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碳足迹研究方法

发布时间:2022-11-26 10:20:16

㈠ 华北平原冬小麦-夏玉米种植模式碳足迹研究

碳足迹是指人类在生产和消费过程中的碳排放总量,是一种测量人类碳排放对全球温室效应影响的新方法[1-3]。目前,能源和城市建设等领域中的碳足迹得到高度关注[4-7],农业碳足迹能够系统地评价耕作、施肥和收获等农业生产活动过程中,由人为因素引起直接和间接的碳排放总量,定量测算农业生产活动对温室效应的影响[8-9]。目前,农业碳足迹的研究尚处于起步阶段,主要研究集中在区域农业碳足迹、作物碳足迹和粮食碳足迹(碳成本)。Nelson等测算了美国农业的碳足迹[10],Dubey和Lal研究了美国俄亥俄州和印度旁遮普邦的农业碳足迹,并对两地农业生产的可持续性进行了评价[11];国外多位学者分别对冬油菜、春燕麦和冬小麦等多种农作物从播种到收获整个田间生长期的碳足迹进行了研究[10, 12-14]。国内农业碳足迹仅有少量报道,梁龙等评估了生产1 t小麦-玉米的碳成本[15],本实验室前人计算了冬小麦—夏玉米种植模式(以下简称为“麦玉模式”)农资部分的碳足迹[16-17]。国内外学者从不同角度对农业碳足迹进行了研究,但研究结果存在很大差异。本研究基于实地调研的农户生产数据,利用农业碳足迹理论,并综合投入—产出法和生命周期法,对华北平原麦玉两熟模式的碳足迹进行研究,以期获得农业生产的碳排放清单,为农业节能减排提供有效的指导。
1 研究方法
本研究以华北平原典型的冬小麦—夏玉米两熟制种植区域—河北吴桥县为例,利用农业碳足迹理论及研究方法,参考前人相关研究的碳排放参数,分析华北平原主体种植模式—麦玉两熟模式的碳足迹。
1.1 农业碳足迹的涵义
碳足迹理论源于生态足迹,农业碳足迹主要是在West和Lal等人对农田生态系统碳循环研究的成果上形成的[8, 18-20]。农业碳足迹可以系统定量地计算农业生产活动过程中,由人为因素引起的各种直接和间接的碳排放总量及各个生产环节上排放的分量。农业碳足迹可以有效地评价农业生产活动对温室效应的影响,是指导农业节能减排的理论基础。农业碳足迹包括直接碳足迹和间接碳足迹:直接碳足迹是指在使用农业机械进行耕地、播种和收获等农业生产的过程中,柴油消耗直接在农田上的碳排放,同时也包括由于施用化肥而导致土壤增加的直接碳排放量;农业间接碳足迹是指在生产运输化肥、农药和种子等农业生产资料过程中,在农业上游部门的碳排放,其中也包括灌溉消耗的电能产生的碳排放。
1.2 碳足迹计算方法
麦玉模式碳足迹的边界为从玉米秸秆还田开始到收获玉米离开农田结束,时间为1年,冬小麦碳足迹边界是从玉米秸秆还田开始到小麦收获结束,夏玉米碳足迹的边界是从玉米播种开始到玉米收获结束。农业碳足迹的测算内容为1.2中的直接碳足迹和间接碳足迹,计算公式如下:
Cf=∑ni=1Cfi=∑ni=1(mβ)i
Cf为农业碳足迹,n表示农业生产过程消耗了n种能源(柴油和电能等)或农业生产资料(化肥、农药和种子等),Cfi表示第i种能源或农资的碳足迹,m为消耗第i种能源或农资的量,β为第i种能源或农资的碳排放参数,碳足迹的单位是kg Ce/hm2•a。
粮食碳足迹也称为粮食碳成本,麦玉模式粮食碳成本是麦玉模式碳足迹与粮食单产的比值,小麦和玉米的碳成本分别是冬小麦和夏玉米碳足迹与各自单产的比值,碳成本单位是kg Ce/kg。
种植规模、化肥用量、灌溉用电量、农机投入消耗的柴油量、播种量和农药用量。采用SPSS13.0和Excel 2007统计软件,进行方差分析和相关显着性检测。
2 结果与分析
2.1 冬小麦—夏玉米种植模式碳足迹清单
麦玉模式在整个农业生产过程中,化肥、农药、柴油、电能、种子和土壤N2O排放量,以及相应的碳足迹见表2。麦玉模式总的碳足迹是1 737.37±337.02 kgCe/hm2•a,冬小麦碳足迹是1 101.31±251.91 kgCe/hm2•a,夏玉米碳足迹是636.06±163.90 kgCe/hm2•a,冬小麦的碳足迹比夏玉米的多534.05 kgCe/hm2•a。
