不同政策调控下的水泥行业CO2排放模拟与分析

从水泥行业CO2排放的响应行为入手,采用系统动力学方法,构建水泥行业CO2排放的系统动力学仿真模型,并进行验证;识别和分析水泥行业CO2排放的主要驱动力,并设置了基准情景、产业政策调控情景、环境政策强化调控情景进行预测与分析.结果表明,3种情景下水泥消费将在2008年达到饱和点后,转入缓慢增长时期.基准情景下CO2的直接排放量与水泥消费具有相同的规律,而产业政策情景及环境政策强化调控情景下水泥行业CO2的直接排放量将在2008年达到最高点后,出现缓慢下降并逐渐平稳的趋势.水泥消费达到饱和点之前,3种情景下CO2的直接排放都呈现快速增长的态势.政策变量中水泥熟料比重对CO2的直接排放影响最大.在产业结构调整的同时,应尽快降低新型干法水泥的电耗水平,避免CO2的直接排放由热能消耗转移到电能消耗上.     

不同政策调控下的水泥行业CO2排放模拟与分析

 从水泥行业CO₂排放的响应行为入手,采用系统动力学方法,构建水泥行业CO₂排放的系统动力学仿真模型,并进行验证;识别和分析水泥行业CO₂排放的主要驱动力,并设置了基准情景、产业政策调控情景、环境政策强化调控情景进行预测与分析.结果表明,3种情景下水泥消费将在2008年达到饱和点后,转入缓慢增长时期.基准情景下CO₂的直接排放量与水泥消费具有相同的规律,而产业政策情景及环境政策强化调控情景下水泥行业CO₂的直接排放量将在2008年达到最高点后,出现缓慢下降并逐渐平稳的趋势.水泥消费达到饱和点之前,3种情景下CO₂的直接排放都呈现快速增长的态势.政策变量中水泥熟料比重对CO₂的直接排放影响最大.在产业结构调整的同时,应尽快降低新型干法水泥的电耗水平,避免CO₂的直接排放由热能消耗转移到电能消耗上.     

民航飞机起飞过程细粒子排放特征

选择B737-800作为典型机型,基于BM2-FOA耦合模型,通过对飞机性能参数的模拟,获得了其在全推力和减推力等多种方式下,起飞离场爬升至1000m高度过程中每一时刻PM_(2.5)的排放指数,并计算了精确排放量.同时研究了燃油含硫量对细粒子排放量的影响,分析了不同组分对PM_(2.5)排放的贡献率,并将计算结果与ICAO基准参数的估算结果进行对比.结果表明,各种方式中PM_(2.5)排放指数的差异主要存在于地面起飞段.其中,全推力起飞方式下,非挥发性组分和挥发性有机组分排放指数最高,因此一次起飞过程PM_(2.5)排放总量最高,约为37.6g(普通燃油).使用减推力起飞后,PM_(2.5)排放量降至36.7~35.5g.使用高硫燃油时,PM_(2.5)排放量约升高150%.经过对比发现,将ICAO的基准参数直接用于FOA方法,对PM_(2.5)排放量的估算结果偏差较大.与机动车相比,使用普通燃油和高硫燃油的一次全推力正常起飞过程,PM_(2.5)排放量分别约等于一辆国Ⅳ轻型汽油车行驶2984km和7294km.精确计算方法为编制机场区域飞机污染排放清单提供基础.     

中国能源政策的大气污染物减排效果与附加效应--上海案例研究

为了研究中国能源政策对减少本地大气污染物排放的效果,以及减缓二氧化碳排放增长速度的附加效应,以上海为例,采用MARKAL模型对基础情景和能源政策情景下的能源消费及大气污染物排放量进行了预测,并分析了能源环境政策减缓二氧化碳排放增长的附加效应。结果显示,实施能源政策后,上海市的SO_2、PM_(10)。排放量均有大幅度降低,并可明显减缓CO_2排放的增长速度。2000～2020年,SO_2排放量将基本保持在2000年的水平,CO_2排放总量的年均增长率将由基础情景下的2.7％减小到能源政策情景下的1.1％～1.2％。     

