一度電在物理學(xué)上的意義？

【專家解說】：1度即1KWh 1W=1J/s 1度電，也就是1小時(shí)“電”具有的熱值為：1000W×3600s=3600000J 我國約定：1Kg標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值是7000Kcal 1cal=4.18J 所以，1克標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)能：7000cal×4.18=29260J 1度電相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)量為：3600000J / 29260J/g=123.03g 標(biāo)準(zhǔn)煤亦稱煤當(dāng)量，具有統(tǒng)一的熱值標(biāo)準(zhǔn)。我國規(guī)定每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為7000千卡。將不同品種、不同含量的能源按各自不同的熱值換算成每千克熱值為7000千卡的標(biāo)準(zhǔn)煤。 　　能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)＝某種能源實(shí)際熱值（千卡/千克）/7000（千卡/千克） 通過節(jié)約化石能源和使用可再生能源，是減少二氧化碳排放的兩個(gè)關(guān)鍵。在節(jié)能工作中，經(jīng)常需要統(tǒng)計(jì)分析二氧化碳減排量的問題，現(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)收集的相關(guān)統(tǒng)計(jì)方法做一個(gè)簡單整理，僅供參考。 1、二氧化碳和碳有什么不同？ 二氧化碳（CO2）包含1個(gè)碳原子和2個(gè)氧原子，分子量為44（C-12、O-16）。二氧化碳在常溫常壓下是一種無色無味氣體，空氣中含有約1%二氧化碳。液碳和固碳是生物體（動(dòng)物植物的組成物質(zhì)）和礦物燃料（天然氣，石油和煤）的主要組成部分。一噸碳在氧氣中燃燒后能產(chǎn)生大約3.67噸二氧化碳（C的分子量為12，CO2的分子量為44，44/12=3.67）。 我們在查看減排二氧化碳的相關(guān)計(jì)算資料時(shí)，有些提到的是“減排二氧化碳量”（即CO2），有些提到的是“碳排放減少量”（以碳計(jì)，即C），因此，減排CO2與減排C，其結(jié)果是相差很大的。因此要分清楚作者對減排量的具體含義，它們之間是可以轉(zhuǎn)換的，即減排1噸碳（液碳或固碳）就相當(dāng)于減排3.67噸二氧化碳。 2、節(jié)約1度電或1公斤煤到底減排了多少“二氧化碳”或“碳”？ 發(fā)電廠按使用能源劃分有幾種類型：一是火力發(fā)電廠，利用燃燒燃料（煤、石油及其制品、天然氣等）所得到的熱能發(fā)電；二是水力發(fā)電廠，是將高處的河水通過導(dǎo)流引到下游形成落差推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；三是核能發(fā)電廠，利用原子反應(yīng)堆中核燃料慢慢裂變所放出的熱能產(chǎn)生蒸汽（代替了火力發(fā)電廠中的鍋爐）驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電；四是風(fēng)力發(fā)電場，利用風(fēng)力吹動(dòng)建造在塔頂上的大型槳葉旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電稱為風(fēng)力發(fā)電，由數(shù)座、十?dāng)?shù)座甚至數(shù)十座風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成的發(fā)電場地稱為風(fēng)力發(fā)電場。 