㈠ 華北平原冬小麥-夏玉米種植模式碳足跡研究
碳足跡是指人類在生產和消費過程中的碳排放總量,是一種測量人類碳排放對全球溫室效應影響的新方法[1-3]。目前,能源和城市建設等領域中的碳足跡得到高度關注[4-7],農業碳足跡能夠系統地評價耕作、施肥和收獲等農業生產活動過程中,由人為因素引起直接和間接的碳排放總量,定量測算農業生產活動對溫室效應的影響[8-9]。目前,農業碳足跡的研究尚處於起步階段,主要研究集中在區域農業碳足跡、作物碳足跡和糧食碳足跡(碳成本)。Nelson等測算了美國農業的碳足跡[10],Dubey和Lal研究了美國俄亥俄州和印度旁遮普邦的農業碳足跡,並對兩地農業生產的可持續性進行了評價[11];國外多位學者分別對冬油菜、春燕麥和冬小麥等多種農作物從播種到收獲整個田間生長期的碳足跡進行了研究[10, 12-14]。國內農業碳足跡僅有少量報道,梁龍等評估了生產1 t小麥-玉米的碳成本[15],本實驗室前人計算了冬小麥—夏玉米種植模式(以下簡稱為「麥玉模式」)農資部分的碳足跡[16-17]。國內外學者從不同角度對農業碳足跡進行了研究,但研究結果存在很大差異。本研究基於實地調研的農戶生產數據,利用農業碳足跡理論,並綜合投入—產出法和生命周期法,對華北平原麥玉兩熟模式的碳足跡進行研究,以期獲得農業生產的碳排放清單,為農業節能減排提供有效的指導。
1 研究方法
本研究以華北平原典型的冬小麥—夏玉米兩熟制種植區域—河北吳橋縣為例,利用農業碳足跡理論及研究方法,參考前人相關研究的碳排放參數,分析華北平原主體種植模式—麥玉兩熟模式的碳足跡。
1.1 農業碳足跡的涵義
碳足跡理論源於生態足跡,農業碳足跡主要是在West和Lal等人對農田生態系統碳循環研究的成果上形成的[8, 18-20]。農業碳足跡可以系統定量地計算農業生產活動過程中,由人為因素引起的各種直接和間接的碳排放總量及各個生產環節上排放的分量。農業碳足跡可以有效地評價農業生產活動對溫室效應的影響,是指導農業節能減排的理論基礎。農業碳足跡包括直接碳足跡和間接碳足跡:直接碳足跡是指在使用農業機械進行耕地、播種和收獲等農業生產的過程中,柴油消耗直接在農田上的碳排放,同時也包括由於施用化肥而導致土壤增加的直接碳排放量;農業間接碳足跡是指在生產運輸化肥、農葯和種子等農業生產資料過程中,在農業上游部門的碳排放,其中也包括灌溉消耗的電能產生的碳排放。
1.2 碳足跡計算方法
麥玉模式碳足跡的邊界為從玉米秸稈還田開始到收獲玉米離開農田結束,時間為1年,冬小麥碳足跡邊界是從玉米秸稈還田開始到小麥收獲結束,夏玉米碳足跡的邊界是從玉米播種開始到玉米收獲結束。農業碳足跡的測算內容為1.2中的直接碳足跡和間接碳足跡,計算公式如下:
Cf=∑ni=1Cfi=∑ni=1(mβ)i
Cf為農業碳足跡,n表示農業生產過程消耗了n種能源(柴油和電能等)或農業生產資料(化肥、農葯和種子等),Cfi表示第i種能源或農資的碳足跡,m為消耗第i種能源或農資的量,β為第i種能源或農資的碳排放參數,碳足跡的單位是kg Ce/hm2•a。
糧食碳足跡也稱為糧食碳成本,麥玉模式糧食碳成本是麥玉模式碳足跡與糧食單產的比值,小麥和玉米的碳成本分別是冬小麥和夏玉米碳足跡與各自單產的比值,碳成本單位是kg Ce/kg。
種植規模、化肥用量、灌溉用電量、農機投入消耗的柴油量、播種量和農葯用量。採用SPSS13.0和Excel 2007統計軟體,進行方差分析和相關顯著性檢測。
2 結果與分析
2.1 冬小麥—夏玉米種植模式碳足跡清單
麥玉模式在整個農業生產過程中,化肥、農葯、柴油、電能、種子和土壤N2O排放量,以及相應的碳足跡見表2。麥玉模式總的碳足跡是1 737.37±337.02 kgCe/hm2•a,冬小麥碳足跡是1 101.31±251.91 kgCe/hm2•a,夏玉米碳足跡是636.06±163.90 kgCe/hm2•a,冬小麥的碳足跡比夏玉米的多534.05 kgCe/hm2•a。
