Посібник для розуміння та розрахунку екологічного сліду

Екологія

ІНШІ ДОКУМЕНТИ

1 фут (фут) (= фут) = 12 дюймів = 0,30480 м

1 двір (ярд) = 3 фути = 0,914399 м

1 квадратний дюйм (= квадратний дюйм) (= 1 квадратний дюйм) 0 6,45 см 2

1 квадратний фут (квадратний фут) (= квадратний фут) (= 1 квадратний фут) = 9,2903 дм 2

1 квадратний двір (sq.yd) = квадратний двір) = 9 квадратних футів = 0,836126 м 2

1 акр (= акр) = 4840 квадратних ярдів = 0,4047 га

1 квадратна миля (квадратна миля) (= квадратна миля) = 640 акрів = 259 га

1 га = 10000 м 2 = 100 х 100 м = 328 х 328 футів) = 2,47 акрів

1 км 2 = 100 га = 247 акрів

1 т США/акр = 2,24 т/га

100 г/м 2 = 1 т/га = 892 Джб/акр (наприклад, "цільовий" урожай з біоенергетичної культури може становити: 5 тонн США/акр (10000 фунтів/акр) = 11,2 тонни/га (1120 г/м 2)

1 пінта (пт) = 4 зябра = 0,568 л

1 кварта = 2 пінти = 8 зябер = 1.1136 л

1 літр (л) = 0,264 галона США

1 імперський галон (галлон) = 4 кварти = 8 пінтів = 4,545963 л = 1,20 галона США

1 галон США = 3,785 л = 0,833 галона імперський

1 барель США = (барель) = 159 літрів

1 т сирої нафти = 7,3 бареля

1 т скрапленого природного газу = 45 ГДж (чиста теплотворна здатність)

1 т урни = 10000 - 16000 т нафтового еквівалента (палець ноги)

1 т торфу = 0,2275 т нафтового еквівалента (палець ноги)

1 кВт-год (еквівалентна первинна енергія) = 9,36 МДж = приблизно 2236 Мкал

1 унція (oy) = 16 драм = 28 350 грамів

1 фунт (= англійський фунт) = 16 унцій = 453 гр

1 короткий тон = 2000 ставків = 907 184 кг

1 довгий тон = 2240 фунтів = 1016 047 кг

1 метрична тонна = 1000 кг = 2205 фунтів

Енергетичні одиниці (багато значень варіюються залежно від країни та часу)

1 ерг = 10 -7 Дж = 1,02 х 10 -3 кгс х м = 2,39 х 10 -8 кал = 3,6 МДж = приблизно 860 ккал

джоуль (J) = 0,102 кгс х м (Ньютон застосовується на відстані 1 м) = 1 кг м 2/с 2 = 10 7 ерг = 0,2388 кал

J (Джоуль)

1 Дж в день яловичини означає:

Енергія, необхідна для підняття яблука з 102 грам на висоту 1 м;

Кількість енергії, яку людина у спокої виробляє як тепло кожні соті секунди;

Енергія, необхідна для підвищення температури одного грама холодного сухого повітря на 1 градус Цельсія;

4,184 Дж (або 4,1868 за міжнародними таблицями) = 1 термохімічна калорія (низькокалорійна);

8 Дж = теоретична верхня межа енергії космічного променя;

9 472 Дж = кількість енергії спалаху камери.

даДж (декаджоуль)

8x101 J = середня кінетична енергія людини, яка б'ється в бейсбол

hJ (гектожоуль)

7,457Ч10 2 Дж = кінських сил (механічна робота, яку тяговий кінь виконує за одну секунду)

10 3 кДж (кілоджоулі)

1 х 103 Дж = енергія, що міститься в червоному світлі фотолабораторії;

1,05 х 103 Дж = BTU (британська теплова установка), що залежить від температури;

1366 х 103 Дж = загальне випромінювання, отримане від сонця на 1 м2 земної поверхні в секунду;

1,42 х 103 Дж = кінетична енергія 3,5-грамової кулі, випущеної гвинтівкою АК зі швидкістю 900 м/с;

3,28 х 103 Дж = кінетична енергія гвинтівкового патрона НАТО, випущеного зі швидкістю 838 м/с;

4186Ч10 3 Дж = 1 калорія їжі (висококалорійна або Ккал)

3600 Ч10 3 Дж ≡ 1 Вт · год (ваттора)

4.184Ч10 3 Дж = енергія, що виділяється при вибуху одного грама тротилу (тринітротолуолу)

1,7Ч10 4 Дж = енергія, що виділяється метаболізмом (окисленням) одного грама цукру або білка

3,8Ч10 4 Дж = енергія, що виділяється метаболізмом одного грама жиру;

5,0Ч10 4 Дж = енергія, що виділяється при спалюванні одного грама бензину;

2Ч10 5 Дж - 9Ч10 5 Дж = середня кінетична енергія автомобіля на високих швидкісних магістралях.

