行业的排放量减少近30%。中国一年以来二氧化碳排放量的加速增长对实现今年3月公布的“十四五”规划中设定的2025年能源强度和非化石能源目标构成了挑战。这个五年计划期间被视为一个关键的时间窗口,为排放量在2025年达到峰值并开始迅速下降铺平道路。按照“十四五”规划,2020年到2025年的排放量大约有5-10%的增长空间(取决于GDP的增长率)。但是,如果二氧化碳在2021年底之前一直以目前的速度上升,那么2022-2025年期间的排放量几乎没有进一步增长的空间,换句话说排放量必须持平或下降才能达到“十四五”设定的2025年目标。