环境科学基础理论 环境经济学

X196200603284我国半导体工业的产品代谢研究/段宁(中科院生态工业重点实验室)…∥环境科学研究/中国环科院.-2006,19(1).-1~5环图X-6利用产品代谢分析方法对我国半导体工业的整体硅元素和能源利用率进行了定量研究。根据我国半导体工业的产品代谢模型计算得出2002年我国半导体工业的硅元素利用率为2.6%,每生产1kg硅总能耗为5704kW·h,而1998年全球半导体工业硅元素平均利用率为9.6%,生产1kg硅总能耗为2130kW·h。进一步在产品链和关键环节分析基础上,确定了我国在硅元素利用率和能源利用率上与世界平均水平差距最大的环节。通过成因分析,…     

产品代谢及其在循环经济中的应用

对指导循环经济实践的核心理论和分析方法——工业代谢进行分类,提出了产品代谢的概念,并利用产品代谢分析方法首次对我国半导体工业整体的硅元素利用效率和能源利用效率进行了定量研究,提出了改善我国半导体工业产品代谢的措施和途径。     

模拟废旧线路板生物浸出液中铜的回收

如何将废旧线路板生物浸出液中离子态铜以高品位单质形式回收是实现生物浸出回收金属的关键环节.本研究采用电沉积法,考察了模拟废旧线路板生物浸出液在恒流条件下阴极材料、电流密度、初始pH和初始铜浓度对铜回收效率和能耗的影响.结果表明,比表面积越大的阴极材料(碳毡)对铜的回收效率越高,阳极室和阴极室铜回收效率分别为96.56%、99.25%,总能耗和单位产物能耗越小,分别为0.022 kW·h、15.71 kW·h·kg-1.随着电流密度的增大铜回收效率和能耗呈上升趋势,当电流密度为155.56 mA·cm-2,阳极室和阴极室铜回收效率均达最大,分别为98.51%、99.37%,总能耗和单位产物能耗达最高,分别为0.037 kW·h、24.34 kW·h·kg-1.初始铜离子浓度对铜回收效率有明显影响,初始铜离子浓度越高,铜离子浓度下降的越快,总能耗越高,单位产物能耗越小.而初始pH值对铜回收效率没有明显影响.在优选条件下,阴极材料为碳毡,电流密度为111.11 mA·cm-2,初始pH=2.0,初始铜浓度为10 g·L-1,阳极室和阴极室铜回收效率分别为96.75%、99.35%,总能耗和单位产物能耗分别为0.021 kW·h、14.61 kW·h·kg-1,沉积的铜在阴极材料表面呈束状分布且未检测到氧的存在.     

非电空调省的不仅是钱——天津开发区投资服务中心已用上『非电空调』

滨海能源发展股份有限公司生产技术部负责人商永鑫向我们介绍:一台"电力空调"每平方米耗电是127.32 kW·h,而一台靠蒸气或发电余热制冷的"非电空调"耗电仅为12.57 kW·h/m2,不到电力空调的1/10,而且电力空调能源利用率仅为23%,非电空调是其4倍,高达92%.     

工业园能源代谢分析

运用工业代谢分析方法对某农药化学工业园能源代谢系统进行量化分析. 结果表明:提升能源转化水平、改善能源利用效率是优化该工业园能源系统的2个有效途径,可减少能源代谢过程中的资源消耗与环境压力. 进一步根据能源代谢模型量化分析得出,提升工业园热电厂运行水平,达到供热煤耗0.043 t/GJ,供电煤耗4.538 t/(104 kW·h)(2004年江苏省平均水平),将较2005年水平减少原煤消耗35.31%;将能源利用水平较低企业的电力利用效率和蒸汽利用效率分别提高到园区平均水平(58.01%和63.84%),可较2005年水平减少原煤消耗2.5%左右.      

