环保及食品安全知识系列问答(十六)——旅行

22 06 2009年

问:一个人从北京到广州,开车、乘火车和乘飞机分别耗能多少,二氧化碳“足迹”多大?

答:在现代社会里,出门旅行已经是一件很平常的事。即使是长途旅行,或乘火车,或乘飞机,甚至自己开车,都有很多选择。人们通常会按照自己的喜好、时间需要以及经济条件来决定旅行方式,但很少会考虑到这些旅行方式所消耗的能量和造成的污染。

事实上,长途旅行和货物运输在近些年来已经成为耗能和污染最大的源泉之一。世界上每年出产的石油中的绝大部分被消耗在客货运输上,因此而产生的污染,包括影响地球温度的二氧化碳排放更是不可低估。因为这个缘故,很多国家开始注意搜集这方面的统计资料,以供乘客参考。

因为各个国家生活方式和火车燃料种类不同,其结果能相差很大。比如说,无论是火车还是飞机,如果乘客稀少,属于半空状况,那么其能源效率显然会很差。而对于飞机而言,其起飞时消耗的能源远远大于在高空飞行时需要的能源。所以,短途飞行的效率会远远小于长途飞行的效率。私人开车情况更是难以统计,不同车型和车里有几个乘客都会显著地影响到能源使用的效率。

简单地估计,一个人坐火车每公里会耗油0.07升,坐飞机则会耗油0.16升,自己开车则可能耗油0.3升。同时,坐火车会释放53克二氧化碳,坐飞机则有301克,自己开车为177克。从北京到广州的距离大概有两千五百公里。那么,一个人乘火车会耗油175升,释放二氧化碳132千克;如果乘飞机则耗油400升,释放二氧化碳752千克;而自己开车会耗油750升,释放二氧化碳442千克。

由此可见,乘火车是最为环保的旅行方式。当然飞机也有自己的优势,乘飞机能节省很多时间,在某些旅行途径中飞机能走直线距离而火车或汽车可能需要绕道而行。如果自己开车的话,多带几个乘客也可以数以倍记地增加能源效率和减少污染。

(编写:程鹗)

问:一个人乘公交车和乘轿车旅行同样的距离(比如说10公里),在能源消耗上一般相差多少?

答:如果单纯地比较车子,公交车显然会比轿车消耗更多能量。具体消耗的数目会随车型和燃料而异,大体说来,一辆公交车开行10公里大约会耗能100兆焦耳,而一辆轿车只需要大概8兆焦耳的能量。也就是说,公交车耗能是轿车的十几倍。

换句话说,如果公交车上只坐了一位乘客,那么这位乘客因此会比他自己开车多耗了十几倍的能源。但是,如果那公交车上同时坐了十多位乘客,那么坐公交车就开始节省能量了。

在欧美的一些国家,公交车乘客比较稀少,平均起来很少能有十个乘客。在这种情况下,公交车并不省油。但在中国,乘客一般都会很多,所以公交车应该比私人轿车或出租车省油。而且,公交车即使没有乘客也得空开而耗油,所以,只要公交车没有停开,坐公交车总是可以省去自己开轿车那部分汽油消耗。

(编写:程鹗)

问:骑自行车和开汽车相比,能省多少能量?

答:骑自行车的缺点是显而易见的:容易发生车祸;容易疲劳;不适合在恶劣的天气条件下驾驶;不适合长途驾驶;容易被偷窃。优点也是显而易见的:不耗费化石燃料;不会排放有毒气体污染空气,在短距离行驶时这个优点尤其突出,因为汽车尾气造成的污染有60%是在刚刚启动的几分钟内造成的;没有噪音;占据的公路空间小;停车空间也小,一个汽车停车位能用以停6~20辆自行车;如果使用与公路平行而独立的自行车道,在8公里以内的行程中,自行车比汽车还快;锻炼了身体。

