双碳目标下电力系统转型对产业部门影响评估——以粤港澳大湾区为例

通过细化机组级燃煤发电财务状况建模,测算了提前退役、灵活性调整、限制和停止新增等情景下煤电搁浅资产风险,明确了不同情景下导致搁浅资产规模及时空分布情况.结果表明:存量煤电机组是引起搁浅资产的主体,控制新增煤电有助于降低搁浅资产风险,提前退役、灵活性调整情景下中国现存和新增煤电搁浅资产总规模分别为1.90万亿和3.98万亿元;不同转型情景导致煤电搁浅资产的年际分布差异明显,提前退役搁浅压力主要集中于2030~2040年间,灵活性调整情景下则集中于2021~2035年间;煤电搁浅资产空间分布极不均衡,山东、内蒙古、江苏等10个煤电大省搁浅资产规模占全国的67%和70%.因此,煤电低碳转型需审慎决策,重视提前退役造成的煤电资产搁浅,更要防范和控制灵活性调整导致的煤电资产减值,重点关注山东、内蒙古、新疆、江苏等重点省份,制定因地制宜的煤电转型策略,帮助电力相关企业及政府等进行减排政策选择.     

Brazil's Electric Power Choices and Their Corresponding Carbon Emissions Implications

This study analyzes the options for meeting power demand in the Brazilianpower sector through the year 2015. Three policy cases are constructedto test economic and environmental policy measures against a baseline:advanced technologies scenario, environmental control scenario and carbon(C) elimination scenario. Least-cost modeling simulated these scenarios throughchanges in emissions fees and caps, costs for advanced technologies,demand side efficiency, and clean energy supplies. Results show that, in theabsence of alternative policies, new additions to Brazil's electric powersector will shift rapidly from hydroelectricity to combined-cycle natural gasplants. When the cost of environmental impacts are incorporated in theprice of power, the least-cost mix of electric power generation technologycould change in other ways. In all scenarios, energy efficiency andcogeneration play an important role in the least-cost power solution. Savingelectricity through increased efficiency offsets the needs for new supply andhas enormous potential in Brazil's industrial sector. Efficiency also reducesthe environmental burden associated with electricity production andtransmission, without compromising the quality of the services demandedby end users. Interesting enough, carbon dioxide (CO₂) emissions will remainrelatively low under almost every conceivable scenario.     

重污染天气下电力行业排放对京津冀地区PM2.5的贡献

利用CAMx(区域空气质量模型)中的PSAT(颗粒物源示踪技术),分析了重污染天气下分区域、分行业的污染物排放对京津冀地区PM_2.5的贡献,设计了分行业排放的环境影响效率系数(EESCR)计算方法,并对“电能替代”(以电力行业产能替代民用能源消耗)情景方案下的排放进行模拟分析. 结果表明:在重污染天气背景下,电力行业排放对京津冀地区ρ(PM_2.5)的贡献率较低,各地均低于10%,并且区域排放的贡献次序为京津冀以外地区>京津冀其他城市>当地,这与电力行业高架源排放的特征有关,而工业和民用行业对区域排放的贡献次序相反. PM_2.5主要组分和前体物的分行业EESCR计算结果表明,电力行业ESSCR值均在y=1/2x趋势线之下,远低于其他行业,因此优先控制其他行业排放才是改善京津冀地区空气质量的关键.电能替代的情景模拟结果表明,电能替代是有效降低京津冀地区ρ(PM_2.5)的可行方式. 研究显示,充分利用电力行业高架源排放的特点和便于集中处理的行业优势,尽力降低因产能增长带来的排放增量,实施电能替代可成为改善区域空气质量的有效途径之一.      

CO2-emission reduction in China’s residential building sector and contribution to the national climate change mitigation targets in 2020

Between 1980 and 2007, in the Chinese building sector in urban and rural areas, coal was mainly substituted with electricity and natural gas. Growing income will further increase energy consumption and CO₂-emissions in the building sector. Using an econometric model, disaggregated energy demand and related CO₂-emissions in the residential sector as well for the whole economy are estimated and forecasted until 2050. In 2009, the Chinese government pledged itself to reduce CO₂-intensity by 40%?C45% in 2020 compared to 2005. Aim of this article is to assess to which extent the measures in the building sector in China can contribute to this target. Main results of the analysis are: (a) The primary energy source coal was mainly substituted by electricity generated with coal. Apart from convenience gains, the environmental advantages are questionable. (b) Between 2010 and 2050, energy demand in the building sector will grow by 2.0%?C4.1% per annum leading to CO₂-emissions at least almost tripling from about 560 mill. tons in 2010 to about 1,500 mill. tons in 2050. (c) The energy efficiency gains in the building sector and other sectors of the Chinese economy, however, are not enough to fulfill the national CO₂-intensity targets. The reduction of the CO₂-intensity of GDP would be 37.2% in the BAU-scenario, and 31.9% in the LOW-scenario. Only in the HIGH-scenario (46.3%), the economy is growing efficient enough relative to the induced CO₂-emissions. The remaining CO2-emission reductions could be gained by additional promotion of renewable energies (mainly solar and geo-thermal) in the building sector.     

