Los Factores de Emisión de Dióxido de Carbono para el Carbón

Los Factores de Emisión de Dióxido de Carbono para el Carbón

 

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(En Proceso de Edición)

Texto Original aquí: 

http://www.eia.gov/cneaf/coal/quarterly/co2_article/co2.html     

 

 

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Los factores de emisiones de dióxido de carbono para el carbón  

 

 

 

por 

BD Kong y Slatick ER 

(Este artículo fue publicado originalmente en la Energy Information Administration, el Informe Trimestral de carbón,  

Enero-abril de 1994, DOE/EIA-0121 (94/Q1) (Washington, DC, agosto de 1994), pp 1-8.)

Introducción

El carbón es una fuente importante de energía en los Estados Unidos, y la dependencia del país en este combustible fósil para la generación de electricidad está creciendo. La combustión de carbón, sin embargo, añade una cantidad significativa de dióxido de carbono a la atmósfera por unidad de energía térmica, en mayor medida que la combustión de otros combustibles fósiles. (1) Debido a la creciente preocupación por las posibles consecuencias del calentamiento global, que puede ser causado en parte por el aumento de dióxido de carbono atmosférico (un importante gas de efecto invernadero), y también debido a la necesidad de estimaciones precisas de las emisiones de dióxido de carbono, la 'Energy Information Administration' (EIA) ha desarrollado Factores para calcular la cantidad de dióxido de carbono emitido como resultado del consumo de carbón de EE.UU..

Los Factores de emisión de dióxido de carbono de carbón de EE.UU. han estado previamente disponible de varias fuentes. Sin embargo, aquellos factores de emisión tienen defectos, porque se basan en el análisis de sólo algunas muestras de carbón.

La mayoría son factores individuales aplicados a todos los carbones, independientemente de su Rango (esto es, de si son 'antracitos', 'bituminosos', 'sub-bituminosos', o 'lignitos') o de su origen geográfico. Debido a que los factores individuales (Nota del T.: diría "generales" de la clase mineral "Carbón") no tienen en cuenta las diferencias entre las carbones, no reflejan el cambio de "mezcla" de carbón en el consumo de carbón de EE.UU. que ha ocurrido en el pasado y ocurrirá en el futuro. A falta de estandarización, los factores previamente disponibles también son muy diferentes unos de otros. (2)

Los Factores de emisión del EIA mejorarán la precisión de las estimaciones de las emisiones de dióxido de carbono, especialmente a nivel estatal y regional, ya que reflejan la diferencia existente en la proporción de carbono y el contenido calórico, según el rango del carbón y el Estado de origen. Los Factores de evaluación del impacto ambiental de emisiones se derivan de los archivos de análisis EIA de carbón, una gran base de datos de análisis de muestras de carbón. Los Factores de emisiones varían considerablemente según el Rango del carbón, lo que confirma un hallazgo largamente reconocido, pues también varían dentro de cada Rango (o tipo) según el Estado de origen. Estos resultados fueron verificados estadísticamente.

Dos tipos de factores de emisión de dióxido de carbono se han desarrollado. En primer lugar están los Factores de emisiones básicos, que cubren los Rangos según Estados de origen. Estos factores de emisión básicos son considerados como "fijos" en el futuro inmediato hasta que mejores datos estén disponibles. En segundo lugar están los Factores de emisión según por usos y estimadas emisiones de dióxido de carbono en el consumo de carbón por Estados, con el consumo de sectores detallado. Estos Factores de emisión se basan en la combinación de consumo de carbón y los factores de emisión básicos de rango del carbón y el Estado de origen. Estos Factores de emisión están sujetos a cambiar con el tiempo, reflejando los cambios en la mezcla del carbón consumido.

Los Factores de (evaluación del impacto ambiental de) emisiones no sólo permitirán estimar más precisamente que antes  las emisiones de dióxido de carbono generadas por el carbón, sino que también proporcionan consistencia en las estimaciones. Analistas de la energía y el medio ambiente encontrarán los factores de (evaluación del impacto ambiental de las) emisiones de utilidad para el análisis y monitoreo de las emisiones de dióxido de carbono de la combustión de carbón, ya sea que sean estimas por el Estado de origen del carbón, el Estado donde se consume, o un sector de consumo.

La combustión de carbón y las emisiones de dióxido de carbono

La cantidad de calor emitido durante la combustión del Carbón depende en gran medida de las cantidades de Carbono, Hidrógeno y Oxígeno presentes en el carbón y, en menor medida,  del contenido de Azufre. Por lo tanto, la proporción de carbono en relación al contenido de calor depende de estos componentes productores de calor del carbón, y estos componentes varían según el Rango del carbón (ver Inicio, 3º párrafo).

El carbono, con mucho, el principal componente del carbón, es la principal fuente de calor, generando cerca de 14.500 unidades térmicas Británicas (Btu) por libra. El típico contenido de carbono para el carbón (en base seca) oscila entre más del 60 por ciento para el lignito a más de 80 por ciento a la antracito. Aunque el hidrógeno genera alrededor de 62.000 Btu por libra, éste representa sólo el 5 por ciento o menos del carbón, y no todo éste está disponible para el calor, debido a que parte del hidrógeno se combina con el oxígeno para formar vapor de agua. Cuanto mayor sea el contenido de oxígeno del carbón, menor será su valor calórico. (3) Esta relación inversa se produce porque el oxígeno en el carbón está unido al carbono y ha, por lo tanto, ya parcialmente oxidado al carbono, disminuyendo su capacidad para generar calor. La cantidad de calor aportado por la combustión de azufre en el carbón es relativamente pequeña, debido a que el poder calorífico del azufre es de sólo 4.000 Btu por libra, y el contenido de azufre del carbón en general, promedia 1 a 2 por ciento por peso. (4) En consecuencia, variaciones en las proporciones de carbono para el contenido de calor del carbón se deben principalmente a variaciones en el contenido de hidrógeno.