骑自行车究竟有多环保呢?这并不那么显而易见。我们可以从耗能的角度算一笔账。骑自行车并不是不耗费能源,而是要耗费体能,进而要多消耗食物。忽视了这一点,就会夸大了自行车的环保价值。骑自行车的平均速度大约是20千米/小时,在这种状态下,骑车者比安静时多消耗的体能大约是17千焦/千米。消耗的体能需要用食物来补充,食物中的能量大约只有22%被骑车者利用。这样,骑车者多耗费的食物能量是77千焦/千米。食物的生产、制造也要耗能,大约是食物本身的能量的5.75倍。因此,骑车者多耗费的总能量是443千焦/千米。我们来和汽车的耗能做个比较。汽车的能耗大约是2.5~3.8兆焦/千米。也就是说,即使骑车要多消耗体能,但是耗费的能量还是比汽车少得多,汽车的能耗是自行车的6~9倍。

http://opim.wharton.upenn.edu/~ulrich/documents/ulrich-cycling-enviro-jul06.pdf

(编写:方舟子)

问:骑摩托车和开汽车相比,哪一种对环境的影响更大?

答:摩托车比汽车省油,行驶相同距离耗费的汽油大约只有汽车的一半甚至更少。但是这并不意味着摩托车比汽车更环保。除了摩托车的噪音比汽车大这个明显的事实之外,还有一个不那么明显的事实:摩托车尾气排放造成的污染比汽车严重,行驶相同距离时摩托车排放的污染物高达汽车的15倍。这些污染物主要是烃类和氧化氮。根据欧洲委员会的报告,摩托车虽然只占欧洲行驶车量的5%,但是到2010年时其排放的烃类污染物将占到欧洲排放的烃类总量的14%。

造成摩托车尾气污染严重的主要因素是政府部门对摩托车尾气排放的管理不像汽车那么严格。美国、欧洲各国政府都对汽车尾气排放制定了严格的标准,迫使汽车厂商设计、生产更环保的汽车引擎,但是这并不适用于摩托车的生产。这种状况正在改变。例如,美国加利福尼亚州在2004年通过立法,要求降低摩托车的烃类和氧化氮排放量,从1975年标准的5.0~14.0克/千米降低到只有0.8克/千米。解决摩托车排放问题的根本办法是用电池取代汽油做为能源。开发中的氢能燃料电池摩托车将会是零排放的,而且几乎没有噪音。

(编写:方舟子)

问:我看到马路上行驶的电动自行车数量越来越多,它是环保的交通工具吗?它对环境是否也有副作用?

答:电动自行车属于助力自行车的一种。和较早流行的内燃机助力车相比,电动自行车采用电池驱动电动机从而向前运行,这消除了废气和污染颗粒的排放——这些污染物通常是造成城市环境恶化的罪魁祸首之一,它们不但让人们难得一见蓝天,而且还影响着人们的健康。电动自行车不会对城市环境直接造成污染,因此它可以被认为是环保的交通工具。

不过,你需要为电动自行车的电池充电,而充电所需的电能是由发电厂提供的。如果发电厂利用煤炭等化石燃料作为能源,这相当于你在使用电动自行车的时候仍然向大气中排放了二氧化碳等温室气体。不过,一辆电动自行车行驶1公里造成的二氧化碳“排放”要小于一辆汽车的排放。从这个意义上说,电动自行车仍然是较环保的交通工具。要完全解决这个问题,需要对能源结构进行大的调整,例如用风力和太阳能发电代替火电。

另外,电动自行车使用的电池如果处理不当也可能造成环境污染。目前国内电动自行车通常使用铅蓄电池。而铅是有毒的重金属。铅蓄电池的制造和回收都需要妥善处理才能避免对环境造成破坏。

(编写:柯南)

问:1升汽油燃烧后,会产生多少二氧化碳?

答:1升汽油大约重1斤半(0.756公斤),燃烧后会产生近5斤(2.4公斤)的二氧化碳。乍听起来,这有些令人难以置信。其实,这后面有很简单的科学道理。燃烧汽油产生的二氧化碳的主要重量,不是来自汽油本身,而是来自空气中的氧气。

汽油燃烧时,其中的碳和氢分离。氢和氧结合生成水。碳和氧结合生成二氧化碳。

化学告诉我们,在二氧化碳中,每个碳原子,和两个氧原子结合。碳的原子量是12,氧的是16,所以每个二氧化碳分子的原子量是2×16+12=44。

因此,为了计算1升汽油燃烧产生的二氧化碳量,我们应该把汽油中的碳的含量乘以3.7(44/12)。

按重量算,汽油由87%的碳和13%的氢组成。1升汽油中含碳约657.72克。我们用把这个数乘以3.7,就得到2.4公斤的二氧化碳。

(编写:太蔟)

问:飞机尾气排放对大气影响多大?

