Cet article a \u00e9t\u00e9 r\u00e9dig\u00e9 par une IA<\/p>\n\n\n\n
Calcul de la quantit\u00e9 de CO\u2082 (en kg de CO\u2082) lib\u00e9r\u00e9e lors de la production d\u2019une \u00e9nergie de 1 kWh au moment de la combustion du carbone.<\/strong><\/p>\n\n\n\n :\u00ab 1 \u2013 Calcul en conditions standard<\/strong><\/p>\n\n\n\n La relation entre l\u2019\u00e9nergie lib\u00e9r\u00e9e lors d\u2019une combustion et la quantit\u00e9 de dioxyde de carbone (CO\u2082) form\u00e9e peut \u00eatre \u00e9tablie directement \u00e0 partir de la st\u0153chiom\u00e9trie de la r\u00e9action chimique et des donn\u00e9es thermodynamiques standard. On consid\u00e8re ici la combustion compl\u00e8te du carbone pur, qui constitue un cas de r\u00e9f\u00e9rence utile pour \u00e9tablir une borne sup\u00e9rieure des \u00e9missions de CO\u2082 par unit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie produite. La r\u00e9action chimique consid\u00e9r\u00e9e est : C (s) + O\u2082 (g) \u2192 CO\u2082 (g)<\/p>\n\n\n\n Cette r\u00e9action correspond \u00e0 l\u2019oxydation compl\u00e8te d\u2019une mole de carbone solide en une mole de dioxyde de carbone gazeux. L\u2019enthalpie standard de r\u00e9action associ\u00e9e \u00e0 cette transformation est \u00e9gale \u00e0 l\u2019enthalpie standard de formation du dioxyde de carbone. \u00c0 25 \u00b0C et sous une pression de 1 atm, cette valeur est : \u0394H\u00b0 = \u2212393,5 kJ\/mol Le signe n\u00e9gatif indique que la r\u00e9action est exothermique, c\u2019est-\u00e0-dire qu\u2019elle lib\u00e8re de l\u2019\u00e9nergie. Ainsi, la combustion d\u2019une mole de carbone produit simultan\u00e9ment une mole de CO\u2082 et lib\u00e8re une \u00e9nergie thermique de 393,5 kJ.<\/p>\n\n\n\n La masse molaire du dioxyde de carbone est donn\u00e9e par :M(CO\u2082) = 12 + 2 \u00d7 16 = 44 g\/mol. Il en r\u00e9sulte qu\u2019une mole de CO\u2082 produite correspond \u00e0 une masse de 44 grammes. On peut alors \u00e9tablir la quantit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie lib\u00e9r\u00e9e par unit\u00e9 de masse de CO\u2082 form\u00e9e. Le rapport entre l\u2019\u00e9nergie lib\u00e9r\u00e9e et la masse produite s\u2019\u00e9crit : 393,5 kJ pour 44 g de CO\u2082, soit :393,5 \/ 44 = 8,94 kJ\/g En unit\u00e9s usuelles d\u2019ing\u00e9nierie \u00e9nerg\u00e9tique : 8,94 kJ\/g = 8,94 MJ\/kg. Cette valeur signifie que la formation d\u2019un kilogramme de CO\u2082 par combustion compl\u00e8te du carbone correspond \u00e0 une lib\u00e9ration d\u2019\u00e9nergie thermique de 8,94 MJ. \u00bb<\/p>\n\n\n\n Afin d\u2019exprimer cette relation dans l\u2019unit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique couramment utilis\u00e9e pour les bilans \u00e9nerg\u00e9tiques, il convient de convertir les m\u00e9gajoules en kilowattheures. La relation de conversion est : 1 kWh = 3,6 MJ. On cherche maintenant la masse de CO\u2082 correspondant \u00e0 une lib\u00e9ration d\u2019\u00e9nergie de 1 kWh. Le calcul consiste \u00e0 diviser l\u2019\u00e9nergie correspondant \u00e0 1 kWh par l\u2019\u00e9nergie sp\u00e9cifique associ\u00e9e \u00e0 la formation d\u2019un kilogramme de CO\u2082 : m(CO\u2082) = 3,6 MJ \/ 8,94 MJ\/kg, ce qui donne : m(CO\u2082) = 0,403 kg<\/p>\n\n\n\n On obtient ainsi la relation fondamentale suivante : la lib\u00e9ration de 1 kWh d\u2019\u00e9nergie thermique par combustion compl\u00e8te du carbone pur correspond \u00e0 l\u2019\u00e9mission d\u2019environ 0,40 kg de CO\u2082.<\/strong><\/p>\n\n\n\n 2 \u2013 Calcul en conditions r\u00e9elles<\/strong><\/p>\n\n\n\n Ce r\u00e9sultat repose sur plusieurs hypoth\u00e8ses implicites qu\u2019il convient d\u2019expliciter. La premi\u00e8re est que la combustion est compl\u00e8te, c\u2019est-\u00e0-dire que tout le carbone est converti en CO\u2082 sans formation de monoxyde de carbone (CO) ou de suies.<\/p>\n\n\n\n La deuxi\u00e8me est que l\u2019on travaille dans des conditions thermodynamiques standard, avec une enthalpie de r\u00e9action correspondant \u00e0 la formation de CO\u2082 \u00e0 l\u2019\u00e9tat standard.<\/p>\n\n\n\n Enfin, on suppose que le combustible est constitu\u00e9 exclusivement de carbone pur, ce qui correspond \u00e0 une approximation id\u00e9ale. Dans les applications industrielles r\u00e9elles, les combustibles contiennent g\u00e9n\u00e9ralement de l\u2019hydrog\u00e8ne et parfois d\u2019autres \u00e9l\u00e9ments (soufre, azote, humidit\u00e9, cendres).