Los factores de emisión de dióxido de carbono en este artículo se expresan en términos del contenido energético del carbón, como libras de dióxido de carbono por millón de Btu. El dióxido de carbono (CO 2) se forma durante la combustión de carbón, cuando un átomo de carbono (C) se une con dos átomos de oxígeno (O) en el aire. Debido a que el peso atómico del carbono es 12 y el del oxígeno es 16 años, el peso atómico del dióxido de carbono es de 44. A partir de esa proporción, y suponiendo una combustión completa, 1 libra de carbono se combina con 2,667 libras de oxígeno para producir 3,667 libras de dióxido de carbono. Por ejemplo, un carbón con un contenido de carbono del 78 por ciento y un valor calorífico de 14.000 Btu por libra, emite alrededor de 204.3 libras de dióxido de carbono por millón de BTU cuando está completamente quemado. (5)  La combustión completa de 1 tonelada corta (2,000 libras) de este carbón generará alrededor de 5.720 libras (2,86 toneladas cortas) de dióxido de carbono.

Metodología y Controles Estadísticos

Los factores de emisión de dióxido de carbono de la EIA se derivan de los datos en el archivo de análisis del EIA del carbón, una de las fuentes de datos más completa sobre la calidad del carbón de EE.UU., según por capas de carbón y la producción de carbón por condado. La mayoría de las muestras en el archivo fueron tomadas de los envíos de carbón a las instalaciones de Gobierno de los EE.UU., a partir de "Tipples" y de las minas. De los más de 60.000 muestras de carbón en el Archivo, 5.426 fueron identificadas como conteniendo datos sobre el valor del calor y el análisis final (6) necesarios para el desarrollo de la relación entre el contenido de carbono y el calor del carbón, es decir, los factores de emisión de dióxido de carbono. Rango del carbón se le asignó a cada muestra de acuerdo con el método de clasificación estándar desarrollado por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales. Estas observaciones de datos (muestras) cubierto todos los grandes y la mayoría de los menores productores de carbón Estados (Tabla FE1). A excepción de Arizona, Dakota del Norte y Texas, todos los principales Estados productores de carbón se considera que tienen un número suficientemente grande de observaciones de datos para obtener los factores de emisión confiable.

La proporción de carbono al contenido de calor se calcula para cada una de las 5.426 muestras de carbón seleccionadas por rango del carbón y el Estado de origen en el supuesto de que todo el carbono en el carbón se convierte en dióxido de carbono durante la combustión. (7) Las variaciones en las tasas de se observaron en ambas rango del carbón y el Estado de origen. El análisis se realizó para determinar si estas variaciones fueron estadísticamente significativos y para asegurarse de que otros factores relacionados con las muestras (es decir, el año se tomó la muestra y recibió el grado de limpieza de la muestra) no fueron significativamente responsable de las variaciones observadas.

 

Tabla FE1. Número de observaciones por rango del carbón y el Estado de Origen

Estado de Origen

Antracita

Bituminoso

Sub-bituminoso

Lignito

Alabama

-

224

-

-

Alaska

-

-

-

-

Arizona

-

8

-

-

Arkansas

-

8

-

-

California

-

-

-

-

Colorado

-

164

18

-

Georgia

-

1

-

-

Idaho

-

2

-

-

Illinois

-

332

-

-

Indiana

-

51

-

-

Iowa

-

67

1

-

Kansas

-

19

-

-

Kentucky: Este

-

486

-

-

Kentucky: West

-

151

-

-

Luisiana

-

-

-

-

Maryland

-

13

-

-

Misuri

-

86

-

-

Montana

-

6

23

2

Nevada

-

4

-

-

Nuevo México

-

50

-

-

Dakota del Norte

-

-

-

16

Ohio

-

228

-

-

Oklahoma

-

155

-

-

Oregón

-

-

2

-

Pensilvania

523

679

-

-

Dakota del Sur

-

-

-

3

Tennessee

-

271

-

-

Texas

-

-

-

11

Utah

-

104

2

-

Virginia

-

169

-

-

Washington

-

181

36

4

Virginia Occidental

-

1071

-

-

Wyoming

-

133

121

1

Total.

523

4663

203

37

Fuente: Energy Information Administration, oficina de carbón, combustibles nucleares, eléctricos y alternativos, "Análisis de la relación entre el calor y el contenido de carbono de Carbones de EE.UU.," septiembre de 1992.

Distribuciones de las observaciones de datos por año de recolección y del grado de limpieza fueron compilados (Tabla FE2). Debido a las fechas de la gama de muestras entre 1900 y 1986, se pensó que los cambios en las técnicas de análisis de laboratorio en los últimos años podría haber influido en el carbono-el contenido de calor resultante de las proporciones. Un análisis de regresión determinó que, con un valor de R 2 de sólo 0,01 (Tabla FE3), el año se tomó la muestra no fue un factor útil para explicar la variación en la relación, aunque hubo pequeños cambios en la relación con el tiempo. ( 8) Este descubrimiento indica que las muestras de períodos anteriores se podrían combinar con las muestras más recientes para calcular los Factores de emisiones de dióxido de carbono factores.

