Sprievodca pre pochopenie a výpočet ekologickej stopy

Ekológia

ĎALŠIE DOKUMENTY

1 stopa (stopa) = 12 palcov = 0,30480 m

1 yard (yd) = 3 stopy = 0,914399 m

1 štvorcový palec (= 1 štvorcový palec) 0 6,45 cm 2

1 štvorcová stopa (sq.ft) (= 1 štvorcová stopa) = 9,2903 dm 2

1 štvorcový dvor (štvorcový yard) = štvorcový dvor) = 9 štvorcových stôp = 0,836126 m 2

1 aker (= aker) = 4840 štvorcových yardov = 0,4047 ha

1 štvorcová míľa (štvorcový úsmev) = 6 štvorcových míľ = 640 akrov = 259 ha

1 hektár = 10 000 m 2 = 100 x 100 m = 328 x 328 stôp) = 2,47 akrov

1 km 2 = 100 ha = 247 akrov

1 tona USA/aker = 2,24 tony/ha

100 g/m 2 = 1 tona/ha = 892 jb/aker (depilda, „cieľ“ zberu z bioenergetickej plodiny môže byť: 5 amerických ton/aker (10 000 lb/aker) = 11,2 ton/ha (1120 g/m 2)

1 pinta (pt) = 4 žiabre = 0,568 l

1 liter = 2 pinty = 8 žiabrov = 1,1136 l

1 liter (l) = 0,264 amerických galónov

1 imperiálny galón (gal) = 4 litre = 8 pollitrov = 4,545963 l = 1,20 galóna USA

1 galón USA = 3,785 l = 0,833 galónu imperiálny

1 sud USA = (sud) = 159 litrov

1 tona ropy = 7,3 barelov

1 tona skvapalneného zemného plynu = 45 GJ (čistá výhrevnosť)

1 tona urny = 10 000 - 16 000 ton ropného ekvivalentu (špička)

1 tona rašeliny = 0,2275 ton ropného ekvivalentu (špička)

1 kWh (ekvivalentná primárna energia) = 9,36 MJ = cca. 2 236 Mcal

1 unca (oy) = 16 dramat = 28 350 gramov

1 libra (= anglická libra) = 16 uncí = 453 gr

1 krátky tón = 2 000 rybníkov = 907 184 kg

1 dlhý tón = 2240 libier = 1016 047 kg

1 metrická tona = 1 000 kg = 2205 libier

Energetické jednotky (mnohé z hodnôt sa líšia v závislosti od krajiny a času)

1 erg = 10 -7 J = 1,02 x 10 -3 Kgf x m = 2,39 x 10 -8 kal = 3,6 MJ = cca. 860 kcal

joule (J) = 0,102 Kgf x m (Newton aplikovaný vo vzdialenosti 1 m) = 1 kg m 2/s 2 = 10 7 erg = 0,2388 kal.

J (Joule)

1 J v dennom hovädzom mäse znamená:

Energia potrebná na zdvihnutie jablka zo 102 gramov do výšky 1 m;

Množstvo energie, ktoré človek v pokoji vyprodukuje ako teplo každú stotinu sekundy;

Energia potrebná na zvýšenie teploty jedného gramu studeného a suchého vzduchu o 1 stupeň Celzia;

4,184 J (alebo 4,1868 podľa medzinárodných tabuliek) = 1 termochemická kalória (nízkokalorická);

8 J = teoretická horná hranica energie kozmického žiarenia;

9 472 J = množstvo energie blesku fotoaparátu.

daJ (dekajoule)

8x101 J = priemerná kinetická energia osoby, ktorá zasiahla bejzbal

hJ (hectojoule)

7 457 Ч10 2 J = konská sila (mechanická práca, ktorú trakčný kôň vykoná za jednu sekundu)

10 3 kJ (kilojoulov)

1 x 103 J = energia obsiahnutá v červenom svetle fotolaboratória;

