팜봇의 이산화탄소 발생량 – 지구 온난화 방어

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사람들은 종종 FarmBot이 얼마나 많은 전기를 사용하는지 알고 싶어합니다. 때때로 그들은 FarmBot이 태양 광 발전을 할 수 있는지 궁금해하고 있습니다. 더 자주 그들은 실제로 (약간 더 복잡한)이 질문에 대한 답을 찾고 있습니다. 이 글에서는 이론적 관점에서이 질문에 대해 자세히 살펴볼 것입니다.

두 가지 유형의 배출

먼저 탄소 발자국 계산에 대해 이야기하겠습니다. 일반적으로 제품과 관련된 두 가지 유형의 탄소 배출이 있습니다.

1. 제품 생산으로 발생하는 배출.  이러한 배출은 광업, 원자재 가공, 구성 요소 / 제품 제조 및 소비자에게 배송 할 때 발생합니다. 이러한 배출은 일반적으로  제품 의 구현 에너지 와 직접 관련이  있지만 생산에 사용되는 에너지 원에 따라 총 배출량은 크게 다를 수 있습니다. 예를 들어, FarmBot에 사용되는 알루미늄은 태양 에너지를 사용하는 공장 A (제로 배출) 또는 석탄의 에너지를 사용하는 공장 B의 것일 수 있습니다. 우리는 FarmBot 공급망의 모든 세부 사항을 알지 못하기 때문에 FarmBot을 생산하는 데 어떤 에너지 원이 사용되는지 정확하게 알지 못합니다. 대신, 우리는 이러한 배출량 계산을 위해 공개 된 평균을 사용할 것입니다.

2. 제품 사용으로 생성 된 배출.  FarmBot은 전기를 사용하여 작동합니다. 그 전기의 공급원은 FarmBot을 운영하기 위해 얼마나 많은 CO2가 방출되는지를 결정합니다. 우리는 소비자가 석탄 기반 에너지를 사용할지 알지 못하기 때문에 천연 가스, 풍력, 태양 또는 이들의 일부 조합에서 전기 사용량 배출에 대해 공개 된 평균을 다시 사용할 것입니다.

때로는 제품 수명 후 발생하는 배출물을 설명하는 세 번째 배출물이 포함됩니다. 예를 들어, 건물을 철거하고 교체 할 때 매립장으로 가져 가야하는 경우 건물에서 더 많은 배출이 발생할 수 있습니다. 이 포스트에서는 FarmBot이 물리적으로 작은 장치 (건물에 비해)이기 때문에 재활용 수명에서 발생하는 모든 배출물은 FarmBot이 아닌 새로운 제품에 기인하기 때문에 이러한 사후 수명 배출을 고려하지 않을 것입니다.

구체화 된 에너지

아래 표에는 FarmBot에서 가장 많이 사용되는 재료, 누적 무게 및 생산으로 인해 배출되는 예상  CO2 kg가 나와 있습니다. 이것들은 FarmBot을 생산하기 위해 생성 된 배출량에 대한 야구장 아이디어를 제공하기위한 추정치 일뿐입니다.

재료 중량 (kg) 이산화탄소 kg / 재료 kg 이산화탄소 kg
알루미늄 (압출, 플레이트) 9.5 8.24 78.3
스테인레스 스틸 (하드웨어, 베어링, 구동축, 리드 스크류) 1.4 6.15 8.6
플라스틱 (드래그 체인, 3D 프린트, 휠, 전자 하우징, 튜빙, 회로 기판) 2.8 2.53 7.1
구리 (전자, 배선, 모터 권선) 0.3 2.60 0.8
고무 (벨트, 배선, 개스킷) 0.2 3.18 0.6
합계 95.4 킬로그램

위 표의 숫자는 FarmBot에 충분한 원자재 (원시 알루미늄 빌릿, 원유 플라스틱 펠렛 등) 생산을 위해 배출되는 CO2를 계산하는 것입니다. 분명히 FarmBot은 생 알루미늄 또는 생 플라스틱으로 구성되지 않습니다. 알루미늄 압출 및 플레이트, 3D 인쇄 플라스틱 부품, 나사, 휠, 벨트, 모터 및 기타 비원시 구성 요소로 구성됩니다. 실제로 FarmBot을 생산하기 위해 배출되는 실제 CO2 는 100kg보다 150kg (330lbs)에 가깝지만 철저한 연구와 실사 없이는 절대 알 수 없습니다.

FarmBot 사용으로 인한 배출량

이 표에서는 FarmBot 사용으로 인한 배출량을 살펴 봅니다. 우리는 도시의 물 공급, 종자 획득 등과 관련된 배출량을 고려할 수 있지만 가장 명백한 배출원 인 전기 사용량으로 범위를 제한 할 것입니다. 우리는 특정 소비자의 전기가 어떻게 생산되는지 알지 못하기 때문에 (석탄 대 태양 대 무엇이든) 전력 kWh 당 CO2 배출량에 대해 미국 평균 인 0.554kg CO2 / kWh를 사용할 것 입니다.

참고 : 듀티 사이클은 구성 요소가 사용되는 예상 평균 시간 백분율을 나타냅니다. 예를 들어 컴퓨터와 마이크로 컨트롤러는 항상 켜져 있지만 (100 % 듀티 사이클) 모터는 가끔씩 만 사용됩니다 (각 모터마다 5 %로 추정). 참고로, 하루 4 시간 동안 TV를 켜면 16.6 %의 듀티 사이클이됩니다. 또한 제공 가능한 최대 전력을 활용하는 고출력 12V 툴과 상시 작동 웹캠을 포함하고 있습니다. 하루가 끝나면 대략적인 추정치이며 FarmBot을 프로그래밍하고 사용하는 방법에 따라 전력 사용량이 크게 변경 될 수 있습니다.