麦玉模式碳足迹可分为化肥、电能、柴油、种子和农药五大部分(由于土壤N2O排放是施用N肥造成的,因此该部分碳足迹归入化肥部分),详见表2和图1。施用化肥造成的碳足迹为1 072.00±223.11 kgCe/hm2•a,占总碳足迹的61.76%;灌溉消耗电能的碳足迹为434.88±264.60 kgCe/hm2•a,占总量的25.03%;农业机械投入消耗柴油的碳足迹是129.24 kgCe/hm2•a,占总量的7.44%;种子碳足迹为82.49±9.93 kgCe/hm2•a,占总量的4.75%;农药碳足迹为17.75 kgCe/hm2•a,占总碳足迹的1.02%。冬小麦和夏玉米碳足迹的构成情况与麦玉模式碳足迹相似,按各部分碳足迹比重,从大到小依次为化肥、灌溉、柴油、种子和农药。
麦玉模式中化肥碳足迹由氮肥、磷肥和钾肥组成,其中氮肥碳足迹占化肥碳足迹的93.93%,磷肥占5.11%,钾肥占1.96%;氮肥碳足迹中,生产和运输部分占73.11%,土壤N2O部分占26.89%。冬小麦和夏玉米各自三种肥料的碳足迹比例与麦玉模式的情况相似,都是氮肥最多,磷肥此次,钾肥最少,但是冬小麦化肥碳足迹比夏玉米的多44.63%,其中氮肥多43.08%,磷肥多91.90%,钾肥多18.38%。
麦玉模式电能碳足迹是434.88±264.60 kgCe/hm2•a,冬小麦电能碳足迹为309.01±181.44 kgCe/hm2•a,夏玉米电能碳足迹为125.87±96.10 kgCe/hm2•a,冬小麦电能碳足迹是夏玉米的近3倍。
麦玉模式柴油碳足迹中,玉米秸秆还田碳足迹所占比例最大,约占30%;旋耕和小麦收获所占比例略小,各约占27%;冬小麦和夏玉米播种碳足迹最小,各约占8%。冬小麦柴油部分碳足迹是夏玉米的近13倍。
麦玉模式中农药碳足迹由除草剂、杀虫剂和杀菌剂组成,其中除草剂碳足迹约占农药总碳足迹的70%,杀虫剂和杀菌剂碳足迹各约占15%。冬小麦农药碳足迹中,杀菌剂碳足迹所占比例最大,杀虫剂次之,除草剂最少;夏玉米农药碳足迹中,除草剂所占比例最大,杀虫剂次之,杀菌剂最少。
2.2 冬小麦—夏玉米种植模式碳足迹影响因素分析
麦玉模式的碳足迹受多种因素的影响,用相关分析法分别检验各项农资消耗量与麦玉模式碳足迹的相关性,结果发现只有N肥的施用量和电能消耗量与碳足迹存在正相关性(见图2、图3)。
N肥施用量与麦玉模式、冬小麦和夏玉米的碳足迹均存在显着的正相关性(P值分别为0.62* *,0.70* *和0.80* *)。由图2可以看出,每公顷增施1kg N肥,麦玉模式的碳足迹增加2.23 kgCe/hm2•a(趋势线方程为y=2.226x+804.5),冬小麦碳足迹增加2.71 kgCe/hm2•a(趋势线方程为y=2.714x+432.0),夏玉米碳足迹增加2.16 kgCe/hm2•a(趋势线方程为y=2.156x+264.3),可见N肥施用量对冬小麦碳足迹的影响程度略大于夏玉米碳足迹。
灌溉电能消耗量与麦玉模式、冬小麦和夏玉米的碳足迹也均存在显着的正相关性(P值分别为0.75* *、0.80* *和0.47* *)。由图3可知,每公顷多消耗1 kWh 电,麦玉模式的碳足迹就增加0.24 kgCe/hm2•a(趋势线方程为y = 0.238x + 1 323),冬小麦的碳足迹增加0.34 kgCe/hm2•a(趋势线方程为y = 0.340x + 649.9),夏玉米的碳足迹增加0.20 kgCe/hm2•a(趋势线方程为y = 0.199x + 535.4),可见电能消耗量对冬小麦碳足迹的影响程度显着大于夏玉米。
2.3 不同种植规模冬小麦—夏玉米模式的粮食碳成本比较麦玉模式粮食碳成本为0.12±0.03 kgCe/kg,小麦碳成本和玉米碳成本分别为0.16±0.04和0.08±0.02 kgCe/kg。不同种植规模的麦玉模式生产粮食(小麦和玉米)的碳成本情况见图4。