麥玉模式碳足跡可分為化肥、電能、柴油、種子和農葯五大部分(由於土壤N2O排放是施用N肥造成的,因此該部分碳足跡歸入化肥部分),詳見表2和圖1。施用化肥造成的碳足跡為1 072.00±223.11 kgCe/hm2•a,占總碳足跡的61.76%;灌溉消耗電能的碳足跡為434.88±264.60 kgCe/hm2•a,占總量的25.03%;農業機械投入消耗柴油的碳足跡是129.24 kgCe/hm2•a,占總量的7.44%;種子碳足跡為82.49±9.93 kgCe/hm2•a,占總量的4.75%;農葯碳足跡為17.75 kgCe/hm2•a,占總碳足跡的1.02%。冬小麥和夏玉米碳足跡的構成情況與麥玉模式碳足跡相似,按各部分碳足跡比重,從大到小依次為化肥、灌溉、柴油、種子和農葯。
麥玉模式中化肥碳足跡由氮肥、磷肥和鉀肥組成,其中氮肥碳足跡占化肥碳足跡的93.93%,磷肥佔5.11%,鉀肥佔1.96%;氮肥碳足跡中,生產和運輸部分佔73.11%,土壤N2O部分佔26.89%。冬小麥和夏玉米各自三種肥料的碳足跡比例與麥玉模式的情況相似,都是氮肥最多,磷肥此次,鉀肥最少,但是冬小麥化肥碳足跡比夏玉米的多44.63%,其中氮肥多43.08%,磷肥多91.90%,鉀肥多18.38%。
麥玉模式電能碳足跡是434.88±264.60 kgCe/hm2•a,冬小麥電能碳足跡為309.01±181.44 kgCe/hm2•a,夏玉米電能碳足跡為125.87±96.10 kgCe/hm2•a,冬小麥電能碳足跡是夏玉米的近3倍。
麥玉模式柴油碳足跡中,玉米秸稈還田碳足跡所佔比例最大,約佔30%;旋耕和小麥收獲所佔比例略小,各約佔27%;冬小麥和夏玉米播種碳足跡最小,各約佔8%。冬小麥柴油部分碳足跡是夏玉米的近13倍。
麥玉模式中農葯碳足跡由除草劑、殺蟲劑和殺菌劑組成,其中除草劑碳足跡約占農葯總碳足跡的70%,殺蟲劑和殺菌劑碳足跡各約佔15%。冬小麥農葯碳足跡中,殺菌劑碳足跡所佔比例最大,殺蟲劑次之,除草劑最少;夏玉米農葯碳足跡中,除草劑所佔比例最大,殺蟲劑次之,殺菌劑最少。
2.2 冬小麥—夏玉米種植模式碳足跡影響因素分析
麥玉模式的碳足跡受多種因素的影響,用相關分析法分別檢驗各項農資消耗量與麥玉模式碳足跡的相關性,結果發現只有N肥的施用量和電能消耗量與碳足跡存在正相關性(見圖2、圖3)。
N肥施用量與麥玉模式、冬小麥和夏玉米的碳足跡均存在顯著的正相關性(P值分別為0.62* *,0.70* *和0.80* *)。由圖2可以看出,每公頃增施1kg N肥,麥玉模式的碳足跡增加2.23 kgCe/hm2•a(趨勢線方程為y=2.226x+804.5),冬小麥碳足跡增加2.71 kgCe/hm2•a(趨勢線方程為y=2.714x+432.0),夏玉米碳足跡增加2.16 kgCe/hm2•a(趨勢線方程為y=2.156x+264.3),可見N肥施用量對冬小麥碳足跡的影響程度略大於夏玉米碳足跡。
灌溉電能消耗量與麥玉模式、冬小麥和夏玉米的碳足跡也均存在顯著的正相關性(P值分別為0.75* *、0.80* *和0.47* *)。由圖3可知,每公頃多消耗1 kWh 電,麥玉模式的碳足跡就增加0.24 kgCe/hm2•a(趨勢線方程為y = 0.238x + 1 323),冬小麥的碳足跡增加0.34 kgCe/hm2•a(趨勢線方程為y = 0.340x + 649.9),夏玉米的碳足跡增加0.20 kgCe/hm2•a(趨勢線方程為y = 0.199x + 535.4),可見電能消耗量對冬小麥碳足跡的影響程度顯著大於夏玉米。
2.3 不同種植規模冬小麥—夏玉米模式的糧食碳成本比較麥玉模式糧食碳成本為0.12±0.03 kgCe/kg,小麥碳成本和玉米碳成本分別為0.16±0.04和0.08±0.02 kgCe/kg。不同種植規模的麥玉模式生產糧食(小麥和玉米)的碳成本情況見圖4。
