Fallstudie · unitguard
Einheitenumrechnung
Ein Umrechner, der benennt, was fehlt, statt es zu raten.
Eine Menge, zwei Einheiten und vier fertige Beispiele zum Laden. Auf jede Änderung folgt entweder eine Umrechnung oder eine Verweigerung.
Fragestellung
Eine Tabelle addiert eine Masse zu einer Energie, ohne ein Wort zu sagen. In den Zellen stehen Zahlen, das Pluszeichen ist ein Pluszeichen, und das Ergebnis ist auch eine Zahl. Nichts in der Datei hält fest, dass die eine Spalte Tonnen und die andere Megawattstunden waren. Die Summe wandert in einen Bericht, wo sie genau wie jede Zahl daneben aussieht, und der einzige Weg, sie zu fangen, ist, dass jemand sich an die Spalten erinnert.
Die Ausprägung dieses Fehlers in der Emissionsarbeit ist die Gasspezies. Eine Tonne wird als Tonne geschrieben. Eine Tonne Methan und eine Tonne Kohlendioxid sind dieselbe Menge von nichts außer Masse, und zwischen ihnen zu wechseln ist gar keine Einheitenumrechnung: es ist eine Entscheidung darüber, auf welchen Sachstandsbericht und welchen Zeithorizont man sich stellt. Rechner, die das stillschweigend tun, treffen diese Entscheidung für Sie und hinterlassen keine Spur davon.
Das Spiegelbild davon ist CO2e, behandelt wie ein Stoff. Eine Zahl in Tonnen CO2-Äquivalent wird in die Masse eines einzelnen Gases zurückgerechnet, wofür man eine Zusammensetzung kennen müsste, die die Zahl gerade vergessen sollte. Was herauskommt, sieht aus wie eine Messung und ist eine Erfindung.
Methode
Dimensionsanalyse, mit der Gasspezies innerhalb der Einheit. Jede Einheit im Instrument ist eine Dimension und ein exakter Maßstab zur kohärenten SI-Einheit dieser Dimension. Treibhausgaseinheiten führen ein Drittes mit: die Spezies, die sie zählen. Eine Umrechnung ist erlaubt, wenn die Dimensionen übereinstimmen, und bei Gasen nur, wenn ein Weg zwischen den beiden Spezies definiert ist. Alles andere wird verweigert, und die Verweigerung benennt die Eingabe, die es möglich machen würde.
Größen werden als exakte Brüche über großen ganzen Zahlen gelesen, nicht als Gleitkommazahlen. 0,1 ergibt ein Zehntel und nicht die nächstgelegene binäre Gleitkommazahl, die Skalenfaktoren sind exakte Verhältnisse, und eine Umrechnung gefolgt von ihrer Umkehrung gibt die getippte Zahl zurück.
Was es leistet
Eine Menge, eine Ausgangseinheit, eine Zieleinheit und vier durchgerechnete Beispiele als Chips. Das Urteilsfeld gibt entweder Umgerechnet aus, mit dem Ergebnis, dem ausgeschriebenen Satz und einer Notiz dazu, warum der Faktor der ist, der er ist, oder es gibt Verweigert aus, mit einer Überschrift, die das Fehlende benennt, einer Zeile, dass diese Umrechnung hier keine Antwort hat, und einem Absatz darüber, was sie möglich machen würde.
Ist ein Ergebnis ein Bruch, der dezimal nicht abbricht, trägt der gedruckte Wert eine vorangestellte Tilde und eine Notiz, dass der gespeicherte Wert exakt ist und der gedruckte nicht. Einer der vier Beispiel-Chips trifft genau diesen Fall: fünfhundert Tonnen Kohlenstoff nach tCO2 sind 5500/3 und werden mit vorangestellter Tilde ausgegeben.
Was es ausdrücklich nicht leistet
Methan nach CO2e. Für diese Verweigerung existiert das Instrument. Es gibt keinen Umrechnungsfaktor zwischen einer Tonne Methan und einer Tonne CO2e; es gibt nur ein Treibhauspotenzial, und ein GWP existiert nur innerhalb eines genannten IPCC-Sachstandsberichts und eines genannten Zeithorizonts. Über hundert Jahre setzt AR4 Methan auf 25, AR5 auf 28 und AR6 auf 27,0 für biogenes und 29,8 für fossiles Methan. Das sind vier verschiedene Antworten auf dieselbe Frage, und der Abstand dazwischen ist keine Rundung. Das Instrument nennt sie alle und wählt keine.
CO2e zurück in ein einzelnes Gas. Tonnen CO2-Äquivalent sind eine Recheneinheit und kein Stoff: die Zahl hält fest, wie viel Erwärmung einem Bündel von Gasen zugerechnet wird, nicht wie viel von einem einzelnen Gas vorhanden ist. Ohne die Zusammensetzung, die sie erzeugt hat, gibt es keine Masse zurückzugeben, und das Instrument sagt das, statt anzunehmen, das Bündel sei reines Kohlendioxid gewesen. Die Richtung, die funktioniert, ist CO2 nach CO2e, wo das Potenzial per Definition 1 ist.
Eine blanke Masse in eine Gaseinheit. t nach tCO2 zu verlangen heißt, vom Instrument die Spezies zu verlangen, und die Spezies ist der ganze Unterschied zwischen den beiden Größen. Es verweigert, und die Verweigerung sagt, die Spezies auf der Eingabeseite zu nennen, danach geht die Umrechnung durch.
Eine Gaseinheit in eine blanke Masse. Der umgekehrte Weg ist arithmetisch trivial, und das Instrument verweigert ihn trotzdem. Die Spezies ist Teil der Einheit, und sie fallen zu lassen macht die Zahl endgültig zu keiner Emissionszahl mehr. Eine Umrechnung ehrlich zu halten heißt manchmal, die leichte Richtung zu verweigern.
Über Dimensionen hinweg. Energie nach Masse wird verweigert, mit beiden Dimensionen benannt und mit dem Fehlenden ebenfalls benannt: eine Energiedichte oder ein Emissionsfaktor täten es, und keines wurde geliefert. Das Instrument führt keinen Standard-Emissionsfaktor mit, für nichts, für kein Land, für kein Jahr.
Alles, was keine Größe ist. Eine Menge, die sich nicht als einfache Dezimalzahl lesen lässt, bekommt Keine Zahl und die Erklärung, dass Größen als exakte Brüche gelesen werden. Und wo zwei Spezies gar keinen definierten Weg zueinander haben, lautet die Antwort Nicht definiert statt einer als Faktor verkleideten Kette von Annahmen.
Zum Schluss
Ein Rechner, der rät, ist schlimmer als kein Rechner, denn er gibt eine Zahl zurück, und Zahlen werden geglaubt.