Emissionsfaktor von einem Dieselgenerator berechnen

Wissenschaft Physik
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#1

Guten Abend,

ich möchte gerne den Emissionsfaktor von einem Dieselgenerator berechnen, komme aber leider nicht weiter. Also meine Berechnung:

Gegeben: Q1 = 189 g/kWh; R_Diesel = 840 kg/l; K_Abgas Diesel = 2,65 kgCO2/l

Zuerst berechne ich Q in l/kWh:

Q2 = Q1/R_Diesel = (189 g/kWh)/(840 kg/l • 10^3) = 0,000225 l/kWh

Und dann den Emissionsfaktor gCO2/kWh:

E_Faktor = Q2 • K_Abgas Diesel = (0,000225 l/kWh) • (2,65 kgCO2/l) = (0,000596 kgCO2/l • 10^-3) = 0,596 gCO2/l

Das Ergebnis sollte 13,229 gCO2/l sein. Was mache ich falsch?

Ich hoffe mir kann jemand weiterhelfen. Ich bedanke mich schon einmal.

#2

Da kann was nicht stimmen. Wo sind die kWh geblieben? Und die Liter?

Wann immer du eine Formel benutzt: schau auf die Maßeinheiten.

#3

Ahh, hatte vorhin unter Verzweiflung geschrieben und statt [kWh] [l] geschrieben, sieht man aber auch.

Also:

E_Faktor = Q2 • K_Abgas Diesel = (0,000225 l/kWh) • (2,65 kgCO2/l) = (0,000596 kgCO2/kWh • 10^-3) = 0,596 gCO2/kWh

Das Ergebnis sollte 13,229 gCO2/kWh sein. Was mache ich falsch?

Ändert aber nichts an meinem Ergebnis.

#4

Prüfe mal, ob ein Liter Diesel tatsächlich 840 kg wiegen kann.
Tip: Ich habe gestern 50 Liter Diesel getankt und mein Auto wog danach nicht über 40 Tonnen.

#5

189 g/kWh kann meiner Meinung nach nicht korrekt sein. Bezogen auf den Dieselmotor des Stromerzeugers ist das ein guter Wert - aber der Wirkungsgrad des Generators kommt ja noch dazu.

Rechnen wir trotzdem mit einem Verbrauch von 189 Gramm Diesel pro Kilowattstunde.
Das muss in Liter pro kWh umgerechnet werden, die Dichte von Diesel sei 840 g/L:
189 g/kWh / 840 g/L = 0,225 L/kWh

Ein Liter Diesel erzeugt bei der Verbrennung 2,65 kg CO2:

0,225 L/kWh * 2,65 kg/L = 0,59625 kg/kWh -> ca. 596 g/kWh

Das ist das 45fache der vermeintlichen Lösung - ich halte die Vorgabe für falsch.

#6

Stimmt, war gestern doch etwas spät :-/ Dannke :slight_smile:

#7

Also ich habe die Angabe von 13,229 gCO2/kWh aus dem Datenblatt, wobei sie mit 9,73 Nox gram pro horsepower in hours [g/hp-hr] angegeben ist und ich sie online umgerechnet habe.

9,73 Nox g/hp-hr -> 13,229 gCO2/kWh

#9

Frage, weil ich das tatsächlich nicht weiß: gibt es wirklich einen generellen technischen Umrechnungsfaktor zwischen NOx und CO2? Das kommt mir komisch vor.
Der CO2-Ausstoß sollte allein von der Treibstoffmenge abhängen, während die NOx-Menge soviel ich weiß auch konstruktionsbedingt ist.

#10

Nehmen wir mal an die 596 g/kWh wären richtig, ist dieser Wert denn überhaupt plausible? Mir erscheint die Menge ganz schön viel für einen Generator :open_mouth:

#11

Ein Liter Diesel hat rund 10 kWh Heizwert.
Daraus macht ein Motor vielleicht 3 kWh mechanische Arbeit,
daraus macht ein Generator vielleicht 2,5 kWh elektrische Energie.

Ein Liter Diesel erzeugt 2,65 kg CO2 bei der Verbrennung.
Du musst also realistisch mit 2,65 kg CO2 für 2,5 kWh rechnen.
Großdiesel erreichen wohl mehr als 30% Wirkungsgrad, große Generatoren erreichen sogar fast die 100%.
Bei kleinen Generatoren (und mit klein meine ich alles im Bereich unter 100 kW) sind diese optimalen Werte aber nicht erreichbar, selbst die 30% beim Motor gelten da nur bei bestimmten Betriebszuständen.

Aus NOx kann unter gar keinen Umständen auf CO2 geschlossen werden.
Bei kühlerer Verbrennung (etwa durch Abgasrückführung) entstehen viel weniger NOx, aber gleich viel CO2 je Liter Diesel - es gibt keinen festen Zusammenhang zwischen der Menge der Stickoxide und der des CO2.

#12

Hi!

Auch ich komme beim Rechnen auf 596g/kWh.

Die Frage ist: Wie wurden diese Werte ermittelt? Der Treibstoffverbrauch und auch irgendwelche Effizienzwerte werden gerne bei 50% Last o.ä. angegeben, und da ist alles fein. Und wenn die Leistung die des Motors und nicht der Output des Generators ist, ist die Rechnung auch deutlich optimistischer.

Vielleicht zeigst du mal das Datenblatt?

#13

Den kann es nicht geben.
Die NOx variieren extrem nach Betriebszustand und dem Vorhandensein von Abgasreinigung und NOx-Reduzierung durch Abgasrückführung oder Tricks mit Emulsionskraftstoffen.

Nur beim CO2 weiß man, dass bei vollständiger Verbrennung je Liter Diesel eine bestimmte Menge CO2 hinten heraus kommen wird. Ein besonders extrem rußender Motor würde dagegen weniger CO2 je Liter Diesel erzeugen, aber das will man natürlich nicht, da er im Verhältnis dazu viel mehr Diesel verbrauchen würde.

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#14

Danke

#15

Mal ein realistisches Beispiel aus dem Datenblatt vom GEKO 15014 E-S/MEDA SS IS10:
15kW elektrische Leistung = 205 L Diesel sind in 50 Stunden weg. (0,27 Liter pro kWh)
7,5kW Leistung = 205 L Diesel sind nach 85 Stunden weg. (0,32 Liter pro kWh)

(GEKO ist ein recht bekannter Hersteller, den Angaben kann man meiner Meinung nach vertrauen.)