广东电力生产的温室气体排放趋势和演变特征

通过文献调研收集广东电力生产最新的能源消费数据和排放因子,采用“自上而下”方法估算1995—2011年广东电力行业的直接和间接GHG(温室气体)排放量,量化直接排放量的不确定性,绘制GHG排放流向图,并且根据GHG排放特征提出减排建议. 结果表明:①虽然受经济、环境和能源政策的影响,与1995年相比,2011年广东电力生产的GHG总排放量仍增长438%,达3.44×108 t,其中直接排放量达2.78×108 t,不确定性为±11%. ②从发电能源结构角度考虑,燃煤发电是电力生产的最大GHG排放源,2011年其排放量占总排放量的76%;而从用电终端考虑,工业用电是最大的GHG排放源,2011年其排放量占电力生产GHG总排放量的66%. ③1995—2011年,用电终端总体电力GHG排放强度下降了16%,居民用电人均GHG排放量上升了260%,单位综合发电量的GHG排放系数微升了1%. ④发电能源结构和终端产业结构的低碳化以及控制居民用电的GHG排放量等措施可减排2011年广东电力生产GHG总排放量的44%.      

电力行业水-能耦合关系研究综述

电力行业消耗了全球约8%的水资源,电力生产与输配过程中消耗的能源与水资源之间的相关关系被定义为电力行业水-能耦合关系.本文从电力行业水耗和节水潜力研究、电力生产与水资源空间分布匹配研究、电力行业水-能耦合关系与其他环境问题的关系研究三个角度对国际上相关文献的研究内容、研究方法和主要结论进行梳理.研究结果表明：冷却技术选择对电力行业的水-能耦合关系影响较大,电力生产的需水量与各地水资源禀赋在空间上不匹配,电力行业水-能耦合系统管理体系尚未建立且面临迫切的实际需求.     

轻型纯电动汽车生产和运行能耗及温室气体排放研究

基于中国本地化的环境负荷数据,建立了电动汽车全生命周期模型,深入分析和评估了电动汽车生产和运行两个阶段的能耗及温室气体排放(Greenhouse gases,GHGs).结果表明:电动汽车生产和运行过程的总能耗为474 GJ;GHGs为40500 kg(以CO2当量计),电动汽车生产和运行过程的GHGs分别占总排放量的23.5%和76.5%.对于电动汽车生产过程能耗和GHGs而言,原材料生产均为主要贡献者,GHGs占到车辆生产过程的74.6%,占生命周期的17.5%.另外,情景分析表明,再生材料应用、单位电力GHGs和百公里电耗能够在很大程度上影响电动汽车的碳排放.再生金属替代原生金属后,从情景1到情景5,车辆生产的GHGs下降了约22.2%,车辆生产和运行过程的总GHGs下降了约4.7%;单位电力GHGs每下降1%,电动汽车运行GHGs下降0.9%;电动汽车百公里电耗每下降1.0%,车辆生产和运行过程总GHGs下降约1.0%.因此,发展清洁能源、降低火力发电比例、优化原材料生产工艺、提高再生原材料用量等,是有效降低电动汽车全生命周期过程总能耗和GHGs的重要途径.     

Carbon emissions and management scenarios for consumer-owned utilities

An important subset of the utility sector has been scarcely explored for its ability to reduce carbon dioxide emissions: consumer-owned electric utilities significantly contribute to U.S. greenhouse gas emissions, but are often excluded from energy efficiency and renewable energy policies. They sell a quarter of the nation's electricity, yet the carbon impact of these sales is not well understood, due to their small size, unique ownership models, and high percentage of purchased power for distribution. This paper situates consumer-owned utilities in the context of emerging U.S. climate policy, quantifying for the first time the state-by-state carbon impact of electricity sales by consumer-owned utilities. We estimate that total retail sales by consumer-owned utilities account for roughly 568 million metric tons of CO₂ annually, making this sector the 7th largest CO₂ emitter globally, and examine state-level carbon intensities of the sector in light of the current policy environment and the share of COU distribution in the states. Based on efficiency and fuel mix pathways under conceivable regulations, carbon scenarios for 2030 are developed.     

