SO2排放造成的森林损失计算:以湖南省为例

SO₂排放对我国的森林生态系统造成了严重的损害,因而损失计算对于SO₂控制具有重要意义,但是目前仍缺乏有效的方法计算不同排放水平下的森林损失.本研究以硫沉降超临界负荷作为计算森林损失的参数,推导了适用于我国硫沉降导致森林损失的剂量-响应函数,并以湖南省为例,以1995为基准年,计算了2000年～2020年高中低3种SO₂排放方案下的森林损失.研究结果表明,随着今后湖南省经济和能源消费的增长,森林损失将继续增加.高排放方案下2020年SO₂排放将增长1.2倍,但森林损失增长4.3倍,边际损失高于6000元/t.在当前排放水平下对SO₂排放进行削减,边际效益达到1500元/t,因此控制SO₂具有显著的经济效益.对湖南案例的不确定性分析显示,计算方法有较高的可靠性.研究结果为区域SO₂控制策略的优化提供了支持.     

“十一五”电力行业二氧化硫总量控制的环境效益评估

截至2008年底,我国SO2排放总量(不包括港澳台的数据)由2005年的2549.4×104t降至2321.2×104t,已完成"十一五"总量控制目标的89.5%,其中电力行业SO2排放量比2005年降低约20%,已完成"十一五"电力行业SO2减排目标的80%.为定量评估我国"十一五"期间电力行业SO2减排取得的环境效益,利用ATMOS酸沉降模型分别对2005年和2008年电力行业SO2排放情景进行模拟.结果表明:通过电力行业SO2减排,2008年全国硫沉降量较2005年减少约86×104t,其中沉降到中国大陆的硫沉降量减少约52×104t,降幅达17%,平均每减排1tSO2约可减少0.2～0.3t的硫沉降.此外,硫沉降强度≥1.00t/km2区域的面积较2005年明显缩小,缩小面积约为62×104km2.     

火电厂大气污染物排放标准实施效果的数值模拟研究

建立了2010年火电厂大气污染物排放清单,在此基础上设计了实施2003版标准和实施新版标准的模拟情景,运用Models-3/CMAQ模型系统分别预测其到2015年和2020年的NO2、SO2、PM2.5浓度以及氮、硫沉降量,探讨新版火电排放标准对我国大陆地区空气质量的改善.研究表明,新版火电标准的实施能够有效地改善我国的空气质量状况,相比于实施2003版标准情景,到2015年和2020年全国NO2浓度超过国家二级标准的面积分别减少了53.9%和55.2%;SO2浓度超过国家二级标准的面积均减少了40.0%;氮沉降强度超过1.0 t·km-2的面积分别减少了75.4%和77.9%;硫沉降强度超过1.6 t·km-2的面积分别减少了37.1%和34.3%.     

电力行业多污染物协同控制的环境效益模拟

为定量分析电力行业多污染物协同控制与区域复合型大气污染之间的定量关系,评估不同控制情景下的环境质量效益,应用CMAQ空气质量模型分别对2008年基准排放情景、2015年和2020年目标控制情景的硫、氮沉降及PM_2.5污染状况进行模拟. 结果表明:2015年和2020年我国陆地硫沉降总量将由2008年的678.87×104 t分别降至602.02×104和578.26×104 t,降幅分别为11.32%和14.82%,平均每减排1 t SO₂可减少0.2～0.3 t硫沉降;2015年和2020年的陆地氮沉降总量将由2008年的1 064.67×104 t分别降至1 042.02×104和1 037.06×104 t,仅分别降低了2.13%和2.59%,但重度氮沉降区域明显缩小,2015年和2020年氮沉降强度大于5 g/m2的区域将比2008年分别降低17.12%和22.01%;2015年和2020年ρ(PM_2.5)年均值超过GB 3095─2012《环境空气质量标准》二级标准(35 μg/m3)的国土面积分别仍将高达289.14×104和286.68×104 km2,与2008年(298.99×104 km2)相比,降幅分别为3.29%和4.12%,但重污染区域显著减少,并且ρ(PM_2.5)年均值超过70 μg/m3的区域将比2008年减少9.31%和12.41%.      

