وتشكل محطات توليد الطاقة الكهربائية للوقود الأحفوري مصادر هامة للطاقة والانبعاثات، ففهم كيفية حساب استهلاك الوقود والانبعاثات يساعد في تقييم الأثر البيئي والكفاءة البيئية، وتشرح هذه المادة الأساليب الأساسية المستخدمة في هذه الحسابات.

حساب استهلاك الوقود

ويحدّد استهلاك الوقود في محطة توليد الطاقة الوقود الأحفوري بمقدار الوقود المحروق لتوليد كمية محددة من الكهرباء، والمقياس الرئيسي هو معدل الحرارة، الذي يشير إلى كفاءة المصنع.

والصيغة المستخدمة لاستهلاك الوقود هي:

Fuel Consumption = (Electrical Energy Output)/(Thermal Efficiency)]

وحيثما تُعبر الكفاءة الحرارية كعشري، وكلما زادت الكفاءة، فإن الوقود الأقل مطلوب لنفس ناتج الطاقة.

حساب الانبعاثات

وتحسب الانبعاثات على أساس كمية الوقود المحروق وعوامل الانبعاث بالنسبة لملوثات محددة، وتشمل الملوثات المشتركة ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين.

والصيغة العامة للانبعاثات هي:

Emissions = Fuel Consumption × Emission Factor]

وتُقدَّم عوامل الانبعاثات عادة في وحدات مثل كغ من الملوثات لكل وحدة من وحدات الوقود المحروقة، وتختلف هذه العوامل تبعاً لنوع تكنولوجيا الوقود والحرق.

حساب نموذجي

يفترض أن تولد محطة ما 000 1 ميغاواط من الكهرباء مع كفاءة حرارية قدرها 35 في المائة، والوقود المستخدم هو الفحم الذي يبلغ عامل انبعاثاته 2.5 كغم من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوغرام من الفحم المحروق.

أولا، حساب استهلاك الوقود:

استهلاك الوقود = 000 1 ميغاواط/0.35 = حوالي 857 2 ميغاواط في الطاقة الحرارية.

ويتوقف التحول إلى كتلة الوقود على محتوى الطاقة من الفحم، ولكن بافتراض وجود محتوى متوسط للطاقة قدره 24 ميغاجول/كغم، فإن مجموع الوقود المستخدم هو:

Fuel Mass = (Thermal Energy) / (Energy Content per kg) = (857 2 MWh × 3.6 × 109 J/MWh) / 000 24,000 J/kg œ ense 429,000 kg

ثم إنبعاثات ثاني أكسيد الكربون هي:

ثاني أكسيد الكربون = 000 429 كغم من وزن الجسم = 2.5 كغم/كغم = حوالي 500 072 1 كغم