 

Tabla FE2. Distribución de las observaciones por año y grado de limpieza

Año

Número de observaciones

Por ciento del total

1900-1909

217

4.0

1910-1919

679

12.5

1920-1929

657

12.1

1930-1939

772

14.2

1940-1949

744

13.7

1950-1959

1043

19.2

1960-1969

557

10.3

1970-1979

339

6.2

1980-1986

418

7.7

Total

5426

100.0

Grado de limpieza

Crudo

4519

83.3

Lavado

847

15.6

Parcialmente lavada

60

1.1

Nota: El total no puede ser igual a la suma de los componentes debido al redondeo.

Fuente: Energy Information Administration, oficina de carbón, combustibles nucleares, eléctricos y alternativos, "Análisis de la relación entre el calor y el contenido de carbono de Carbones de EE.UU.," septiembre de 1992.

Del total de muestras, el 83 por ciento eran de carbón en bruto, y el resto ya sea lavado o lavado parcialmente. De limpieza no debería afectar la relación de calor a un contenido de carbono del carbón se debe a que el proceso elimina principalmente incombustible impurezas. Esto fue confirmado por un análisis de varianza. No hubo diferencias en las proporciones de carbono-a-el contenido de calor entre lavado o lavado parcial y el carbón en bruto, pero con un valor de R 2 de 0,06, las diferencias no hizo mucho para explicar la variación en las proporciones. Por lo tanto, no estaba justificada la corrección de los datos para tener en cuenta el escaso efecto que tuvo sobre la limpieza del carbón los factores de emisión.

El análisis de varianza se utilizó para probar la significación estadística de las diferencias en las proporciones de carbono a través de contenido de calor-rango del carbón y en el Estado de origen dentro de rango del carbón. La variable de respuesta continua (el dióxido de carbono factor de emisión) se relacionó con las variables de clasificación de rango y el Estado de origen. El dióxido de carbono factor de emisión se supone que es una función lineal de los parámetros asociados con el rango del carbón y el Estado de origen. (9)

Los análisis estadísticos (Tabla FE3) indicaron que: (1) existen diferencias estadísticamente significativas en los factores de emisión de dióxido de carbono tanto a través del  rango del carbón y el Estado de origen, (2) rango del carbón y el Estado de origen de cada (muestra) explican aproximadamente el 80 por ciento de la variación en factores de emisión de dióxido de carbono, y (3) Estado de origen junto con rango de carbón es una variable explicativa ligeramente más potente que el rango del carbón sea (considerando) Estado de origen o solo.

 

Tabla FE3. Resumen estadístico de los factores de emisión de dióxido de carbono análisis por rango del carbón y el Estado de Origen

Variable

Prueba F

R 2 

MSE

Raíz de las MYPE

Año recopilada

***

0.01

55.18

7.43

Grado de limpieza

***

0.06

52.07

7.22

Carbón de rango

***

0.78

12.24

3.50

Estado de Origen

***

0.81

10.78

3.28

Estado de origen combinado

con rango de carbón

***

0.82

9.98

3.16

Notas: La prueba F indica la significación estadística de las diferencias en los factores de emisión en todos los niveles de la variable explicativa, *** indican significación al nivel de 0,001. R 2 (coeficiente de determinación) indica la proporción de la variación total de los factores de emisión se explica por el modelo. MSE (error cuadrático) es la varianza de los factores de emisión, y MSE raíz es la desviación estándar correspondiente.

Fuente: Energy Information Administration, oficina de carbón, combustibles nucleares, eléctricos y alternativos, "Análisis de la relación entre el calor y el contenido de carbono de Carbones de EE.UU.," septiembre de 1992.

Los factores de emisiones de dióxido de carbono por el rango del carbón y el Estado de Origen

La media (aritmética) factores de emisión promedio obtenido de las muestras individuales (suponiendo una combustión completa) (Tabla FE4) (10) confirman la larga búsqueda de reconocimiento que antracita emite la mayor cantidad de dióxido de carbono por millón de Btu, seguido por el lignito, carbón subbituminoso, y carbón bituminoso. El dióxido de carbono de alto factor de emisión a la antracita refleja el carbón contenido de hidrógeno relativamente pequeña, lo que reduce su poder calorífico. (11) En libras de dióxido de carbono por millón de Btu, EE.UU. factores promedio es 227,4 a la antracita, 216,3 de lignito, 211,9 para la sub-bituminoso carbón y 205.3 de carbón bituminoso.

Tabla FE4. Promedio de emisiones de dióxido de carbono Factores del Carbón por Rank y el Estado de Origen

Estado de Origen

Antracita

Bituminoso

Sub-bituminoso

Lignito

Alabama

-

205.5

-

-

Alaska

-

-

un 214,0

-

Arizona

-

209.7

-

-

Arkansas

-

211.6

-

b 213,5

California

-

-

-

c 216,3

Colorado

-

206.2

212.7

-

Georgia

-

206.1

-

-

Idaho

-

205.9

-

-

Illinois

-

203.5

-

-

Indiana

-

203.6

-

-

Iowa

-

201.6

d 207,2

-

Kansas

-

202.8

-

-

Kentucky: Este

-

204.8

-

-

Kentucky: West

-

203.2

-

-

Luisiana

-

-

-

b 213,5

Maryland

-

210.2

-

-

Misuri

-

201.3

-

-

Montana

-

209.6

213.4

220.6

Nevada

-

201.8

-

-

Nuevo México

-

205.7

e 208,8

-

Dakota del Norte

-

-

-

218.8

Ohio

-

202.8

-

-

Oklahoma

-

205.9

-

-

Oregón

-

-

210.4

-

Pensilvania

227.4

205.7

-

-

Dakota del Sur

-

-

-

217.0

Tennessee

-

204.8

-

-

Texas

-

f 204,4

-

213.5

Utah

-

204.1

207.1

-

Virginia

-

206.2

-

-

Washington

-

203.6

208.7

211.7

Virginia Occidental

-

207.1

-

-

Wyoming

-

206.5

212.7

215.6

Promedio de los EE.UU.