北京市近二十年(1987～2004)湿沉降特征变化趋势分析

通过分析降水酸度和沉降量2个酸沉降控制指标,得出北京市近二十年(1987～2004)湿沉降特征变化趋势.研究发现,1998年以后北京市的湿沉降污染有严重的趋势.pH值逐年下降至5.52,酸雨频率逐年上升.湿沉降中的硫组分来自北京本地污染源排放的SO2和远距离输送.含氮组分对湿沉降的贡献作用明显增加.钙沉降是湿沉降中变化最大的因素,钙沉降量明显下降.1998年以后所采取的使总悬浮颗粒物浓度大幅下降的污染控制措施,可能直接导致了湿沉降酸化的加剧.酸沉降污染控制是一个复杂的控制过程,不能单纯地依靠控制本地的SO2排放量,北京市SO2排放量虽然得到了削减,但是湿沉降污染并未减缓.     

火电厂大气污染物排放标准对区域酸沉降影响的数值模拟

设计了火电厂实施2003版排放标准和2011版排放标准两种排放情景,运用Models-3/CMAQ模型系统分别模拟各情景到2015年的硫、氮沉降量,探讨2011版火电排放标准对我国大陆地区酸沉降的影响.研究表明,2011版火电标准能够有效改善我国的硫沉降状况,相比于实施2003版标准,2011版标准实施后至2015年我国大陆硫沉降总量降低了18.58%,年均硫沉降强度大于3.2t/km2的面积减少了86.40%;2011版火电标准对我国氮沉降状况也起到了一定的改善作用,标准实施后到2015年我国大陆氮沉降总量降低了9.28%,年均氮沉降强度大于4.0t/km2的面积减少了27.27%.     

基于能源结构的IGT模型对CO2排放量的研究

将能源结构指标Es引入到IGT模型中,并用模糊矩阵对Es进行计算,同时,采用马尔可夫模型对湖南省能源结构进行预测,结果显示:到2020年,湖南省煤、石油、天然气、水电在一次能源消费中的占比为:54.75%:10.75%:2.75%:26.24%;在此能源结构的基础上,用基于能源结构的IGT模型对湖南省CO2排放量进行预测,预测结果显示:2020年湖南省CO2排放量为48 787.23万吨,是2010年的1.51倍,但其单位GDP的CO2排放量仅为1.19吨/万元,比2010年下降41.6%;2020年因能源结构优化而减排的CO2量为7 049.79万吨,占当年CO2排放总量的14.45%。此外,当湖南省单位GDP年均节能率达到7.8%左右时,其CO2排放量将维持2010年的水平不变,从而实现经济增长和CO2排放量的脱钩。     

重庆市铁山坪2001~2010年酸沉降变化

我国"十一五"期间实现了全国二氧化硫(SO2)排放总量削减10%以上的目标,但氮氧化物(NO x)排放量仍持续增长.为了评估排放的变化对酸沉降控制的效果,2001~2010年在重庆铁山坪连续开展了10 a的穿透水观测,结果表明该地区硫沉降有明显的下降趋势,而氮沉降有明显的上升趋势,总体上酸沉降有所下降.以上趋势和重庆市同期SO2排放量有所下降而NO x排放量持续增长的趋势是一致的,这表明我国酸沉降控制取得一定的效果.但是,2010年重庆铁山坪的穿透水硫沉降量和氮沉降量分别达到9.9 keq·(hm2·a)-1和4.5 keq·(hm2·a)-1.如果以此作为总沉降量的近似,将可能存在硫沉降被高估28%,氮沉降被低估50%的不确定性.以上硫沉降和氮沉降水平均达到甚至超过欧美在历史上酸沉降最严重时期的水平,表明重庆地区的酸沉降问题依然严重.     

“西电东送”新建盘南电厂烟气硫沉降的数值模拟

使用经过实测资料验证的SO2—SO42-干、湿沉降参数以及实际地形资料,模拟计算了盘南电厂4×600MW机组排放SO2的年总硫沉降,并讨论了相应的生态治理措施。可为在硫沉降的低临界负荷区建设大型燃煤电厂进行有关的计算评估提供参考。     

排放强度承诺下的CO2排放总量控制研究

单位国内生产总值(GDP)CO2排放下降承诺的本质是一种CO2排放总量控制.提出了强度承诺下的CO2排放总量控制模型,给出了不同情景方案下的2020年全国CO2排放总量控制目标,并提出86.24亿t的总量控制目标,其相对基准情景减排12.63亿t,相对减排12.8%.在实现这一目标中,能源结构调整和节能减排的贡献分别为33%和48%.在“十二五”和“十三五”期间,非化石能源消费比例分别提高至13%和15%,两期分别每年投入1500亿元和2000亿元.2020年的减排成本约在1300~2100亿元之间,占当年GDP约0.3%.