<\/p>\n\n\n\n La pr\u00e9sence d\u2019hydrog\u00e8ne modifie la relation entre \u00e9nergie lib\u00e9r\u00e9e et CO\u2082 produit, car une partie de l\u2019\u00e9nergie provient alors de la formation d\u2019eau (H\u2082O) plut\u00f4t que de CO\u2082. Par cons\u00e9quent, les combustibles hydrocarbon\u00e9s usuels, tels que le gaz naturel ou le fioul, pr\u00e9sentent g\u00e9n\u00e9ralement des \u00e9missions sp\u00e9cifiques en CO\u2082 par kWh plus faibles que celles du carbone pur.<\/p>\n\n\n\n Il convient \u00e9galement de distinguer l\u2019\u00e9nergie thermique lib\u00e9r\u00e9e lors de la r\u00e9action chimique de l\u2019\u00e9nergie utile r\u00e9cup\u00e9r\u00e9e dans un syst\u00e8me r\u00e9el. Le rendement d\u2019une installation (chaudi\u00e8re, turbine, moteur thermique, etc.) est alors souvent faible (inf\u00e9rieur \u00e0 0,5) et influe sur la quantit\u00e9 de CO\u2082 \u00e9mise par kWh utile d\u00e9livr\u00e9, mais n\u2019affecte pas la relation fondamentale entre l\u2019\u00e9nergie chimique lib\u00e9r\u00e9e et la quantit\u00e9 de CO\u2082 form\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n Il convient donc, pour une estimation en conditions r\u00e9elles, d\u2019introduire dans le calcul la composition du combustible, notamment sa teneur en hydrog\u00e8ne, ainsi que le rendement de la machine permettant de passer de l\u2019\u00e9nergie thermique \u00e0 l\u2019\u00e9nergie utile.<\/p>\n\n\n\n En r\u00e9sum\u00e9, la relation st\u0153chiom\u00e9trique entre le gaz CO\u2082 form\u00e9 et l\u2019\u00e9nergie lib\u00e9r\u00e9e lors de la combustion du carbone permet d\u2019\u00e9tablir une valeur de r\u00e9f\u00e9rence simple : environ 0,40 kg de CO\u2082 sont produits pour chaque kilowattheure d\u2019\u00e9nergie thermique lib\u00e9r\u00e9e lors de la combustion compl\u00e8te du carbone pur. Cette valeur constitue une base utile pour les estimations d\u2019\u00e9missions maximales et pour la comparaison entre diff\u00e9rents combustibles \u00e9nerg\u00e9tiques.<\/p>\n\n\n\n :3 _ Calcul en fonction du combustible<\/strong><\/p>\n\n\n\n Il n\u2019existe pas une correspondance unique entre kWh et CO\u2082 : tout d\u00e9pend du combustible fossile utilis\u00e9, notamment de l’hydrog\u00e8ne qui le compose, et de ce que l\u2019on mesure (combustion seule ou cycle de vie complet).<\/p>\n\n\n\n 3.1 _ Pour la combustion directe<\/strong> (chauffage ou usage industriel), les ordres de grandeur habituellement retenus sont Une r\u00e8gle mentale simple est :1 kWh fossile \u00e9met g\u00e9n\u00e9ralement entre 0,2 et 0,4 kg de CO\u2082, selon le combustible.<\/strong><\/p>\n\n\n\n 3.2 _ Si l\u2019on parle non plus de chaleur produite mais d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 issue d\u2019une centrale thermique<\/strong>, les \u00e9missions par kWh \u00e9lectrique sont plus \u00e9lev\u00e9es car il faut br\u00fbler davantage d\u2019\u00e9nergie primaire \u00e0 cause du rendement de la centrale :<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Cet article a \u00e9t\u00e9 r\u00e9dig\u00e9 par une IA Calcul de la quantit\u00e9 de CO\u2082 (en kg de CO\u2082) lib\u00e9r\u00e9e lors de la production d\u2019une \u00e9nergie de 1 kWh au moment de la combustion du carbone. :\u00ab 1 \u2013 Calcul en conditions standard La relation entre l\u2019\u00e9nergie lib\u00e9r\u00e9e lors d\u2019une combustion[…]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-320","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-non-classe"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/derotali.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/320","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/derotali.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/derotali.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/derotali.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/derotali.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=320"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/derotali.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/320\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":326,"href":"https:\/\/derotali.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/320\/revisions\/326"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/derotali.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=320"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/derotali.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=320"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/derotali.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=320"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
Gaz naturel \u2248 0,20 \u00e0 0,23 kg CO\u2082\/kWh
Fioul domestique \u2248 0,30 \u00e0 0,32 kg CO\u2082\/kWh
Charbon \u2248 0,34 \u00e0 0,39 kg CO\u2082\/kWh<\/p>\n\n\n\n\n
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