227.4

205.3

211.9

216.3

una base de datos sobre el carbono y el calor contenido suministrado por la empresa Usibelli la Minería del Carbón para el carbón sub-bituminoso C que actualmente se producen en el Estado.

b Basado en el factor de emisión de CO 2 en Texas lignito.

c Basado en el factor de emisión de CO 2 para EE.UU. lignito.

d Derivado de "Geoquímica de elementos de Cherokee Carbones del Grupo (Medio de Pensilvania) de Centro-Sur y Sureste de Iowa," Documento Técnico 5, Iowa Geological Survey (Iowa City, IA, 1984), pp 15, 48 y 49.

e Basado en el factor de emisión de CO 2 para un sub-bituminoso carbón.

f Sobre la base de la relación de CO 2 de EE.UU. de alta volatilidad de carbón bituminoso.

Fuente: Energy Information Administration, oficina de carbón, combustibles nucleares, eléctricos y alternativos, "Análisis de la relación entre el calor y el contenido de carbono de Carbones de EE.UU.," septiembre de 1992.

En general, los factores de emisión de dióxido de carbono son los más bajos para el carbón producido en los Estados del este del río Mississippi (Figura FE1), donde los carbones bituminosos predominantes son de rango y, por tanto, los factores de emisión relativamente baja. En comparación, los yacimientos de carbón en el oeste son carbón sub-bituminoso en gran medida, que los factores de emisión relativamente alto. En un sentido amplio, las diferencias geográficas reflejan el mayor grado de carbonificación - el proceso que transforma el material vegetal en carbón bajo la influencia del calor y la presión - en las áreas que contienen carbón en el este.

En la cuenca del carbón de los Apalaches, los factores de emisión para el rango de hulla bituminosa, de un mínimo de 202.8 libras de dióxido de carbono por millón de Btu en Ohio a un máximo de 210,2 en Maryland. (12) Pennsylvania antracita, que se produce en pequeñas cantidades, tiene el mayor factor de emisión entre todos los rangos del carbón (227,4). De carbón de la Cuenca de Illinois, todos los bituminosa en rango, los factores de emisión son relativamente uniformes, que van desde 203,2 en el oeste de Kentucky a 203,6 en Indiana.

 

Figura FE1: Promedio de carbono Factores de Emisión de Dióxido de Carbón por Rank y el Estado de Origen

(Aquí va un Mapa de Estados Unidos que "no pegó". Véase Link a Ensayo original al comienzo)


Libras de dióxido de carbono por millón de BTU

Al oeste del río Mississippi, los factores de emisión para el rango de carbón bituminoso de más de 201 kilos de dióxido de carbono por millón de BTU en Missouri, Iowa y Nevada a más de 209 en Arizona, Arkansas y Montana. Alrededor del 16 por ciento de carbón del oeste 1992 de salida de la Mississippi se hulla bituminosa, con la producción principalmente de Utah, Arizona, Colorado y Nuevo México.

Sub-bituminoso carbón es el rango predominante de carbón que se produce al oeste del río Mississippi, con un 62 por ciento de la producción de la región total de carbón en 1992. Sub-bituminoso carbón en polvo de la Cuenca del Río de Wyoming, la principal fuente de este rango de carbón, tiene un factor de emisión de 212.7 libras de dióxido de carbono por millón de Btu. Este es el mismo que el de sub-bituminoso carbón en Colorado, pero ligeramente inferior a la de Montana. El factor más bajo de emisiones de carbón sub-bituminoso se encuentra en Utah (207,1) y el más alto se encuentra en Alaska (214.0).

El factor de emisión para el lignito de la región de la Costa del Golfo de carbón en Texas, Louisiana y Arkansas es 213.5 libras de dióxido de carbono por millón de Btu. Esto es de 1 a 3 por ciento más bajos que los factores de emisión para el lignito en la región carbonífera Fort Union en Dakota del Norte, Dakota del Sur y Montana y de lignito de la cuenca del río Powder en Wyoming. La salida de lignito 1992 representaron el 22 por ciento de la producción de carbón al oeste del río Mississippi, con las dos terceras partes de Texas y la mayor parte del saldo de Dakota del Norte.

Todos los factores de evaluación del impacto ambiental de emisiones de dióxido de carbón por el rango y el Estado de origen debe ser considerado como "fijos" en el futuro previsible. Esto se debe a los datos detallados análisis de carbón no están ampliamente disponibles cada año, y debido a los factores de emisión EIA, elaborado a partir del archivo de análisis EIA de carbón, se considera que representan efectivamente la relación entre el carbono y el contenido calórico de los distintos carbones EE.UU.. Sin embargo, los factores de emisión básicos serán revisadas cuando se disponga de datos adicionales de análisis de carbón se acumulan.

