Bilan de gaz à effet de serre et d'énergie d'un processus Flashcards
Plan du cours … à différentes échelles
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plan du cours
- Bilan d’énergie autour d’un procédé
- Bilans d’émissions directes de gaz à effet de serre d’un procédé
Le processus comme unité de base
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Énergie et GES: quantification
électricité, émissions KWh
II. Consommation énergétique des procédés
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Rappel: énergie vs puissance
La puissance est un « débit » d’énergie, c.-à-d. une quantité d’énergie produite ou consommée par unité de temps
Puissance : 1W= 1J/s
Énergie 1kWh= kj ou MJ
Consommation énergétique des processus
- Souvent assez simple d’évaluer la consommation d’énergie directe d’un processus.
- L’information est normalement directement disponible, facilement calculable ou, dans le pire des cas, estimable.
- On calcule généralement une quantité d’énergie secondaire (i.e., directement utilisable), normalisée par rapport à la fonction du procédé (temps d’utilisation, distance parcourue, etc)
Un bâtiment: consommation annuelle
Facture d’électricité: 13 000 kWh par an Relevé de gaz naturel: 2000 m3 par an
Donc une information simple à obtenir
Téléviseur: utilisation intermittente
Puissance (disponible dans les spécifications techniques) : 200 W
Consommation énergétique annuelle ?
Pour une utilisation de 2 heures par jour :
200W x 2h/j x 365j/an = 146 kWh/an
Une voiture: consommation par distance
Distance parcourue entre deux pleins d’essence : 600 km
Volume d’essence pour un plein : 60 L
Consommation d’énergie : 10 L/100 km
Fournaise : consommation par unité de vapeur
Quantité de charbon consommée pendant l’année : 400 tonnes
Quantité de vapeur produite : 1200 tonnes
Énergie : 400/1200=0,33 t charbon/t vapeur
Exemple: consommation d’une génératrice
Puissance fournie: 5 kW
Efficacité théorique : 50 % diStan.
Durée d’utilisation : 1h
Énergie fournie : 5 kW* 1h
Énergie consommée :
5 kW * 1h / 0,5 = 10 kWh
Émissiosn directes de GES
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Rappel: moles, stoechiométrie
une mole : 6.022×10^23 entités (atomes, molécules)
Masse molaire de l’élément X : la masse de 6.022×10^23 atomes de X (en grammes par mole)
Parce que représenter une réaction chimique en termes du nombre de molécules/atomes traduit beaucoup mieux notre compréhension de ce qui se passe qu’une représentation équivalente en termes de leur masse
Estimation des émissions de GES d’un processus
Différentes sources possibles
Sources de combustion fixes
* Sources de combustion mobiles
* Procédés industriels
* Émissions fugitives
* Évacuation
* Torchage
* Déchets
* Eaux usées
Quatre méthodes de quantification
- Surveillance et mesure directe
- Bilan massique
- Coefficients d’émission
- Calculs techniques
- Surveillance et mesure directe
Système de surveillance continue des émissions (émissions enregistrées sur une période prolongée)
Surveillance prédictive des émissions (établissement de corrélations entre les taux d’émissions mesurées et les paramètres des procédés)
- Analyse à la source (par exemple, échantillonnage à la cheminée)
Surveillance et mesure directe- exemple
Graphique
- Bilan massique
Application de la loi de la conservation de la masse à un processus
On détermine les émissions comme la différence entre les entrants et les extrants en tenant compte de l’accumulation ou de l’appauvrissement
Bilan massique- exemple
exemple avec SF6
- Coefficients d’émission
- Utilisation de coefficients d’émission
(CE) pour estimer le taux d’émission d’un contaminant résultant d’un processus - On peut utiliser des CE moyens ou généraux ou bien propres à une technologie particulière
Variabilités des coefficients d’émission
Exemple pour une source de combustion stationnaire
Les CE peuvent varier avec
* le type de combustible
* la technologie de combustion
* les conditions d’opération
* la qualité de l’entretien
* l’âge de l’équipement de combustion
Émissionges = Quantitécomb X CEGES,comb
Coefficients d’émission du GIEC
tableau
Meilleures pratiques pour les choix des CE
Utilisation des CE les plus spécifiques possibles
* Pour la bonne technologie
* Pour le bon pays
* Idéalement dérivés de mesures directes
exemple1
traitement des eaux
exemple 2
- Calculs techniques
Estimation des émissions en se fondant sur :
* Des principes et un jugement technique
- Une connaissance des propriétés chimiques et physiques en jeu
Une connaissance des caractéristiques de la source
Une compréhension des lois chimiques et physiques applicables
Calcul technique combustion
Calcul équation
Si la combustion est complète (aucun CO émis), la masse de carbone contenue dans le combustible à l’entrée sera la même que la masse de carbone contenue dans le CO, à la sortie.
exemple
Les anodes précuites peuvent contenir du soufre, des cendres, du fluor et d’autres impuretés en plus du carbone.
exemple
Méthodes recommandées par le GIEC
Lignes directrices du GIEC pour les inventaires nationaux de GES
* Méthodes de calcul
* Coefficients d’émission ou paramètres génériques
Arbre de décision - source de combustion fixe
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Niveau 2 - source de combustion fixe
Même approche que le niveau 1, mais avec des coefficients d’émission spécifiques au pays.
Niveau 3 - source de combustion fixe
Information nécessaire (si pas de mesure disponible) :
* Type et quantité de combustible utilisé
* Technologie de combustion
* Conditions d’opération
* Qualité de l’entretien
*Âge des équipements de combustion…
Quatre méthodes de quantification
- Surveillance et mesure directe
- Bilan massique
- Coefficients d’émission
- Calculs techniques
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