京津冀地区燃煤锅炉PM_(2.5)减排潜力分析

基于我国燃煤锅炉的技术特征和国内外排放清单编制技术方法,建立了燃煤锅炉PM_(2.5)减排潜力计算方法,以2012年为基准年,设计了3种控制情景,对2020年京津冀地区燃煤锅炉PM_(2.5)减排潜力进行预测和分析.结果表明:2012年京津冀地区燃煤锅炉PM_(2.5)排放量为7.83×l0~4t,随着控制措施的不断加严,PM_(2.5)排放量逐渐减少,一般控制情景、重点区域控制情景和加严控制情景下2020年京津冀地区燃煤锅炉PM_(2.5)排放量分别为1.25×l0~4t、0.58×l0~4t和0.18×l0~4t,相对于基准年而言,分别减少6.6×10~4t、7.2×10~4t和7.6×10~4t;减排比例分别达到84.0%、92.6%和97.7%.各城市燃煤锅炉PM_(2.5)减排潜力与锅炉耗煤量、锅炉规模分布、用煤灰分、除尘技术应用情况等有关,京津冀地区pm_(2.5)减排潜力最大的城市是天津市,河北省减排潜力最大的城市是石家庄市;在加严控制情景下,唐山市、北京市、保定市和秦皇岛市的PM_(2.5)减排潜力均超过了0.5×l0~4t.     

基于LMDI分解方法的河北省PM2.5排放驱动因素分析

研究了河北省1990—2015年PM_(2.5)的排放总量及各个产业部门的排放量分布,并应用LMDI模型对五大部门PM_(2.5)排放变化的驱动因素进行了较全面的分解分析,以找出每个部门中PM_(2.5)排放变化的关键驱动因素.同时,通过对原始数据的整理分析和模型计算,结果发现:①工业、生活消费、农业部门是河北省PM_(2.5)排放的三大来源.其中,工业部门是PM_(2.5)排放的最主要贡献部门,占PM_(2.5)总排放量的70%;生活消费部门的贡献位居第二,占比约24%.②对于生产端,经济规模总量扩张是PM_(2.5)排放量增加的最主要原因;能源利用效率的提高和污染治理工艺水平的改进使得各部门的排放强度减弱,明显缓解了PM_(2.5)的排放增长,部门经济结构的优化也可带来明显的减排效应.③对于消费端,人均收入的提高促进了PM_(2.5)排放的增加,倡导绿色消费模式可以有效减缓PM_(2.5)排放.根据以上结论,本研究通过找到各部门存在的问题,为河北省大气污染治理提供参考和借鉴.     

基于系统动力学的以GDP-PM_(2.5)达标为约束的大气环境承载力模型研究——以武汉市为例

当前在环境规划编制中,存在对环境容量和环境承载力弱化分析的倾向,导致环境规划科学性和逻辑性不足。面对以PM_(2.5)为特征的复合型空气污染,传统的大气容量计算方法具有局限性。以武汉市为例,基于系统动力学建立了武汉市"经济-能源-大气环境"的系统动力学多目标规划模型,不去模拟复杂的大气传输扩散的物理化学过程,而是基于统计数据和社会、经济发展目标,建立了系统中不同变量的动态数量关系,预测了武汉市2016—2030年在3种情景下GDP、PM_(2.5)年均浓度和6种大气污染物排放量的变化趋势,并计算出以GDP-PM_(2.5)达标为约束的大气环境容量和大气环境承载力的阈值,可为制定城市大气中PM_(2.5)污染的控制措施提供科学依据,实现了对环境容量与环境-经济发展趋势的同步测算。     

“十二五”水泥行业NOx总量减排形势分析及对策探讨

分析“十二五”水泥行业NOx减排形势,探讨积极应对措施,对推进水泥行业NOx减排工作及实现减排目标具有重要意义.本研究在对水泥行业NOx排放控制现状分析的基础上,结合水泥行业产业政策和环境管理要求,采用情景分析法,对“十二五”水泥行业NOx新增排放量进行了预测,探讨了不同减排途径下水泥行业可实现的减排目标及面临的减排形势,并从激励机制、政策引导、循环经济、监督管理等方面提出了相应的意见和建议.     