由图4可知,麦玉模式粮食碳成本、小麦碳成本和玉米碳成本均与种植规模成显着的负相关性(P值分别为-0.31* *,-0.29* *和-0.19* *),碳成本随着种植规模的增大而呈下降趋势。进一步将种植规模分为小(0-5亩)、中(5-10亩)和大(≥10亩)三种类型进行研究,发现麦玉模式的粮食碳成本在小、中和大规模类型上的碳足迹分别为0.13±0.03,0.12±0.03和0.10±0.02 kgCe/kg;小麦在3类种植规模上的碳成本分为0.17±0.04,0.16±0.04和0.14±0.03 kgCe/kg;玉米相应的碳成本分别为0.09±0.02,0.08±0.03和0.07±0.02 kgCe/kg。可见,麦玉模式的粮食碳成本、小麦和玉米碳成本在3种种植规模中的碳成本均是小规模类型最高,中规模的较低,大规模的最低。
3 讨论与结论
3.1 华北平原麦玉模式节能减排潜力巨大
农业碳足迹受土壤、农作措施及社会经济等多因素的影响,并且各因素彼此之间又存在互作,因此不同区域,不同种植模式,农业碳足迹差异显着;相同区域内不同种植模式以及相同种植模式在不同区域都会存在差异。Nelson等计算美国农业的碳足迹是91-365 kgCe/hm2•a[6];Hillier等人在苏格兰研究了冬油菜、春燕麦、冬燕麦、豆菜和冬小麦5种作物的碳足迹分别为436,310,388,125 和764.9kgCe/hm2•a[10];Mondelaers等计算出普通小麦的碳成本为0.08 kgCe/kg[10];梁龙等测算冬小麦-夏玉米的碳成本是0.15 kgCe/kg[15];本实验室前人研究麦玉模式农资部分的碳足迹为762.90 kgCe/hm2•a[13]。本研究麦玉模式的碳足迹普遍高于国内外研究结果,主要原因如下:国外农业碳足迹研究的主要是一年一熟的种植模式,麦玉两熟模式在化肥、水和机械等投入量上显着高于国外;农户在农业生产过程中,化肥、水和农药等农资利用效率低;土壤N2O的排放主要是人为施用化肥造成的,有些研究结果并未包含这部分[16-17];国产农机能耗高和农户播种量偏大也是造成碳足迹高的原因。总之,由于本研究中数据来源是调研所得,碳排放参数是借鉴前人研究的结果,因此所得的麦玉模式的碳足迹与真实值会存在一定差异,但是研究结果表明华北地区麦玉模式的碳足迹是相对较高的,麦玉模式在生产管理方面具有巨大的节能减排潜力,且冬小麦是重点。
3.2 化肥和灌溉是影响麦玉模式碳足迹的关键
麦玉模式碳足迹组成中,化肥尤其是施用氮肥造成的碳足迹所占的比重最大,这与其他学者研究结果相同[9, 17, 24]。主要原因是化肥本身在生产和运输的过程中需要消耗大量的化石燃料,另一方面粮食增产很大程度上依靠化肥,农民施用化肥的量相对较多,从而造成化肥部分的碳排放量就相对最大。灌溉消耗电能造成的碳足迹所占比重显着高于他人研究结果[9,17,24],主要原因是吴桥地区灌溉用水部分很大部分来自于深层地下水,耗能必然显着高于使用地表水或浅层地下水的情况。化肥和电能两项占总碳足迹的绝大部分,因此,加强研发和普及适合当地的测土配方施肥和滴灌等节肥和节水技术,提高农业生产中的化肥和水分的利用效率,是降低华北地区农业碳足迹的关键。
3.3 规模种植对粮食碳成本的影响
本研究发现麦玉模式的粮食碳成本随种植规模增大而呈下降趋势,与Lal的研究结果相似[4]。主要原因是种植规模大的农户生产管理相对科学,提高了水肥的利用效率。可见种植规模化对实现低碳农业具有积极作用,但是由于种植规模效益同时受经济社会条件的影响,在不同区域,效果会存在差异,因此本研究结果有待进一步完善。总之,本研究利用碳足迹理论及研究方法评价农业生产的碳足迹,初步测算出了华北平原主体种植模式(冬小麦—夏玉米两熟制)的碳足迹,并初步绘制了种植冬小麦和夏玉米过程中在施肥、灌溉和农机投入等各个环节上的碳排放清单,以及生产小麦和玉米的碳成本。本研究丰富了碳足迹理论,为今后优化农业生产管理,降低农业生产的碳足迹,构建低碳农作系统和实现农业节能减排迈出了关键的一步。
致谢:本研究在河北吴桥县调查农业生产的过程中,得到了中国农业大学吴桥试验站鲁来清站长,本实验室杨再洁、罗永彬和周志冠等同学的帮助,在此一并感谢!