答:天气晴朗的时候,飞机在高空中飞过时有时会在后面留下一条长长的白带,久久不散。作飞行表演的时候,因为使用了添加剂,这种白带尤其明显,还常常被染成五彩多色,蔚然壮观。

飞机的发动机使用的是高效率的航空汽油,燃烧后基本上没有烟,而是释放出大量的二氧化碳气体和水蒸气。在八千米以上的高空,水蒸气喷出后遇到寒冷的大气层,会因为过冷而瞬时间凝聚成无数小水滴或小冰粒。我们看到的白带就是因为这些水滴或冰块对阳光的折射效果。不要小看这些因为飞机尾气所形成的白带,它们实际上是相当大的,其宽度平均有两公里(也正因此我们在地面上就能清晰地看到),而且经久不散,往往在飞机过后还能保持几个小时才逐渐消散。

在这个高度的大气层里,自然存在的水分子是很少的。但随着人类航空活动越来越活跃,由于飞机尾气所带来的高空水汽成为影响气候的又一个人为因素。这些水汽既会把太阳光反射出去,使得地球的温度降低,又会把地球表面向外辐射的热量反射回来,使地球温度升高。两下相比,使地球温度升高的作用会超过降温的作用,这一效应在夜间和冬天尤其显著。

当然,地球上空现在每天每夜都有许多飞机在穿梭飞行,其尾气所造成的效果很难定量地测定并与没有飞机时作比较。2001年9月11日,美国在遭受恐怖分子劫持飞机空袭之后,曾经不得已地全国禁空三天。在那三天里,除了少量军用和紧急飞机外,所有飞机均停止飞行。这一国家灾难性的特殊时期不经意地给科学家提供了一个测量没有飞机尾气影响的天空环境。当时所作的测量表明,没有飞机尾气作用是,白天最高气温和夜间最低气温之差值比有飞机尾气时高出一个摄氏度。这表明飞机尾气对地球气候的影响是不能忽略的。美国航空航天中心在2004年的一项研究更发现在近二十年内由于航空数量的增加所带来的飞机尾气影响很可能足以解释这些年间地表温度的升高。

(编写:程鹗)

问:旅游时怎样才能减少对环境的破坏,做到“绿色旅游”?

答:旅游是一项很好的休闲活动,既能打开眼界、陶冶情操,也能强身健体、广交朋友。但旅游耗费也很大,这耗费不仅仅是个人钱财,还有各方面的能源损耗和对环境的破坏。有时候,因为旅途中时间匆促和劳累,便会在无意中浪费能源,不必要地增加二氧化碳足迹。那么,怎样才能减少这些浪费呢?

首先,选择旅馆时尽量选当地的小旅馆,他们往往比大型连锁店更注意节约。如果在旅馆里住上不止一天,可以告诉旅馆没必要每天换床单和浴巾。毛巾和浴巾晾干后重复使用可以节省洗涤和烘干的能源。白天不在旅馆时可以将暖气或空调以及照明灯关掉。

出门时,尽量使用公共交通,避免自己开车或坐出租车。租车时也尽量选择耗能少的小型车。在风景区时要注意维护周围环境,不要乱扔垃圾。爬山时应该沿着指定的途径进行,不要自己另辟蹊径,那样会破坏当地的植被。也不要采花折柳。美国有句流行口号,“除了脚印之外什么都不留,除了照片以外什么都不取。”这是出外欣赏风景的一个好习惯。

在有些地方还有一些志愿者活动,大家一起到旅游胜地去清理垃圾或其他的有益的建设活动,也不失为“绿色旅游”的一个好选择。

(编写:程鹗)