未来全球PM_(2.5)浓度时空变化特征的模拟

根据政府间气候变化专门委员会第五次评估报告(IPCCAR5)给出的气溶胶及其前体物的不同排放情景RCP2.6(低排放)、RCP4.5(中等排放)和RCP8.5(高排放),利用国家气候中心的气溶胶-气候在线耦合模式,分别模拟了2010~2030和2030~2050年总PM_(2.5)(人为和自然PM_(2.5)的总和)及其中人为和自然气溶胶柱含量的时空变化,并预估了的绿色排放情景RCP4.5下中国地区人为和自然气溶胶对总PM_(2.5)浓度变化的贡献.结果表明,在3种排放情景下,2010~2030年PM_(2.5)柱含量变化的空间分布基本相似.在欧洲、北非及其西侧的洋面上,PM_(2.5)呈现不同程度的增加,其中以北非及其西侧的洋面上的增加最为明显,而阿拉伯半岛东部PM_(2.5)则明显减少.在RCP4.5排放情景下,中国地区年均PM_(2.5)地表浓度的减少量约为2.55μg/m~3,其中人为气溶胶的贡献约为28%,自然气溶胶的贡献约为72%.2030~2050年,3种排放情景下PM_(2.5)柱含量变化的空间分布差异较大,在RCP4.5和RCP8.5放情景下,非洲北部及其西侧洋面的PM_(2.5)显著增加,而东亚地区的PM_(2.5)显著减少,而RCP2.6排放情景与前2种情景的结果区别很大.在RCP4.5排放情景下,中国地区PM_(2.5)及其中人为和自然气溶胶均在2010~2030年的基础上进一步减少,而且人为气溶胶在其中的贡献(约为34%)也有所增加.     

餐饮源排放PM_(2.5)污染特征研究进展

餐饮油烟排放的污染物危害人体健康,餐饮源已成为城市环境PM_(2.5)的重要来源之一。文章对餐饮源排放PM_(2.5)污染特征的研究进行了综述,包括餐饮源对城市大气环境中PM_(2.5)的贡献、餐饮源排放PM_(2.5)的时空分布特征、化学特性、排放量的估算;初步总结了影响餐饮源PM_(2.5)排放特征的多种因素;分析了餐饮源PM_(2.5)污染的健康效应。该文在汇总国内外研究的基础上,对餐饮源PM_(2.5)的研究前景进行了展望。     

南京市秋季细颗粒物及臭氧生成敏感性初探

为考察江苏省南部地区重点排放源对南京市秋季细颗粒物(PM_(2.5))的贡献率及O_3生成敏感性,采用强力法针对特定排放源及污染物设置不同的排放情景,利用化学传输模拟系统Models-3/Community Multi-scale Air Quality(CMAQ)分析模拟区域内不同情景下地表PM_(2.5)及O_3浓度变化。2012年10月,电厂、钢铁和水泥的污染物排放对南京市PM_(2.5)浓度的平均贡献率分别为6.0%、25.5%和15.9%,对国控站点的贡献率分别为7.2%、17.7%和16.2%。钢铁对下风向区域的地表PM_(2.5)浓度的影响显著高于电厂及水泥部门的排放。从不同情境下模拟O_3地表浓度变化结果看出,南京市城区及下风向区域的O_3浓度随VOC排放削减降低,随NO_x排放削减升高,因而判定南京市秋季O_3生成属于VOC控制区。     