㈡ 招行信用卡电子账单怎么自己打印

你可以登陆招商银行的网上银行打印,前提是开通了网上银行,登陆网上银行,然后点击信用卡用户登陆,然后找到信用卡帐单栏,选择你要打印的月份,选好之后点击打印就可以打印了。

还可以带上你的身份证和信用卡,直接去招商银行的银行网点,找银行的工作人员帮你打印。

(2)碳足迹研究方法扩展阅读:
功能
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账单查询:
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现实意义
采用无纸化(电子化)账单处理方式能够大量减少纸张消耗。若不计投递过程中的大量物流资源的投入及对城市交通的压力,则按照芬兰科学家提出的碳足迹研究方法估算,我国纸质账单往来每年要用掉77.22万吨纸,折合消耗掉1544万株10年生树木。相应地,电子账单比纸质账单体系至少减少63%的碳排放。由此可见,信息化账单(电子集成账单)的推广不仅能够提高服务效率,而且对节约资源、保护生态环境和减少碳排放有着重要的现实意义。 电子账单功能用户可以在居民电子账单服务平台网上授权办理电子账单的申请,也可以在出账机构的网站、网点受理电子账单。

上海电子账单推广上海推广使用电子账单工作已列入《推进"智慧城市"建设三年行动计划》,由上海付费通公司承建的居民电子账单服务平台已经开始试运营,该平台将成为全国首个集合了水、电、煤公用事业单位和电信、联通等通讯单位的电子账单平台。

㈢ Nature Astronomy:计算全球空间科学研究的碳足迹

2022年3月,《自然·天文学》( Nature Astronomy )杂志刊发题为《估算太空部门的二氧化碳强度》(Estimating the CO2 intensity of the space sector)和《估算天文研究基础设施的碳足迹》(Estimate of the carbon footprint of astronomical research infrastructures)的2篇文章称,全球空间科学研究每年共有120万吨二氧化碳释放到大气中,其终生足迹为2030万吨,并描述了计算空间科学研究碳足迹所面临的困难和计算方法。

研究工作包括获取和整理之前的天文学研究论文,其中涉及对46个天基项目和39个地面项目所使用的能量的描述。这些项目包括建造和运行新的观测站,以及发射天基观测站。同时,论文记录了在上述项目的整个生命周期中,维持这些项目所需的能源成本预算。例如,哈勃太空望远镜的总碳足迹为555000吨,而最近部署的詹姆斯·韦伯望远镜的碳足迹为30万吨。最终,研究人员利用分析数据对全球天文学界释放的碳足迹总量进行了估计。

研究认为,天文学研究的碳排放来源主要包括:

(1)基础设施建设。

(2)火箭燃烧的燃料。

(3)用于发电的燃煤电厂排放的气体和用于运行处理数据的超级计算机。

(4)当研究人员飞往世界各地参加会议时,飞机排放的废气。

研究人员建议天文界需要放慢规划和建设进程,以便将碳足迹计算纳入其中,同时还建议采取措施减少其研究的碳足迹。

转载本文请注明来源及作者:中国科学院兰州文献情报中心《气球科学动态监测快报》2022年第07期,王立伟 编译。



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㈤ 大规模计算产生巨量碳足迹

荷兰莱顿大学的天体物理学家Simon Portegies Zwart富有生态意识。他几乎不再因为工作缘故坐飞机,而是选择乘火车出行。“我喜欢成为素食环保主义者,尽量减少自己的碳足迹,同时也告诫孩子们避免洗澡时间过长,并尽可能使用可再生资源。”在他决定做出这些生活上的改变时,也在思考着其他方面带来的碳足迹。


“我经常使用大型计算机,它们消耗的能源相当于一座小城市,”他说道,“我可能是这条街上污染最严重的人了。假如使用一台超级计算机耗费的能源相当于10000户家庭,那么我有何权利去跟我的孩子或者别人说,他们不该洗20分钟的澡?”


在全球为解决气候变化问题而努力的同时,许多科学家开始正视自己碳排放量过大的现实。


巨大的计算成本


除学术旅行影响气候变化外,过去几年中许多物理学家还发现,使用计算机造成的碳足迹数量巨大——有时甚至超过航空旅行。




Adam Stevens是西澳大利亚大学的一名天体物理学家,他和同事们对2018—2019年期间澳大利亚天文学家因旅行、使用超级计算机以及在大型观测站工作等“常规活动”产生的温室气体排放总量进行了分析。他们的研究发现,平均每位澳大利亚天文学家产生约37吨二氧化碳当量,超出澳洲人的平均水平40%,是全球平均水平的5倍。其主要原因在于天文学家需要使用超级计算机来处理望远镜收集的大量数据,并进行宇宙学模拟。每位天文学家在此项工作上的排放量约为15吨,几乎是年飞行排放量的4倍(图1)。