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16篇回复 to “环保及食品安全知识系列问答(十六)——旅行”

22 06 2009年
陈珂 (15:39:10) :

部分数据有误:

1.“问:一个人从北京到广州,开车、乘火车和乘飞机分别耗能多少,二氧化碳
“足迹”多大?”中提到“一个人坐火车每公里会耗油0.07升,坐飞机则会耗油0.16升,
自己开车则可能耗油0.3升。同时,坐火车会释放53克二氧化碳,坐飞机则有301
克,自己开车为177克。”耗油量坐飞机是坐火车的两倍多,产生的二氧化碳却有近6倍,前者消耗航空煤油,后者用柴油(如果是电力机车,电力的来源可能是水力、煤等结果会大相迳庭),煤油和柴油相比,等体积燃料产生的二氧化碳就很接近,而不会有这里所说的两、三倍的差别。另外“一个人乘火车会耗油175升,释放二氧化碳132吨”应为“132千克” 。其它几处相应均应为千克。

2. “问:一个人乘公交车和乘轿车旅行同样的距离(比如说10公里),在能源消耗上一般相差多少?”中提到 “一辆公交车开行10公里大约会耗能100兆焦耳,而一辆轿车只需要大概8兆焦耳的能量”。查阅在中国行驶的大多数轿车百公里油耗多为5-12升(对应于美国每加仑20-47英里),而汽油的热值约为每升32兆焦(维基百科),所以每10公里耗能约16-38兆焦耳,与文中所说8兆焦耳相去甚远。后文中“汽车的能耗大约是2.5~3.8兆焦/千米”才符合实际情况。

22 06 2009年
(19:37:19) :

“一个人坐火车每公里会耗油0.07升,坐飞机则会耗油0.16升,自己开车则可能耗油0.3升。”现在人们开的都是多大排量的车啊,耗油30升/100公里?
“骑自行车的缺点是显而易见的:容易发生车祸;”真的很容易发生车祸吗?

22 06 2009年
海水一滴 (20:08:41) :

骑自行车确实容易发生车祸,因为自行车稳定性很差,自行车容易发生车祸是很容易被观察到的。特别是骑自行车带人!

22 06 2009年
西门 (22:31:14) :

“自己开车则可能耗油0.3升。”这个估值有点夸张了,百公里30升那是悍马的油耗。数量最庞大的A级车的长途油耗应该在8升/百公里以下,市区油耗一般不超过15升/百公里。即使是B级、C级车,如果烧到30个油那也该进修理厂了。

22 06 2009年
(23:25:06) :

“骑自行车确实容易发生车祸,因为自行车稳定性很差,自行车容易发生车祸是很容易被观察到的。”这个解释还是不能让我释疑

22 06 2009年
金融炼金士 (23:56:48) :

http://www.310086.com/view/UUgeTUWNgEw=
中国各种交通方式死亡人数构成示意图
(2002)
驾驶专用车1.2%
驾驶汽车列车, 0.2%
驾驶拖拉机, 0.9%
驾驶电车, 0.1%
驾驶非机动车17.8%
驾驶摩托车20.0%
驾驶汽车8.5%
其他, 2.3%
乘车, 23.8%
步行, 25.2%
行人+摩托车人+非机动车人共占63.0%.

考虑到2002年时,(没有数据支持,我个人估计的)骑非机动车的人比例远高于骑摩托车和开汽车的人比例,略等于乘车人比例,略低于行人比例;所以无法得出骑自行车出车祸(致人死亡)的可能性高于开(乘)汽车或摩托车的结论。

23 06 2009年
金融炼金士 (00:19:52) :

不过,一辆电动自行车行驶1公里造成的二氧化碳“排放”要小于一辆汽车的排放。从这个意义上说,电动自行车仍然是较环保的交通工具。

这一段最好也有数据支持一下。电动自行车行驶每公里需要多少电量,折多少二氧化碳的排放。还有就是发电只有二氧化碳和少量的二氧化硫的排放,基本不存在其他污染物(如烃类和氧化氮)。而正是烃类和氧化氮这类污染物对人体的呼吸系统伤害很大。

23 06 2009年
wukechang (02:41:22) :

现在很大一部分飞机燃料是航空煤油,不是航空汽油,只有活塞式航空发动机才使用航空汽油.有关飞机尾气的文章有瑕疵.其实很少见到使用航空汽油的活塞式航空发动机的飞机有尾流,尾流大都是使用航空煤油的蜗轮航空发动机的飞机产生的.