京津冀地区主要排放源减排对PM2.5污染改善贡献评估

研究选取2012年1月和7月作为冬夏两季代表时段,利用CMAQ/2D-VBS模型分析了冬夏两季京津冀地区主要排放源减排30%对改善区域PM_(2.5)污染的效果.结果表明,工业源对PM_(2.5)污染的贡献最大,其次是民用源,但工业源单位减排量贡献低于民用源,交通源和电厂源的整体贡献和单位减排量贡献均较小.工业部门内贡献最大的为钢铁冶金行业,其次是水泥、工业锅炉、炼焦、石灰砖瓦和化工行业.与各部门各物种排放量的比较反映出各排放源贡献大小与其一次PM_(2.5)排放水平高度相关.因京津冀地区冬季NO_x减排对PM_(2.5)形成的促进作用,以及冬季较弱的大气垂直扩散作用,各排放源夏季减排比冬季普遍更有效,交通源、电厂源以及工业源中的水泥、工业锅炉和石灰砖瓦行业夏季减排效果相比冬季优势明显.民用源由于采暖季排放较高而冬季贡献更明显,农业源因秸秆开放燃烧量大,冬季单位减排量贡献十分显著.从同等幅度减排考虑,应将工业源作为控制重点,优先控制其一次PM_(2.5)排放,在部门内进一步重点控制钢铁冶金行业的NO_x和SO_2排放、水泥行业的夏季NO_x排放以及炼焦行业的SO_2和NMVOC排放.民用源排放应着重在冬季采暖期控制.     

承德市大气污染源排放清单及典型行业对PM2.5的影响

以承德市为研究对象,基于拉网式实地调查,获得了该地区2013年各类典型行业污染源详细的活动水平数据,以大气污染物排放清单编制指南为参考,辅以排放因子研究的系统梳理,建立了2013年承德市各行业区县分辨率大气污染源排放清单,并结合人口、路网、土地利用等数据进行了1 km×1 km网格分配.在此基础上建立气象-空气质量模型系统(WRFCAMx),应用颗粒物来源识别技术(PSAT),选取2013年典型季节代表月1、4、7、10月,针对承德市电力、建材、冶金等典型行业对PM_(2.5)的影响进行了定量评估.结果表明,2013年承德市SO_2、NO_x、TSP、PM_(10)、PM_(2.5)、CO、VOCs、NH_3的总排放量分别为81 134、72 556、368 750、119 974、51 152、1 281 371、170 642、81 742 t.工业源是SO_2、NO_x、CO、VOCs的主要排放源,分别占总排放量的89.5%、51.9%、82.5%和45.6%,NO_x的主要排放源还包括道路移动源和非道路移动源,分别占总排放量的26.7%和10.8%;TSP、PM_(10)、PM_(2.5)的主要排放源是无组织扬尘,分别占总排放量的76.7%、65.6%、46.5%;畜禽养殖、化肥施用是NH_3的主要排放源,分别占总排放量的67.1%、15.8%.数值模拟结果表明,无组织扬尘、其他行业、冶金、锅炉行业对环境PM_(2.5)影响较大,浓度贡献分别为23.1%、20.6%、13.3%和11.2%,制定具体控制措施时应得到重点关注.     

南昌市固定燃烧点源大气污染物排放清单及特征

大气污染物排放清单是了解区域污染物排放特征、准确模拟空气质量的重要资料,而工业点源是大气污染的重点排放源.通过收集相关活动水平信息和合理的排放因子,采用"自下而上"的方法建立了南昌市2014年点源大气污染物排放清单.结果表明,SO_2、NO_x、CO、PM_(10)、PM_(2.5)和VOC排放总量分别为29576.2、17115.1、25946.6、4689.4、922.9和1190.4 t,其中,金属炼制行业对SO_2、CO和VOC的贡献最高,分别占37.75%、30.59%和38.45%;火电行业是NO_x的主要来源,其贡献率为47%;水泥等建材制造行业对PM_(10)和PM_(2.5)排放贡献最高,分别为26%和25%.根据排放源污染物排放量及地理坐标信息,建立了0.4 km×0.4 km的污染物排放量空间分布特征图,结果表明,南昌市大气污染物排放较为集中,青山湖区北部和新建区北部是SO_2、NO_x、CO和VOC的主要排放区,而PM_(10)和PM_(2.5)的排放量相对分散,并在安义县出现排放高值区.通过将计算结果与统计数据结果进行对比,了解所估算清单的准确程度.对SO_2和NO_x的计算值和统计值进行统计分析,结果显示,NMB(标准化平均偏差)和NME(标准化平均误差)值均小于50%,清单计算精度较高.同时,为了解清单数据质量,对清单的不确定性进行定量分析,结果显示,SO_2和VOC不确定性较低而PM_(10)和PM_(2.5)的不确定性相对较高,清单整体不确定性与其他研究结果相差不大.建议后期研究可以从提升基础数据质量和建立具有区域代表性的排放因子数据库着手,从而减小排放量的不确定性,获得精准可靠的大气污染物清单并应用于空气质量模型预报等更深入的研究.     