小集油田注水系统节能降耗对策分析

注水单耗是衡量注水系统能耗的重要指标,提高注水系统效率是降低注水单耗的基本途径。目前小集油田注水单耗为8.74kW·h/m3,系统效率为52.06%,耗电量约占该油田总耗电量的43%。作为股份公司注水工程的示范区块,降低运行能耗,提高系统效率,在小集油田注水系统开展节能降耗工作具有十分重要的意义。本文首先对影响注水能耗的因素进行分析,然后针对这些影响因素提出切实可行的节能对策,预计各项对策实施后,小集油田注水单耗可下降0.82kW·h/m3,系统效率可提高7.6%,可实现注水系统的节能降耗。     

中国化石能源生命周期清单分析

利用生命周期评价方法,建立了我国化石能源的生命周期清单模型,详述了模型相关因子的确定方法,计算了原煤、原油、天然气等初级能源及汽油、焦炭等几类主要次级能源的生命周期清单,揭示了我国能源生产的环境负荷,为工业系统分析和材料、产品的生命周期评价提供基础数据.清单分析表明我国化石能源清单的主要特点为能源消耗的97%以上主要来自生产过程,运输占到3%左右的比例;通过与2002年清单相比,我国化石能源生产的总能耗和排放出现不同程度变化;通过与国外能源清单相比,我国能源投入及排放整体处于较高水平.     

基于LCA的建材生产能耗及污染物排放清单分析

利用生命周期方法,通过清单建模及计算,分析了12种建材产品生产的生命周期能耗与大气污染物排放.清单分析包括能源上游阶段、运输阶段和建材生产阶段;同时考虑了直接能耗、直接污染物排放以及间接能耗、间接污染物排放;并使用“迭代”法对能源上游阶段进行清单分析.清单输出结果表明:钢材生产的生命周期总能耗和CO₂排放量最大,分别为34.83 GJ/t和3 493 kg/t;草砖生产的生命周期总能耗和CO₂排放量最小,分别为0.14 GJ/t和11 kg/t,说明其环境友好性最佳.      

风电场生命周期CO2排放核算与不确定性分析

提出了风力发电技术生命周期能耗和CO2排放核算的详细方法.应用上海某风电场数据进行核算,结果认为,风机生产阶段能耗和CO2排放占风电场生命周期能耗和CO2排放的比例均为最大,分别为68.23%和67.18%.不确定性分析认为,在所有强度参数中,钢生产综合能耗最为灵敏.风电场能耗强度和CO2强度分别为3.24gce/(kW?h)和9.47g/(kW?h),明显低于300MW火力发电机组的相同指标,分别为330gce/(kW?h)和915g/(kW?h). 20a服役期的50MW风电场满期后,同比300MW火电机组少排放CO2约234万t.     

Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2电极电解氧化含氨氮废水

研究了含氨氮(NH4 -N)废水在循环流动式电解槽中的电化学氧化,其中阳极为Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2网状电极,阴极为网状钛电极.考察了出水放置时间、进水流量和电流密度对氨氮去除的影响,并对能耗、阳极效率和瞬时电流效率(ICE)进行分析.结果表明,在氯离子浓度为400 mg/L,初始氨氮浓度为40 mg/L时,进水流量对氨氮去除的影响不大,电流密度的影响比较大.在进水流量为600 mL/min,电流密度为20 mA/cm2,电解时间为90 min时,氨氮去除率为99.37%,去除1 kg氨氮的能耗和阳极效率为500 kW·h和2.68 h·m2·A,瞬时电流效率(ICE)为0.28.表明电解氧化含氨氮废水具有较好的应用前景.     

天津市工业能源消费碳排放量核算及影响因素分解

天津市工业经济的快速发展促使其能源消费量持续增加,已经成为该市能源消费的主体.建立能源消费的碳排放核算方法,对天津市工业能源消费碳排放量的时间序列进行分析.结果表明:在过去10 a内天津市工业能源消费的碳排放量年均增长10.41%,比工业增加值平均增速低58.53%;工业能源强度持续下降,万元(104元)增加值碳排放强度整体呈下降趋势,由1999年的2.38 t/万元降至2009年的0.68 t/万元,表明工业节能减排效果较明显;在工业终端能源消费结构中,煤炭占57.80%,高于北京、上海等地.采用对数平均迪氏指数分解法(LMDI)对工业经济规模、行业结构、能源效率和能源结构等因素进行分析.结果表明:工业经济规模是碳排放持续增长的主导原因;行业结构、能源结构整体上对碳排放量影响较小;能源利用效率提高是工业节能减排成效的最主要贡献因素,对碳排放量变化的贡献率达-140.80%.通过对天津市工业行业的进一步分析可知,能源密集型行业严重影响了工业能源消费碳排放量的变化.      