以上幾種方式的發(fā)電廠中，只有火力發(fā)電廠是燃燒化石能源的，才會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，而我國是以火力發(fā)電為主的國家（據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年全國發(fā)電總量2.83萬億kWh，其中火電占83.2%，水電占14.7%），同時(shí)，火力發(fā)電廠所使用的燃料基本上都是煤炭（有小部分的天然氣和石油），全國煤炭消費(fèi)總量的49%用于發(fā)電。 因此，我們以燃燒煤炭的火力發(fā)電為參考，計(jì)算節(jié)電的減排效益。根據(jù)專家統(tǒng)計(jì)：每節(jié)約 1度（千瓦時(shí)）電，就相應(yīng)節(jié)約了0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)減少污染排放0.272千克碳粉塵、0.997千克二氧化碳（CO2）、0.03千克二氧化硫（SO2）、0.015千克氮氧化物（NOX）。 為此可以推算出以下公式計(jì)算： 節(jié)約1度電=減排0.997千克“二氧化碳”=減排0.272千克“碳” 節(jié)約1千克標(biāo)準(zhǔn)煤=減排2.493千克“二氧化碳”=減排0.68千克“碳” 節(jié)約1千克原煤=減排1.781千克“二氧化碳”=減排0.486千克“碳” （說明：以上電的折標(biāo)煤按等價(jià)值，即系數(shù)為1度電=0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤，而1千克原煤=0.7143千克標(biāo)準(zhǔn)煤） 根據(jù)相關(guān)資料報(bào)道，CO2（二氧化碳）的碳（C）排放系數(shù)（t/tce）（噸/噸標(biāo)煤）中，國家發(fā)改委能源研究所推薦值為0.67、日本能源經(jīng)濟(jì)研究所參考值為0.68、美國能源部能源信息署參考值為0.69，與以上的推算值（0.68）基本相當(dāng)。應(yīng)該說，該系數(shù)與火電廠的發(fā)電煤耗息息相關(guān)，發(fā)電煤耗降低、排放系數(shù)自然也有所降低。 用同樣方法，也可以推算出節(jié)能所減排的碳粉塵、二氧化硫和氮氧化物的排放系數(shù)。 3、節(jié)約1升汽油或柴油減排了多少“二氧化碳”或“碳”？ 根據(jù)BP中國碳排放計(jì)算器提供的資料： 節(jié)約1升汽油=減排2.3千克“二氧化碳”=減排0.627千克“碳” 節(jié)約1升柴油=減排2.63千克“二氧化碳”=減排0.717千克“碳” 物質(zhì)密度不同重量也不同，1升水重1公斤，原油1升=0.86公斤(1噸=1.17千升=7.35桶)；汽油1升=0.73公斤；煤油1升=0.82公斤；輕柴油1升=0.86公斤；重柴油1升=0.92公斤；1升蒸餾酒=0.912公斤。為此推算： 節(jié)約1千克汽油=減排3.15千克“二氧化碳”=減排0.86千克“碳” 節(jié)約1千克柴油=減排3.06千克“二氧化碳”=減排0.83千克“碳” 標(biāo)準(zhǔn)煤 能源的種類很多，所含的熱量也各不相同，為了便于相互對比和在總量上進(jìn)行研究， 國把每公斤含熱7000大卡（29306千焦）的定為標(biāo)準(zhǔn)煤,也稱標(biāo)煤。另外， 國還經(jīng)常將各種能源折合成標(biāo)準(zhǔn)煤的噸數(shù)來表示，如1噸秸稈的能量相當(dāng)于0.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤，1立方米沼氣的能量相當(dāng)于0.7公斤標(biāo)準(zhǔn)煤。 標(biāo)準(zhǔn)煤亦稱煤當(dāng)量，具有統(tǒng)一的熱值標(biāo)準(zhǔn)。 國規(guī)定每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為7000千卡。將不同品種、不同含量的能源按各自不同的熱值換算成每千克熱值為7000千卡的標(biāo)準(zhǔn)煤。 能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)＝某種能源實(shí)際熱值（千卡/千克）/7000（千卡/千克） 在各種能源折算標(biāo)準(zhǔn)煤之前，首先直測算各種能源的實(shí)際平均熱值，再折算標(biāo)準(zhǔn)煤。