由圖4可知,麥玉模式糧食碳成本、小麥碳成本和玉米碳成本均與種植規模成顯著的負相關性(P值分別為-0.31* *,-0.29* *和-0.19* *),碳成本隨著種植規模的增大而呈下降趨勢。進一步將種植規模分為小(0-5畝)、中(5-10畝)和大(≥10畝)三種類型進行研究,發現麥玉模式的糧食碳成本在小、中和大規模類型上的碳足跡分別為0.13±0.03,0.12±0.03和0.10±0.02 kgCe/kg;小麥在3類種植規模上的碳成本分為0.17±0.04,0.16±0.04和0.14±0.03 kgCe/kg;玉米相應的碳成本分別為0.09±0.02,0.08±0.03和0.07±0.02 kgCe/kg。可見,麥玉模式的糧食碳成本、小麥和玉米碳成本在3種種植規模中的碳成本均是小規模類型最高,中規模的較低,大規模的最低。
3 討論與結論
3.1 華北平原麥玉模式節能減排潛力巨大
農業碳足跡受土壤、農作措施及社會經濟等多因素的影響,並且各因素彼此之間又存在互作,因此不同區域,不同種植模式,農業碳足跡差異顯著;相同區域內不同種植模式以及相同種植模式在不同區域都會存在差異。Nelson等計算美國農業的碳足跡是91-365 kgCe/hm2•a[6];Hillier等人在蘇格蘭研究了冬油菜、春燕麥、冬燕麥、豆菜和冬小麥5種作物的碳足跡分別為436,310,388,125 和764.9kgCe/hm2•a[10];Mondelaers等計算出普通小麥的碳成本為0.08 kgCe/kg[10];梁龍等測算冬小麥-夏玉米的碳成本是0.15 kgCe/kg[15];本實驗室前人研究麥玉模式農資部分的碳足跡為762.90 kgCe/hm2•a[13]。本研究麥玉模式的碳足跡普遍高於國內外研究結果,主要原因如下:國外農業碳足跡研究的主要是一年一熟的種植模式,麥玉兩熟模式在化肥、水和機械等投入量上顯著高於國外;農戶在農業生產過程中,化肥、水和農葯等農資利用效率低;土壤N2O的排放主要是人為施用化肥造成的,有些研究結果並未包含這部分[16-17];國產農機能耗高和農戶播種量偏大也是造成碳足跡高的原因。總之,由於本研究中數據來源是調研所得,碳排放參數是借鑒前人研究的結果,因此所得的麥玉模式的碳足跡與真實值會存在一定差異,但是研究結果表明華北地區麥玉模式的碳足跡是相對較高的,麥玉模式在生產管理方面具有巨大的節能減排潛力,且冬小麥是重點。
3.2 化肥和灌溉是影響麥玉模式碳足跡的關鍵
麥玉模式碳足跡組成中,化肥尤其是施用氮肥造成的碳足跡所佔的比重最大,這與其他學者研究結果相同[9, 17, 24]。主要原因是化肥本身在生產和運輸的過程中需要消耗大量的化石燃料,另一方面糧食增產很大程度上依靠化肥,農民施用化肥的量相對較多,從而造成化肥部分的碳排放量就相對最大。灌溉消耗電能造成的碳足跡所佔比重顯著高於他人研究結果[9,17,24],主要原因是吳橋地區灌溉用水部分很大部分來自於深層地下水,耗能必然顯著高於使用地表水或淺層地下水的情況。化肥和電能兩項占總碳足跡的絕大部分,因此,加強研發和普及適合當地的測土配方施肥和滴灌等節肥和節水技術,提高農業生產中的化肥和水分的利用效率,是降低華北地區農業碳足跡的關鍵。
3.3 規模種植對糧食碳成本的影響
本研究發現麥玉模式的糧食碳成本隨種植規模增大而呈下降趨勢,與Lal的研究結果相似[4]。主要原因是種植規模大的農戶生產管理相對科學,提高了水肥的利用效率。可見種植規模化對實現低碳農業具有積極作用,但是由於種植規模效益同時受經濟社會條件的影響,在不同區域,效果會存在差異,因此本研究結果有待進一步完善。總之,本研究利用碳足跡理論及研究方法評價農業生產的碳足跡,初步測算出了華北平原主體種植模式(冬小麥—夏玉米兩熟制)的碳足跡,並初步繪制了種植冬小麥和夏玉米過程中在施肥、灌溉和農機投入等各個環節上的碳排放清單,以及生產小麥和玉米的碳成本。本研究豐富了碳足跡理論,為今後優化農業生產管理,降低農業生產的碳足跡,構建低碳農作系統和實現農業節能減排邁出了關鍵的一步。
致謝:本研究在河北吳橋縣調查農業生產的過程中,得到了中國農業大學吳橋試驗站魯來清站長,本實驗室楊再潔、羅永彬和周志冠等同學的幫助,在此一並感謝!
