中国水泥工业CO2排放现状及减排对策

水泥工业是中国制造业中温室气体CO2的主要排放源,因此,根据水泥生产的基本原理和工艺特点,建立了CO2排放的数学模型并确定排放强度,计算了2001—2010年中国水泥工业CO2的排放量,分析了影响CO2排放量的主要因素及其发展趋势,并提出水泥工业CO2减排对策.结果表明,中国水泥工业CO2排放总量逐年增长,与水泥产量和单位产品原料、燃料消耗定额呈线性关系;在CO2排放总量中,原料煅烧和燃料燃烧阶段的排放量分别占49%和51%;"十一五"期间单位水泥产品CO2排放强度由0.69t.t-1下降到0.65t.t-1.万元GDPCO2排放量呈下降趋势,2008年达到最低值为0.3054t,平均每年万元GDPCO2排放量下降10.69%,说明水泥工业10年间实施节能降耗、资源循环利用、提高经济效益等措施对于减少CO2排放具有明显效果.     

中国水泥行业二氧化碳排放达峰路径研究

水泥行业是主要的CO₂排放行业,2020年我国水泥行业CO₂排放占全国排放总量的12%,占全国工业过程排放的60%以上. 为开展水泥行业碳达峰路径研究,提出了基于社会、经济等影响因素的多因素拟合分析模型以及基于主要下游产业的需求预测方法,对2021—2035年我国水泥熟料及水泥产量进行预测;并通过对水泥行业碳排放特征的分析,考虑主要控制措施的可行性,构建我国水泥行业CO₂排放情景,对2021—2035年水泥行业CO₂排放趋势进行测算,在此基础上分析水泥行业碳达峰路径及相关政策建议. 结果表明:①中国水泥熟料消费量在“十四五”期间仍有一定上升空间,随着经济社会的绿色转型,水泥市场需求在“十五五”时期下降. ②在此基础上,通过全面加强产能控制、加大落后产能淘汰力度、推广高效节能技术、积极推进原燃料替代,可推动水泥行业碳排放于“十四五”中期达峰,峰值为13.8×108～14.2×108 t,经过2～3年的峰值平台期后呈持续下降趋势,2030年水泥行业碳排放量将较2020年下降15%~18%. ③2030年,水泥熟料及水泥产量的下降将带动水泥行业碳排放量较2020年减少1.4×108 t. 在各项技术措施中,节能改造是CO₂减排潜力最大的措施,2030年能效提升可带动水泥行业CO₂排放量较2020年减少0.38×108 t;其次是利用固体废物替代燃煤,可带动行业CO₂排放量较2020年减少0.17×108 t. 研究显示,推动我国水泥行业碳达峰及碳减排,需在加强产量控制避免水泥过度消费的基础上,聚焦节能改造和原燃料替代措施.      

湖南省不同土地利用方式的碳排放效应及时空格局分析

土地利用变化是造成碳排放量增长的主要原因.运用相关统计数据,测算并分析了湖南省不同土地利用方式的碳排放效应及时空差异.结果表明,2003-2009年,湖南省净碳排放量呈增加趋势,年均增加478.15万t,而单位GDP碳排放强度却呈下降趋势,且与人均GDP呈现出倒U型曲线关系,曲线拐点在人均GDP达到0.97～1.00万元·人-1附近.同期,湖南省建设用地和耕地成为主要的碳源,其中,建设用地碳排放量年均增加约483.19万t,对净碳排放量的年均贡献率超过84％;林地为主要碳汇,其碳汇量年均可达769.67万t.2009年,湖南省净碳排放量存在着明显的区域差异,总体上呈现从东到西、从北到南逐渐减小的趋势,其中,娄底、岳阳、湘潭与郴州4市属于高排放-低效率(HE-LE)类型;永州、怀化、吉首与张家界4市属于低排放-高效率(LE-HE)类型;邵阳、长沙、常德、株洲、衡阳与益阳6市属于中排放-中效率(ME-ME)类型.     