平均熱值也稱平均發(fā)熱量．是指不同種類或品種的能源實(shí)測發(fā)熱量的加權(quán)平均值。計(jì)算公式為： 平均熱值(千卡／千克)＝[∑（某種能源實(shí)測低發(fā)熱量）×該能源數(shù)量]/能源總量（噸） 各類能源折算標(biāo)準(zhǔn)煤的參考系數(shù) 能源名稱 平均低位發(fā)熱量 折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù) 原煤 20934千焦／公斤 0．7143公斤標(biāo)煤／公斤 洗精煤 26377千焦／公斤 0．9000公斤標(biāo)煤／公斤 其他洗煤 8374 千焦／公斤 0．2850公斤標(biāo)煤／公斤 焦炭 28470千焦／公斤 0．9714公斤標(biāo)煤／公斤 原油 41868千焦／公斤 1．4286公斤標(biāo)煤／公斤 燃料油 41868千焦／公斤 1．4286公斤標(biāo)煤／公斤 汽油 43124千焦／公斤 1．4714公斤標(biāo)煤／公斤 煤油 43124千焦／公斤 1．4714公斤標(biāo)煤／公斤 柴油 42705千焦／公斤 1．4571公斤標(biāo)煤／公斤 液化石油氣 47472千焦／公斤 1．7143公斤標(biāo)煤／公斤 煉廠干氣 46055千焦/ 公斤 1．5714公斤標(biāo)煤／公斤 天然氣 35588千焦/立方米 12．143噸/萬立方米 焦?fàn)t煤氣 16746千焦/立方米 5．714-6.143噸/萬立方米 其他煤氣 3．5701噸/萬立方米 熱力 0.03412噸／百萬千焦 電力 1.229噸/萬千瓦時(shí) 0.1229kg/千瓦時(shí) 1、熱力 其計(jì)算方法是根據(jù)鍋爐出口蒸汽和熱水的溫度壓力在焓熵圖(表)內(nèi)查得每千克的熱焓減去給水(或回水)熱焓，乘上鍋爐實(shí)際產(chǎn)出的蒸汽或熱水?dāng)?shù)量(流量表讀出)計(jì)算。如果有些企業(yè)沒有配齊蒸汽或熱水的流量表，如沒有焓熵圖(表)，則可參下列方法估算： (1)報(bào)告期內(nèi)鍋爐的給水量減排污等損失量，作為蒸汽或熱水的產(chǎn)量。 (2)熱水在閉路循環(huán)供應(yīng)的情況下，每千克熱焓按20千卡計(jì)算，如在開路供應(yīng)時(shí)，則每千克熱焓按70千卡計(jì)算(均系考慮出口溫度90℃，回水溫度20℃)。 (3)飽和蒸汽，壓力1-2.5千克／平方厘米，溫度127℃以上的熱焓按620千卡，壓力3-7千克／平方厘米，溫度135℃-165℃的熱焓按630千卡。壓力8千克／平方厘米，溫度170℃以上每千克蒸汽按640千卡計(jì)算。 (4)過熱蒸汽，壓力150千克／平方厘米，每千克熱焓：200℃以下按650千卡計(jì)算，220℃-260℃按680千卡計(jì)算，280℃-320℃按700千卡，350℃-500℃按700千卡計(jì)算。按4.1868焦耳折算成焦耳。 2.熱力單位“千卡”與標(biāo)準(zhǔn)煤“噸”的折算 能源折算系數(shù)中“蒸汽”和“熱水”的計(jì)算單位為“千卡”，但“基本情況表”中(能源消耗量中)“蒸汽”計(jì)算單位為“蒸噸”，在其它能源消耗量(折標(biāo)煤)其中的“熱水”計(jì)算單位為“噸”，因此需要進(jìn)一步折算，才能適合“基本情況表”的填報(bào)要求，按國家標(biāo)準(zhǔn)每噸7000千卡折1千克標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算： 3.電力的熱值 一般有兩種計(jì)算方法：一種是按理論熱值計(jì)算，另一種是按火力發(fā)電煤耗計(jì)算。每種方法各有各的用途。理論熱值是按每度電本身的熱功當(dāng)量860大卡即0.1229千克標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算的。按火力發(fā)電煤耗計(jì)算，每年各不相同，為便于對比，以國家統(tǒng)計(jì)局每度電折0.404千克標(biāo)準(zhǔn)煤，作為今后電力折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)。