㈡ 招行信用卡電子賬單怎麼自己列印
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(2)碳足跡研究方法擴展閱讀:
功能
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賬單查詢:
1、用戶個人在網站頁面可查詢2年的記錄。
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賬單管理:
可以為用戶定製家庭一張合並電子賬單。實現多賬單一次支付,並提供家庭的理賬服務。
現實意義
採用無紙化(電子化)賬單處理方式能夠大量減少紙張消耗。若不計投遞過程中的大量物流資源的投入及對城市交通的壓力,則按照芬蘭科學家提出的碳足跡研究方法估算,我國紙質賬單往來每年要用掉77.22萬噸紙,摺合消耗掉1544萬株10年生樹木。相應地,電子賬單比紙質賬單體系至少減少63%的碳排放。由此可見,信息化賬單(電子集成賬單)的推廣不僅能夠提高服務效率,而且對節約資源、保護生態環境和減少碳排放有著重要的現實意義。 電子賬單功能用戶可以在居民電子賬單服務平台網上授權辦理電子賬單的申請,也可以在出賬機構的網站、網點受理電子賬單。
上海電子賬單推廣上海推廣使用電子賬單工作已列入《推進"智慧城市"建設三年行動計劃》,由上海付費通公司承建的居民電子賬單服務平台已經開始試運營,該平台將成為全國首個集合了水、電、煤公用事業單位和電信、聯通等通訊單位的電子賬單平台。
㈢ Nature Astronomy:計算全球空間科學研究的碳足跡
2022年3月,《自然·天文學》( Nature Astronomy )雜志刊發題為《估算太空部門的二氧化碳強度》(Estimating the CO2 intensity of the space sector)和《估算天文研究基礎設施的碳足跡》(Estimate of the carbon footprint of astronomical research infrastructures)的2篇文章稱,全球空間科學研究每年共有120萬噸二氧化碳釋放到大氣中,其終生足跡為2030萬噸,並描述了計算空間科學研究碳足跡所面臨的困難和計算方法。
研究工作包括獲取和整理之前的天文學研究論文,其中涉及對46個天基項目和39個地面項目所使用的能量的描述。這些項目包括建造和運行新的觀測站,以及發射天基觀測站。同時,論文記錄了在上述項目的整個生命周期中,維持這些項目所需的能源成本預算。例如,哈勃太空望遠鏡的總碳足跡為555000噸,而最近部署的詹姆斯·韋伯望遠鏡的碳足跡為30萬噸。最終,研究人員利用分析數據對全球天文學界釋放的碳足跡總量進行了估計。
研究認為,天文學研究的碳排放來源主要包括:
(1)基礎設施建設。
(2)火箭燃燒的燃料。
(3)用於發電的燃煤電廠排放的氣體和用於運行處理數據的超級計算機。
(4)當研究人員飛往世界各地參加會議時,飛機排放的廢氣。
研究人員建議天文界需要放慢規劃和建設進程,以便將碳足跡計算納入其中,同時還建議採取措施減少其研究的碳足跡。
轉載本文請註明來源及作者:中國科學院蘭州文獻情報中心《氣球科學動態監測快報》2022年第07期,王立偉 編譯。
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3、會計軟體做帳的憑證是必須列印出來的
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㈤ 大規模計算產生巨量碳足跡
荷蘭萊頓大學的天體物理學家Simon Portegies Zwart富有生態意識。他幾乎不再因為工作緣故坐飛機,而是選擇乘火車出行。「我喜歡成為素食環保主義者,盡量減少自己的碳足跡,同時也告誡孩子們避免洗澡時間過長,並盡可能使用可再生資源。」在他決定做出這些生活上的改變時,也在思考著其他方面帶來的碳足跡。
「我經常使用大型計算機,它們消耗的能源相當於一座小城市,」他說道,「我可能是這條街上污染最嚴重的人了。假如使用一台超級計算機耗費的能源相當於10000戶家庭,那麼我有何權利去跟我的孩子或者別人說,他們不該洗20分鍾的澡?」
在全球為解決氣候變化問題而努力的同時,許多科學家開始正視自己碳排放量過大的現實。
巨大的計算成本
除學術旅行影響氣候變化外,過去幾年中許多物理學家還發現,使用計算機造成的碳足跡數量巨大——有時甚至超過航空旅行。