1,05 x 103 J = BTU (Britská tepelná jednotka), ktorá závisí od teploty;

1 366 x 103 J = celkové žiarenie prijaté zo slnka na 1 m2 zemského povrchu za sekundu;

1,42 x 103 J = kinetická energia 3,5 gramovej guľky vystrelenej puškou AK rýchlosťou 900 m/s;

3,28 x 103 J = kinetická energia nábojnice NATO pušky vystrelenej na 838 m/s;

4,186Ч10 3 J = 1 kalória (vysoko kalorická alebo kcal)

3 600 Ч10 3 J ≡ 1 Wh (wattora)

4,184Ч10 3 J = energia uvoľnená výbuchom jedného gramu TNT (trinitrotoluénu)

1,7Ч104 J = energia uvoľnená metabolizáciou (oxidáciou) jedného gramu cukru alebo bielkovín

3,8Ч104 J = energia uvoľnená metabolizmom jedného gramu tuku;

5,0Ч10 4 J = energia uvoľnená spálením jedného gramu benzínu;

2Ч10 5 J až 9Ч10 5 J = priemerná kinetická energia automobilu pri vysokých rýchlostiach na diaľnici.

10 6 MJ (megajoule)

1Ч10 6 J = približná výživová hodnota čokoládovej tyčinky „Mars“

6,3Ч10 6 J = odporúčaný denný výživový príjem pre ženu, ktorá nevykonáva ťažkú prácu;

8,4Ч10 6 = odporúčaný denný výživový príjem pre muža, ktorý nevykonáva ťažkú prácu;

GJ (gigajoule)

1 gigajoule (GJ) = 109 joulov = 0,948 milióna Btu = 239 miliónov kalórií = 278 kWh

1,5Ч10 9 J = energia zabudovaná do svetla blesku;

1,95627185 Ч10 9 J = jednotka energie v jednotkách Planck;

3,2Ч10 9 J = približná ročná hodnota spotreby štandardného železa;

6,12Ч10 9 J ≈ 1 boe (jeden barel ropného ekvivalentu);

4,19Ч10 10 J ≈ 1 palec na nohe (palec v angličtine) = 1 tona ekvivalentu oleja (tona ekvivalentu oleja);

7,2Ч10 10 J = priemerná energia spotrebovaná európskym autom;

8,64Ч10 10 J ≈ 1 MWz (megawatt), používaný v súvislosti s veľkými spaľovacími zariadeniami.

3,6Ч10 13 J = energia vyvinutá strednou búrkou;

6,3Ч10 13 J = približná energia vyvinutá bombou v Hirošime;

8,78Ч10 13 J = približná energia vyvinutá bombou v Nagasaki;

6Ч10 14 J, priemerná energia, ktorú vyvinie priemerný cyklón za sekundu.

10 15 PJ (petajoule)

1,0Ч10 16 J = odhadovaná nárazová energia, ktorá viedla k vzniku krátera „Meteor“;

1,74Ч10 17 J = celková slnečná energia prijatá zo slnka na zemskom povrchu každú sekundu;

2,1Ч10 17 J = účinok bomby „TSAR“, najsilnejšej jadrovej bomby, aká bola kedy testovaná;

8,4Ч10 17 J = odhadovaná uvoľnená energia z výbuchu indickej sopky Krakatoa v roku 1883;

4,10 - 10 17 J = ročná spotreba elektriny v Nórsku v roku 2005.

10 18 EJ (exajoule)

2Ч10 18 J = energia uvoľnená pri zemetrasení v Indickom oceáne 2004;

7Ч10 19 J = ročná spotreba elektriny v Spojených štátoch amerických v roku 2005;

5,67Ч10 19 J = ročná spotreba elektriny vo svete v roku 2005.