Los factores de emisiones de dióxido de carbono por consumo de carbón del sector y el Estado

El uso del carbón entre los sectores de consumo y de los Estados varía en cantidad, así como en la clasificación y el Estado de origen. Por lo tanto, los factores de emisión por sector de consumo en cada Estado se obtuvieron mediante la ponderación de los factores de emisión por rango del carbón y el Estado de origen por las respectivas cantidades recibidas por el sector. (13) , (14) En comparación, los factores de emisión para 1980 y 1992 se reportan en este artículo (Tabla FE5). Cabe señalar que la cantidad de carbón recibido en un año determinado no puede ser igual a la cantidad consumida durante el año debido a las adiciones o retiros de valores. Por otra parte, porque los datos sobre el origen y el destino de carbón están disponibles sólo para la distribución de carbón, los factores de evaluación del impacto ambiental de emisiones para el consumo de carbón por el sector de suponer que la mezcla de carbón recibido durante un año determinado es el mismo que el consumo en ese año.

Los factores de emisión para el consumo de carbón implican combustión se basan en la suposición de que todo el carbono en el carbón se convierte en dióxido de carbono durante la combustión. De hecho, un porcentaje muy pequeño del carbono en el carbón no se oxida durante la combustión. Los factores de emisión en la tabla FE5 puede ser ajustado para reflejar una combustión incompleta. (15)

En las plantas de coque, el carbón se carboniza, no se quema, para producir coque, que se utiliza en la fabricación de lingotes de hierro por la industria del hierro y acero. Aunque la mayor parte del carbono en el carbón restos carbonizados de la coca, una pequeña cantidad se mantiene en los productos derivados, algunos de los cuales se consumen como fuentes de energía y otros como no energéticos de materias primas. (16) El examen de los datos históricos de las operaciones de la planta de coque indica que alrededor del 10 por ciento del carbono en el carbón de coque se mantiene en no energéticos derivados. (17) Sin embargo, no los subsidios se han hecho en los factores de emisión para las plantas de coque (Tabla FE5) para el carbono retenido en los no energéticos derivados, dejar ajustes a las estipulaciones del usuario.

 

 

Tabla FE5. Promedio de emisiones de dióxido de carbono factores de consumo de carbón del sector y el Estado, 1980 y 1992

 