中国能源消费结构的变动规律研究

首次建立中国能源消费结构变化动力模型,对中国能源消费结构进行模拟和预测。研究表明,该模型能较好地模拟和预测出在中国能源消费结构中煤炭消费比例将逐步下降,石油、天然气、水电的消费比例将上升,尤其是石油消费的地位会提高。近10年来中国各部门能源消费比例变化表现为生活和第一产业的能源消费比例下降,第三产业能源消费比例上升。由于工业生产能源消费一直占中国能源消费的主体。今后应调整工业结构,降低能耗高的工业部门比重,采取措施降低第三产业过快发展带来的能源消费增长加快的问题,提高石油利用效率。     

Energy efficiency and reduction of Co2 emissions through 2015: The Brazilian cement industry

The cement industry is characterisedby intensive energy consumption throughout itsproduction stages which, together with the calcinationof its raw materials, accounts for significant amountsof greenhouse gases (GHG) emissions. In 1996, theBrazilian cement industry consumed 4.3% of the energyrequired by the industrial sector, contributing over22 Tg (Teragrams) of CO₂. The prospects forgrowth in this sector in Brazil indicate risingdemands for fossil fuels, with a consequent upsurge inemissions. This article aims to present the prospectsfor energy conservation in the Brazilian cementindustry through to 2015, taking into account: theintroduction of new production technologies in thissector, the use of waste and low-grade fuels,cogeneration, the use of cementitious materials, andother measures, based on a technical and economicenergy demand simulation model. In all scenarios, wefound that is possible to significantly reduce energyconsumption and CO₂ emissions for BrazilianCement Industry. Under the market potential scenarios,energy savings vary between 1562.0 to 1900.6 PJ(PetaJoules), with use of cementitious materialsaccounting for around 31% of this total. Fortechnical potential scenarios, use of cementitiousmaterials could represent 51% to 52% of totalachieved energy savings, between 2374.6 to 2803.4 PJ.     

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.      

基于超效率SBM的中国省际工业化石能源效率评价及影响因素分析

工业占据我国最大的化石能源终端消耗,评价中国工业化石能源效率对于提高我国工业化石能源效率和实现节能减排目标具有重要意义.本文运用包含非期望产出的超效率SBM模型评价中国30个省(直辖市、自治区)和三大区域(东部、中部、西部)2006—2011年间的工业化石能源效率,运用Tobit回归模型分析工业化石能源效率的影响因素,并给出各区域节能减排潜力.研究结果表明:北京、天津、上海等地区每年的工业化石能源效率指数均远远领先于其他省份;东部区域效率值以明显的优势高于中部和西部区域;西部区域的效率值比较平稳;中部区域内部各地区效率值比东部和西部区域集中.Tobit回归分析结果表明,地区GDP、经济结构、外商直接投资、工业新增固定投资和地理位置位于东部对地区工业化石能源效率有积极影响;产业结构和地理位置位于中部对地区工业化石能源效率有消极影响;地区人均GDP对地区工业化石能源效率没有显著性影响.东部地区油品和天然气节能潜力较大,中部地区煤炭节能潜力较大,西部地区煤炭和天然气节能潜力较大;中部和东部地区是工业CO2减排的重点.基于以上研究本文给出了3点建议提升工业能源效率.     

基于隐含能的行业完全能源效率评价模型研究

针对各行业能源利用效率的评价比较问题,考虑能源、经济、环境之间相互依存和相互制约的关系,基于隐含能思想提出了行业完全能源效率的概念,构建了评价指标体系,并将投入产出模型和数据包络分析方法相结合建立了评价模型,模型综合考虑了行业生产中能源消耗和碳排放对经济社会发展与环境演变的作用与价值.通过实证分析,对北京市42个行业的完全能源效率进行了评价,鉴别其在生产全流程能源消费中存在的问题,并给出了提高行业完全能源效率的潜力和改进途径.实证研究结果表明,北京市第一产业的完全能源效率很低,有些服务业的完全能源效率也较低,相反地有些工业行业的完全能源效率却比较高.这说明,为了实现节能减排目标,政府不应该简单地限制所有工业行业发展,也不应该盲目地鼓励发展所有服务业,而应该参考各行业的完全能源效率情况,在充分衡量其对经济社会发展的贡献之后做出综合决策.     