Adam Stevens是西澳大利亞大學的一名天體物理學家,他和同事們對2018—2019年期間澳大利亞天文學家因旅行、使用超級計算機以及在大型觀測站工作等「常規活動」產生的溫室氣體排放總量進行了分析。他們的研究發現,平均每位澳大利亞天文學家產生約37噸二氧化碳當量,超出澳洲人的平均水平40%,是全球平均水平的5倍。其主要原因在於天文學家需要使用超級計算機來處理望遠鏡收集的大量數據,並進行宇宙學模擬。每位天文學家在此項工作上的排放量約為15噸,幾乎是年飛行排放量的4倍(圖1)。
圖1 澳大利亞天文學家的四種排放來源,以噸(t)二氧化碳(CO2)當量(e)每年(yr-1)每人為單位。圖中標明了誤差線,注意觀測站的數值為排放量下限
另一個例子是即將開展的大型中微子探測陣列(GRAND)項目,該項目計劃利用分布在世界各地山區的20萬根天線,探測來自深空的超高能量中微子。2021年,該項目背後的團隊估算了三個不同實驗階段的溫室氣體排放,分別是:原型實驗、中規模實驗以及將於2030年進行的全面實驗。他們把模擬和數據分析、數據傳輸和存儲以及計算機和其他電子設備稱為「數字技術」,這些技術將在碳足跡中占據很大比重。
預計原型實驗階段數字技術產生的排放將佔69%,相比之下旅行僅佔27%,4%來自「硬體設備」,如製造無線電天線。在中期實驗階段,數字技術將占總排放量的40%,剩餘排放中旅行和硬體各佔一半。當整個實驗完成並投入使用後,主要排放量將由硬體(48%)和數字技術(45%)分擔。
超級計算機的環境成本很大程度上取決於為設備供電的能源來源。2020年,荷蘭天文學委員會邀請Portegies Zwart和另一支研究團隊分析其6個成員機構的碳足跡。據估計,2019年平均每位荷蘭天文學家排放4.7噸二氧化碳當量,遠低於澳大利亞,而其中僅有4%來自超級計算。
荷蘭天體物理學家Florisvander Tak主持了該項研究,他認為荷蘭的天文學家不會比澳大利亞的同行們更少使用超級計算機,因此差異可能源自不同的能源供應。由於荷蘭100%使用風能或太陽能產生的可再生能源,國家級超級計算中心SURF不產生任何碳排放,少量的排放由國際設備和荷蘭的小型超級計算機產生。如今,Portegies Zwart已經養成查看自己所用的超級計算機是否採用環保能源的習慣,如果不是,他將考慮使用其他設備。
問題根源
德國馬克斯‧普朗克天文研究所的溫室氣體排放數據同樣顯示出國家間的碳排放差異。2018年,該研究所每位研究人員排放了約18噸二氧化碳當量——超過荷蘭天文學家,但只有澳大利亞同行的一半(圖2)。這一數值比普通德國居民高出60%,是德國2030年減排目標的三倍,而該目標是符合巴黎氣候協定的。
圖2 一位澳大利亞天文學家和一位馬克斯‧普朗克天文研究所的德國研究員2018年的平均排放量,按排放來源分類,並與德國根據《巴黎協定》設置的2030年目標排放比較。與電力相關的排放包括計算和非計算消耗,無論在德國還是澳大利亞,其絕大部分排放都是由計算產生的
在馬克斯‧普朗克研究所2018年的碳排放中,約有29%來自電力消耗,其中計算(尤其是超級計算)佔75—90%。德國和澳大利亞碳排放差異的關鍵在於電力的來源。2018年,德國約有一半電力來自太陽能和風能,而在澳大利亞,絕大部分電力來自化石燃料,主要是煤炭。這就意味著在澳大利亞,用於計算的電力每千瓦時產生0.905 kg二氧化碳,而在馬克斯‧普朗克研究所只有0.23 kg。
van der Tak同時指出,這些調查工作是在幾年前進行的,如今世界已經向前發展,比如現在使用可再生能源的機構越來越多。荷蘭的一項研究發現,2019年荷蘭天文學界的碳足跡中只有不到三分之一(29%)來自電力使用,包括為六家研究機構的本地計算供電。當時就有一半研究所使用綠色電力,隨後又有兩家開始改用100%可再生能源,van der Tak預計第六家研究所將在未來兩年內實現轉變。
澳大利亞的狀況也在改變。作為該國三大國家級高性能計算設施之一的超級計算機OzSTAR,自2020年7月起已改用從附近的風力發電廠購買的100%可再生能源。超級計算機所在的斯威本 科技 大學聲稱,這將大幅度減少其碳足跡,因為電力排放占總排放的70%以上。
地點,地點,還是地點
但是,如何能確切計算出使用超級計算機的碳排放量呢?英國劍橋大學的數學家和物理學家Loïc Lannelongue沒有找到簡單的方法,於是他開發了一個名為「綠色演算法」(green-algorithms.org)的在線工具,估算研究人員的碳足跡。
Lannelongue重申地點是關鍵。舉例來說,在同樣的硬體上運行相同任務,澳大利亞排放的二氧化碳大約是瑞士的70倍,因為瑞士的大部分電力來自水電。雖然估算任何一種演算法的碳足跡都需要依據硬體、任務所需時間和數據中心或超級計算機的位置等關鍵因素,但綠色演算法還有一個「實際比例因子」(PSF),用於估計實際計算的次數——這對排放量有著直接影響。