Estado

Sector

Electric Utilities

Industrial

Residencial / Comercial

Estado medio b 

Carbón de coque un 

Carbón otros

1980

1992

1980

1992

1980

1992

1980

1992

1980

1992

Alabama

205.0

205.3

205.5

206.1

205.5

205.7

205.4

205.5

205.1

205.4

Alaska

214.0

214.0

-

-

-

-

-

214.0

214.0

214.0

Arizona

208.0

207.7

-

-

209.2

206.7

-

208.6

208.1

207.6

Arkansas

212.7

212.7

-

-

201.4

205.2

205.3

222.3

210.7

212.5

California

-

-

208.7

-

205.6

204.2

204.5

204.1

207.5

204.1

Colorado

211.5

209.8

212.6

-

212.6

212.5

212.6

211.0

211.7

209.9

Connecticut

-

204.9

-

-

-

204.7

226.1

220.2

226.1

205.2

Delaware

206.0

206.9

-

-

205.9

207.4

221.8

221.1

206.0

207.0

Distrito de Columbia

-

-

-

-

205.0

-

205.5

206.3

205.4

206.3

Florida

204.0

204.4

-

-

204.2

205.1

205.0

205.7

204.0

204.5

Georgia

204.3

204.8

-

-

204.9

204.9

204.7

204.9

204.3

204.8

Hawai

-

-

-

-

-

204.4

-

-

-

204.4

Idaho

-

-

-

-

212.6

212.2

205.4

205.0

210.7

211.3

Illinois

207.1

206.2

205.2

206.5

204.2

203.7

203.9

203.9

206.7

205.9

Indiana

204.0

205.6

205.0

206.0

203.7

204.5

203.7

203.8

204.3

205.5

Iowa

207.2

211.1

-

-

205.7

208.3

205.1

204.2

207.0

210.7

Kansas

209.2

210.9

-

-

201.9

205.3

202.2

202.9

209.0

210.8

Kentucky

204.0

204.1

204.6

206.3

205.4

205.4

204.6

204.6

204.1

204.2

Luisiana

212.7

212.9

-

-

203.9

210.9

201.3

-

212.1

212.8

Maine

-

-

-

-

206.0

204.9

216.2

213.0

207.9

205.3

Maryland

206.6

207.0

205.9

-

206.1

208.4

210.6

211.7

206.3

207.1

Massachusetts

206.4

206.8

-

-

206.3

207.0

218.2

214.1

207.6

206.9

Michigan

206.0

208.9

205.5

-

204.8

205.3

205.0

205.0

205.7

208.5

Minnesota

212.9

213.0

-

-

211.6

211.8

208.6

212.3

212.7

212.9

Misisipí

204.7

204.5

-

-

204.0

204.6

202.6

227.4

204.7

204.5

Misuri

204.5

206.2

205.2

-

203.6

204.5

202.1

203.4

204.5

206.1

Montana

213.9

213.5

-

-

211.2

211.4

205.6

213.3

213.7

213.5

Nebraska

211.7

212.7

-

-

212.3

213.1

212.6

219.2

211.7

212.7

Nevada

208.2

208.4

-

-

204.5

204.1

208.4

204.1

208.1

208.3

New Hampshire

206.9

206.3

-

-

207.0

207.1

227.2

225.4

207.0

206.5

Nueva Jersey

206.6

206.6

-

-

218.3

207.3

227.2

227.1

207.1

206.8

Nuevo México

205.7

205.7

-

-

212.0

212.7

209.8

206.3

205.7

205.7

Nueva York

205.7

206.1

205.5

206.1

206.9

207.0

218.9

218.0

206.3

206.5

Carolina del Norte

205.6

205.8

-

-

204.8

205.7

204.9

206.2

205.6

205.8

Dakota del Norte

218.8

218.8

-

-

218.8

218.3

218.5

216.8

218.8

218.6

Ohio

204.4

204.4

205.4

206.4

204.0

204.5

203.8

205.5

204.5

204.6

Oklahoma

210.5

212.6

-

-

202.2

207.5

205.7

207.0

210.0

212.3

Oregón

212.7

212.9

-

-

212.7

211.5

205.6

204.1

212.5

212.8

Pensilvania

206.1

206.2

205.7

206.1

207.9

208.5

221.2

219.7

206.4

206.7

Rhode Island

-

-

-

-

210.0

-

223.9

227.4

217.2

227.4

Carolina del Sur

204.9

205.0

-

-

205.0

205.3

204.8

205.3

204.9

205.0

Dakota del Sur

218.1

218.8

-

-

210.5

212.7

212.0

212.8

217.6

217.9

Tennessee

204.0

204.0

210.2

-

204.8

205.5

204.5

204.6

204.1

204.2

Texas

213.0

212.9

209.8

-

212.3

212.3

213.7

211.0

212.8

212.9

Utah

204.1

204.3

210.8

205.6

205.2

204.1

204.1

204.1

205.7

204.4

Vermont

205.7

-

-

-

207.8

212.2

227.4

227.4

216.0

216.8

Virginia

205.9

206.0

206.2

206.2

205.1

206.2

205.0

206.3

205.7

206.1

Washington

208.7

209.3

-

-

206.3

205.8

204.3

206.9

208.3

209.1

Virginia Occidental

206.9

207.0

205.3

206.7

205.4

206.6

205.0

210.2

206.6

207.0

Wisconsin

207.0

209.9

205.4

-

205.5

206.1

205.8

204.9

206.8

209.5

Wyoming

212.7

212.0

-

-

212.0

212.5

212.3

212.7

212.6

212.1

Promedio de los EE.UU. b

206.7

207.7

205.8

206.2

205.9

207.1

210.6

211.2

206.5

207.6

un asignaciones no se han hecho para el carbono retenido en los no energéticos derivados del carbón químico del proceso de carbonización del carbón.

b Promedio ponderado. Las ponderaciones utilizadas son los valores de consumo por sectores.

Fuente: Energy Information Administration, oficina de carbón, combustibles nucleares, eléctricos y alternativos.

La mezcla de rango y origen de carbón que se consume en los Estados Unidos ha cambiado sustancialmente en las últimas dos décadas, reflejando cambios hacia el uso del carbón del oeste de bajo contenido en azufre de tipo sub-bituminoso y lignita, predominantemente para la generación de electricidad. Mayores cambios se esperan en los próximos años, especialmente debido a las Enmiendas Air Act de 1990, la que animará cambios desde el carbón bituminoso del Este de alto contenido de azufre a carbón sub-bituminoso del oeste de bajo contenido en azufre.

El cambio en la mezcla de filas carbón que se consume se hace evidente cuando la producción por rango del carbón en 1980 se compara con que en 1992, como la mayoría de la producción era para el consumo interno. (18) En 1980, el carbón bituminoso compuesto por un 76 por ciento del total, pero por 1992 su participación se redujo a 65 por ciento. Por el contrario, el porcentaje de sub-bituminoso carbón pasó de 18 por ciento en 1980 a 25 por ciento en 1992, mientras que la cuota para el lignito pasó de un 6 por ciento al 9 por ciento. Compartir antracita fue un 1 por ciento en ambos años. Porque un menor rango de carbones tienen relativamente alto de carbono factores de emisión de dióxido de un mayor uso de estas brasas de carbón causó la media nacional el factor de emisión de dióxido de un aumento de 206.5 libras por millón de Btu en 1980 a 207,6 libras por millón de Btu en 1992.

El cambio en la mezcla de las filas del carbón producido refleja los grandes cambios sectoriales y regionales en el consumo de carbón que se han producido en las últimas dos décadas. El sector eléctrico domina el consumo de carbón, y su participación ha aumentado considerablemente. Del consumo total de carbón en 1992, las empresas eléctricas el 87 por ciento, por encima del 81 por ciento en 1980, debido principalmente al aumento de consumo de servicios públicos en el oeste de carbón del río Mississippi. (19) La cuota de mercado de los carbones de bajo rango en la compañía eléctrica sector aumentó considerablemente. (20) carbón sub-bituminoso aumentó del 24 por ciento en 1980 a 31 por ciento en 1992, y el lignito aumentó del 7 al 10 por ciento durante el período. Por el contrario, carbón bituminoso se redujo de 69 por ciento en 1980 a 58 por ciento en 1992. La cuota de mercado de antracita (el 1 por ciento) no ha cambiado.

