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客人的博客

甲烷数学的即热式燃气热水器

甲烷排放引发了这些设备对气候影响的问题

无箱式燃气热水器的效率很低在储存罐模型,但他们每次他们释放周期未燃烧的甲烷和关闭。照片由林内。

一旦提升为更节能的选择提供热水的家庭和企业比传统的箱型热水器、燃气热水器的后果可能没有更好的气候时占甲烷排放气体的主要组成部分和一个让全球气候变暖的超级pollutant-finds斯坦福研究人员的研究

这些即热式热水器放出的两倍多未燃烧的甲烷,因为他们解雇了他们的煤气炉,并释放甲烷的粉扑,每次使用热水。这是真实的,即使当只有少量的水的量使用,例如,用于手部洗涤或漂洗杯子。

事实上,燃气热水器中未燃烧的甲烷比二氧化碳具有更高的全球变暖潜力(GWP)86倍在20年的时间里。少量未燃烧的甲烷通过热水器的烟道泄漏到大气中,迅速增加,抵消了与箱式燃气热水器(也称为燃气储存式热水器)相比,无箱式热水器的大部分节能效益。

水加热是在加利福尼亚的家最大的用气,以及第二大的家庭空间加热后全国。和广大的新热水器国家今天所使用的气体中出售。该热水器战车节约能源,因为它们使用电子点火器代替指示灯,它们也不需要存储水在水箱,直到它被重新加热它逐渐失去的热量。然而,这种传统的数学只占能源的使用,和二氧化碳(CO2废气,气体燃烧的主要副产品。斯坦福大学的研究发现,无气罐热水器泄漏的甲烷(CH4)如油箱类型。

用户不知道的是,每一次无水箱热水器点燃或关闭燃烧器时,都会喷出一股甲烷,这主要是由于不完全燃烧造成的:


典型的甲烷排放,当一个无水箱热水器开关时,显示“打开脉冲”和“关闭脉冲”在每个热水的开始和结束。天然气热水器甲烷排放量的量化图。

当燃烧器开启时,无罐加热器排放的甲烷是罐加热器的两倍多,在无罐加热器中未燃烧甲烷的排放量为0.93%,而在罐加热器中为0.39%。

这似乎小,但正如前面提到的,甲烷是86倍,比CO更强大2从过去20年的地平线上的吸热的观点。泄漏少量加起来是一个很大的影响。事实上,虽然即热式热水器是理论上更22%的能量比罐加热器效率,该优点部分地由较高的甲烷排放量的偏移量。NRDC估计,当保在每这项研究的结果甲烷排放率,即热式热水器只能减少,而不是22%的常规估计14%和煤气罐加热器排放。

这种轻微的气候优势的气体无储罐加热器比储罐加热器是相形见绌的50%到70%减排通过提供电动热泵热水器随着电网变得100%清洁,最终会降至零排放13个州有100%清洁电力的目标。热泵还有另一个关键的好处:它们有助于净化空气,消除污染从气体燃烧空气污染这伤害公众健康。

对气候和清洁空气目标的影响

目前,燃气热水器的市场份额很小,仅占美国燃气热水器销量的2%左右。尽管斯坦福大学的研究样本规模相对较小,只有35台热水器,而且排放数据还将在更大规模的研究中得到完善,但方向是明确的:甲烷排放是气候方程的关键部分。

对甲烷的解释强化了什么其他研究已经发现:我们不能取得任何接近我们仅通过提高能效建筑,如由液化气罐转移到即热式热水器的清洁能源目标。相反,我们必须转变我们的住宅和建筑物关闭化石燃料的清洁且高效的电空间和水加热技术的热泵的形式,这是三到五倍,比最高效的燃气技术,更高效,更还可以帮助实现100%清洁能源电网

由新建筑开始

首先要从新建房屋开始:我们需要从一开始就建造房屋,以便为未来的房主节省日后升级的高昂费用。这必须包括使用清洁和高效的热泵来加热空间和水,而不是化石燃料的熔炉和热水器。

加州有一个独特的机会在这一领域领先,在此基础上建设34个市县这些公司已经采用了要求或强烈鼓励电力建设的当地建筑法规,将新建筑从无燃气罐改为热泵热水器。

现在是时候停止建造新的家园与目前加州能源代码青睐气体即热式热水器:他们只比燃气热水器水箱更有效率,他们在房主锁定高排放,污染,公用事业费用

不到所有家庭的1%,每年得到建,但新的建筑在市场上如雷贯耳的影响(每新家需要新的设备,而热水器只能得到更换一次10至15年的现有建筑)。新区建设也是最具成本效益的时间去电。

现在就计划一次热水器升级

热水器可以使用10到15年,更换起来很贵。当你的热水器接近使用寿命时,考虑升级为一个电热泵热水器。即使你现在使用天然气来加热水,一个电热泵热水器是如此之多的效率,甚至比最好的天然气型号,它将节省能源和在其生命周期内省钱。一定要研究一下可用的选择,如果可能的话,在热水器故障前进行更换,因为在有准备的情况下升级比在紧急情况下更容易。

If you’re thinking of going for an electric tankless model, consider this: while they don’t have the methane problem, they use three times as much energy as heat-pump water heaters, costing you dearly, and they are arguably no better for the climate than gas water heaters. This is because they draw electricity, a lot of it, exactly when users need hot water, which tends to coincide with times of higher power demand on the grid and emissions from power plants. This makes it more difficult to transition the grid to 100% clean energy to clean our air and stave off the worst of the climate crisis. We need efficient and灵活的热泵热水器,不是效率低,灵活的电动无水箱的型号。