电解反应器电极排列方式研究

提高电极表面反应物扩散速率以及提高反应器效率是强化电解反应器处理能力、降低电耗的重要途径,安装中心推进式搅拌叶轮、辅射状电极的新型电解反应器可达到这2个目的.数学推导证明,新型电解反应器与同心圆状电极电解反应器效率比大于2.利用研制的反应器效率为9.9 m2/m3的新型电解槽,完成了电镀工业高质量浓度含氰废水处理的工业试验,废水氰化物平均质量浓度为17 000 mg/L,平均电解时间为17.7 h,氰化物去除率为99.6%,处理每kg CN-耗电15.1 kW·h.2年多的工业应用表明,带中心推进式搅拌叶轮的辐射状电极电解槽,具有操作容易、氰化物去除率高、回收金属方便、处理成本低等优点,其性能优于常规的同心圆状电极电解槽.      

能源消费与温室气体排放的国际比较

与发达国家及世界平均水平相比,我国的能源利用效率一直不高。通过对目前发展较快的新兴经济体和发达经济体的能耗指标和温室气体排放指标的国际比较,判断了我国能源效率的水平与节能潜力,分析了我国能耗高污染重的原因,明确了改善方向。     

世界谷物产量与农业气候资源利用效率

世界谷物产量的农业气候资源利用效率有明显地区差异。谷物产量的综合气候资源利用效率以欧洲最高,为２．７８,其后依次是北美洲１．４３,大洋洲１．４３,亚洲１．４０,南美洲１．１２,非洲最低,为０．６１。相对光能利用率（％）从０．０３（安哥拉）至０．７６（荷兰）,热量利用效率（ｋｇ／１℃·ｈａ）从０．０３至２．０３（荷兰、瑞典）,降水量利用效率（ｋｇ／·ｈａ）从０．３５（安哥拉）至８．７１（荷兰）（表１－４）。光热、降水量与作物要求的条件配合较一致的地区,谷物转换效率高。干旱、半干旱地区水分容易发挥效率。世界农业气候资源谷物利用潜力很大。中国比高产国家利用效率低主要是单产利用效率低,应以提高单产的资源利用效率为重点。     

破坏水库水温分层系统的能量效率估算:以金盆水库为例

为指导高效节能的破坏水库水温分层技术及系统的选择,需建立统一的能量效率基准.根据质量守恒和热量守恒定律,求出分层水库水体完全混合后的水温,计算水库水体混合前后的重心;采用库容以及与水温相关的密度等数据,对水深方向各微小水层的势能进行积分得到水体总势能,混合后水体总势能的增加量即为破坏分层所需的最小理论能量,应用耗电量估算法得到破坏分层所产生的最小碳排量;破坏分层系统的能量效率为破坏分层的最小理论能量与实际输入能量之比.以西安金盆水库为例,采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,应用该方法估算了水库不同季节破坏分层所需最小能量和扬水曝气破坏分层系统的能量效率.采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,计算破坏分层所需最小能量.结果表明随水体垂向温度梯度的增加而增大,在6~10月期间相对较高,7月达到最大值2432.08kW?h;该水库扬水曝气破坏分层系统的能量效率约为4%;在水温分层开始阶段运行破坏分层系统可有效降低破坏分层所需的能耗,减少碳排放量.     

