碳的同位素可以检测多少年？

碳的同位素可以检测多少年？

有15种已知的碳同位素，其中12个碳（占天然碳的98.93％）和13个碳（1.07％）是两个稳定的同位素。 Carbon-14是寿命最长的同位素，半衰期为5,730年。寿命最短的碳同位素是Carbon-8，半衰期为1.98739 x 10-21秒。

同位素碳14用146C表示，其中上标14是原子质量，下标6是原子序数。 Carbon-14的自然丰度非常低，但其半衰期长，因此可用于辐射测。

当氮14与宇宙射线中的中子反应时，就会形成碳14，并在此过程中释放出质子。碳14然后与氧气反应生成14CO2，它与12CO2均匀地分布在大气中。

如何测量碳排放量？

碳排放量，对应的专业术语叫做碳通量（既包括碳排放和碳吸收）。本答案中除了讨论碳排放，还讨论了碳吸收。这是因为如果作为一个排放主体，如果还参与了植树造林之类的减液晌排工程，也是可以抵扣碳排放额度的。碳吸收的测算问题同样重要。

碳通量目前主流的计算方法分两种，一种叫“自下而上（bottom-up）”的方法，一种叫“自上而下（top-down）”的方法

“自下而上”的方法把碳通量分成主要两部分：人为活动，生态系统活动

人类活动包括化石燃料燃烧等，涵盖了汽车尾气等，主要通过统计数据计算得到，即根据一个地区的燃料消费量，结合各种燃料燃烧的效率计算排放的碳量。具体来说就是根据国家统计局的地区石油、煤、天然气……的消费量，结合经验公式，计算出相应的排放量。其它答案主要尘埋肢在详细介绍这部分的计算过程。这也是实际上最广泛采用的统计方式。

生态系统活动则是生态学的研究内容之一，简单来说生态系统对大气碳的影响包括两个部分：1）光合作用固碳，这部分固定的碳总量叫做总初级生产力(Gross Primary Productivity, GPP)；2）生态系统呼吸（Re），包含植物自身的呼吸，以及动物食用了植物之后的呼吸。这两个部分相减就是净生态系统交换量（NEE = GPP - Re），也就是我们关注的生态系统这部分的碳通量。

为了计算NEE，通常会把它拆分为GPP跟Re分别计算，二者都跟太阳辐射、降水、湿度、气温等气候因素，以及地表植被覆盖情况有关。将这派世种关系，结合相应的数据，就能计算出相应的量出来。

这是一个很复杂的研究课题。

除了这两部分外，还有火烧事件（如森林大火、秸秆燃烧等事件，一般通过地方志、或者卫星影像来发现）、海洋吸收/排放、飞机排放、游轮排放……这些排放量比较小、或者不确定性比较低（海洋）

总之“自下而上”的方法就是把碳排放分解成若干分量，然后根据各自的特征进行统计，最后求和得到总得碳排放量。

显然，这样计算有很大的误差，所以最近发展了新的方法，叫做“自上而下”。之所以这么叫，是因为这个方法根据大气碳浓度观测，反算地表碳排放。

举个例子，如果知道一个地区每个时刻的大气碳浓度，就能知道这个地区一段时间内碳浓度增加或者减少了多少，这段时间的碳变化量由两部分组成：1）大气传输，也就是风吹来的与吹走的，2）当地的碳排放。第一部分通过连续的大气风速、风向观测就能计算出来，做

目前，碳排放量的核算主要有三种方式：排放因子法、质量平衡法、实测法。

排放因子法（基于计算）

特点：排放因子法是适用范围最广、应用最为普遍的一种碳核算办法。

计算公式：

根据IPCC提供的碳核算基本方程：温室气体（GHG）排放=活动数据（AD）×排放因子（EF）

其中，

AD是导致温室气体排放的生产或消费活动的活动量，如每种化石燃料的消耗量、石灰石原料的消耗量、净购入的电量、净购入的蒸汽量等；

EF是与活动水平数据对应的系数，包括单位热值含碳量或元素碳含量、氧化率等，表征单位生产或消费活动量的温室气体排放系数。EF既可以直接采用IPCC、美国环境保护署、欧洲环境机构等提供的已知数据（即缺省值），也可以基于代表性的测量数据来推算。我国已经基于实际情况设置了国家参数，例如《工业其他行业企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》的附录二提供了常见化石燃料特性参数缺省值数据。

适用范围：

该方法适用于国家、省份、城市等较为宏观的核算层面，可以粗略的对特定区域的整体情况进行宏观把控。但在实际工作中，梁旅闭由于地区能源品质差异、机组燃烧效率不同等原因，各类能源消费统计及碳排放因子测度容易出现较大偏差，成为碳排放核算结果误差的主要来源。

质量平衡法（基于计算）

特点：可以根据每年用于国家生产生活的新化学物质和设备，计算为满足新设备能力或替换去除气体而消耗的新化学物质份额。

计算公式：

对于二氧化碳而言，在碳质量平衡法下，碳排放由输入碳含量减去非二氧化碳的碳输出量得到：

二氧化碳（CO2）排放=（原料投入量×原料含碳量-产品产出量×产品含碳量-废物输出量×废物含碳量）×44/12

其中，是碳转换成CO2的转换系数（即CO2/C的相对原子质量）。

适用范围：

采用基于具体设施和工艺流程的碳质量平衡法计算排放量，可以反映碳排放发生地的实际排放量。不仅能够区分各类设施之间的差异，还可以分辨单个和部分设备之间的区别。尤其当年际间设备不断更新的情况橡裂下，该种方法更为简便。一般来说，对企业碳排放的主要核算方法为排放因子法，但在工业生产过程（如脱硫过程排放、化工生产企业过程排放等非化石燃料燃烧过程）中可视情况选择碳平衡法。