尽量减少甲烷排放的小贴士

如果您的热水器仍然有显著生活在里面,斯坦福大学的研究提供了如何每次上下车尽量减少这些甲烷喷你的即热式热水器圈一个有趣的提示。

您可能会在不经意间导致热水器火起来,并发出这些甲烷泡芙,如果你举起你的水槽的或浴室的单柄水龙头直线上升,即使你并不需要热水或者甚至不等待。测量的角度研究人员需要触发六个单手柄厨房水龙头热水器,发现所有六个触发的即热式电热水器时,手柄是正确的中间。

天然气热水器甲烷排放量的量化图。

如果你不需要热水,确保水槽把手完全向右移动,这样就不会无意中需要热水了。

所有类型的热水器都存在这个问题,最终需要按照水龙头的能效标准加以解决。与此同时,你可以通过向右移动手柄来大大减少这些影响,当时机成熟时,通过升级到一个清洁能源和超级高效的热水器。

方法说明:

将最常用的最小效率器件分别与0.81和0.63的均匀能量因数进行比较。

的温室气体净影响14%从研究不同的18%,因为NRDC利用比较常见的最低能效机型,而不是在斯坦福大学的研究样本的平均效率。


皮埃尔Delforge是资深科学家,建筑脱碳,气候与清洁能源计划,在自然资源保护委员会。这篇文章最初出现在自然资源保护委员会专家的博客并经允许在此转载。

11日评论

  1. 用户avater
    乔恩 - [R||# 1

    无水箱热水器开关时产生的>甲烷排放

    不要让从真正重要的问题“小改动”分散注意力。

    是时候停止建造使用无水箱热水器的新住宅了

    是时候将天然气(以及丙烷和石油)完全从家庭中去除了。纯电动汽车。

  2. 用户avater
    彼得·恩格尔||# 2

    有趣的文章。除了一些特殊的应用之外,我从来都不喜欢无水箱热水器。这个新信息给了我更多的弹药。全电动看起来是更好的选择。

    1. 约翰•克拉克||#3

      所有电器的问题是电灶/烤炉的可靠性和可维修性。在一个频谱的气体范围是最便宜的获得和维修,而在另一个频谱,你有感应范围是非常昂贵的。最便宜的感应范围通常是最便宜的汽油范围成本的三倍。

      电阻范围内的方法在中间。只需将两个世界最糟的。

  3. 威廉Hullsiek||# 4

    热与一些缓冲罐和太阳能光伏电池板出现泵是最可行的方法。仍然有天然气应急发电机发射。天然气有其在平衡的能源组合的地方,需要谨慎使用。

    1. 用户avater
      乔恩 - [R||# 6

      这将是有趣的,看看超越生活热水,如果“热泵+蓄水”进展,并得到用于空间加热。如果不是,就需要更昂贵的电网升级。在气候凉爽的晚上7点负载一月将大大超过目前迎峰度夏。

  4. 伊顿忒||# 5

    另一个打击,生活离网...

    我有一个新的“节能”无水箱丙烷冷凝式热水器。从环境的角度来看,他们更好吗?它们释放的甲烷更少还是更多?

    1. 用户avater
      彼得·恩格尔||# 7

      它们不释放甲烷。它们释放出的丙烷数量大致相同。本文讨论的是每个循环周期开始和结束时未燃气体的吞吐。

    2. 约翰•克拉克||# 8

      丙烷的GWP仅为3倍的CO2的。我不会出汗。只要跟上单元所需的维护。

      1. 用户avater
        迈克尔·麦恩斯||# 9

        因为二氧化碳是衡量温室气体的标准单位,人们似乎认为当量(或接近当量)没什么可担心的。丙烷的GWP是二氧化碳的3.3倍,而甲烷(又称天然气)的GWP大约是二氧化碳的25倍。在所有情况下,GWP都不是最好的衡量方法,因为它是基于100年的尺度。我们有10年,也许最多2年的时间来控制碳排放,而不是100年。在较短的时间尺度上,温室气体的影响被放大。我希望有一个适用于10到20年尺度的GWP,但我不知道有。

        生活离网可以是低冲击的方式去生活,但如果你想保持传统生活方式的美国人,你将与现有的共享基础设施社区的一部分,少受损害。

        1. 布莱恩Coplin||# 10

          “在所有情况下,GWP都不是最好的测量方法,因为它是基于100年的尺度。”

          时间尺度的有用性取决于你想要传达的信息。我同意,用100年的时间尺度来衡量气候变化问题的严重性或解决它的时间不足,并不是最好的方法。

          如果目标是使各种燃料的对比,GWP100是一个很好的理解和长期的测量。使用GWP20规模增大的复杂性,降低了指标的透明度,并且需要达到的方法达成共识,如本文所讨论:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6711200/

          我并不是要吹毛求疵,只是指出GWP100度量标准是有用的,尽管它并不完美。

          1. 用户avater
            迈克尔·麦恩斯||# 11

            布莱恩,谢谢你,这是一个比我更清楚更全面的回应。我同意GWP100存在很长时间,在某些方面很有用,而GWP20(或10)则是另一种类型。但是面对气候变化,用100年的尺度来衡量我们的排放对气候的影响是没有意义的。从本质上说,我们衡量的是错误的东西,用这些答案来做重大决定。

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