在常规割草机,电动割草机和发电中

昨天我回答了两个与发电相关的碳排放有关的问题。这是由 杰森·海恩斯(Jason Haines) 关于小型电动割草机。

迈克·理查森 问,“如果我必须使用当地的电力公司为电池充电,而其电源是煤炭或天然气,是否会改变C的足迹?”

查克·巴伯 问“烧煤如何更好地为机器人供电?”

我向理查森建议答案是肯定的,并且可以在戴维·麦凯(David MacKay)中找到其背后的计算和推理’s 可持续能源—Without the Hot Air,特别是在第20章中,他讨论了这个问题。我告诉理发师,即使是用煤发电的电也更好,因为割草机的效率更高。一世’ve通过一些计算自己检查了一下,并更好地解释了我的答案。

I’我将描述我如何进行这些计算,并尝试以相同的单位表示预期的CO2 排放量将为1公顷(2.47英亩)的高尔夫球场球道修剪一个月。和我’将首先对柴油球道割草机进行计算,然后对具有各种不同发电源的小型自主割草机进行计算。这需要一些步骤来完成并以正确的单位获得所有内容。

一氧化碳 2 柴油球道割草机的排放

I’ve计算出,平均航道割草机将使用3升柴油来割草1公顷。我基于五个数字的中位数。这些数字来自2013年Toro Reelmaster 3550-D手册,其燃油效率以每加仑割下的英亩表示; Reelmaster 3550-D每加仑割草3.5英亩,竞争对手A割草3.1,而竞争对手B割草2.9。换算为L / ha,范围从2.7到3.2 L / ha。其他两个数字来自TidÃ¥ker等。’s article on 瑞典两个高尔夫球场的草坪管理产生的能源使用和温室气体排放,其中球道割草在一个路线上使用3 L / ha,在另一个路线上使用3.2 L / ha。

燃烧一公升柴油 产生2.7公斤的一氧化碳 2.

小型割草机用电

Pirchio等。报告称,Husqvarna 310型自动割草机经过改装可在12毫米处修剪 每周使用0.86千瓦时 修剪面积300 m 2。那 includes the electricity used to power the boundary wire and the electricity used to charge the batteries. 的 model 310 manual I found with a Google search states that the mower uses 8 kWh/month at maximum use to maintain 1,000 m2.

I’我将使用Pirchio等这些计算中的数字。 1,000 m的每月功率为12.3 kWh(每月30天)2。那’比手册中报告的耗电量更多,但是Pirchio等人数字也来自一项研究“与the草机相比,自动割草产生了更高的草皮质量” for “整个审判期间。” I’我将需要一支由这些小型割草机组成的机队,因为每台割草机将被修剪1000 2 或更少(假设这是我选择的模型)。

总共,修剪1公顷1个月的用电量为123 kWh /月。

在这一点上,我们不’在柴油球道割草机和小型电动自主割草机之间尚无直接可比的数字,但我们相距甚远。

一氧化碳 2 发电排放

这就是理查森和巴伯的提问。如果有人用燃煤发电厂的电,那是真的吗?“I’m reducing emissions”仅仅通过使用电气设备?毕竟发电—至少是煤炭或天然气—产生了一些二氧化碳2。一世’我自己也有这个问题。麦凯’s 可持续能源—Without the Hot Air 这是一个极好的参考。

I’m将使用基于产生电能的转换因子。电力生产的碳强度,也称为温室气体转化因子,或 排放因子 , 要么 温室气体发电强度,都做同样的事情。他们表达一氧化碳的质量2 每单位发电量产生的电量,通常以g 一氧化碳 为单位2 每度电。

现在我们已经接近答案了。对于柴油割草机,我们已经知道2 修剪产生的。对于小型自动割草机,我们知道割草所用的千瓦时。我们现在需要回答的问题是多少二氧化碳2 是在发电中产生的?

几个地方的近期转换系数

一氧化碳 2 电力生产的排放因子在很大程度上取决于该地区发电的位置和组成。一世’将对一些区域进行此计算以显示差异。

  • 2017年,整个美国的平均二氧化碳排放量为458克2/ kWh,主要能源是天然气。那’s from the 美国能源信息管理局,以及以下特定美国州的数据。
  • 2017年,阿肯色州拥有煤炭的主要能源,平均排放因子为548克一氧化碳2 / kWh。
  • 加利福尼亚州拥有天然气的主要能源,平均排放因子为215 g 一氧化碳 2 / kWh。
  • 俄勒冈州拥有水力发电的主要能源,平均排放因子为127 g 一氧化碳 2 / kWh。
  • 在加拿大,现在的数据来自 国家能源委员会 ,全国平均水平为140克一氧化碳 2 / kWh。
  • 不列颠哥伦比亚省的大部分发电来自水力发电,其排放因子为12.9 g 一氧化碳 2 / kWh。

对于我的地方’前面已经提到,排放因子的范围是12.9至548 g 一氧化碳 2/ kWh。现在让’s看到当用这些kWh修剪球道时,结果如何。

直接比较CO 2 从不同的方法修剪球道

使用传统割草机,让’每月修剪15条球道。那’每公顷3升柴油和2.7千克一氧化碳2对于each L. This works out to 121.5 kg of 一氧化碳 2 每公顷每月。

有了自动割草机,让’s从2017年以来的美国平均排放因子开始:458 g 一氧化碳 2/ kWh。我们的自动割草机每月使用123千瓦时/公顷,产生那么多的电力可产生56.3千克的二氧化碳2.

在阿肯色州,排放因子稍高一些,为548,自动割草机的123 kWh产量将产生67.4 kg的二氧化碳2.

在不列颠哥伦比亚省,低排放因子为12.9,这意味着以123 kWh的功率为小型自动割草机提供动力将仅产生1.6千克的二氧化碳2.

每月15次常规修剪1公顷:121.5千克一氧化碳2.

小型自动割草机连续割草1公顷,持续1个月:CO从1.6至67.4 kg2.

根据这些计算,CO 2 对于小型割草机,减少的范围从2到75,取决于电力来源。如上所述,其原因是电动割草机比柴油割草机效率更高。

让’s say one only mows fairways twice a week. 让’一个月用传统割草机割草球道8次。现在,CO2 二氧化碳排放量为64.8千克 2 每公顷每月。 现在,CO 2 球道割草的排放量可与最高二氧化碳相比2 主要由燃煤电网产生的排放。但是那’球道仍然每天都用电动割草机割草。

结论

我希望在此对我的任何计算进行更正。这是我第一次详细介绍此内容,因此,如果我犯了任何明显的错误,请多多关照。

我没有’虽然没有对其他任何电机进行过计算,但是经过研究之后,现在我们很想知道草皮草管理者可以使用的许多其他电机的用电量是多少。

改善草皮质量 Pirchio的报道也很有趣。

 米卡·伍兹(Micah Woods)
米卡·伍兹(Micah Woods)

亚洲草皮草中心的科学家,作家,顾问和创始人

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