دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 6358 + ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله

انرژی کاربردی گرایش های موقتی و فضایی مصرف انرژی مسکونی و میزان انتشار آلاینده ها در چین

کد مقاله سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی
6358 2013 8 صفحه PDF 15 صفحه WORD
خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.
عنوان انگلیسی
Temporal and spatial trends of residential energy consumption and air pollutant emissions in China
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Applied Energy, Volume 106, June 2013, Pages 17–24

فهرست مطالب ترجمه فارسی
نکات برجسته
چکیده
واژگان کلیدی
1.مقدمه
2.روش ها
2.1رویکرد کلی
2.2اطلاعات انرژی
2.3الگوبرداری
2.4اطلاعات آب و هوایی و اجتماعی اقتصادی
2.5برآورد انتشار
2.6پیش بینی
2.7آنالیز ناپایداری
3.نتایج و بحث
3.1الگوبرداری از مصرف انرژی مسکونی
3.2تغییرات فضایی و موقتی در مصرف انرژی مسکونی و انتشار آلاینده
3.3تاثیر بالقوه گرم شدن جهانی احتراق انرژی مسکونی و انتشار آلاینده
4.نتیجه گیری
کلمات کلیدی
- انرژی های مسکونی - انتشار آلاینده ها - گرم شدن آب و هوا - فصلی بودن - جایگزینی فضا برای زمان
ترجمه چکیده
مصرف انرژی مسکونی برق و سوخت با انتشارات بسیاری از آلاینده های هوا همراه است. اطلاعات موقتی و فضایی مصرف انرژی حل شده در چین ثبت شده کخ برای درک بهتر تاثیرات محیطی آنها حیاتی است. در این تحقیق، یک روش جایگزین فضا برای زمان پیشنهاد شد و دو مدل پیش بینی مصرف سوخت و برق در بخش مسکونی چین توسط اطلاعات استانی گسترش یافت. دریافتیم که مصرف سوخت بطور مستقیم در تناسب با درجه روز گرم نیست و هم چنین توسط روز گرم تحت تاثیر قرار نگرفته و به عنوان تعداد روزهایی تعریف شده که گرما در یک سال مورد نیاز است. این مدل ها بر خلاف یک مجموعه اطلاعات تاریخی سالانه و دو مجموعه اطلاعات ارزیابی با تغیرات فصلی تایید شدند. سپس برای پیش بینی تغییرات فضایی و موقتی مصرف انرژی مسکونی و انتشار آلاینده های مختلف و تاثیر خالص گرم شدن جهانی بر مصرف انرژی و انتشار آلاینده ها بکار رفتند. انتشار کربن سیاه (BC)، مونوکسید کربن (CO) و کربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs) در زمستان به شدت بیشتر از فصول دیگر بود. برای انتشار دی اکسید کربن (CO2)، دی اکسید گوگرد (SO2) و اکسیدهای نیتروژن (NOx)، دو نقطه اوج در زمستان و تابستان وجود داشت، در تابستان افزایش تدریجی طی سالها به چشم می خورد. پیش بینی شده بود که مصرف انرژی مسکونی سرانه در سال 2015 برای سناریوهای مجمع بین المللی تغییرات آب و هوایی (IPCC) A1B، B1 و A2 به ترتیب به 43/.، 33/. و 26/. Toe/cap(تن هم ظرفیت گاز سرانه) رسید. گرم شدن آب و هوا در آینده باعث کاهش سوخت مسکونی و مصرف بیشتر برق می شود. در نتیجه، انتشار کربن سیاه، مونوکسید کربن و کربن های آروماتیک چند حلقه ای بطور عمده در مناطق سرد کاهش می یابد، در حالی که انتشار دی اکسید کربن، دی اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن در جنوب شرقی چین عمدتا افزایش می یابد.
ترجمه مقدمه
انرژی در جامعه ما از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. با این وجود، اکتساب، تولید و استفاده از انرژی با انتشار آلاینده ها، گازهای گلخانه ای و گرما تاثیرات سوء زیادی بر محیط دارند [1]. بخشی از انرژی عمدتا، برق و سوخت، در بخش مسکونی برای گرما، سرما، پخت و پز، نور و وسایل استفاده می شود. طبق گفته آمار اداره ملی چین، برق و انواع سوخت، به ترتیب %11 و %89 مصرف کلی انرژی مسکونی را در چین به عهده دارند [2]. گرچه مقادیر سوخت، بخصوص زغال سنگ و سوخت زیست توده استعمالی در بخش مسکونی به بخش نسبتا کوچک مصرف کلی انرژی منجر می شوند، تاثیرات محیطی مصرف سوخت مسکونی به علت راندمان کم اکسید و فاکتورهای زیاد انتشار نمی توانند نادیده گرفته شوند [6-3]. به عنوان مثال، تخمین زده شده بود که بیش از %50 کربن سیاه و حدود %70 هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای منتشر شده در چین ناشی از اکسیدهای سوخت مسکونی است [7،8]. مصرف انرژی مسکونی توسط دما و شرایط اجتماعی-اقتصادی تحت تاثیر قرار می گیرد [9، 10]، هر دو مورد در فضا (گرم یا سرد، ضعیف یا قوی) و در طول زمان (ماه به ماه، سال به سال) تغییر می کنند که به تغییرات فضایی و موقتی در مصرف انرژی مسکونی منجر می شود. مفهوم درجه روز که طبق انحرافات درجه جمع شده از دماهای اصلی از پیش تعیین شده تعریف شده، بطور گسترده بکار می رود تا رابطه بین مصرف انرژی و دما را مشخص کند [14-11]. هم درجه گرمای روز (hdd) و هم درجه سرمای روز (cdd) با این فرض استفاده می شود که نیاز انرژی با hdd (یا cdd) در تناسب است [10، 15، 16]. با این وجود، این فرضیه برای hdd تامل بر انگیز اس، چون یک "سوخت اولیه (حداقل مقدار سوخت برای استفاده جهت شروع احتراق، دور بون دمای زیر دمای پایه مهم نیست)" باید زمانی مصرف شود که دمای محیط زیر دمای پایه معین باشد. به علاوه، تقاضای گرما بطور خطی با تفاوت افزایش بین دمای پایه و روزانه افزایش نمی یابد. در بلند مدت، ممکن است افزایش دما به علت گرم شدن جهانی باعث تغییر در مصرف انرژی مسکونی باشد. تاثیرات گرم شدن جهانی بر مصرف انرژی قبلا نشان داده شده است [19-17]. در واقع، کاهش به نیاز گرما، مهم تر از افزایش نیاز سرما در محیط های سرد است و بالعکس در محیط های گرم با غالب بودن سرما [20، 12]. به عنوان مثال، پیلی-سیهوولا و همکاران دریافتند که در اروپای شمالی و مرکزی، مصرف برق کاهش می یابد، چون کاهش تقاضای گرما با افزایش دما کاهش می یابد، در حالی که در جنوب، افزایش در برق سرد تابستان از کاهش گرمای زمستان فراتر خواهد رفت [18]. نتایجی مشابه در استرالیا بدست آمد [19]. تاثیرات تغییرات آب و هوایی بر مصرف انرژی در چین توسط چندین محقق بررسی شده است [23-21]. لم و همکاران یک مدل بازگشتی را توسعه دادند تا مصرف برق خنک کننده های هنگ کنگ بر اساس متغیرهای هواشناسی را پیش بینی کنند و نتیجه گرفتند که مصرف متوسط سالانه طی دوره های 2039 تا 2068 و از 2069 تا 2100، %8/12 و %4/18 بیشتر از 1979 تا 2008 برای سناریو B1 خواهد بود [21]. با این حال، این روش به سختی به علت فقدان اطلاعات ماهانه بر دیگر بخش های چین بکار رفت. لم و همکاران و ون و همکاران از آنالیز بخش اصلی استفاده کردند تا بارهای گرما و سرما در ساختمان های اداری هنگ کنگ و چهار شهر دیگر در چین را مورد مطالعه قرار دهند و گرایش کاهشی در بار گرما و افزایش در بار سرما را با تغییرات کلی از کاهش %2/4 در هاربین در شمال چین تا افزایش %3/4 در هنگ کنگ در جنوب چین را یافتند [22، 23]. با بیشترین دانشی که داریم، تاکنون هیچ مطالعه ای درباره مصرف انرژی در بخش های روستایی چین انجام نشده است. در این تحقیق، تعادل تغییرات فضایی و مصرف انرژی مسکونی به عنوان فرضیه ای جهت بررسی پیشنهاد شد. روش فضا برای زمان معمولا در مطالعات متوالی کاشت استفاده می شود تا به مجموعه ای از جوامع اشاره شود که توالی را بر اساس فرضیه ای شکل می دهند که پویایی موقتی در جامعه خود به خود تولید می شود و در نتیجه تمام مناطق دارای مسیرها و نقاط پایانی یکسان هستند. بدین لحاظ، تعدادی از پارامترها، همچون ساختار گونه ها، تسلط و رونق به عنوان متغیرهای مستقل در مطالعات فضا برای زمان توالی استفاده شدند تا گرایش موقتی بر اساس مشاهدات مناطق مختلف را استنتاج نمایند [24]. برای مصرف انرژی مسکونی، فرض شده است که تغییرات فضایی و موقتی در مصرف انرژی عمدتا توسط مجموعه یکسانی از عوامل، از جمله دمای محیط و درآمد خانوار تحت تاثیر قرار گرفته است. اگر این فضیه درست باشد، تفاوت در مصرف انرژی مسکونی بین مناطق مختلف با تغییرات در طول زمان قابل مقایسه است. پس، می توان مدل های برگشتی را بر اساس اطلاعات فضایی توسعه داد و این مدل ها را برای پیش بینی تغییر موقتی در طول زمان در شرایطی بکار برد که فقط اطلاعات فضایی، به جای اطلاعات موقتی موجود هستند.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله انرژی کاربردی گرایش های موقتی و فضایی مصرف انرژی مسکونی و میزان انتشار آلاینده ها در چین

