AMPRENTA DE CARBON

Noțiunea de ,,amprentă de carbon” a fost implementată de William Rees, în anul 1992. Ea se

referă la volumul total de gaze cu efect de seră, realizate de om direct sau indirect într-un an de

zile prin activitățile sale. Amprenta de carbon se exprimă în tone de CO 2.

CO2 este unul din gazele cu efect de seră răspunzător pentru încălzirea globală.

Atunci când utilizăm autovehiculul în funcție de tipul de combustibil și de distanța

parcursă, el generează CO2. De asemenea se emite CO2 când încălzim locuința cu gaze sau

cărbune, când utilizâm curentul electric. Producția de bunuri sau alimente pe care le consumăm

emit de asemenea cantități de CO2.

Amprenta individuală de carbon se calculează pentru un an de zile. Ea reprezintă o

însumare a tuturor emisiilor de CO2 din toate activitățile întreprinse într-un an de zile.

Amprenta individuală a unei națiuni se poate determina prin realizarea unor evaluării a

emisiilor de gaze cu efect de seră. Odată ce valoarea amprentei de carbon este cunoscută, se pot

elabora și implementa strategii pentru reducerea valorii acesteia, cum ar fi de exemplu: strategii

pentru dezvoltarea tehnologică, îmbunătățirea proceselor de producție, strategii de consum etc.

Cel mai eficient mod de a micșora valoarea amprentei de carbon este de a micșora cantitatea de

energie necesară pentru producție sau reducerea consumului de combustibili cu emisii de CO2.

Amprenta de carbon a crescut de 11 ori din anul 1961. Reducerea amprentei de carbon a

populației reprezintă pasul cel mai important pe care putem sa-l realizăm pentru a trăi cu

resursele planetei noastre.

O singură cautare pe ,,Google” generează 7 g CO2 (Dr. Alex Wissner-Gross, fizician la

Universitatea Harvard).

Știați că 1 kg de CO2 se adaugă amprentei noastre individuale de carbon din următoarele

activități:

• călătoria cu un mijloc de transport în comun pe o distanță de 10-12 km;

• zborul cu avionul pe o distanță de 2,2 km;

• lucrul la calculator timp de 32 de ore.

Media globală a amprentei de carbon este de 4 tone CO2/persoană.

Breviar de calcul

CAZUL 1-

Presupunem ca un conducator auto parcurge intr-un an , cu un autoturism Citroen C1 un traseu ce totalizeaza 28 959,2 km.

Tkm parcurși în 2012 = 28 959,2 km

Ne intereseaza sa cunoastem amprenta de carbon (AC) , stiind ca automobilul are un consum de 4,5 l benzina/100 km, iar emisiile de CO2 sunt de 106 g/km.

Date tehnice Citroen C1:

Dimensiuni L x l x h: 3435 / 1630 / 1470 mm;

Capacitate rezervor (litri): 35;

Capacitate cilindrică (cmc): 998;

Viteza maximă (km/h): 157;

Accelerație 0-100km/h (s): 13.7;

Carburant: benzină;

Standard emisie noxe: Euro 4;

Consum urban/extraurban/mixt (l/100km): 5.5/3.9/4.5;

Emisii CO 2 (g/km): 106.

Amprenta de carbon (AC) din transporturi se calculează înmulțind numărul total de km

parcurși într-un an de zile cu emisiile de CO2 din datele tehnice. În cazul nostru amprenta din

transporturi este de 3,096 tone CO2/an.

AC = emisii CO2[kg/km] ∙ numărul total de km parcurși [t CO2/an]

106 [g CO2/km] = 0,106 [kg CO2/km]

0,106 ∙ 28 959,2 = 3 096,67 [kg CO2/ an]

3 096,67 [kg CO2/ an] = 3,096 [t CO 2/an]

CAZUL 2-

Dacă exact același traseu ar fii parcurs cu o mașină electrică Citroen C-Zero atunci amprenta de

carbon din transporturi ar fi 0 tone CO2/an, cu conditia ca pentru incarcarea bateriei

autovehiculului/baterie de tractiune , curentul necesar sa provina din energii regenerabile

(energia eoliană, energia solară).

CAZUL 3-

Dacă energia electrică necesară încărcării bateriei nu provine din energii regenerabile, ci provine

de exemplu de la termocentrala din Iernut, de exemplu, atunci amprenta de carbon necesară

încărcării bateriei ar fi de 1,0414 tone CO2/an.

