Berechnen Sie die CO2-Emissionen von Falcon 9

Falcon 9 verwendet Kerosin-basierte Merlin 1-Motoren. Gibt es 4 Merlin 1-Motoren? Dies scheint einfach zu berechnen: Anzahl der Merlin-Motoren x Merlin 1-Kraftstoffkapazität (Gallonen) x Kerosin zur CO2-Produktion.

https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_9

eia.gov sagt: 19,64 Pfund Kohlendioxid (CO2) werden beim Verbrennen einer Gallone Benzin produziert, das kein Ethanol enthält. Etwa 22,38 Pfund CO2 werden durch die Verbrennung einer Gallone Dieselkraftstoff produziert.

Erste Stufe: Neun Motoren (Merlin 1D) verbrennen etwa 540 Gallonen Treibstoff pro Sekunde
Brenndauer v1.1: Stufe 1: 180 Sekunden Stufe 2: 375 Sekunden
Zweite Stufe: 1 Merlin 1D-Motor, modifiziert für Vakuumbetrieb
Interessieren Sie sich für Treibhauspotenzial oder reine CO2-Emissionen? Raketenstarts beeinflussen die Erderwärmung auf mehr als nur einfache CO2-Anhäufung (Störung der Ozonschicht, Feinstaub usw.)
Eine Gallone Kerosin wiegt 6,75 LBS und eine Gallone LOX bei Siedetemperatur/Meereshöhe wiegt 9,524 LBS. Daher ist die Zahl von 22,38 lbs/Gallone von LOX-RP1 schwer zu verstehen und wahrscheinlich falsch.
@Dan Apted Ich denke nicht, dass die Annäherung so schlecht ist: Der Großteil von Kerosin, das ein Kohlenwasserstoff ist, besteht aus Kohlenstoff. Kohlenstoff wiederum macht sehr, sehr ungefähr ein Drittel der Masse eines CO2-Moleküls aus. Ich würde das Zitieren eher auf vier signifikante Zahlen als auf das grundlegende Größenordnungsergebnis reduzieren.
Als Referenz habe ich gerade einen Ted-Vortrag gesehen und sie schätzte, dass 1 künstlicher Wald, auch bekannt als direkt aus einer Luftkohlenstoffabscheidungsanlage, 500.000 Tonnen CO2/Jahr für ~2 MW zu einem Preis von 0,5 bis 3 Millionen US-Dollar abbauen könnte. Obwohl das 2500 F9-Starts sind, also kein schlechter Handel.

Antworten (2)

Die Masse des RP-1-Treibstoffs der ersten Stufe von Falcon 9 beträgt 119.100 kg . Das sind rund 100.000 kg Kohlenstoff, entsprechend 360.000 kg Kohlendioxid. Laut This pdf wird jedoch nur etwas weniger als die Hälfte des Kohlenstoffs in kohlenwasserstoffbasierten Raketentreibstoffen vollständig verbrannt, der Rest wird zu Kohlenmonoxid oder monoatomarem Kohlenstoff. Die Zahl liegt dann näher bei 170.000 kg. Der RP-1-Brennstoff der zweiten Stufe beträgt 27.850 kg und fügt weitere 40.000 kg Kohlendioxid hinzu.

Die Summe liegt dann bei etwa 210.000 kg Kohlendioxid.

Das CO wird schließlich weiter zu Kohlendioxid oxidiert, so dass die endgültige CO 2 -Menge, die der Atmosphäre zugeführt wird, etwa 440.000 kg beträgt.

Wo hast du die RP-1-Treibstoffmasse für die erste und zweite Stufe gefunden?
@Hohmannfan Interessante Referenz, scheint aber schwer zu gehen. Bezieht sich Ihre Einschätzung auf die zeitnahe CO2-Produktion oder auf den endgültigen Endzustand? Ich hatte verstanden, dass C0, das in der Atmosphäre verbleibt, ein zusätzliches Sauerstoffatom sammeln wird, um mit der Zeit zu CO2 zu werden. Ich werde mal schauen, ob ich eine Referenz finde.

Das ist mir eingefallen:

Bühne 1:

9 Merlin1D-Motoren 540 gps x 180 Sekunden = 97200 Gallonen LOX/RP-1

Stufe 2:

1 Merlin1D Engine verbrennt 60 gps 60 gps x 375 Sekunden = 22500 Gallonen LOX/RP-1

119.700 Gallonen LOX / RP-1 (Kerosin) 119.700 Gallonen x 22,38 lbs/Gallone = 2.678.900 lbs

Ich denke, dies berücksichtigt nicht den tatsächlich verbrannten Kraftstoff, wie @Hohmannfan betont, aber SpaceX.com gibt an, dass die Merlin1D-Konfiguration der Stufe 1 „etwa 540 Gallonen Treibmittel pro Sekunde verbrennen wird“.
Der Treibstoff wird tatsächlich verbrannt, aber nicht vollständig, sondern es entsteht CO. In einer LH2/LOX-Rakete wird nur etwa die Hälfte des Wasserstoffs überhaupt verbrannt. Dies ist nicht auf ineffizientes Design zurückzuführen, sondern trägt tatsächlich dazu bei, die Leistung zu verbessern.
Ich habe den direkten Fehler behoben, dass bei Ihrem Treibmittelvolumen der zweiten Stufe eine Null fehlt, wodurch Ihre Berechnung entgleist. Beachten Sie, dass diese Berechnung alle 119.700 Gallonen berücksichtigt, um sich in 22,38 Pfund/Gallone zu verwandeln, was die Zahl für die Verbrennung von Kerosin ohne Sauerstoff ist.
Könntest du das in metrischen Einheiten machen?
Berechnen Sie die CO2-Emissionen von Falcon 9
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v