图1 澳大利亚天文学家的四种排放来源,以吨(t)二氧化碳(CO2)当量(e)每年(yr-1)每人为单位。图中标明了误差线,注意观测站的数值为排放量下限


另一个例子是即将开展的大型中微子探测阵列(GRAND)项目,该项目计划利用分布在世界各地山区的20万根天线,探测来自深空的超高能量中微子。2021年,该项目背后的团队估算了三个不同实验阶段的温室气体排放,分别是:原型实验、中规模实验以及将于2030年进行的全面实验。他们把模拟和数据分析、数据传输和存储以及计算机和其他电子设备称为“数字技术”,这些技术将在碳足迹中占据很大比重。


预计原型实验阶段数字技术产生的排放将占69%,相比之下旅行仅占27%,4%来自“硬件设备”,如制造无线电天线。在中期实验阶段,数字技术将占总排放量的40%,剩余排放中旅行和硬件各占一半。当整个实验完成并投入使用后,主要排放量将由硬件(48%)和数字技术(45%)分担。


超级计算机的环境成本很大程度上取决于为设备供电的能源来源。2020年,荷兰天文学委员会邀请Portegies Zwart和另一支研究团队分析其6个成员机构的碳足迹。据估计,2019年平均每位荷兰天文学家排放4.7吨二氧化碳当量,远低于澳大利亚,而其中仅有4%来自超级计算。


荷兰天体物理学家Florisvander Tak主持了该项研究,他认为荷兰的天文学家不会比澳大利亚的同行们更少使用超级计算机,因此差异可能源自不同的能源供应。由于荷兰100%使用风能或太阳能产生的可再生能源,国家级超级计算中心SURF不产生任何碳排放,少量的排放由国际设备和荷兰的小型超级计算机产生。如今,Portegies Zwart已经养成查看自己所用的超级计算机是否采用环保能源的习惯,如果不是,他将考虑使用其他设备。


问题根源


德国马克斯‧普朗克天文研究所的温室气体排放数据同样显示出国家间的碳排放差异。2018年,该研究所每位研究人员排放了约18吨二氧化碳当量——超过荷兰天文学家,但只有澳大利亚同行的一半(图2)。这一数值比普通德国居民高出60%,是德国2030年减排目标的三倍,而该目标是符合巴黎气候协定的。


图2 一位澳大利亚天文学家和一位马克斯‧普朗克天文研究所的德国研究员2018年的平均排放量,按排放来源分类,并与德国根据《巴黎协定》设置的2030年目标排放比较。与电力相关的排放包括计算和非计算消耗,无论在德国还是澳大利亚,其绝大部分排放都是由计算产生的


在马克斯‧普朗克研究所2018年的碳排放中,约有29%来自电力消耗,其中计算(尤其是超级计算)占75—90%。德国和澳大利亚碳排放差异的关键在于电力的来源。2018年,德国约有一半电力来自太阳能和风能,而在澳大利亚,绝大部分电力来自化石燃料,主要是煤炭。这就意味着在澳大利亚,用于计算的电力每千瓦时产生0.905 kg二氧化碳,而在马克斯‧普朗克研究所只有0.23 kg。


van der Tak同时指出,这些调查工作是在几年前进行的,如今世界已经向前发展,比如现在使用可再生能源的机构越来越多。荷兰的一项研究发现,2019年荷兰天文学界的碳足迹中只有不到三分之一(29%)来自电力使用,包括为六家研究机构的本地计算供电。当时就有一半研究所使用绿色电力,随后又有两家开始改用100%可再生能源,van der Tak预计第六家研究所将在未来两年内实现转变。


澳大利亚的状况也在改变。作为该国三大国家级高性能计算设施之一的超级计算机OzSTAR,自2020年7月起已改用从附近的风力发电厂购买的100%可再生能源。超级计算机所在的斯威本 科技 大学声称,这将大幅度减少其碳足迹,因为电力排放占总排放的70%以上。


地点,地点,还是地点


但是,如何能确切计算出使用超级计算机的碳排放量呢?英国剑桥大学的数学家和物理学家Loïc Lannelongue没有找到简单的方法,于是他开发了一个名为“绿色算法”(green-algorithms.org)的在线工具,估算研究人员的碳足迹。


Lannelongue重申地点是关键。举例来说,在同样的硬件上运行相同任务,澳大利亚排放的二氧化碳大约是瑞士的70倍,因为瑞士的大部分电力来自水电。虽然估算任何一种算法的碳足迹都需要依据硬件、任务所需时间和数据中心或超级计算机的位置等关键因素,但绿色算法还有一个“实际比例因子”(PSF),用于估计实际计算的次数——这对排放量有着直接影响。