大型城市紧凑度与能源效率的关系研究

采用超效率DEA和熵值法测算了2003—2014年29个大型城市的能源效率与紧凑度,进而通过象限图法对城市紧凑度与能源效率的关系进行分析。分析表明,我国大型城市能源效率普遍偏低但在缓慢提升;城市紧凑度与能源效率以低级协调为主。从区域看,二者关系的地区差异明显,东部以高级协调为主,中西部低级协调关系显著。城市规模越大,紧凑度和能源效率水平越高,且城市突出关系类型由低级协调变为高级协调。剔除紧凑度外其他可能影响能源效率的因素后的象限图再次印证提高紧凑度有利于改善城市能源效率的结论。为通过提升城市紧凑度来提高能源效率,需加大公共服务和基础设施投入,加强工业用地的集约使用,完善城市功能体系,实现经济、人文和生态的多功能复合利用。     

基于空间聚类分析的中国旅游业碳排放效率

旅游业碳排放效率是考量旅游经济增长与生态环境关系的重要指标,对旅游业碳排放效率的有效测度和分析是实现旅游业节能减排与可持续发展的基础支撑.采用“自下而上”法核算2001—2015年我国旅游业能源消耗量与碳排放量（不含港澳台及西藏自治区数据,下同）;继而运用非期望产出SBM模型对旅游业碳排放效率进行测度,并通过空间自相关分析揭示其空间特征;最后采用Malmquist指数（MI）评估旅游业碳排放效率的动态趋势.结果表明:①研究期内我国旅游业总体碳排放效率较低,平均水平为60%;各年度达到最佳生产前沿面（旅游业碳排放效率值为1）的省(市、自治区)(简称“省区”)数量较少,绝大多数省区的碳排放效率具有较大改善空间;旅游业碳排放效率水平存在明显的省际差异;东、中、西部地区的效率存在梯度差,形成“东高西低”的空间格局.②Moran's I指数和LISA聚类图显示,各省区旅游业碳排放效率存在明显的正向空间相关性,在空间分布上呈现出显著的地理聚集特征,形成“高—高”型与“低—低”型聚集区,空间联动格局尚未形成.③2001—2015年MI均在1以上（2004年除外）,且总体平均值高达1.195,体现出持续改善的态势;各省区碳排放效率的提升来源于技术进步与技术效率双重贡献,其中,技术进步是促进旅游业碳排放效率提升的主要贡献因素.研究显示,我国旅游业碳排放效率的空间分布不均衡,但整体呈现持续上升的态势,各省区在依赖技术进步提高碳排放效率的同时,要注重全局空间联动格局的形成,最终实现低碳旅游业的协调发展.      

中国能源利用效率的区域分异与影响因素分析

论文采用分层聚类法对中国能源利用效率进行地域划分,并运用Theil系数探讨能源利用效率的区域分异特征,进而应用面板数据模型定量研究区域能源利用效率的影响因素。研究表明:"十五"时期,中国能源利用效率的省际差异显著,从空间上可划分为高效区、中效区和低效区,能源高效区集中在东部沿海经济发达地区;2001~2005年,中国能源利用效率明显提高,但能源利用效率的总体差异、三大地域间差异和地域内差异均呈上升趋势;能源结构、技术水平、产业结构、价格水平和投资水平是影响中国能源利用效率区域差异的显著因素;以煤炭消费比重所表示的能源结构对区域能源利用效率的负向影响程度最大,以全员劳动生产率所表示的技术水平对区域能源利用效率的正向影响程度最大;第三产业增加值比重对区域能源利用效率具有显著正影响,第二产业增加值比重、生产资料价格水平、高耗能投资水平对区域能源利用效率具有显著负影响;经济发展水平对区域能源利用效率的影响程度并不显著,经济增长与能源利用效率不存在同步增长关系。     

Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2电极电解氧化含氨氮废水

研究了含氨氮(NH^＋₄-N)废水在循环流动式电解槽中的电化学氧化,其中阳极为Ti/RuO₂-TiO₂-IrO₂-SnO₂网状电极,阴极为网状钛电极.考察了出水放置时间、进水流量和电流密度对氨氮去除的影响,并对能耗、阳极效率和瞬时电流效率（ICE）进行分析.结果表明,在氯离子浓度为400　mg/L,初始氨氮浓度为40 　mg/L时,进水流量对氨氮去除的影响不大,电流密度的影响比较大.在进水流量为600 mL/min,电流密度为20 mA/cm² ,电解时间为90 min时,氨氮去除率为99.37％,去除1 kg氨氮的能耗和阳极效率为500 kW·h和 2.68 h·m²·A,瞬时电流效率（ICE）为0.28.表明电解氧化含氨氮废水具有较好的应用前景.