一次航班飞行全过程大气污染物排放特征

飞机发动机以航空煤油为燃料,在运行过程中会排放多种大气污染物,对空气质量和人体健康存在较大影响.选择A320作为典型机型,提取了一次真实航班飞行过程中的机载飞行数据,基于BM2及BM2-FOA耦合模型,获得了其在飞行全过程中每一时刻CO、UHC、NO_x及PM_(2.5)的排放指数,并计算了CO、UHC、NO_x、SO_2、CO_2及PM_(2.5)的精确排放量.结果表明,飞行过程中CO和UHC排放指数与推力变化趋势相反,数值范围分别为0.67~595.34 g·kg~(-1)和0.05~0.43 g·kg~(-1).NO_x排放指数与燃油流量变化趋势一致,数值范围是0.96~114.25 g·kg~(-1).PM_(2.5)排放指数全过程变化较小,约为0.25~0.36 g·kg~(-1).飞行全过程中,CO_2排放总量最大,约为2.0×10~4kg.同时,NO_x的排放量约为213.4 kg,SO_2也排放了24.5 kg.CO、PM_(2.5)和UHC的排放量分别为7.5、2.2和0.5 kg.将本次精确计算结果与使用ICAO基准模型对LTO起降阶段的估算结果进行对比后发现,基准模型LTO飞行时间较真实时间偏长37%.基准模型估算LTO阶段CO、UHC污染物排放量偏高,NO_x偏低,且偏差较大;而SO_2、CO_2和PM_(2.5)的排放量估算结果偏差相对较小.与机动车相比,A320飞机的一次LTO起飞着陆飞行,NO_x排放量约等于一辆小客车行驶8.6×10~4km,或相当于1274辆小客车1 d的排放量.     

山东省水泥行业CO_2排放情景与减排效果分析

为了评估山东省水泥行业的CO2减排潜力,利用长期能源替代规划系统软件建立了LEAP-Shandong Cement模型,对山东省水泥行业的CO2排放量及相应的减排潜力进行了模拟评估.同时,在模型中运用情景分析方法,研究了基准情景、政策情景和技术情景下山东水泥行业2007～2020年的能源需求和CO2排放量以及相应的节能减排潜力.结果表明,到2020年,相对于基准情景,政策情景和技术情景下的减排潜力分别为8.5%和14.4%.因此,山东省水泥行业具有一定的减排潜力.实现减排主要依靠窑型的替代和相应技术的进步,其中,余热发电技术改进为近期的重点减排技术.总体而言,水泥行业减排兼具显著的环境、经济和社会效益.     

供热锅炉颗粒物排放特征实测研究

采用芬兰Dekati公司的颗粒物稀释采集系统对天津市供热行业7台典型燃煤锅炉、1台天然气锅炉开展PM_(10)、PM_(2.5)排放特征实测研究,结果表明:(1)燃煤锅炉在湿法除尘和旋风除尘器后的PM_(10)、PM_(2.5)排放因子具有显著差异(湿法除尘:PM_(10)(0.341±0.289)kg/t、PM_(2.5)(0.305±0.270)kg/t;旋风除尘:PM_(10)(0.608±0.163)kg/t、PM_(2.5)(0.558±0.165)kg/t);燃气锅炉PM_(10)、PM_(2.5)排放因子均为0.025kg/万m~3,其测试结果与国内已有研究结果具有很好的可比性。(2)燃煤锅炉PM_(10)、PM_(2.5)排放因子实测值显著低于物料衡算法,说明采用物料衡算法对清单中一次颗粒物的排放量估算存在高估的可能性。(3)供暖锅炉污染物排放存在显著的时间变化特征,清晨与午后分别是排放量高峰和低谷时间段。     