环境规制和产业集聚对能源效率的影响与作用机制：基于空间效应的视角

在中国向高质量发展转型下,探究环境规制、产业集聚对能源效率的作用,对实现“双碳目标”具有重要的现实意义。系统梳理了三者间的作用机制,并基于中国2006—2018年的数据,运用多种“近邻”权重下的空间杜宾模型,检验环境规制、产业集聚以及二者的融合发展对能源效率的溢出效应及其区域差异。研究发现：（1）环境规制和能源效率二者间存在“波特假说”,但这种效应却具有“度”的限制;产业集聚（专业化、多样化）能够有效地助推自身以及与之“相邻”（地理邻近、经济互动）地区能源效率的提升。（2）环境规制对能源效率的作用表现出明显的区域差异,且在中国东、中以及西部三区域间也具有显著的经济地理关联性;产业集聚对能源效率的影响也表现出明显的区域差异,东部来源于多样化集聚,而中西部来源于专业化与多样化集聚。（3）在效应分解方面,无论是全样本还是分区域样本中,环境规制、产业集聚对能源效率的空间溢出效应并不单单是由于地理“相邻”造成的,更多是地区间地理邻近与经济互动协同的结果。（4）环境规制与专业化集聚的融合发展,抑制了专业化带来的正效应,而其与多样化集聚的融合发展对推动能源效率提升具有更强效果。     

碳税对于发展非化石能源的作用 ——基于能源-环境-经济模型的分析

为评价实现我国2020年碳排放强度和非化石能源发展目标的经济和环境影响,论文应用基于动态CGE模型的中国能源-环境-经济模型,模拟了不同减排政策下的减排效果及经济影响。模拟结果显示,征收40元/t CO₂碳税,将碳税作为政府收入、 居民收入、 削减影响较大行业的生产税、 以及用于非化石能源投资,2020年所能实现的减排量分别相当于CO₂排放强度在2005年的基础上下降35.87%、 35.80%、 35.07%和40.13%,非化石能源的消费量将占到总消费量的10.99%、 11.00%、 10.75%和15.82%。政策情景下对经济的影响并不是十分显著,GDP的损失不超过0.2%。综合考虑到减排效益和经济影响,将碳税收入用作对非化石能源的投资,不仅有利于促进我国实现2020年碳排放强度目标,而且对于实现非化石能源发展目标也发挥着重要的作用。     

Negotiated environmental agreements in promoting material efficiency in industry – first steps in Finland

The aim of this article is to analyse the challenges and opportunities in applying a sector specific negotiated agreement for promoting waste prevention and material efficiency in Finnish industry. The study was conducted mainly through structured interviews targeted at the main stakeholders. By using an existing agreement on energy efficiency as the initial model, a concept for a material efficiency agreement was developed in an iterative process by balancing the expectations and doubts expressed in the stakeholders' views.As a result, the proposed concept represents a platform of dialog between the relevant Ministries and industrial organisations for setting sector specific targets for material efficiency, waste recycling and waste prevention. The targets could also include some qualitative issues concerning material efficiency in the value chain and cover several actors in the life cycle of targeted industrial products. A vision of the interaction between the negotiated agreement and other policy instruments is presented.     

河南省不同产业碳水足迹效率研究

碳水关联分析是当前区域可持续发展研究的重要方向之一。从区域碳水耦合视角开展产业碳水足迹效率研究不仅有助于揭示资源利用强度和效率对产业碳排放的影响机制,而且对于全球化背景下区域产业转型中的节水和碳减排具有重要的实践意义。采用2012年河南省投入产出表及各产业取水量和能源消费数据,利用投入产出分析对不同产业的碳水足迹效率进行了对比研究。主要结论如下：（1）碳足迹和水足迹存在着行业不匹配现象。其中,农业水足迹最大,是水足迹最小的木材业的2333倍;采掘业碳足迹最大,是碳足迹最小的食品业的273倍。（2）不同产业碳水足迹效率具有较大的差异。一般来说,足迹较大的产业其足迹效率偏低。（3）产业碳水足迹效率的差异主要受产业属性、水能消耗强度、能源结构、企业技术水平及产业关联情况等因素的影响。（4）建议未来河南省应结合不同产业的特点及水能关联情况制定差别化的节水与碳减排政策,加强制度约束和法律监管,推动企业水能资源高效利用,进一步增强区域适应和减缓气候变化的能力。     