事实上,大多数算法都要运行多次,有时甚至要在不同参数下运行数百次,而且根据任务和研究领域的不同,运行次数会有很大差异(图3)。研究还发现,南非和美国某些州有着与澳大利亚类似的计算排放量,而冰岛、挪威和瑞典的电力碳排放则特别低。


图3 绿色算法是一款免费工具,用于估计算法的碳足迹,估算过程涉及一系列因素,包括硬件要求、运行时间和数据中心位置等。用户可对计算性能进行评估,或者估算在其他架构上重新部署算法节约或消耗的碳。该图对比了不同科学领域算法的碳足迹——从粒子物理模拟和DNA辐射损伤到大气科学再到机器学习——并比较了每个算法只运行一次和同一任务的重复计算(PSF)的结果。上述结果以克(g)二氧化碳(CO2)当量(e)为单位,并与树木固碳量以及日常活动(如驾驶 汽车 )的碳排放量进行了比较


如今,随着云计算的出现,研究人员可以更方便地选择所使用的超级计算机。但即使无法更换机器,他们仍有其他方法可以减少碳排放。Lannelongue说,如果无法改变自己的所在地,则可以使用最新版本和优化的软件,因为这将会降低计算要求。


更好的编码


高效的代码对于使计算更环保同样至关重要。正如Portegies Zwart所说,如果你花费更多时间在代码优化上,它会运行得更快,产生的排放也会更少。此外,更换编码语言不失为一种好办法。


为验证这一观点,Portegies Zwart进行了实验,他用十几种不同的编码语言运行同样的算法。没有哪种语言的代码经过特别优化,而且编写每种代码花费的时间相近。与其他编码语言(如C++或Fortran)相比,物理学家常用的Python运行算法时间要长得多,因此会产生更多碳排放。问题在于Python易于使用,却难以优化,而其他语言虽难编码,但更容易优化。


然而,远离Python未必能解决问题。法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的研究员Pierre Augier称,更好的教育和Python编译器的使用同样有效。他采用更加优化的代码和5种不同的Python实现方式进行了类似的实验,其中四种实现方式比C++和Fortran更快,产生的排放更少,而且更容易被理解和使用。


Portegies Zwart同意Python可以是高效的,但并不能反映实际情况。他认为天文学家对代码的优化程度并不高,与其让他们学更多计算机知识,物理研究机构或许应该雇佣更多计算机专家。“我们擅长物理,但计算机科学家把我们学习物理的时间都花在了学习计算机上,”他说,“毫无疑问,‘他们’更擅长编程。”


隐性排放


碳密集型工作不止有超级计算机上的仿真。作为GRAND中微子项目的联合发起人,法国索邦大学的Kumiko Kotera和她的同事们发现,在实验的原型阶段,数据存储和传输将占年总排放量的大约一半,中期阶段占四分之一,全面实验阶段占三分之一以上。相比之下,数据分析和仿真在三个阶段产生的碳排放占比分别为16%、13%和7%。


数据存储和传输的碳足迹取决于数据中心的能源需求,使用排放量较低的数据中心可以在一定程度上解决问题。不过,缩减数据量仍有作用,科学家们会对所传输的内容更加谨慎。Kotera表示,GRAND项目将研究如何减少数据量,找到有效清理数据的方法。


图4 为降低整体碳排放,CERN 聘请了一名环境工程师,负责监督未来项目的建造工程


粒子物理学家也需要贡献力量。欧洲核子研究中心(CERN)每年产生约100 PB数据。全球LHC计算网格(WLCG)整合全球40多个国家约170个计算中心的计算资源,并对这些数据进行存储、分发和分析。CERN近年来开始发布环境报告,2021年发布的第二份报告介绍了在LHC上实施的能效改进措施(图4),改进后每单位能源能够采集更多数据。升级后,LHC在20年使用寿命内的能效将是首次启用时的10倍。但该报告也承认其中并没有真正涵盖WLCG的全部排放,仅对CERN拥有或运营的WLCG设备能耗进行了详细说明。


改变心态


Lannelongue希望越来越多的研究人员能够开始考虑计算产生的碳排放,并将其纳入决策之中。一个典型的例子就是从前研究者经常通宵运行那些效率低下的代码和软件,当被告知提高计算效率将减少碳足迹后,他们有了改变的动力。


谈及GRAND项目,Kotera表示,他们计划建立一个仿真库,让用户可以重复使用常用的仿真,而不用自己创建,这样能够避免同样的数据被不断复制。即使在大型合作中,由于没有中央存储,经常会有不同用户反复运行同一个仿真的现象。“只需按下一个按钮,就能进行为期一周的仿真,得到结果然后说‘哦,其实我并不需要它’,这实在太常见了,”Kotera说,“我们的目的在于,鼓励用户在运行之前先思考是否真正需要这次仿真。”