چکیده انگلیسی

Residential energy consumptions of both electricity and fuels are associated with emissions of many air pollutants. Temporally and spatially resolved energy consumption data are scarce in China, which are critical for a better understanding of their environmental impacts. In this study, a space-for-time substitution method was proposed and two models for predicting fuel and electricity consumptions in residential sector of China were developed using provincial data. It was found that fuel consumption was not directly proportional to heating degree day and was also affected by heating day, defined as the number of days when heating is required in a year. The models were validated against a set of historical annual data and two sets of survey data on seasonal variations. The models were applied to predict spatial and temporal variations of residential energy consumptions and emissions of various pollutants and to predict net effects of climate warming on energy consumptions and pollutant emissions. The emissions of black carbon (BC), carbon monoxide (CO), and polycyclic aromatic carbons (PAHs) in winter were significantly higher than those in other seasons. For the emissions of carbon dioxide (CO2), sulfur dioxide (SO2), and nitrogen oxides (NOx), there were two peaks in winter and summer, with the latter increasing gradually over years. It was predicted that per-capita residential energy consumptions would reach 0.43, 0.33, and 0.26 toe/cap in 2050 for IPCC scenarios of A1B, B1, and A2, respectively. Climate warming in the future would lead to less residential fuel but more electricity consumptions. Consequently, emissions of BC, CO, and PAHs would decrease mainly in cold climate zones, while emissions of CO2, SO2, and NOx would increase largely in southeast China.

مقدمه انگلیسی

Energy is of fundamental importance to our society. However, the acquisition, production, and utilization of energy have great adverse impacts on environment by emitting pollutants, greenhouse gases, and heat [1]. A portion of energy, mainly electricity and fuels, is used in residential sector for heating, cooling, cooking, lighting, and appliances. According to the National Bureau of Statistics of China, electricity and various fuels account for 11% and 89% of the total residential energy consumption in China, respectively [2]. Although the quantities of fuels, mainly coal and biomass fuel, used in residential sector contribute to a relatively small fraction of total energy consumption, the environmental impacts of residential fuel consumption cannot be ignored due to relatively low combustion efficiencies and high emission factors [3], [4], [5] and [6]. For example, it was estimated that over 50% of black carbon and approximately 70% of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) emitted in China were from residential fuel combustions [7] and [8]. Residential energy consumption is affected by temperature and socioeconomic conditions [9] and [10], both of which vary in space (hot or cold, rich or poor) and over time (month–month, year–year), resulting in spatial and temporal variations in residential energy consumptions. The concept of degree-day, defined as the accumulated degree deviations from predefined base temperatures, is widely applied to characterize the relationship between energy use and temperature [11], [12], [13] and [14]. Both heating degree day (hdd) and cooling degree day (cdd) are used by assuming that the heating (or cooling) energy requirement is proportional to hdd (or cdd) [10], [15] and [16]. However, this assumption is questionable for hdd because an ‘initial fuel (a minimum quantity of fuel to be used to start a fire for heating no matter how far the temperature below the base temperature)’ has to be consumed once the ambient temperature drops below a given base temperature. Moreover, heating demand may not increase linearly as the difference between the base and daily temperature increases.

نتیجه گیری انگلیسی

Based on annual residential fuel and electricity consumption data at provincial level, the effects of a number of climate and socioeconomic parameters on the residential energy consumptions were studied and quantified. A hypothesis that spatial and temporal variations in residential energy consumptions are driven by the same factors was successfully tested. Based on the regression models developed for residential fuel and electricity consumptions in China, relatively highly spatial (1° × 1°) and temporal (monthly) resolved inventories of fuel consumption, electricity consumption, and emissions of a number of greenhouse gases and air pollutants were projected. Difference in seasonality between emissions of regular pollutants (CO2, SO2, and NOx) and incomplete combustion by-products (BC, CO, and PAHs) were found. Winter peaks occur for all pollutants studied while summer peaks were found only for the former. Based on the three IPCC scenarios of A1B, B1, and A2, the per-capita residential energy consumptions would reach 0.43, 0.33, and 0.26 toe/cap in 2050, respectively. In case of climate warming in the future, less residential fuel but more electricity would be consumed. As a result, emissions of BC, CO, and PAHs would decrease mainly in cold climate zones of north China, while emissions of CO2, SO2, and NOx would increase largely in southeast China.

خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.