10 21 ZJ (zettajoule)

6,5Ч10 21 J = odhadovaná energia obsiahnutá vo svetových zásobách zemného plynu;

7,4Ч10 21 J = odhadovaná energia obsiahnutá vo svetových zásobách zemného plynu;

1,5Ч10 22 J = celková energia prijímaná denne zo slnka na povrchu celej Zeme;

2,1Ч10 22 J = odhadovaná energia obsiahnutá vo svetových zásobách uhlia;

ZJ (zottajoule) 10 24

5,5Ч10 24 J = celková slnečná energia prijatá zo slnka na zemskom povrchu ročne;

Predvoľby pre stupne veľkosti ktorejkoľvek z merných jednotiek: 10 1 deka; 10 2 hekto - 100; 10 3 kilá - 1 000; 10 6 mega - 1 000 000; 10 9 giga - 1 000 000 000; 10 12 zem - 1 000 000 000 000; 10 15 peta - 1 000 000 000 000 000 s.a.m.d. Ex?, zeta, yotta s pridaním troch núl ku každému stupňu.

1 gigajoule (GJ) = 109 joulov = 0,948 milióna Btu = 239 miliónov kalórií = 278 kWh

1 štvorkolka = 100 biliónov Btu (1015 Btu? 1 055 exajoulov (EJ) alebo asi 172 miliónov barelov alebo ekvivalenty sudov (boe))

1 000 Btu/lb = 2,33 gigajoulov/tonu (GJ/t)

1 000 Btu/galón = 0,279 megajoulov/l (MJ/l)

1 kW = 3,6 x 10 6 J (3,6 MJ) = 3413 Btu = 3,372 x 10 2 kgf x m = 3,6 x 10 3 erg

1 hp (konská sila) = 550 stôp - rybníky za sekundu = 2545 Btu/hod = 745,5 wattov = 0,746 kW

1 Btu (britská tepelná jednotka) = 1,055 KJ = 0,252 kcal

1 prst na nohe alebo (špička) (ekvivalent tonového oleja alebo ekvivalent tonového oleja) = 10 7 kilokalórií, čistá výhrevnosť (ekvivalent 41 868 GJ)

A. Fosílne/biogénne palivá

Energetické konverzné faktory pre rôzne palivá

(všetky tepelné hodnoty sú uvedené v čistých výhrevnostiach)

Zdroj: Department of International Economic and Social Affairs, Studies in Methods, Series F, No.44, Energy statistics: Definitions, Units of Measure Units and Conversion Factors (United Nations Publication, Sales no. E.86.XVII.21)

1 tona uhlia= 27 - 30 GJ (bitúmen a antracit); 15 - 19 GJ (lignit/subbitum); obe = 11 500 - 13 000 Btu/lb a 6 500 - 8 200 Btu/lb; typické uhlie, ktoré sa zvyčajne používa vo väčšine IMA (veľké spaľovacie zariadenia), má v priemere 27 GJ/t.

Sud oleja ekvivalent (boe) = približne 6,1 GJ (5,8 milióna Btu), čo zodpovedá 1 700 kWh. Barel ropy je mierou množstva kvapaliny rovnajúcim sa 42 americkým galónom (35 imperiálnych galónov alebo 159 litrom). Asi 7,2 barelov ropy sa rovná tone oleja = 42 - 45 GJ.

Benzín: 1 galón benzínu = 115 000 Btu = 121 MJ = 32 MJ/liter (VCS - nízka výhrevnosť); VCR - vysoká výhrevnosť = 125 000 Btu/galón = 132 MJ/galón = 35 MJ/liter; 1 tona benzínu = 8,53 barelov = 1356 litrov = 43,5 GJ/t (VCS); 47,3 GJ/t (VCR); hustota benzínu (priemerná) = 0,73 g/ml (= t/m 3).

DIESEL = 1 galón nafty = 130 500 Btu (36,4 MJ/liter alebo 42,8 GJ/t); hustota nafty (priemerná) = 0,84 g/ml (tony/m 3).