㈥ 曾毓群称:中国电池碳足迹研究已落后!哪些国家该技术属于领先

中国在电池产业链上具有绝对优势,应该更加积极主动,为全球碳足迹标准和法规的制定做出更大贡献。欧美已率先对动力电池碳足迹的标准、政策和法规进行研究。中国作为电池生产大国,对电池碳足迹的研究却相对滞后。电池产品的碳足迹已成为欧美国家监测的重点。生效的一项新的欧洲电池法要求企业从2024年起公开申报其电池产品的碳足迹。对电池碳足迹的监管应形成全球统一和国际公认的标准。中国、日本和韩国是世界上最大的电池产业集群。中国在电池产业链上具有绝对优势。在全球碳足迹标准和法规的制定中,应该更加积极主动,做出更大的贡献。

㈦ 电子账单的电子帐单的现实意义

采用无纸化(电子化)帐单处理方式能够大量减少纸张消耗。若不计投递过程中的大量物流资源的投入及对城市交通的压力,则按照芬兰科学家提出的碳足迹研究方法估算,我国纸质帐单往来每年要用掉77.22万吨纸,折合消耗掉1544万株10年生树木。相应地,电子帐单比纸质帐单体系至少减少63%的碳排放。由此可见,信息化帐单(电子集成帐单)的推广不仅能够提高服务效率,而且对节约资源、保护生态环境和减少碳排放有着重要的现实意义。 电子帐单功能用户可以在居民电子帐单服务平台网上授权办理电子帐单的申请,也可以在出帐机构的网站、网点受理电子帐单。
上海电子帐单推广上海推广使用电子帐单工作已列入《推进“智慧城市”建设三年行动计划》,由上海付费通公司承建的居民电子帐单服务平台已经开始试运营,该平台将成为全国首个集合了水、电、煤公用事业单位和电信、联通等通讯单位的电子帐单平台。
按照上海目前800万户家庭计算,水、电、煤、电话、购房还贷扣款、保险金分期交纳通知……一个家庭一个月平均5.5份帐单,按此计算上海一个月要耗费4400万份纸质帐单,一年要耗费5.2亿份。按照测算,一份纸质帐单大约重20克,从公用事业出帐单位到达用户手中,计算纸张、印刷、油墨、物流……各类成本,总成本约为1元。如果纸质帐单改为电子帐单,可以节约5.2亿元开支,节约用纸1万吨以上,少砍伐20万大树,保护2500亩森林。

㈧ 供电局的账单一般是什么时候出来的有人知道吗

通常,账单在每个月的7号到10号之间发出。
每个区域的读取日期都有一个浮动日期。可以在网上支付水电费,这样当支付账单时,就可以轻松地支付了。
按价格部门确定的价格支付的费用。一般按月在规定的时间内付款,也可以委托他人代为转账。水电费是家庭或组织单位因用水用电的费用,是“水费”和“电费”的统称。水费是指向使用供水工程的供水单位或者个人缴纳的费用。耗费“电能”所应付给供电机构的费用称为“电费”

拓展资料:
电子账单是付费通核心业务EBPP账单的又一种业务应用模式,是将传统的纸张账单,通过信息化的方式,转变为电子格式,然后通过手机、互联网、IPTV等传递给用户,从而营造一个节约社会资源、低碳环保的社会环境。随着国民经济的发展和社会生产生活方式的变化,城市居民家庭和企事业单位日常收到的各类发票、凭据、账单等(以下统称账单)越来越多。除了传统的水、电、煤账单外,还有固定电话、移动电话、数据通信以及购房还贷扣款、保险金分期交纳通知等。粗略估算,以城镇家庭为例,平均每个家庭(或单位)每月收到账单5.5张。以3.25亿城市居民住宅计算,我国每年需要投递和结算的账单总数高达214.5亿张。

由于账单绝大多数采用纸质方式处理呈递给城市居民用户和企事业单位,由此带来一系列问题:

(1)用户付费和账单保管也不便,排队占用大量时间;

(2)大量的纸张浪费,消耗自然资源。
采用无纸化(电子化)账单处理方式能够大量减少纸张消耗。若不计投递过程中的大量物流资源的投入及对城市交通的压力,则按照芬兰科学家提出的碳足迹研究方法估算,我国纸质账单往来每年要用掉77.22万吨纸,折合消耗掉1544万株10年生树木。相应地,电子账单比纸质账单体系至少减少63%的碳排放。由此可见,信息化账单(电子集成账单)的推广不仅能够提高服务效率,而且对节约资源、保护生态环境和减少碳排放有着重要的现实意义。 电子账单功能用户可以在居民电子账单服务平台网上授权办理电子账单的申请,也可以在出账机构的网站、网点受理电子账单。
(3)账单处理成本高,一份纸质账单从公用事业出账单位到达用户手中的总成本约为1元,全国每年账单的流转费用约达214.5亿元!

