429 碳排放-节能减排-热泵

429  碳排放-节能减排-热泵

背景

温室效应是由于大气层内二氧化碳增加，地表向太空热辐射减少，使地球表面温度升高；可能对地球生态、农业生产等带来不利影响。

二氧化碳增加的主要原因是开采燃烧化石能源（煤、石油、天然气等），把原来埋藏在地下的碳燃烧变为二氧化碳并排入大气。

降低或控制温室效应的基本措施是增加二氧化碳吸收、减少二氧化碳排放。

二氧化碳吸收的主要途径如植物光合作用、人工捕集（物理、化学方法等）。

二氧化碳减排的主要途径如充分利用可再生能源（风能、太阳能、水力能、地热能等）、蓄能、应用非碳能源（如氢能、核能等）、节能（节能=减排）等。

节能的内涵很丰富，如提高装置能源效率（热力发电、燃油发动机等）、减少能量耗散（如冬季建筑保温减少室内热能损失等）、能量的适宜制取方式（如中低温热能采用热泵制取等）。

典型能源碳排放及环境负荷

电

1度电=1kWh=3.6MJ

1度电的环境负荷（按1度电消耗0.4kg标准煤计算）：

CO2：0.95 kg

碳粉尘：0.272kg

SO2：0.03kg

NOx：0.015kg

综合考虑水电、光伏发电、风电、核电等的补充，各电网电能的环境负荷也有所不同，按二氧化碳排放计，华北、东北约0.7～0.8kg/kWh，华东、西北地区约0.5～0.7kg/kWh，华中、南方地区约0.4～0.5kg/kWh.

煤

1kg标准煤热值：29.4MJ

1kg标准煤CO2排放：2.49kg

1kg原煤=0.7143kg标准煤

1kg褐煤热值：11.9MJ

1kg无烟煤热值：26.7MJ

油

1升汽油=0.72kg

1升柴油=0.83kg

1kg汽油/柴油热值约：43.5MJ

1kg汽油/柴油CO2排放约：3.18kg

乙醇

乙醇密度：0.79kg/L

1kg乙醇热值：26.8MJ

1kg乙醇CO2排放约：1.9kg

天然气

1立方米天然气热值：36.0MJ

1立方米天然气排放CO2：2.0kg

1kg天然气热值：48.0MJ

1kg天然气排放CO2：2.7kg

热泵制热减排量

以制取1吨50℃热水为例（取自来水温度15℃，取电网电能CO2排放0.7kg/kWh）。

制取热水耗热量：

1.0*4.2*(50-15)=147MJ

电能直接制取热水

耗电量（取电加热效率95%）：

147/(3.6*0.95)=43.0kWh

CO2排放：

43.0*0.7=30.1kg

天然气直接燃烧制取热水

耗气量（取燃气燃烧加热效率85%）：

147/(48*0.85)=3.6kg

CO2排放：

3.6*2.7=9.7kg

电动空气源热泵制取热水

耗电量（取热泵制热系数3.8）：

147/(3.6*3.8)=10.7kWh

CO2排放：

10.7*0.7=7.5kg