10 6 МДж (мегаджаулів)

1Ч10 6 Дж = приблизна харчова цінність шоколадної плитки "Марс"

6,3Ч10 6 Дж = рекомендована добова їжа для жінки, яка не виконує важкої роботи;

8.4Ч10 6 = рекомендована добова їжа для чоловіка, який не виконує важкої роботи;

GJ (гігаджуль)

1 гігаджауль (ГДж) = 109 джоулів = 0,948 млн. Btu = 239 млн. Калорій = 278 кВт-год

1,5Ч10 9 Дж = енергія, включена у світло блискавки;

1,95627185 Ч10 9 Дж = одиниця енергії в межах одиниць Планка;

3,2Ч10 9 Дж = приблизна річна потужність використання стандартного праски;

6,12Ч10 9 Дж ≈ 1 бое (одна барель нафтового еквівалента);

4.19Ч10 10 Дж ≈ 1 палець (toe по-англійськи) = 1 т нафтового еквівалента (т нафтового еквівалента);

7,2Ч10 10 Дж = середнє споживання енергії європейським автомобілем;

8,64Ч10 10 Дж ≈ 1 МВт (мегават), використовується у зв'язку з великими спалювальними установками.

3,6Ч10 13 Дж = енергія, що розвивається середньою бурею;

6,3Ч10 13 Дж = приблизна енергія, вироблена бомбою в Хіросімі;

8,78Ч10 13 Дж = приблизна енергія, вироблена бомбою Нагасакі;

6Ч10 14 Дж, середня енергія, яку розвиває середній циклон за секунду.

10 15 PJ (петажуль)

1,0Ч10 16 Дж = передбачувана енергія удару, яка породила кратер "Метеор";

1,74Ч10 17 Дж = загальна сонячна енергія, що надходить від сонця на земну поверхню щосекунди;

2.1Ч10 17 Дж = ефект бомби "ЦАР", найпотужнішої ядерної бомби, коли-небудь випробуваної;

8.4Ч10 17 Дж = розрахункова енергія викиду індійського вулкана Кракатоа в 1883 році;

4.10Ч10 17 Дж = річне споживання електроенергії Норвегією у 2005 році.

10 18 EJ (екзаджуль)

2Ч10 18 Дж = енергія, виділена землетрусом в Індійському океані 2004 року;

7Ч10 19 Дж = річне споживання електроенергії Сполученими Штатами Америки у 2005 році;

5,67Ч10 19 Дж = річне споживання електроенергії земної кулі у 2005 році.

10 21 ZJ (цетажуль)

6,5Ч10 21 Дж = енергія, за оцінками, міститься у світових запасах природного газу;

7.4Ч10 21 Дж = енергія, яка, за оцінками, міститься у світових запасах природного газу;

1,5Ч10 22 Дж = загальна енергія, що надходить щодня від Сонця на поверхню всієї Землі;

2.1Ч10 22 Дж = енергія, яка, за оцінками, міститься у світових запасах вугілля;

ZJ (zottajoule) 10 24

5,5Ч10 24 Дж = загальна сонячна енергія, що надходить від сонця на земну поверхню за рік;

Префікси для ступенів розміру будь-якої з одиниць виміру: 10 1 дека; 10 2 гекто - 100; 10 3 кіло - 1000; 10 6 мега - 1000000; 10 9 гіга - 1 000 000 000; 10 12 земля - 1 000 000 000 000; 10 15 пета - 1 000 000 000 000 000 s.a.m.d. екса, зета, йотта з додаванням трьох нулів до кожного ступеня.