Deoarece pentru încărcarea completă a bateriei de tracțiune complet descărcate se consumă

aproximativ 20 kWh, înmulțind cu 254 de zile lucrătoare dintr-un an va rezulta un total de 5 080

kWh necesari autovehiculului pentru a parcurge traseul.

Amprenta de carbon s-a calculat înmulțind numarul de kWh necesari într-un an de zile cu 0,205

[ kg CO 2/kWh] (acest coeficient reprezent ând emisiile de CO 2 pentru generarea unui kWh

pentru că se utilizează ca și combustibil în termocentrala IERNUT, gazul metan ).

TkWh 2012 = 20 kWh ∙ 254 zile

TkWh 2012 = 5 080 kWh

AC = TkWh 2012 ∙ 0,205

5 080 ∙ 0,205 = 1,0414 tone CO2/an

AC – amprenta de carbon;

TkWh 2012 – numărul total de kWh consumați în anul 2012 pentru încărcarea bateriei

autoturismului.

Citroen C-Zero

Date tehnice Citroen C-Zero:

Dimensiuni (L x l x h): 3.475 x 1.475 x 1.608 mm;

Capacitate rezervor/baterie: 16 kWh;

Autonomie: 160 km;

Putere maximă (CP): 67;

Viteza maximă (km/h): 130;

Acceleraţie 0-100 km/h (s): 15;

Emisii CO2: zero.

Bateria de tracțiune a vehiculului Citroen C-Zero

Sursa: www.citroen.ro

Durata de încărcare depinde de intensitatea curentului utilizat, el variază în funcție de

fiecare țară europeană. Cablul de încărcare este adaptat la fiecare țară unde este comercializat

autovehiculul.

Pentru o încărcare completă a bateriei de tracțiune complet descărcate se consumă circa

20 kWh pentru 16 kWh stocați adică doar 80%, ceilalți 20 % sunt distribuiți sub formă de

căldură de către încărcător (rezistență).

Timpii de reîncărcare a bateriei:

o la 16 A: 6 ore;

o la 10 A: 9 ore;

o la 8 A: 12 ore

SITUTIE COMPARATIVA

CALCULUL EMISIEI DE NOXE PRODUSE ÎN INSTALAŢIILE DE ARDERE

7.3.1. Generalităţi Principalele emisii de poluanţi evacuate la coşurile de fum ale cazanelor de abur şi apă caldă

sunt emisiile de SO2 şi NOx (cu efecte sinergice la scară regională), emisiile de pulberi - cenuşă zburătoare (cu efecte la scară locală) şi emisiile de CO2 (cu efecte la scară globală).

Determinarea corectă a emisiilor de poluanţi se realizează pe baza măsurătorilor efectuate cu aparatură specializată. În situaţia în care nu se dispune de această aparatură, pentru postevaluări pe diferite perioade de timp, inclusiv pentru întocmirea inventarelor şi a rapoartelor statistice, pentru verificări ale încadrării în norme, precum şi pentru elaborarea unor prognoze, evaluarea emisiilor se face conform „Metodologie de evaluare operativă a emisiilor de SO2, NOx, pulberi (cenuşă zburătoare) şi CO2

din centralele termice şi termoelectrice”, indicativ PE -1001/1994. Metodologia poate fi aplicată şi de

alte unităţi interesate care nu dispun de metodologii proprii, fiind în concordanţă cu cea folosită în prezent în ţările Uniunii Europene. Metoda se bazează pe utilizarea factorilor de emisie.

Cantitatea de poluant evacuat în atmosferă se determină cu relaţii de forma:

unde:

- E cantitatea de poluant evacuat în atmosferă, într-o perioadă de timp; [kg]

- B cantitatea de combustibil consumată în perioada respectivă; [kg]

- Qi puterea calorifică inferioară a combustibilului; [kJ/kg]

- factorul de emisie. [kg/kJ]

Factorul de emisie reprezintă cantitatea de poluant evacuat în atmosferă, raportată la unitatea de căldură introdusă cu combustibilul în cazan.

În cazul utilizării mai multor tipuri de combustibil, cantitatea de poluant se determină prin însumarea cantităţilor calculate pentru fiecare dintre aceştia.

Modele de calcul pentru factorii de emisie pentru fiecare poluant Poluant SO 2

unde:

- - factorul de emisie pentru SO2; [kg/kJ]

- -masa moleculară pentru SO2; = 64

- -

masa moleculară a sulfului; = 32

- S -conţinutul de sulf al combustibilului (sulful combustibil), determinat ca valoare medie, pe baza analizei chimice elementare pe loturi şi exprimat în procente de masă (%);

- r - gradul de reţinere a sulfului în zgură şi cenuşă.