Obs.Energetický obsah (výhrevnosť)

1 watt = je jednotka merania výkonu, ktorá sa nazýva výkon. Spotreba energie (elektrický, mechanický alebo iný) predstavuje „energiu konzumovať„hlásené pre„ Čas"v ktorom sa spotrebuje. Napríklad motor, ktorý spotrebuje 1 MJ." (megajoulov, 1 joule je jednotkou merania mechanickej energie) pre 1000 sekúnd vyvinie elektrickú energiu 1 000 wattisekúnd. Spotreba elektriny sa meria v kilowatthodinách (kWh). To znamená, že ak je zariadenie s výkonom 1000W pobeží jednu hodinu (tj. 3 600 sekúnd), 3 600 sa spotrebuje wattsecunda alebo 3,6 kWh.

1 kilowatthodina (je generovaný výkonom 0,271 KW) = 3,6 MJ = 3 412 Btu = 860 kcal

1 megawatthodinu (je generovaný inštalovaným výkonom 271 KW) = 3,6 GJ = 3,412 Btu = 860 kcal

volt (V) je jednotka merania, ktorou sa meria rozdiel potenciálov medzi 2 bodmi na vodiči. Napríklad na batériu R20 existuje potenciálny rozdiel medzi dvoma koncami 1,5 V..

Zemný plyn - VCR = 1027 Btu (ft 3 = 38,3 (MJ/m 3; VCS = 930 Btu/f3 = 34,6 MJ/m 3; 1 termálny (používaný pre zemný plyn, metán) = 100 000 Btu = 105,5 MJ)

Obsah uhlíka vo fosílnych palivách a bioenergetických zdrojoch

uhlie (priemer) = 25,4 tony uhlíka/TJ

olej (priemer) = 19,9 tony uhlíka/TJ

benzín - 1 US galón = 0,833 imperiálnych galónov = 3,79 litra = 2,42 kg uhlíka

DIESEL/vykurovací olej - 1 galón = 0,833 imperiálnych galónov = 3,79 litra = 2,77 kg uhlíka

zemný plyn (metán) - 14,4 ton uhlíka/TJ; 1 m 3 metánu = 0,49 kg uhlíka

uhlík obsiahnutý v biomase v priemere cca. 50% plantáže alebo dreveného odpadu; približne. 45% trávnatých plodín alebo poľnohospodárskych zvyškov

Reprezentatívne prevodné faktory

1 tona ropy = cca. 7,3 suda

1 tona skvapalneného zemného plynu = 45 GJ (VCN - čistá výhrevnosť)

1 000 m 3 zemného plynu (metán) = 36 GJ - čistá výhrevnosť)

1 tona uránu v ľahkovodných reaktoroch, otvorený cyklus) = 10 000 - 16 000 prstov na nohe

% vlhkosti suchého dreva

% vlhkosti vlhkého dreva

Srdce: drevená plošina s rozlohou 3,62 m 3; štandardná veľkosť = 4x 4 x8 stôp vrátane medzier medzi doskami; 1 šnúra obsahuje asi 1,2 tony USA (sušené v rúre) = 2400 libier (libier) = 1089 kg;

1 tona dreva = 1,4 m 3 (nespracované drevo);

obsah energia priemyselného suchého palivového dreva = 18-22 GJ/tona (7 600 - 9 600 Btu/lb);

obsah energia suchého palivového dreva v atmosfére s 20% vlhkosťou = cca. 15 GJ/t (6 400 Btu/lb);

obsah energia poľnohospodárskych zvyškov (rozsah hodnôt vzhľadom na úroveň vlhkosti) = 10 - 17 GJ/t (4 300 - 7300 Btu/lb);

1 tona manga = 30 GJ (= 12 800 Btu/lb), zvyčajne sa vyrába zo vzduchu sušeného dreva, tj. 90 - 180 GJ s pôvodným energetickým obsahom);