1 гігаджоуль (ГДж) = 109 джоулів = 0,948 млн. Btu = 239 млн. Калорій = 278 кВт-год

1 квад = 100 трильйонів Btu (1015 Btu? 1055 екзаджаулів (EJ) або близько 172 мільйонів барелів або еквівалентів барелів (Boe)

1000 Btu/lb = 2,33 гігаджоулі/т (ГДж/т)

1000 Бту/галон = 0,279 мегаджауля/л (МДж/л)

1 кВт = 3,6 x 10 6 Дж (3,6 МДж) = 3413 Btu = 3,372 x 10 2 кгс x м = 3,6 x 10 3 ерг

1 к.с. (кінських сил) = 550 футів - водойми/секунда = 2545 Btu/година = 745,5 Вт = 0,746 кВт

1 Btu (британська теплова установка) = 1,055 КДж = 0,252 Ккал

1 палець ноги або (палець ноги) (тонна нафтового еквівалента або тонна нафтового еквівалента) = 10 7 кілокалорій, чиста теплотворна здатність (еквівалентна 41 868 ГДж)

А. Викопне/біогенне паливо

Коефіцієнти перетворення енергії для різних видів палива

(усі значення теплоти вказані в чистих теплотворних показниках)

Джерело: Департамент міжнародних економічних та соціальних питань, Дослідження методів, Серія F, No 44, Енергетична статистика: Визначення, Одиниці виміру та коефіцієнти перерахунку (Публікація ООН, Продаж № E.86.XVII.21)

1 т вугілля= 27 - 30 ГДж (бітум та антрацит); 15 - 19 ГДж (буре вугілля/суббітум); обидва = 11 500 - 13 000 Btu/lb і 6500 - 8 200 Btu/lb; типове вугілля, яке зазвичай використовується в більшості ІМА (великих спалювальних установок), має в середньому 27 ГДж/т.

Барель нафти еквівалент (бое) = приблизно 6,1 ГДж (5,8 млн. Бту), що еквівалентно 1700 кВт-год. Барель нафти - це міра кількості рідини, що дорівнює 42 галонам США (35 імперських галонів або 159 літрів) Близько 7,2 барелів нафти еквівалентно тонні нафти = 42 - 45 ГДж.

Бензин: 1 галон бензину = 115000 Btu = 121 МДж = 32 МДж/літр (VCS - низька теплотворна здатність); Відеомагнітофон - висока теплотворна здатність = 125000 Бту/галон = 132 МДж/галон = 35 МДж/літр; 1 т бензину = 8,53 барелів = 1356 л = 43,5 ГДж/т (VCS); 47,3 ГДж/т (відеомагнітофон); щільність бензину (середня) = 0,73 г/мл (= т/м 3).

дизель = 1 галон дизеля = 130 500 Бту (36,4 МДж/літр або 42,8 ГДж/т); щільність дизельного палива (середня) = 0,84 г/мл (т/м 3).

Obs. Вміст енергії (теплотворна здатність)

1 Вт = - одиниця виміру потужності, що називається потужністю. Споживана потужність (електрична, механічна чи інша) представляє "Енергію споживаний"повідомив" Тайм", в якому він споживається. Наприклад, двигун, який споживає 1 МДж (мегаджаулі, 1 джоуль одиниця виміру механічної енергії) за 1000 секунд, розвиває електричну потужність 1000 ватисекунд. Споживання електроенергії вимірюється в кіловат-годинах (кВт-год). Це означає, що якщо пристрій потужністю 1000 Вт буде працювати протягом однієї години (тобто 3600 секунд), Буде витрачено 3600 ватцекунда або 3,6 кВт-год.

1 кіловат-година (генерується потужністю 0,271 кВт) = 3,6 МДж = 3412 Btu = 860 ккал

1 мегават-година (генерується встановленою потужністю 271 кВт) = 3,6 ГДж = 3,412 Бту = 860 ккал

вольт (V) - одиниця виміру, за допомогою якої вимірюється різниця потенціалів між 2 точками на провіднику. Наприклад, на акумуляторі R20 існує різниця потенціалів між двома кінцями 1,5 В..