中国电力行业二氧化碳排放达峰路径研究

电力行业是我国最大的碳排放部门,碳排放量占全国碳排放总量的40%以上;同时,电力将是未来10年能源增长的主体,而这些新增用电与国计民生直接相关,属于刚性需求,是支撑我国经济转型升级和未来居民生活水平提高的重要保障. 电力行业未来新增需求压力巨大,其碳排放峰值及达峰速度将直接决定2030年前全国碳排放达峰目标能否实现. 统筹考虑社会经济发展、各部门用电需求、电源结构调整、发电标准煤耗变化等因素,采用基于情景分析的方法,开展电力行业碳排放趋势预测,识别碳减排的主要驱动因素,提出推动碳排放达峰的关键举措,为制定碳达峰目标背景下的电力行业碳排放控制路径提供参考. 结果表明:①通过积极措施,电力行业碳排放能够在2030年左右达峰,在不考虑热电联产供热碳排放时,于2028—2031年达峰,峰值为43.2×108~44.9×108 t,较2020年增加3.2×108~4.9×108 t;考虑热电联产供热碳排放,则达峰时间为2031—2033年,峰值为50.7×108~53.0×108 t,较2020年增加4.9×108~7.2×108 t. ②在电源结构不变的情况下,如到2030年降低2%左右的电力需求,达峰时间将提前4年左右. ③提速风光新能源发展是实现2030年前碳达峰的必然选择,到2030年,提高风光发电、核电、水电、生物质、气电发电装机容量及发电量、节能降耗措施等各项措施的减排贡献率分别为55.3%、10.6%、9.2%、7.6%、5.7%、11.5%. 研究显示,未来我国电力行业碳减排工作重点要聚焦于优化电源结构、推动形成绿色生产生活方式、提升用电效率、降低煤电机组能耗水平等方面.      

河北省城市水资源利用绩效评估与需水量估算研究

从公共服务部门标杆管理思想出发,构建了2007—2014年中国地级以上城市水资源利用效率标杆体系,并以此为评估依据,对河北省地级以上城市2007—2014年水资源利用效率展开评估,识别各个城市万元GDP水耗、万元工业总产值水耗、人均综合水耗和人均生活水耗在全国所有地级以上城市和不同类型范围城市中的具体位置和变化趋势;并在此基础上对城市水资源利用效率标杆体系进行历史趋势外推,将标杆预测结果作为河北省各城市节水效率管理目标,结合河北省人口数量增长和社会经济发展规划目标,估算了"十三五"期末2020年河北省地级以上城市需水量,以期为指导河北省地级以上城市"以水定城"发展战略的制定提供参考依据.结果显示:河北省唐山市、沧州市、廊坊市万元GDP水耗一直处于全国先进水平;仅沧州市万元工业总产值水耗一直处于全国先进水平;保定市、沧州市和衡水市的人均综合水耗一直处于全国先进水平;保定市、沧州市、张家口市、石家庄市、秦皇岛市、邢台市的人均生活水耗一直处于全国先进水平;预计到"十三五"期末,河北省地级以上城市市辖区工业需水总量减少为8.81亿m~3,居民生活需水量增加为4.26亿m~3,城市总用水量增加为16.94亿m~3.     

中国全要素能源效率测算及其驱动因素

为敦促中国全要素能源效率提升,遵循中国全要素能源效率测算、驱动因素分析的研究路径,首先以中国30个省份、直辖市、自治区(不包括西藏、香港、澳门和台湾)的面板数据为研究对象,将能源足迹纳入非期望产出指标,旨在使全要素能源效率测度指标更加科学;其次采用更适宜于面板数据的动态随机非参数数据包络分析法(StoNED)测度全要素能源效率,并按全国、八大经济区、分省3个层面分析测算结果;再次结合因变量为截断数据且可能存在空间效应的特性,构建包含环境规制、对外贸易、科研经费、能源消费结构、人口规模、产业结构6个驱动因素的空间误差面板Tobit回归模型(SEM-Tobit),研究中国全要素能源效率驱动因素效应;最后探求提升全要素能源效率的政策建议.研究发现:就全要素能源效率测度结果而言,从全国来看,中国全要素能源效率大致呈先下降后上升的分布特征;从区域来看,八大综合经济区全要素能源效率呈现由沿海向内陆逐渐收敛的发展态势;从具体省域来看,沿海省份全要素能源效率相对较高,但同一地区不同省份间全要素能源效率水平存在一定差异;从驱动因素分析结果来看,环境规制、能源消费结构对全要素能源效率呈现显著的负向作用,而产业结构、人口规模、对外贸易、科研经费对全要素能源效率呈现积极推动作用.