Observaţie:

La calculele de prognoză se recomandă folosirea următoarelor valori pentru concentraţiile de sulf în combustibil (S %):

- lignit: 1,15

- huile mixte şi şlam (inclusiv din import): 2,15

- păcură din ţară: 1

- păcură din import: 3

Valori recomandate pentru r (gradul de reţinere a sulfului în zgură şi cenuşă):

- lignit: 0,2

- huilă: 0,05

- păcură şi gaze: 0

Poluant NO x Factorii de emisie pentru acest poluant sunt prezentaţi în tabelul următor:

CombustibilulPuterea termică a cazanului* [MWt]

50-100 100-300 >300

g/GJ g/GJ g/GJ

Lignit 200 220 260

Huilă 380 420 450

Păcură 190 210 280

Gaze naturale 130 150 170

*Se determină prin produsul dintre debitul de combustibil introdus în cazan (kg/s sau Nm 3/s) şi puterea calorifică inferioară a combustibilului (MJ/kg sau MJ/ Nm3).

Observaţie:

Valorile prezentate în tabelul anterior corespund pentru o sarcină a cazanului de 100%. În cazul funcţionării cazanului la sarcini parţiale se utilizează următoarea corecţie:

unde:

- factorul de emisie la sarcina X%;

- factorul de emisie la sarcina 100%;

- L -sarcina cazanului, cuprinsă între 50% şi 100%;

- a -coeficient în funcţie de tipul combustibilului, având următoarele valori:

- Cărbune pulverizat: 0,85

- Păcură: 0,75

- Gaze naturale: 0,5

Poluant pulberi (cenuşă zburătoare):

unde:

- factorul de emisie pentru pulberi; [kg/kJ]

- A conţinutul de cenuşă în cărbune; [%]

- X gradul de reţinere a cenuşii în focar, în procente de masă; [%]

- Y eficienţa (randamentul) instalaţiei de reţinere a cenuşii zburătoare (electrofiltru, filtru mecanic). [%]

Observaţie:

În postcalcul, se vor folosi valori medii efectiv rezultate din exploatare pentru elementele care intră în formulă.

La calcule de prognoză se recomandă utilizarea următoarelor valori:

- Lignit: A=40%

- Huilă din ţară: A=30%

- Huilă din import: A=20%

- X=15%

- Y=97-99%

Emisia de particule la arderea păcurii se neglijează dar pentru calcule riguroase se poate considera A = 0,1%, care se evacuează integral la coş.

Poluant CO 2

Factorii de emisie pentru CO2 sunt cei adoptaţi în prezent în ţările Comunităţii Economice Europene şi sunt prezentaţi în tabelul următor:

Combustibil [g/GJ]

Cărbune 98000

Păcură 72000

Gaze naturale 50000

Valorile din tabelul anterior pot fi folosite în calculele de prognoză. Pentru calcule mai exacte se utilizează formula următoare:

unde:

- factorul de emisie pentru CO2; [kg/kJ]

- masa moleculară pentru CO2; = 44

- masa moleculară a carbonului; = 12

- C conţinutul de carbon al combustibilului, exprimat în procente de masă. (%)

7.3.3. Verificarea încadrării în norme

Concentraţia poluantului în gazele evacuate se calculează astfel:

unde:

- c concentraţia poluantului în gazele evacuate; [mg/Nm3]

- cantitatea de poluant evacuată în atmosferă; [kg/h]

- D debitul de gaze de ardere evacuate, rezultat din calculul arderii. [Nm3/h]

Valoarea lui c astfel obţinută se compară cu valoarea de referinţă precizată în Ordinul Ministerului Apelor, Pădurilor şi Protecţiei Mediului nr. 462/01.07.1993 pentru aprobarea Condiţiilor tehnice privind protecţia atmosferică şi Normelor metodologice privind determinarea emisiilor de

poluanţi atmosferici produşi de surse staţionare - Anexa 2 Norme de limitare a emisiilor de poluanţi pentru instalaţiile de ardere.

La calcule de prognoză c poate fi determinat astfel:

unde:

- factorul de emisie [mg/GJ]

- factorul de volum, definit ca raportul dintre volumul de gaze de ardere rezultate şi cantitatea de căldură aferentă combustibilului introdus în cazan

[Nm3/GJ]

poate avea următoarele valori:

- lignit: 480

- huilă: 380

- păcură: 290

- gaze naturale: 320