实测法（基于测量）

实测法基于排放源实测基础数据镇拿，汇总得到相关碳排放量。这里又包括两种实测方法，即现场测量和非现场测量。

现场测量一般是在烟气排放连续监测系统 （CEMS）中搭载碳排放监测模块，通过连续监测浓度和流速直接测量其排放量；非现场测量是通过采集样品送到有关监测部门，利用专门的检测设备和技术进行定量分析。二者相比，由于非现场实测时采样气体会发生吸附反映、解离等问题，现场测量的准确性要明显高于非现场测量。

几种碳排放的计算公式：

消耗1t标准煤的能源，排放的二氧化碳量为2.6t；

家居用电的二氧化碳排放量(kg)=耗电量(kWh)x0785；

开车的二氧化碳排放量(kg)=油耗量(L)×0.785；

火车旅行的二氧化碳排放量(kg)=行驶距离(km)×0.04；

家用天然气二氧化碳排放量(kg)=天然气使用量(m3)×0.19；

家用自来水二氧化碳排放量(kg)=自来水使用量(m3)×0.91；

肉食的二氧化碳排放量(kg)=肉食量(kg)×1.24。

比如一棵冷杉30年能吸收111kg二氧化碳，平均每年吸收4kg左右，那么粗略计算以下消耗需要种几棵树来补偿：

乘飞机旅行2000m=278kg碳排放量=3棵树；

消耗100kW・h电=78.5kg碳排放量=1棵树；

消耗100L汽油=270kg碳排放量=3棵树。

可以通过实际能源使用情况，比如燃料账单/水电费上的说明，来乘以一个相应的“碳强度系拍困数”，从而得出您或您家庭二氧化碳排放量的精确数字。以下是一些典型的系数：

燃料 碳强度系数

天然气 0.19 千克 CO2 /千瓦/小时

液化石油气 0.21 千克 CO2/千瓦/小时

民用燃料油 0.27 千克 CO2 /千瓦/小时

煤 0.32 千克 CO2/千瓦/小时

木材(可持续的)1 0.0 千克 CO2/千瓦/小时

汽油 2.30 千克 CO2 /升

柴油 2.63 千克 CO2 /升

有关电力的碳强度系数是根据发电和电能转换所需用的燃料得出的。以下是一些典型的系数：

燃料 碳强度系数

煤 0.92 千克 CO2 /千瓦袭链念/小时

天然气 0.52 千克 CO2 /千瓦/小时

核能2 0.0 千克 CO2 /唤册千瓦/小时

可再生能源3 0.0 千克 CO2 /千瓦/小时

要想知道碳排戚虚高放什么时候达到峰值，就必须计算出二氧化碳的排放量。碳达峰和碳中和里面的碳排放量究竟是如何计算的呢？

家庭碳排放数据：

二氧化碳的排放计算可以通过实际能源使用的情况，比如燃料账单/水电费高尺上的说明，来乘以一个相应的“碳强度系数”，从而得出家庭中的碳排放数据。

在家庭用电中，二氧化碳排放量等于耗电度数乘以0.785。也就是说，用100度电，等于排放了大约78.5公斤二氧化碳。

家用天然气中，二氧化碳排放量(公斤)等于天然气使用数量乘以0.19。

出行时，开私家车，二氧化碳排放量(公斤)等于油耗数乘以2.7。

企业生产中碳排放计算：

总排放=（直接燃烧+生产过程排放）+外购热力电力排放

其中：

直接燃烧是各种燃料（煤/石油/天然誉腊气/柴油/。。。）的排放量；

生产过程排放是生产环节的一些特殊化学反应，导致生成二氧化碳/甲烷等温室气体，有些使用二氧化碳、六氟化硫等做绝缘剂的泄露也要计算；

外购热力电力是从电网和集体供暖外购的电力热力，折算成燃烧所产生的二氧化碳。

碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的组成部分是二氧化碳(CO2），因此人们宴睁筒单地将“碳排放”理解为“二氧化碳排放”。

1.碳排放的产生

任何活动都有可能造成碳排放，各种拆祥高燃油、燃气、石蜡、煤炭、天然气在使用过程中都会产生大量二氧化碳，城市运转、人们日常生活、交通运输(飞机、火车、汽车等)也会排放大量二氧化碳。买一件衣服，消费一瓶水，就连叫个外卖都会在生产和运输过程中产旅尺生排放。所有的燃烧过程(人为的、自然的)都会产生二氧化碳，比如简单的烧火做饭；有机物在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都会产生二氧化碳。事实上，碳排放和我们每天的衣食住行息息相关。

2.碳排放的计算

随着“低碳”概念开始高频率地走进人们日常生活，大家对碳排放量的多少非常关心，但又知道得很模糊，不知道到底是怎么算的，下面就给出几种碳排放的计算公式：

消耗1t标准煤的能源，排放的二氧化碳量为2.6t；

家居用电的二氧化碳排放量(kg)=耗电量(kWh)x0785；

开车的二氧化碳排放量(kg)=油耗量(L)×0.785；

火车旅行的二氧化碳排放量(kg)=行驶距离(km)×0.04；

家用天然气二氧化碳排放量(kg)=天然气使用量(m3)×0.19；

家用自来水二氧化碳排放量(kg)=自来水使用量(m3)×0.91；

肉食的二氧化碳排放量(kg)=肉食量(kg)×1.24。

比如一棵冷杉30年能吸收111kg二氧化碳，平均每年吸收4kg左右，那么粗略计算以下消耗需要种几棵树来补偿：

乘飞机旅行2000m=278kg碳排放量=3棵树；

消耗100kW・h电=78.5kg碳排放量=1棵树；

消耗100L汽油=270kg碳排放量=3棵树。