Carbón para producir coque es virtualmente todos los bituminosa en rango, menos del 1 por ciento es de antracita. Sólo unos pocos Estados, la mayoría de los Apalaches, el suministro de carbón de coque. La industria del coque, que ha ido disminuyendo, representan sólo el 4 por ciento del consumo total de carbón en 1992, frente al 9 por ciento en 1980.

Todos los rangos de carbón son usados por los otros sectores industrial y residencial / comercial. (21) El sector industrial representaron el 8 por ciento del consumo total de carbón en 1992, poco menos que en 1980. Sin embargo, el factor de emisión para este sector aumentó sizably durante el período, debido principalmente al aumento del uso de carbones de bajo rango en el oeste, y ha contribuido al aumento de los factores de emisión para el promedio nacional. El sector residencial / comercial es un componente relativamente menor del consumo de carbón, con un 1 por ciento del total en 1980 y 1992.

Al igual que con el consumo de carbón por el sector, la cantidad de dióxido de carbono emitido por la combustión del carbón total en un Estado en particular - y por lo tanto, el dióxido de carbono factor de emisión de dicho Estado - depende de la mezcla de carbón consumida por los diferentes sectores de consumo en ese Estado durante un año en particular. Cuando el total de energía en BTU de consumo de carbón por un Estado que se conoce (sin desglose por sector del carbón que consume), los factores de emisión promedio del estado se puede utilizar para estimar la cantidad total de emisiones de dióxido de carbono por el Estado.

Publicación de los factores de emisión de dióxido de carbono

factores de emisión de dióxido de carbono de la EIA de sector consumidor y el Estado será actualizada periódicamente para reflejar los cambios en la mezcla de consumo de carbón EE.UU.. EIA planea reportar estos cambios en el Informe Trimestral de carbón, el informe de la Energía de Datos del Estado, y la emisión anual de emisiones de gases de efecto invernadero en los Estados Unidos.

 

Una La combustión de carbón emite casi el doble de dióxido de carbono por unidad de energía que la combustión de gas natural, mientras que el importe de la combustión de petróleo crudo se sitúa entre el carbón y el gas natural, según la Administración de Información de Energía, las emisiones de gases de efecto invernadero en los Estados Unidos 1985-1990, DOE/EIA-0573 (Washington, DC, septiembre de 1993), p. 16.

Dos ejemplos de los factores de emisión publicados anteriormente son, en libras de dióxido de carbono por millón de Btu, los factores individuales de emisión de 205,7 en el "United emisiones de los Estados de dióxido de carbono a la atmósfera de la Tierra," Política Energética de Sistemas, vol. 14, 1990, p. 323, 210.2, en cambio poco a poco, Congreso de los EE.UU., Oficina de Evaluación Tecnológica, febrero de 1991, p. 333 y 205.6 de carbón bituminoso de gases de efecto invernadero, reducción y control, la AIE de Investigación del Carbón, junio de 1991, p. 24 y 183.4 en la limitación de las emisiones netas de gases de efecto invernadero en los Estados Unidos (Resumen Ejecutivo), EE.UU. Departamento de Energía, Oficina de Análisis Ambiental, septiembre de 1991, p. 37. Informó por primera vez EIA factores de emisión por rango del carbón, publicado en eléctrico anual de energía de 1990, DOE/EIA-0348 (90) (Washington, DC, enero de 1992), p. 124, fueron los siguientes: antracita, 209, carbón bituminoso, 209, sub-bituminoso carbón, 219; y lignito, 213.

3 Departamento de Energía de EE.UU., Pittsburgh Energy Technology Center, "Introducción a la combustión de carbón," PETC Review, n º 2 (Pittsburgh, PA, septiembre de 1990), p. 17.

4 Las relaciones de los diversos componentes que producen calor del carbón se dan en la fórmula de Dulong, que proporciona un método para calcular el valor calorífico de combustibles sólidos. Fórmula de Dulong es la siguiente: Btu por libra = 14,544 C + 62,028 (H - O ÷ 8) + 4050 S. C es el carbono, H es el hidrógeno, el oxígeno es O, y S es el azufre, todo ello expresado en porcentaje en peso. Los coeficientes representan los valores de calentamiento aproximado de los respectivos componentes en Btu por libra. El término S ÷ 8 para el hidrógeno es una corrección aplicado a la cuenta de la parte del hidrógeno se combina con oxígeno para formar agua. Para una mayor discusión de la fórmula de Dulong, ver Babcock & Wilcox Co., vapor / su generación y uso, la 40 ª edición, 1992, p. 9.9.

5 Las posibles emisiones de dióxido de carbono se puede calcular mediante el uso de la siguiente fórmula: por ciento de carbono ÷ Btu por libra x 36.670 = libras (libras) de dióxido de carbono por millón (10 6) Btu. Multiplicar libras de dióxido de carbono por millón de Btu por 0.123706 para obtener millones de toneladas métricas (MMT) de carbono por billones (10 15) Btu.

6 El análisis último se refiere a la determinación de carbono, hidrógeno, azufre, nitrógeno, oxígeno, y la ceniza. En comparación, análisis proximal determina carbono fijo, materia volátil, la humedad y de cenizas. Carbono fijo es principalmente de carbono, pero puede contener cantidades apreciables de azufre, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Materia volátil comprende hidrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono y varios compuestos de carbono e hidrógeno.

7 Modificación de los factores de emisión para la combustión incompleta se describe en la página 6 de este artículo la sección "Factores de emisión de dióxido de carbono por consumo de carbón del sector y el Estado."