事實上,大多數演算法都要運行多次,有時甚至要在不同參數下運行數百次,而且根據任務和研究領域的不同,運行次數會有很大差異(圖3)。研究還發現,南非和美國某些州有著與澳大利亞類似的計算排放量,而冰島、挪威和瑞典的電力碳排放則特別低。
圖3 綠色演算法是一款免費工具,用於估計演算法的碳足跡,估算過程涉及一系列因素,包括硬體要求、運行時間和數據中心位置等。用戶可對計算性能進行評估,或者估算在其他架構上重新部署演算法節約或消耗的碳。該圖對比了不同科學領域演算法的碳足跡——從粒子物理模擬和DNA輻射損傷到大氣科學再到機器學習——並比較了每個演算法只運行一次和同一任務的重復計算(PSF)的結果。上述結果以克(g)二氧化碳(CO2)當量(e)為單位,並與樹木固碳量以及日常活動(如駕駛 汽車 )的碳排放量進行了比較
如今,隨著雲計算的出現,研究人員可以更方便地選擇所使用的超級計算機。但即使無法更換機器,他們仍有其他方法可以減少碳排放。Lannelongue說,如果無法改變自己的所在地,則可以使用最新版本和優化的軟體,因為這將會降低計算要求。
更好的編碼
高效的代碼對於使計算更環保同樣至關重要。正如Portegies Zwart所說,如果你花費更多時間在代碼優化上,它會運行得更快,產生的排放也會更少。此外,更換編碼語言不失為一種好辦法。
為驗證這一觀點,Portegies Zwart進行了實驗,他用十幾種不同的編碼語言運行同樣的演算法。沒有哪種語言的代碼經過特別優化,而且編寫每種代碼花費的時間相近。與其他編碼語言(如C++或Fortran)相比,物理學家常用的Python運行演算法時間要長得多,因此會產生更多碳排放。問題在於Python易於使用,卻難以優化,而其他語言雖難編碼,但更容易優化。
然而,遠離Python未必能解決問題。法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學的研究員Pierre Augier稱,更好的教育和Python編譯器的使用同樣有效。他採用更加優化的代碼和5種不同的Python實現方式進行了類似的實驗,其中四種實現方式比C++和Fortran更快,產生的排放更少,而且更容易被理解和使用。
Portegies Zwart同意Python可以是高效的,但並不能反映實際情況。他認為天文學家對代碼的優化程度並不高,與其讓他們學更多計算機知識,物理研究機構或許應該僱傭更多計算機專家。「我們擅長物理,但計算機科學家把我們學習物理的時間都花在了學習計算機上,」他說,「毫無疑問,『他們』更擅長編程。」
隱性排放
碳密集型工作不止有超級計算機上的模擬。作為GRAND中微子項目的聯合發起人,法國索邦大學的Kumiko Kotera和她的同事們發現,在實驗的原型階段,數據存儲和傳輸將占年總排放量的大約一半,中期階段佔四分之一,全面實驗階段佔三分之一以上。相比之下,數據分析和模擬在三個階段產生的碳排放佔比分別為16%、13%和7%。
數據存儲和傳輸的碳足跡取決於數據中心的能源需求,使用排放量較低的數據中心可以在一定程度上解決問題。不過,縮減數據量仍有作用,科學家們會對所傳輸的內容更加謹慎。Kotera表示,GRAND項目將研究如何減少數據量,找到有效清理數據的方法。
圖4 為降低整體碳排放,CERN 聘請了一名環境工程師,負責監督未來項目的建造工程
粒子物理學家也需要貢獻力量。歐洲核子研究中心(CERN)每年產生約100 PB數據。全球LHC計算網格(WLCG)整合全球40多個國家約170個計算中心的計算資源,並對這些數據進行存儲、分發和分析。CERN近年來開始發布環境報告,2021年發布的第二份報告介紹了在LHC上實施的能效改進措施(圖4),改進後每單位能源能夠採集更多數據。升級後,LHC在20年使用壽命內的能效將是首次啟用時的10倍。但該報告也承認其中並沒有真正涵蓋WLCG的全部排放,僅對CERN擁有或運營的WLCG設備能耗進行了詳細說明。
改變心態
Lannelongue希望越來越多的研究人員能夠開始考慮計算產生的碳排放,並將其納入決策之中。一個典型的例子就是從前研究者經常通宵運行那些效率低下的代碼和軟體,當被告知提高計算效率將減少碳足跡後,他們有了改變的動力。