我国挥发性有机物排放量变化趋势及政策研究

挥发性有机物(VOCs)作为臭氧(O_3)形成的关键前体物之一,其有效削减对于降低O_3浓度起着重要作用。本文运用排放系数法和情景分析法,分析了近十年我国VOCs排放量的变化趋势,并预测了基准情景、控制情景、强化控制情景三种情景下"十四五"期间的VOCs排放量,预测结果显示,在控制情景和强化控制情景下,"十四五"时期我国人为源VOCs排放量均将得到较大削减。最后根据预测结果,从总量控制、综合治理、管理体系、监测能力和监管能力五个方面对"十四五"时期国家VOCs减排工作提出了政策建议。     

恩施州大气污染物排放量估算及清单构建

该文通过污染源现场调查和部门资料收集,结合全国第二次污染源普查和湖北省污染源自动监控综合管理系统,以2017年为基准年,对恩施州大气污染物排放量进行了估算,并建立了恩施州1 km×1 km大气污染源排放清单,研究分析了清单结果和普查结果的差异。结果显示,2017年恩施州人为源SO_2、NO_x、CO、VOCs、PM_(10)、PM_(2.5)、BC、OC和NH_3排放总量分别为12 702.26、19 610.04、168 721.49、16 709.92、17 382.89、10 789.67、3 593.30、5 848.86和43 778.37 t;天然源挥发性有机物(BVOCs)排放总量为159 239.47 t。其中,固定燃烧源是SO_2、CO、PM_(10)、PM_(2.5)、BC和OC主要来源,移动源是NO_x和VOCs的主要来源,NH_3的主要来源是农业源,PM_(10)、PM_(2.5)排放主要来自扬尘源。阔叶林和针叶阔叶混交林对天然源排放贡献较大。空间分布上,污染物排放主要集中在恩施市、利川市和巴东县。对比清单结果和普查结果,SO_2和VOCs排放量估算较普查结果高,NO_x排放量估算与普查结果相差不大。     

非珠三角机动车尾气控制措施协同效果评估

广东非珠三角机动车保有量的大量增长带来了交通尾气污染物和CO_2的高强度、集中性排放,严重影响空气质量以及碳排放治理工作。因此,迫切需要设计更加高效可行的碳减排政策来控制交通尾气污染物以及CO_2的排放。该文基于平均行驶里程法预测了非珠三角地区2015-2020年5种污染物(CO、VOCs、NO_x、PM_(2.5)和CO_2)在不采取专门控制措施情景下的排放量,并根据现有经济、技术和政策规划设计了5种减排情景,计算不同减排情景下的减排量,定量分析了不同减排情景对多污染物的协同控制效应及其成本效益。研究表明:(1)在不采取专门的控制措施下,2015-2020年污染物排放量持续增长,2020年CO_2排放量将达到5 488.6×10~4t,相比2014年增长了141%;(2)在各类减排情景下,污染物排放量呈现不同程度的削减(VOC_S除外),其中,2020年提高燃油品质对NO_x(削减率37%)和CO(削减率41%)的削减率最高;(3)提高排放标准对CO_2和PM_(2.5)的协同控制效应最好,公交优先对CO_2和NO_x的协同控制效应最好;(4)综合考虑对各污染物的减排效果,提高排放标准成本效益最优,对空气污染物和CO_2的平均减排率为29%,平均单位成本为0.13元/g。研究显示,由于低费效比及其对多污染物的协同控制效应好,提高排放标准在研究中是最优的污染物减排措施。