23 06 2009年
冤枉啊! (02:44:05) :

尊敬的方舟先生:
您好,很早就听说过您在学术打假方面很有造诣,我乃一高校研究生,现在有一不解困惑缠绕着我,想向您及有过同类遭遇的人说说我的事,事情是这样的,在我们实验室现在简单说三层关系,有个大老板(实验室负责人)接下来就是小老板(我的导师)接下来就是我了,事情如下:早期小老板与大老板想让我在某方面(此不方便透露)有所探索,其实当时他们心中也没有底,就是说没有具体的想法,仅有方向,于是我就一头扑进去调研,就在去年暑假,偶然间来灵感,想出一个新的原理方法以及新的装置,当时我就冲动的给他们说了而且就要求撰写专利,于是小老板和大老板硬是没答应,说需要试验验证,这我也就听他们的,老老实实实验验证,其实原理用脚趾头想都是可行的,他们就一直拖着,我今年又一次又一次得催促小老板我要写专利,不光是专利的问题,要是专利不申请也就无法发表小论文,从而达不到学校毕业要求。最近小老板估计是实在是受不了我的每次催促,终于找大老板商量让我开始写了。
于是我就兴奋地开始写,包括与专利代理打交道总共花了将近一周时间完全搞定,到了定发明人以及排序的问题了,这下我傻了,最后两位老板商量的结果是,发明专利:大老板第一,小老板第二,我殿后。联系人也与我无关;实用新型专利:任然他们俩在前,只是交换了位置,我任然殿后;
我很生气,很气愤,这就是明显的学术诈骗吗?太残忍,太无耻,还是某知名教授,平时看似很像人,做起这种事来让我很伤心,我发誓这东西完全是我自己的想法,跟他们一点关系都没有,更让人气愤的是在他们私下敲定后回来给我说学校申请专利不能让学生成为第一发明人,多弱智的借口,(我都想骂人了)很想跟他们理论,跟他们评评理,可是我硬是按着自己坐在椅子上一上午静想,权衡这中间的利害关系,我知道我要是冲动的去理论去评理,结果不敢想象,能不能顺利毕业我都有些担心,因为实验室以前就有过因为某事得罪大老板而毕业得很痛苦,可是我心不甘啊,就这样让他们给“强奸”了,我应该向谁说去,不是我胆小,因为现在需要的是理智。
终于明白为什么常会有人说学术中有一批人真的很肮脏!
愿意听听您的见解和朋友们的意见!

23 06 2009年
sa (05:13:43) :

空客A320油箱能载2.24万升油,一人广州-北京就400升,满油量只能座56个人阿,数据不太对阿

23 06 2009年
芸珜 (06:35:16) :

金融炼金士 (23:56:48) :
考虑到2002年时,(没有数据支持,我个人估计的)骑非机动车的人比例远高于骑摩托车和开汽车的人比例,略等于乘车人比例,略低于行人比例;所以无法得出骑自行车出车祸(致人死亡)的可能性高于开(乘)汽车或摩托车的结论。
================
我猜是规定自行车和汽车、火车、飞机在相同速率行驶的情况下得出的“科学”结论。毕竟出行要追求效率。

23 06 2009年
陈珂 (07:34:41) :

还是大公交最省能量,不过要减去司机每天消耗的能量。

[成都市政府新闻办公室第四次“6/5”重大事故新闻发布会上,成都市交委主任胡庆汉承接昨晚第三次新闻发布会对CBN的回应,继续强调说,事发的川A-49567公交车油箱可装油180升。“6月4日加油137升,到6月5日行驶160多公里,事发后油箱剩油107升,发动机皮带尚存”。]

每公里人均油耗:(180-107)/160/50=0.009升 (也不知道准确载员数是多少,死者加伤者至少50)。

24 06 2009年
treelei (20:10:07) :