㈨ 碳足迹计算器的计算方法

碳足迹计算器
(1)选择计算中要包括的气体排放源;
(2)收集燃料用量的数据;
(3)查询碳排放因子;
(4)计算碳足迹。
计算碳足迹通常是以CO2气体的排放量为主,当然,其他气体对温室效应也有一定的影响,但各种温室气体对地球变暖的影响程度是不同的。为了帮助决策者度量各种温室气体对地球变暖的影响程度,政府间气候变化专门委员会(IPCC)已经出版了关于各种气体对全球变暖潜能(GWP)影响的数据表。
每一种温室气体造成的温室效应并不相同,按照国际惯例,以CO2气体的GWP值为1,其他气体的温室效应与CO2温室效应的比值,就是该气体的GWP值(一般都远大于CO2的GWP值)。以CO2气体作为参照气体,是因为其对全球变暖的影响最大,我们仍然认为CO2是温室效应的罪魁祸首。如果要把某种气体的GWP值转换为等效应的CO2气体,只需将该种气体的排放量乘以相应的GWP值即可。举例说明,如果排放了2美吨N2O气体,N2O的GWP值为3102美吨×310=620美吨,即相当于排放了620美吨CO2气体。
下面以美国伊利诺斯州废弃物管理和研究中心收集的2007年能量利用数据为例加以说明。该中心有一栋总面积为4.5万平方英尺的建筑物,其中一半是行政管理办公室,其余的是研究实验室。建筑物采用天然气燃烧炉作为供暖设备,电能来自公共电力网
火力发电的碳排放跟核能发电或水力发电的碳排放显着不同。在美国,不同地区发电采用的能源差别很大,所以产生1000千瓦时电能的碳排放也有很大差别。最好根据当地电能的来源使用相应的碳排放因子,为伊利诺斯州废弃物管理和研究中心供电的电力公司在最近寄出的账单插页中提供了电能来源的温室气体排放因子,第一步是确定计算中要包含的碳排放。本例中,主要包含天然气燃烧炉的碳排放、该中心交通工具的碳排放和用电设备的碳排放。前两项属于直接排放,后一项属于间接排放(因为该中心仅是消耗电能,而不是消耗燃料来发电)。电力公司可以通过多种方式发电,比如火力发电、天然气发电、核能发电等,而每一种发电方式产生的碳排放是不同的,所以关于消耗电能产生的碳排放应该结合具体的发电方式来分析。目前,大多数电力公司能为客户提供碳排放数据。 碳排放可以通过直接测量或者计算得到,但目前只有几家大型公司能够做到直接测量,大多数公司则通过碳排放因子进行计算。
1)间接碳排放:是指用电设备产生的碳排放,这里主要是指照明、印刷机和计算机等消耗电力所产生的碳排放,通常使用的计算公式为:
年用电量×电的碳排放因子=间接碳排放量
伊利诺斯州废弃物管理和研究中心2007年的用电量为1594500千瓦时,结合表3中给出的CO2气体排放因子(1770磅/1000千瓦时),可以计算出2007年的间接碳排放量为1411美吨。计算方法如下:
1594500千瓦时×1.77磅/千瓦时÷2000磅/美吨=1411美吨
(2)直接碳排放:对伊利诺斯州废弃物管理和研究中心来说,直接碳排放是指天然气燃烧炉消耗天然气产生的碳排放,计算公式如下:
每年的天然气用量×天然气的碳排放因子=直接碳排放量

㈩ PAS2050的碳足迹有哪些规范

到目前为止,至少有15种不同的计划/方案来评价产品的碳足迹,如ISO、世界资源研究所(WRI) 、法国ADEME、英国的PAS2050(《商品和服务生命周期温室气体排放评估规范》)等;此外,瑞士、新西兰、日本、韩国、泰国等国家也都有自己的碳足迹计划。
其中,PAS2050是目前唯一确定的、具有公开具体的计算方法、也是人们咨询最多的评价产品碳足迹标准。它是建立在生命周期评价(Life Cycle Assessment)方法(由ISO 14040& 14044确立)之上的评价物品和服务(统称为产品)生命周期内温室气体排放的规范。PAS2050规定了两种评价方法:企业到企业B2B(business-to-business)和企业到消费者B2C(business-to-consumer)。
计算一个B2C产品的碳足迹时需要包含产品的整个生命周期(“从摇篮到坟墓”),包括原材料、制造、分销和零售、消费者使用、最终废弃或回收。B2B碳足迹到产品运到另一个制造商时截止,即所谓的“从摇篮到大门”。
除了PAS2050,另外两个产品碳足迹的国际标准还处在草案阶段,预计会在2010年正式出台:ISO14067和WRI Proct Life Cycle Standard。

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