先說結論
EIA說明,英制熱量單位(British thermal unit, Btu)是用來衡量燃料或能源熱含量的單位。不同燃料用不同單位計量,例如燃料油用加侖、天然氣用立方英尺,要放在一起比較,就得先換算成同一個單位,Btu就是這個共同語言。
1 Btu有多少
EIA的定義:1 Btu是把1磅水的溫度提高華氏1度所需的熱量。EIA用一個生活化的比喻:1 Btu大約等於點燃一根火柴釋放的能量。單一Btu很小,但一個國家一年的能源消費會達到**千兆(quadrillion,quad)**Btu等級,也就是1後面接15個零。
為什麼要換算成Btu
EIA收集各種能源的生產、進口、出口與消費資料,原始單位有桶、立方英尺、短噸、千瓦時等。把它們換算成Btu當量後,才能公平比較不同能源的規模,也能比較不同燃料的成本效益。
換算係數每年會調整
EIA說明,換算係數每年重新計算,因為燃料的品質與成分會變。同樣叫「汽油」,不同年份、不同配方的熱含量可能略有差異。最新數字可以查EIA《月度能源評論》附錄A。
常見燃料的熱值
EIA列出的範例換算係數:
- 電力:1千瓦時=3,412 Btu
- 天然氣:1立方英尺=1,036 Btu;1撒姆(therm)=100,000 Btu
- 車用汽油:1加侖=120,214 Btu
- 柴油:1加侖=137,381 Btu
- 燃料油(取暖油):1加侖=138,500 Btu
- 丙烷:1加侖=91,452 Btu 這些是美國資料,單位為美制加侖。
國家級的能源帳
EIA舉過一組歷史數據說明換算:美國某年消費的石油74億桶,約等於35.43 quad;天然氣32.51兆立方英尺,約等於33.61 quad;煤4.2592億短噸,約等於8.17 quad。原本單位完全不同的三種能源,換成Btu後就能直接看出石油與天然氣是規模相近的兩大能源,煤則小得多。
一根火柴到一個國家
從1 Btu的一根火柴,到一國一年以quad計的總量,中間差了15個位數。新聞裡看到「某國能源消費多少quad」時,可以記得1 quad就是1後面15個零的Btu,這是能源統計常用的大單位。
柴油為什麼比汽油「耐跑」
從上表可以看到,同一加侖的柴油熱值比汽油高,這是柴油車同體積燃料可以跑比較遠的原因之一,另一個原因是柴油引擎本身熱效率較高。比較油耗數字時,要記得燃料的能量本來就不同。
丙烷熱值偏低
同樣一加侖,丙烷的熱值明顯低於汽油。這和美國能源部替代燃料資料中心說的「同體積丙烷能量比汽油少」一致,所以LPG車在同樣里程下,加進去的燃料體積會比較多。
天然氣用撒姆計
天然氣是氣體,體積隨壓力溫度變化,美國帳單常以**撒姆(therm)**計,1撒姆就是10萬Btu。台灣家用天然氣多以度(立方公尺)計量,換算時要注意單位不同。
電動車也能放進來比
電力1千瓦時等於3,412 Btu,有了這個係數,就能把電動車的耗電和燃油車的耗油換算到同一個能量基準。美國的MPGe(每加侖汽油當量英里數)就是用類似的能量換算概念。
自己動手換算的注意事項
- 確認單位:美制加侖和公升不同,立方英尺和立方公尺不同。
- 確認是高熱值還是低熱值,不同資料來源的基準可能不同。
- 熱值只代表燃料本身能量,實際能跑多遠還要看引擎效率與駕駛方式。
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