1 tona etanolu = 7,94 barelov oleja = 1262 litrov.

energetický obsah etanolu (VCS): 11 500 Btu/lb = 75 700 Btu/galón = 26,7 GJ/t = 21,1 MJ/liter;

energetický obsah etanolu (VCR): 84 000 Btu/galón = 89 MJ/galón = 23,4 MJ/liter

hustota etanolu (priemerná) = 0,79 g/ml (t/m 3)

1 tona bionafty = 37,8 GJ (33,3 - 35,7 MJ/liter)

1 tona rašeliny = 0,2275 prsta na nohe

1 tona palivového dreva = 0,3215 prst na nohe

1 kW (ekvivalent primárnej energie) = 9,36 MJ = cca. 2236 Mcal

C. Energetické nosiče potravín

Výživová hodnota mäsa podľa druhov (hodnoty na 100 g mäsa)

Žaby a niektoré vodné bezstavovce

Kalorická hodnota (kilokalórie/100 ml)

Chemické zloženie a kalorická hodnota niektorých mliečnych výrobkov

100 gramov jedlej látky obsahuje

Chlieb, cukor, sladkosti, tuky, olej

100 gramov jedlej látky obsahuje

III. ZACHYTENIE UHLÍKA

Hmotnosť izolovaného uhlíka sa rovná množstvu CO2, ktoré vznikne vynásobením množstva uhlíka pomerom CO2/C príslušných atómových hmotností, tj 44/12 = 3,66.; Inými slovami, 1 gram uhlíka zodpovedá 3,66 gramu CO2 a naopak, 1 gram CO2 bude v rastlinnej biomase asimilovaný ako 0,273 gramu uhlíka. Da napríklad 16,9 tony Vstavaný uhlík pochádza z 61,97 ton CO2 zaistený (asimilovaný).

Špecifická spotreba energie na výrobu vo výške 1000 m 3 pitnej vody je 634 kWh

cena na jedného spotrebiteľa jednej kWh je v súčasnosti (december 2007) 0,43 RON

O rýchlosti, akou les sekvestruje oxid uhličitý, sa vedú živé diskusie. Podľa Wackernagela, ktorý vážil priemerné hodnoty 26 biomómov, by to bolo 5,2 tony CO2/ha. Van Vuuren a kol. (1999) uvádzajú ďalšie odhady; Nabuurs a kol. (1999) navrhujú rôzne rýchlosti sekvestrácie medzi 2.2 až nad 10 ton CO2/ha.

1. V roku 1986 v USA, v 10 najlepších štátoch produkujúcich kukuricu, sa pestovali akre kukurice; prvých 10 štátov produkujúcich sóju pestovalo hektáre sóje; teda spolu 43,7 mil ha kultivované výlučne s týmito dvoma plodinami. Na tej istej ploche intenzívne vysadenej drevinami by sa stanovilo 1,4 x 10 13 g uhlíka/10 6 ha/rok v nadzemných orgánoch a 0,42 x 10 13 g uhlík/10 6 ha/rok v koreňoch alebo celkom na všetkých 43,7 milióna hektárov, 0,795 x 10 15 g uhlíka/rok. Padám plochy v USA by sa v roku 1986 pestovali so sójovými bôbmi a kukuricou (milióny hektárov), potom by tieto plodiny mali fixné 1,01 x 10 15 g uhlíka/rok.