談及GRAND項目,Kotera表示,他們計劃建立一個模擬庫,讓用戶可以重復使用常用的模擬,而不用自己創建,這樣能夠避免同樣的數據被不斷復制。即使在大型合作中,由於沒有中央存儲,經常會有不同用戶反復運行同一個模擬的現象。「只需按下一個按鈕,就能進行為期一周的模擬,得到結果然後說『哦,其實我並不需要它』,這實在太常見了,」Kotera說,「我們的目的在於,鼓勵用戶在運行之前先思考是否真正需要這次模擬。」
㈥ 曾毓群稱:中國電池碳足跡研究已落後!哪些國家該技術屬於領先
中國在電池產業鏈上具有絕對優勢,應該更加積極主動,為全球碳足跡標准和法規的制定做出更大貢獻。歐美已率先對動力電池碳足跡的標准、政策和法規進行研究。中國作為電池生產大國,對電池碳足跡的研究卻相對滯後。電池產品的碳足跡已成為歐美國家監測的重點。生效的一項新的歐洲電池法要求企業從2024年起公開申報其電池產品的碳足跡。對電池碳足跡的監管應形成全球統一和國際公認的標准。中國、日本和韓國是世界上最大的電池產業集群。中國在電池產業鏈上具有絕對優勢。在全球碳足跡標准和法規的制定中,應該更加積極主動,做出更大的貢獻。
㈦ 電子賬單的電子帳單的現實意義
採用無紙化(電子化)帳單處理方式能夠大量減少紙張消耗。若不計投遞過程中的大量物流資源的投入及對城市交通的壓力,則按照芬蘭科學家提出的碳足跡研究方法估算,我國紙質帳單往來每年要用掉77.22萬噸紙,摺合消耗掉1544萬株10年生樹木。相應地,電子帳單比紙質帳單體系至少減少63%的碳排放。由此可見,信息化帳單(電子集成帳單)的推廣不僅能夠提高服務效率,而且對節約資源、保護生態環境和減少碳排放有著重要的現實意義。 電子帳單功能用戶可以在居民電子帳單服務平台網上授權辦理電子帳單的申請,也可以在出帳機構的網站、網點受理電子帳單。
上海電子帳單推廣上海推廣使用電子帳單工作已列入《推進「智慧城市」建設三年行動計劃》,由上海付費通公司承建的居民電子帳單服務平台已經開始試運營,該平台將成為全國首個集合了水、電、煤公用事業單位和電信、聯通等通訊單位的電子帳單平台。
按照上海目前800萬戶家庭計算,水、電、煤、電話、購房還貸扣款、保險金分期交納通知……一個家庭一個月平均5.5份帳單,按此計算上海一個月要耗費4400萬份紙質帳單,一年要耗費5.2億份。按照測算,一份紙質帳單大約重20克,從公用事業出帳單位到達用戶手中,計算紙張、印刷、油墨、物流……各類成本,總成本約為1元。如果紙質帳單改為電子帳單,可以節約5.2億元開支,節約用紙1萬噸以上,少砍伐20萬大樹,保護2500畝森林。
㈧ 供電局的賬單一般是什麼時候出來的有人知道嗎
通常,賬單在每個月的7號到10號之間發出。
每個區域的讀取日期都有一個浮動日期。可以在網上支付水電費,這樣當支付賬單時,就可以輕松地支付了。
按價格部門確定的價格支付的費用。一般按月在規定的時間內付款,也可以委託他人代為轉賬。水電費是家庭或組織單位因用水用電的費用,是「水費」和「電費」的統稱。水費是指向使用供水工程的供水單位或者個人繳納的費用。耗費「電能」所應付給供電機構的費用稱為「電費」
拓展資料:
電子賬單是付費通核心業務EBPP賬單的又一種業務應用模式,是將傳統的紙張賬單,通過信息化的方式,轉變為電子格式,然後通過手機、互聯網、IPTV等傳遞給用戶,從而營造一個節約社會資源、低碳環保的社會環境。隨著國民經濟的發展和社會生產生活方式的變化,城市居民家庭和企事業單位日常收到的各類發票、憑據、賬單等(以下統稱賬單)越來越多。除了傳統的水、電、煤賬單外,還有固定電話、行動電話、數據通信以及購房還貸扣款、保險金分期交納通知等。粗略估算,以城鎮家庭為例,平均每個家庭(或單位)每月收到賬單5.5張。以3.25億城市居民住宅計算,我國每年需要投遞和結算的賬單總數高達214.5億張。
由於賬單絕大多數採用紙質方式處理呈遞給城市居民用戶和企事業單位,由此帶來一系列問題:
(1)用戶付費和賬單保管也不便,排隊佔用大量時間;
(2)大量的紙張浪費,消耗自然資源。
採用無紙化(電子化)賬單處理方式能夠大量減少紙張消耗。若不計投遞過程中的大量物流資源的投入及對城市交通的壓力,則按照芬蘭科學家提出的碳足跡研究方法估算,我國紙質賬單往來每年要用掉77.22萬噸紙,摺合消耗掉1544萬株10年生樹木。相應地,電子賬單比紙質賬單體系至少減少63%的碳排放。由此可見,信息化賬單(電子集成賬單)的推廣不僅能夠提高服務效率,而且對節約資源、保護生態環境和減少碳排放有著重要的現實意義。 電子賬單功能用戶可以在居民電子賬單服務平台網上授權辦理電子賬單的申請,也可以在出賬機構的網站、網點受理電子賬單。
(3)賬單處理成本高,一份紙質賬單從公用事業出賬單位到達用戶手中的總成本約為1元,全國每年賬單的流轉費用約達214.5億元!