8 Para más detalles, consulte la sección "Análisis de la relación entre el calor y el contenido de carbono de Carbones EE.UU.", preparado por la Administración de Información de Energía de la Oficina de carbón, combustibles nucleares, eléctricos y alternativos, por Science Applications International Corp., septiembre de 1992.

9 Debido a la naturaleza desequilibrada de los datos analizados (es decir, un número desigual de observaciones de los diferentes niveles de las variables de clasificación), el procedimiento de modelos lineales generales en el Sistema de Análisis Estadístico se utilizó para realizar los análisis.

10 El carbón EIA Análisis de archivo no contiene los datos de carbón bituminoso en Texas, carbón sub-bituminoso en Alaska y Nuevo México, o de lignito en Arkansas, California y Louisiana. El factor de emisión para el carbón subbituminoso Alaska se deriva de información obtenida del único productor de carbón en Alaska. Los otros factores fueron asignados medios apropiados para sus filas de carbón, como se indica en la Tabla FE4.

11 Porque el carbón analizadas en el archivo de análisis EIA de carbón, el contenido de hidrógeno promedio fue de la siguiente manera, en peso (base seca): antracita, un 2,5 por ciento, carbón bituminoso, un 5,0 por ciento, sub-bituminoso carbón, un 4,8 por ciento, y el lignito, un 4,4 por ciento.

12 Para más información sobre los Estados que producen carbón, consulte Administración de Información Energética, la producción de carbón de 1992, DOE/EIA-0118 (92) (Washington, DC, octubre de 1993), y perfiles de Estado de carbón, DOE/EIA-0576 (Washington, DC, enero de 1994).

13 La cantidad de carbón distribuidos por el Estado de origen y país de destino en el Formulario EIA-6, "Informe de distribución de carbón", por sectores de consumo que no sean eléctricas, y en la Comisión Federal Reguladora de Energía (FERC) Formulario 423, "Monthly Informe de costo y calidad de los combustibles para las plantas eléctricas, "para el carbón de utilidad por el rango. La cantidad y el contenido energético del consumo de carbón por el Estado y el sector se detallan en la Administración de Información Energética, Energía del Estado de Datos de informe, DOE/EIA-0214, de periodicidad anual.

14 Acknowledgement is due Albert D. Gerard, Energy Information Administration, Office of Coal, Nuclear, Electric and Alternate Fuels, for assistance in developing Table FE5.

15 Los ajustes pueden hacerse mediante la multiplicación de los factores por el porcentaje estimado de carbono convierte en dióxido de carbono. Esto se ha estimado en un 99 por ciento de G. Marland y A. Pippin, "Estados Unidos las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera de la Tierra por la actividad económica," Sistemas de Energía y Política, vol. 14, (1990), p. 323. EIA de las emisiones de gases de efecto invernadero en los Estados Unidos 1985-1990 (DOE/EIA-0573, septiembre de 1993) también asumió 99 por ciento de combustión de las estimaciones de emisiones de carbono.

16 Derivados incluyen el gas del horno de coque, benceno, creosota y otros hidrocarburos. Véase, por ejemplo, la Administración de Información de Energía, Coca-Cola y los productos químicos del carbón en 1980, DOE/EIA-012 (80) (Washington, DC, mayo de 1981), para la producción y disposición de materiales químicos de carbón.

17 Otra fuente, Inventario de Gases de Efecto Invernadero Reference Manual - Guía del PICC para los Inventarios Nacionales de Proyecto de Gases de Efecto Invernadero (IPCC / OCDE Programa Conjunto, 1993), Tomo 3, parte 2, 1,29, indica que en promedio 5,91 por ciento del carbón va a las plantas de coque termina hasta el aceite de la luz y el alquitrán crudo, con un 75 por ciento del carbono de estos productos queda sin oxidar durante largos períodos.

18 Administración de Información Energética, la producción de carbón de 1980, DOE/EIA-0118 (80) (Washington, DC, mayo de 1982), p. 20, y la producción de carbón de 1992, DOE/EIA-0118 (92) (Washington, DC, octubre de 1993), p. 30.

19 Administración de Información Energética, el Informe Trimestral de carbón julio-septiembre de 1993, DOE/EIA-0121 (93/3Q) (Washington, DC, febrero de 1994), p. 77, de carbón y el Informe Trimestral de octubre a diciembre de 1987, DOE/EIA-0121 (87/4Q) (Washington, DC, mayo de 1988), p. 46.

20 Energy Information Administration, costo y calidad de los combustibles para las plantas para producción de electricidad de 1992, DOE/EIA-019 (92) (Washington, DC, agosto de 1993), y el costo y la calidad de los combustibles para las plantas para producción de electricidad anual de 1980, DOE/EIA- 0191 (80) (Washington, DC, junio de 1981).

21 La información sobre el rango de carbón repartidas a los demás sectores industrial y residencial / comercial de los Estados que producen más de un rango no está disponible. Por lo tanto, con base en los datos de la EIA, las filas siguientes de carbón fueron asignados a las distribuciones de carbón nonutility de los siguientes productores de carbón Estados: Arkansas, bituminoso, Colorado, Montana, Washington y Wyoming, sub-bituminoso, Texas, el lignito.

 

 

 

 

 

 

 

 

véase también: 
Los datos históricos de carbón en 1949Carbón proyectado Ofertas y Demandas de 2030Internacional de Datos de carbón

Contacto:

  Paulette Young

  Phone: 202 - 586-1719

  Email: Paulette Young

 

 

 

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