구성 요소 전력 (와트) 듀티 사이클 (%) 1 일 사용 (시간) kWh / 일 kWh / 년 kg CO2 / 일 이산화탄소 kg / 년
라즈베리 파이 2 3.0 100 % 24.00 0.072 26.3 0.040 14.56
라즈베리 파이 카메라 1.5 100 % 24.00 0.036 13.1 0.020 7.28
아두 이노 메가 2560 1.0 100 % 24.00 0.024 8.8 0.013 4.85
3x NEMA 17 스테퍼 모터 30.0 5 % 1.20 0.036 13.1 0.020 7.28
12V 도구 132.0 2 % 0.48 0.063 23.1 0.035 12.81
솔레노이드 벨브 30.0 2 % 0.48 0.014 5.3 0.008 2.91
진공 펌프 186.0 0.5 % 0.12 0.022 8.1 0.012 4.51
웹앱 서버 / 사용자 20.0 1% 0.24 0.005 1.8 0.003 0.97
사용자 기기 (노트북) 60.0 1% 0.24 0.014 5.3 0.008 2.91
총계 0.287 104.9 0.159 58.09

이러한 추정을 사용하여 FarmBot을 운영하면 연간 약 60kg의 이산화탄소 또는  130lbs 가 방출됩니다  . 참고로 이것은 자동차에서 6.5 갤런의 휘발유를 태우는 것과 같습니다. FarmBot에서 매일 사용하는 에너지는 데스크톱 컴퓨터가 약 1 시간 반 동안 사용하는 에너지와 비슷합니다. 재미있는 사실 : 미국의 평균 전기 비용은 kWh 당 $ 0.15이며 FarmBot을 1 년 동안 운영하면 약 $ 16의 비용이 듭니다.

FarmBot Veggies 및 매장 구매

이제 FarmBot의 CO2 배출량에 대한 야구장 추정을 했으므로 FarmBot을 사용하여 채소를 재배하는 것과 매장에서 같은 수량을 구입하는 것과 비교해 봅시다. FarmBot 이 얼마나 많은 음식을 재배 할 수 있는지 분석 한 결과,  FamBot을 완전히 활용하고 하루에 80 칼로리의 야채를 재배한다고 가정 해 봅시다. 즉, 1 년 동안 FarmBot은 60kg의 CO2의 비용으로 29,200 칼로리의 야채를 생산할 것입니다. 이는 FarmBot 재배 야채의 탄소 강도가 2.05 g CO2 / 칼로리 임을 의미합니다  .

아래 그림에서 볼 수있는 ERS / USDA 데이터 에 따르면  미국에서 재배 된 채소의 평균 탄소 강도는  2.8g CO2 / 칼로리 입니다.

따라서 FarmBot 재배 야채는 매장에서 구입 한 야채보다 25-30 % 적은 CO2를 방출합니다

산업용 트랙터, 운송 트럭, 고속도로 및 식료품 점 건물의 생산에서 배출되는 CO2는 2.8g에 포함되지 않지만 FarmBot 자체 (150kg) 생산을 위해 배출되는 CO2는 고려하지 않습니다. 이산화탄소 / 칼로리 번호. 미국 식품 공급망에서 사용되는 재료와 FarmBot에서 사용되는 재료의 차이를 고려할 때, 철저한 연구를 통해 모든 것을 고려하면 FarmBot이 CO2의 훨씬 더 매력적인 식품 생산 시스템임을 증명할 수 있습니다. 배출 관점. 음모에 FarmBot을 추가해 봅시다! 잘 맞습니까?

다른 참고 사항

-이 분석은 평균 미국 전기를 사용한다고 가정합니다. 당신이 태양 에너지로 FarmBot을 운영한다면, FarmBot 재배 채소의 CO2 비용은 거의 0g CO2 / 칼로리로갑니다! 유일한 방출은 웹 앱 서버 및 랩톱 / 전화 사용으로 발생합니다 (집 전체가 태양열로 구동되고 로컬로 웹 앱을 실행하지 않는 한)!

-FarmBot에서 재배 한 채소는 뒷마당에서 재배되므로 채소를 현장에서 포크로 가져 오는 것과 관련된 탄소 비용은 없습니다. 상점에서 구입 한 채소를 사용하면 일반적으로 상점으로 이동할 수 있습니다. ERS / USDA의 데이터에 포함되지 않은 배출원입니다. 그리고 그 출처는 엄청날 수 있습니다. FarmBot이 일년 내내 방출하는 배출량은 6.5 갤런의 가스를 태우는 것과 같습니다. 매주 한 번씩 집에서 2.5 마일 떨어진 곳에서 식료품 점을 픽업 할 때 30 mpg를 얻는 차량에서 식료품 점 또는 농산물 시장으로 운전하면 1 년에 8 갤런 이상의 가스를 태워서 그 상점의 탄소 비용을 효과적으로 배가시킬 수 있습니다 야채를 샀다.

-위의 계산에서 사용한 이유와 보수적 인 숫자로 인해 실제로 FarmBot에서 재배 한 채소가이 분석에서 제안한 것보다 훨씬 많은 양으로 매장에서 구입 한 채소를 능가 할 것으로 예상됩니다. FarmBot의 태양 집중 등 탄소 사용량을 줄입니다.

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