㈨ 碳足跡計算器的計算方法
碳足跡計算器
(1)選擇計算中要包括的氣體排放源;
(2)收集燃料用量的數據;
(3)查詢碳排放因子;
(4)計算碳足跡。
計算碳足跡通常是以CO2氣體的排放量為主,當然,其他氣體對溫室效應也有一定的影響,但各種溫室氣體對地球變暖的影響程度是不同的。為了幫助決策者度量各種溫室氣體對地球變暖的影響程度,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)已經出版了關於各種氣體對全球變暖潛能(GWP)影響的數據表。
每一種溫室氣體造成的溫室效應並不相同,按照國際慣例,以CO2氣體的GWP值為1,其他氣體的溫室效應與CO2溫室效應的比值,就是該氣體的GWP值(一般都遠大於CO2的GWP值)。以CO2氣體作為參照氣體,是因為其對全球變暖的影響最大,我們仍然認為CO2是溫室效應的罪魁禍首。如果要把某種氣體的GWP值轉換為等效應的CO2氣體,只需將該種氣體的排放量乘以相應的GWP值即可。舉例說明,如果排放了2美噸N2O氣體,N2O的GWP值為3102美噸×310=620美噸,即相當於排放了620美噸CO2氣體。
下面以美國伊利諾斯州廢棄物管理和研究中心收集的2007年能量利用數據為例加以說明。該中心有一棟總面積為4.5萬平方英尺的建築物,其中一半是行政管理辦公室,其餘的是研究實驗室。建築物採用天然氣燃燒爐作為供暖設備,電能來自公共電力網
火力發電的碳排放跟核能發電或水力發電的碳排放顯著不同。在美國,不同地區發電採用的能源差別很大,所以產生1000千瓦時電能的碳排放也有很大差別。最好根據當地電能的來源使用相應的碳排放因子,為伊利諾斯州廢棄物管理和研究中心供電的電力公司在最近寄出的賬單插頁中提供了電能來源的溫室氣體排放因子,第一步是確定計算中要包含的碳排放。本例中,主要包含天然氣燃燒爐的碳排放、該中心交通工具的碳排放和用電設備的碳排放。前兩項屬於直接排放,後一項屬於間接排放(因為該中心僅是消耗電能,而不是消耗燃料來發電)。電力公司可以通過多種方式發電,比如火力發電、天然氣發電、核能發電等,而每一種發電方式產生的碳排放是不同的,所以關於消耗電能產生的碳排放應該結合具體的發電方式來分析。目前,大多數電力公司能為客戶提供碳排放數據。 碳排放可以通過直接測量或者計算得到,但目前只有幾家大型公司能夠做到直接測量,大多數公司則通過碳排放因子進行計算。
1)間接碳排放:是指用電設備產生的碳排放,這里主要是指照明、印刷機和計算機等消耗電力所產生的碳排放,通常使用的計算公式為:
年用電量×電的碳排放因子=間接碳排放量
伊利諾斯州廢棄物管理和研究中心2007年的用電量為1594500千瓦時,結合表3中給出的CO2氣體排放因子(1770磅/1000千瓦時),可以計算出2007年的間接碳排放量為1411美噸。計算方法如下:
1594500千瓦時×1.77磅/千瓦時÷2000磅/美噸=1411美噸
(2)直接碳排放:對伊利諾斯州廢棄物管理和研究中心來說,直接碳排放是指天然氣燃燒爐消耗天然氣產生的碳排放,計算公式如下:
每年的天然氣用量×天然氣的碳排放因子=直接碳排放量
㈩ PAS2050的碳足跡有哪些規范
到目前為止,至少有15種不同的計劃/方案來評價產品的碳足跡,如ISO、世界資源研究所(WRI) 、法國ADEME、英國的PAS2050(《商品和服務生命周期溫室氣體排放評估規范》)等;此外,瑞士、紐西蘭、日本、韓國、泰國等國家也都有自己的碳足跡計劃。
其中,PAS2050是目前唯一確定的、具有公開具體的計算方法、也是人們咨詢最多的評價產品碳足跡標准。它是建立在生命周期評價(Life Cycle Assessment)方法(由ISO 14040& 14044確立)之上的評價物品和服務(統稱為產品)生命周期內溫室氣體排放的規范。PAS2050規定了兩種評價方法:企業到企業B2B(business-to-business)和企業到消費者B2C(business-to-consumer)。
計算一個B2C產品的碳足跡時需要包含產品的整個生命周期(「從搖籃到墳墓」),包括原材料、製造、分銷和零售、消費者使用、最終廢棄或回收。B2B碳足跡到產品運到另一個製造商時截止,即所謂的「從搖籃到大門」。
除了PAS2050,另外兩個產品碳足跡的國際標准還處在草案階段,預計會在2010年正式出台:ISO14067和WRI Proct Life Cycle Standard。