方先生您好:

拜读了“环保及食品安全知识系列问答(十六)——旅行”一文,对里面的一段数据有些疑问。原文为:

简单地估计,一个人坐火车每公里会耗油0.07升,坐飞机则会耗油0.16升,
自己开车则可能耗油0.3升。同时,坐火车会释放53克二氧化碳,坐飞机则有301
克,自己开车为177克。从北京到广州的距离大概有两千五百公里。那么,一个
人乘火车会耗油175升,释放二氧化碳132吨;如果乘飞机则耗油400升,释放二
氧化碳752吨;而自己开车会耗油750升,释放二氧化碳442吨。

一开始看见“吨”这个单位就觉得有点不可思议,仔细阅读上下文之后发现可能是作者的笔误,将“千克”误写为“吨”。后来看见您在博客已经纠正了这一错误。但是仍然有两个问题不解。

1.“自己开车则可能耗油0.3升”。按照这个数据换算出来就是百公里油耗30升,日常生活中基本上只有50座的空调大巴能达到这么高的油耗。而我们一般的5座小轿车油耗基本都在百公里10升左右,很多经济型的车甚至低于6升。原文举例是“私人开车”,我想私人开车用的油耗用小轿车的油耗比用空调大巴的更为合适吧。
2.“而自己开车会耗油750升,释放二氧化碳442千克”。我在网上查到汽油和二氧化碳排放的换算关系如下:节约1升汽油=减排2.3千克“二氧化碳”=减排0.627千克“碳”(http://www.china5e.com/kb/kbshow.aspx?kbid=e5db81cc-1ab3-4e13-a16a-9b458b9b1a68),假定耗油没有计算错误,那750升的话就应该是1725千克二氧化碳排放。当然我找到的资料很有可能不准确。

以上两个问题还请您能抽空查正。

顺祝夏安!

25 06 2009年
danniel yin (18:47:31) :

方先生您好:

拜读了“环保及食品安全知识系列问答(十六)——旅行”一文,对里面的一段数据有些疑问。原文为:

简单地估计,一个人坐火车每公里会耗油0.07升,坐飞机则会耗油0.16升,自己开车则可能耗油0.3升。同时,坐火车会释放53克二氧化碳,坐飞机则有301克,自己开车为177克。从北京到广州的距离大概有两千五百公里。那么,一个人乘火车会耗油175升,释放二氧化碳132千克;如果乘飞机则耗油400升,释放二氧化碳752千克;而自己开车会耗油750升,释放二氧化碳442千克。

———————
从费用上考虑,以上数据也应该有误:

一个人乘火车会耗油175升,按油价5元/升,则油料成本也需要875元,而目前广州
-北京的车票T16 卧铺下也只要458元,难道铁路部门真的倒贴?

自己开车会耗油750升,则油料成本高达3750元,更加不可思议了。

乘飞机则耗油400升:广州-北京的航班,经济仓全价为1700元,按此数据计算,每升油料低于4.25元。显然也不符合实际情况。

30 06 2009年
74peng (01:01:52) :

“骑自行车并不是不耗费能源,而是要耗费体能,进而要多消耗食物。忽视了这一点,就会夸大了自行车的环保价值。”?/?
哪岂不是长跑更要消耗能量,进而吃饭多喝水多,有损环保?

29 07 2009年
宙斯盾 (00:27:36) :

数据应该仔细算一下

但我认为环保、节能,应该落实在科学、严谨的基础上,不能落实到口号上、拍脑袋作决策上

比如说,唐山市把 9090 户既有住宅“节能改造”,“投资13亿元”,节能率30%~50%,还要“进一步加大‘节能’力度,”继续改造涉及上百万居民的住房——事前并未征得居民(房屋产权人)的同意……

大家看看,花平均每户14万元,每年最大程度也节约不过2千元,这种“节能”,到底有没有可能是真正的节能?

至于自行车车祸的问题,死亡率和机动车对比有一些问题,显然,汽车和自行车相撞,开车的坐车的都不大可能挂掉,骑自行车的就很难说了

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