Природний газ - Відеомагнітофон = 1027 Btu (фут 3 = 38,3 (МДж/м 3; VCS = 930 Btu/f3 = 34,6 МДж/м 3; 1 термометр (використовується для природного газу, метану) = 100 000 Btu = 105,5 МДж

Вміст вуглецю у викопному паливі та біоенергетичні ресурси

вугілля (в середньому) = 25,4 т вуглецю/ТДж

олія (в середньому) = 19,9 т Вуглець/ТДж

бензин - 1 галон США = 0,833 імперських галона = 3,79 літра = 2,42 кг вуглецю

дизель/мазут - 1 галон = 0,833 імперських галона = 3,79 літра = 2,77 кг вуглецю

природний газ (метан) - 14,4 т вуглецю/ТДж; 1 м 3 метану = 0,49 кг вуглецю

вуглець, що міститься в біомасі в середньому прибл. 50% плантації або деревних відходів; приблизно 45% трав’яних культур або залишків сільського господарства

Репрезентативні коефіцієнти перерахунку

1 т сирої нафти = приблизно 7,3 бочки

1 т скрапленого природного газу = 45 ГДж (VCN - чиста теплотворна здатність)

1000 м 3 природного газу (метану) = 36 ГДж - чиста теплотворна здатність)

1 т урану у реакторах легкої води, відкритий цикл) = 10 000 - 16 000 пальців

% вологи від маси сухої деревини

% вологи від маси мокрої деревини

серце: лісова платформа площею 3,62 м 3; стандартний розмір = 4x 4 x8 футів, включаючи пробіли між дошками; 1 шнур містить близько 1,2 тонн США (сухе в духовці) = 2400 фунтів (фунтів) = 1089 кг;

1 т деревини = 1,4 м 3 (необроблена деревина);

контент енергія промислових сухих дров = 18-22 ГДж/т (7600 - 9600 Бту/фунт);

контент енергія сухих дров в атмосфері з вологістю 20% = прибл. 15 ГДж/т (6400 Бту/фунт);

контент енергія сільськогосподарських залишків (діапазон значень, обумовлений рівнем вологості) = 10 - 17 ГДж/т (4300 - 7300 Бту/фунт);

1 т манго = 30 ГДж (= 12800 Бту/фунт), як правило, виробляється з деревини, що сушиться на повітрі, тобто 90-180 ГДж вихідного вмісту енергії);

1 т етанолу = 7,94 барелів нафти = 1262 л.

енергетичний вміст етанолу (VCS): 11500 Бту/фунт = 75700 Бту/галон = 26,7 ГДж/т = 21,1 МДж/літр;

енергетичний вміст етанолу (Відеомагнітофон): 84000 Бту/галон = 89 МДж/галон = 23,4 МДж/літр

щільність етанолу (середня) = 0,79 г/мл (т/м 3)

1 т біодизеля = 37,8 ГДж (33,3 - 35,7 МДж/літр)

1 т торфу = 0,2275 пальця ноги

1 т дров = 0,3215 пальця ноги

1 кВт (еквівалент первинної енергії) = 9,36 МДж = приблизно 2236 Мкал

C. Енергетичні харчові носії

Харчова цінність м'яса за видами (Значення на 100 г м'яса)

Жаби та деякі водні безхребетні

Калорійність (кілокалорій/100 мл)

Хімічний склад та калорійність деяких молочних продуктів

100 грам їстівної речовини містять

Хліб, цукор, солодощі, жири, олія

100 грам їстівної речовини містять

III. ЗАХВАТ ВУГЛЕВІДУ

Маса вилученого вуглецю еквівалентна кількості СО2, отриманої в результаті множення кількості Вуглецю на відношення СО2/С відповідних атомних мас, тобто на 44/12 = 3,66; Іншими словами, 1 грам вуглецю відповідає 3,66 грам СО2 і навпаки, 1 грам СО2 буде засвоєно в рослинній біомасі як 0,273 грам вуглецю. Dта пілда, 16,9 т Вбудований вуглець отримується з 61,97 тонн CO2 захоплений (асимільований).

Питоме споживання енергії на виробництво на 1000 м 3 питної води становить 634 кВт-год

Ціна на споживача одного кВт-год на сьогодні (грудень 2007 р.) становить 0,43 RON

Швидкість, з якою ліс секвеструє вуглекислий газ, гостро обговорюється. За словами Вакернагеля, який зважував середні показники для 26 біомас, це було б 5,2 CO2/га. Van Vuuren et al (1999) наводять інші оцінки; Nabuurs та ін. (1999) пропонують різні показники секвестрації між 2.2 до понад 10 тонн CO2/га.