2. Dreviny môžu produkovať viac vrhu ako jednoročné rastliny a znížená práca s pôdou vedie k pomalšej oxidácii v horných vrstvách pôdy; to znamená ukladanie uhlíka v pôde, keď sa zvyšuje množstvo organickej hmoty. Koľko uhlíka by malo byť potrebné na zvýšenie organického obsahu top 15 cm pôdy obrábanej s 1 %? Americká služba pre ochranu pôdy a ochranu pôdy odhaduje, že hmotnosť je 15 cm pôda v hustote 1,3 by bola približne 2,24 x 10 9 gramov/hektár. Za rovnakých 10 štáty produkujúce kukuricu a sóju, nárast o 1% pôdnej organickej hmoty na 15 cm pôdy vôbec 43,7 milión hektárov obrábaných týmito dvoma druhmi by znamenalo 98 x 10 15 g organických látok. Použitím konverzného faktora 1,7 g „organickej hmoty“ na 1 g uhlík, výsledky 57,6 x 10 15 g uhlíka (1.3 x 10 15 g uhlíka/10 6 hektárov).

3. Uhlíková rezerva vo vegetácii suchozemských ekosystémov sa odhaduje na 550 GT, z toho 40 GT by sa nachádzal v ruských lesných ekosystémoch. Ruské rastlinné ekosystémy majú priemernú ročnú produktivitu 4,4 Gt uhlíka. Globálna zásoba uhlíka uložená v pôde sa odhaduje na 1 500 Gt (v porovnaní s 550 GT) uložené vo vegetácii).

4. „Zelené rastliny sú malé rastliny, ktoré na výrobu organických látok využívajú CO2 a slnečné svetlo. Trvalé byliny Andropogon gayanus a Brachiaria humidicola prevádzať asi 53 ton CO2/ha ročne v organickej hmote, "hovorí." To znamená asi toľko CO2, koľko auto vypustí, a to cez 133 000 míľ. ““

5. Spaľovanie fosílnych palív sa ročne pumpuje do zemskej atmosféry okolo 20.5 miliárd ton CO2. Spaľovanie tropických lesov sa okrem toho uvoľňuje v atmosfére medzi 5.5 a 11 miliárd ton. Niektorí vedci však tvrdia, že namerali 18 až 25 miliárd ton spolu.

6. Kravy pasúce sa na asociáciách strukovín sa zlepšili pomocou prírastku hmotnosti strukovín na hmotnosti 500 kg/ha v porovnaní s pôvodnými zvieratami savany. Obchodovaniu s krávami sa teda darí, pretože hladiny CO2 klesajú.

7. Zakalené pôdy asimilujú uhlík v množstve medzi 0,4 a 1,2 t/ha/rok CO2, ale emitujú značné množstvo CH4 a vracajú ich do atmosféry rýchlosťou 0,5 až 5,6 t/ha/rok Ekvivalent CO2 (Cannell a Milne 1995). Kultivácia rašelinísk vedie k vážnemu uvoľňovaniu uhlíka po rýchlej oxidácii rašeliny, ktorá môže dosiahnuť 8 do 20 t/ha/rok CO2 v systémoch s hlbokými odtokmi a intenzívnym mechanickým narušením pôdy, najmä v prípade hlbokej orby. Po zastavení emisií CH4 vzniká NO2 rýchlosťou, ktorá prevyšuje rýchlosť minerálnych poľnohospodárskych pôd o faktor 2 o 10 hod. Emisie skleníkových plynov z rašelinnej poľnohospodárskej pôdy celkovo prevyšujú emisie z neobrábanej rašelinovej pôdy („panenské“). S faktorom 2 až 6. Odhad emisií CO2 z nízko zakalených oblastí Holandska sa pohybuje od 0,4 až 27,0 t CO2/ha/rok, kvôli odlišnému prostrediu a technológiám (Kuikman et al., 2002).

8. Odtlačok energetických krajín

Všetky výpočty sú založené na sekvestrácii uhlíka v zalesnených oblastiach. Austrálsky inventár skleníkových plynov predpokladá, že celkový ročný prírastkový rast biomasy ako sušiny (su) je 4,81 t/ha, z toho polovica sa berie ako uhlík (2,40 t C) alebo 8,81 t CO2/ha/rok. Ostatné typy lesov majú nižšie hodnoty absorpcie uhlíka.

Rastový faktor biomasy

Rast biomasy v tisícoch sušiny