1. У 1986 р. Сполучені Штати Америки, 10 найбільших держав, що виробляють кукурудзу, обробляли гектари кукурудзи; перші 10 держав, що виробляють сою, обробили гектари сої; отже, загалом 43,7 млн га обробляється виключно з цими двома культурами. На тій же площі, інтенсивно засадженій деревною рослинністю, буде зафіксовано 1,4 х 10 13 г вуглецю/10 6 га/рік у надземних органах і 0,42 х 10 13 г. вуглець/10 6 га/рік в коренях, або загалом на всі 43,7 млн. га, 0,795 х 10 15 г вуглецю/рік. Я падаю площі в США були б вирощені з соєю та кукурудзою (мільйони гектарів) у 1986 році, тоді ці культури мали б встановити 1,01 х 10 15 г вуглецю/рік.

2. Деревні рослини можуть дати більше сміття, ніж однорічні рослини, а зменшена робота ґрунту призводить до повільнішого окислення у верхніх шарах ґрунту; це означає накопичення вуглецю в ґрунті зі збільшенням кількості органічних речовин. Скільки вуглецю потрібно для підвищення органічного вмісту 15 найкращих см ґрунту, обробленого 1 %? За оцінками Служби охорони ґрунтів США, маса становить 15 см ґрунту при щільності 1,3 буде приблизно 2,24 х 10 9 грам/га. За ті ж 10 держав-виробників кукурудзи та сої, збільшення на 1% органічної речовини ґрунту на 15 см ґрунту взагалі 43,7 мільйон гектарів, оброблених цими двома видами, означав би 98 х 10 15 г. органічної речовини. Використовуючи коефіцієнт перерахунку 1,7 г. "органічної речовини" на 1 г. вуглецю, результати 57.6 х 10 15 г вуглецю (1.3 x 10 15 г вуглецю/10 6 га).

3. Запас вуглецю в рослинності наземних екосистем оцінюється в 550 Гт, з яких 40 Gt буде в лісових екосистемах Росії. Російські рослинні екосистеми мають середньорічну продуктивність 4,4 Гт вуглецю. Загальний запас вуглецю, що зберігається в ґрунтах, оцінюється в 1500 Гт (порівняно з 550 Gt зберігається у рослинності).

4. "Зелені рослини - це невеликі рослини, які використовують СО2 і сонячне світло для отримання органічних речовин. Багаторічні трави Andropogon gayanus і Brachiaria humidicola перетворити близько 53 тонн СО2/га на рік в органічній речовині, - каже він. - Це означає приблизно стільки СО2, скільки викидає автомобіль, переживаючи 133 000 миль ".

5. Спалювання викопного палива щороку насосами в атмосферу Землі прокачується близько 20,5 млрд т СО2. Спалення тропічних лісів викидає додатково в атмосферу між 5,5 та 11 мільярдів тонн. Однак деякі дослідники кажуть, що вони вимірювали від 18 до 25 мільярдів тонн загалом.

6. Випас корів на асоціаціях бобових, покращених бобовими, набирає вагу 500 кг/га порівняно з корінними тваринами савани. Таким чином, бізнес з капіталізацією корів процвітає, оскільки рівень СО2 знижується.

7. Каламутні грунти засвоюють вуглець зі швидкістю 0,4 і 1,2 т/га/рік CO2, але вони виділяють значну кількість CH4, повертаючи їх в атмосферу зі швидкістю 0,5 до 5,6 т/га/рік Еквівалент CO2 (Cannell and Milne 1995). Вирощування торфовищ призводить до серйозного виділення вуглецю після швидкого окислення торфу, яке може досягати 8 до 20 т/га/рік CO2 в системах з глибокими стоками та інтенсивними механічними порушеннями ґрунту, особливо у разі глибокої оранки. Після припинення викидів CH4 викиди NO2 з’являються зі швидкістю, що перевищує норму мінеральних сільськогосподарських ґрунтів у 2 рази о 10. Загалом викиди ПГ із торф’яних сільськогосподарських ґрунтів перевищують викиди з необроблених торфовищ («незайманих»). З коефіцієнтом 2 до 6. Оцінка викидів СО2 із низько-каламутних земель Нідерландів коливається від 0,4 до 27,0 т CO2/га/рік, через різне середовище та технології (Kuikman et al., 2002).

8. Відбиток енергетичних земель

Всі розрахунки базуються на захопленні вуглецю в лісистих районах. Австралійський кадастр парникових газів припускає, що загальний річний прирост біомаси у вигляді сухої речовини (напр) становить 4,81 т/га, з яких половина приймається як вуглець (2,40 т С) або 8,81 т CO2/га/рік. Інші типи лісів мають нижчі показники споживання вуглецю.

Фактор росту біомаси

Зростання біомаси в тисячах сухої речовини