中国水泥工业节能减排效果分析及对策研究

根据水泥工业大气污染物排放的数学模型;测算2005年-2011年中国水泥工业二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NO2)、二氧化硫(SO2)、颗粒物(PM)和氟化物(F)等污染物排放量,分析节能减排的效果并提出解决问题的对策。结果表明:水泥工业CO2排放量逐年增长,并且与水泥产量和单位产品综合能耗呈线性关系;原料煅烧和能源利用过程CO2排放量分别占56%和44%;单位水泥产品CO2排放强度由0.68 t·t-1下降到0.58 t·t-1,相当于每年节约标准煤682×104t、减少CO2排放共计1.03×108t。NO2排放量分别是SO2、PM、F的4、7、160倍。发展新型干法技术、建设烟气脱硝装置、协同处置固体废物是水泥工业未来节能减排的发展方向。     

2000-2009年安徽省能源消费与碳排放分析

根据联合国政府气候变化专门委员会(IPCC)2006年版碳排放指南中的计算公式和碳排放系数缺省值,计算了安徽省2000年-2009年能源消费和碳排放情况。结果表明:安徽省能源消费由2000年的4878.82万t标准煤增长到2009年的8895.90万t标准煤,平均年增长率为6.9%,其中第二产业部门能源消费量均占能源消费总量的79%以上;能源消费产生的二氧化碳由2000年的4107.48万t增长到2009年的8536.12万t,其中在各种能源消费碳排放量中原煤的碳排放量最大,占总碳排放量的77%82%;碳排放强度总体上呈现下降的趋势,低于全国平均碳排放强度,但高于全球和美国;碳排放的因素分析得出碳排放量与人口、人均GDP、能源强度呈现高度相关性。     

工业碳减排绩效及其影响因素动态分解

进入21 世纪以来,中国工业碳排放总量仍在波动中增长。为了考查近10 a 来中国工业碳减排绩效,并定量分析影响工业碳减排的主要因素对碳减排的贡献变化情况,论文通过构建中国工业碳排放数据库并运用“精确”的Laspeyres 分解方法,对中国2001-2010 年36 个工业行业CO₂减排的影响因素进行了动态分解,研究结果表明：①虽然中国工业CO₂排放总量在不断增加,但CO₂排放增长率和工业碳排放强度双双降低,在考察周期内,CO₂排放总量从2001 年 2.89×10⁹ t 增长到2010 年7.16×10⁹ t,工业碳排放量增长率则从2003 年最高值18.86%持续下降至2009 年的5.77%,工业整体碳排放强度由2001 年的29.14 t/104元下降到2010 年的18.12 t/10⁴ 元;②工业经济规模不断增加是工业CO₂排放增加的主导因素,技术进步和结构调整则有效抑制了CO₂的增加,10 a 间规模效应对CO₂排放总量增加的贡献度年均达到191.81%,但是由于受到技术进步效应和结构调整效应的共同作用,10 a 来总效应值年均只有109.15%;③较之技术进步效应,结构调整效应对工业CO₂减排的贡献度更大,结构调整效应累计促进碳减排达2.07× 10⁹ t,而技术进步效应促进减排的总量只有1.14×10⁹ t。论文认为,着力中长期减排政策的制定,以保证技术进步在碳减排中持续发挥作用,同时充分挖掘结构调整对减排作用潜力是中国实现工业碳减排的务实选择。     

广东省能源消费碳排放分析及碳排放强度影响因素研究

根据省级能源统计和温室气体核算规则,计算分析了2005~2012年广东省能源消费碳排放和碳排放强度变化,并应用对数平均迪氏指数法对计算期的碳排放强度变化进行因素分解,定量分析了各产业(部门)能耗强度、产业结构、能源消费结构和能源碳排放系数对广东省碳排放强度变动的影响.结果表明:2005~2012年,广东省能源消费CO2排放年均增长6.28%,单位GDP碳排放累计下降27%,各产业(部门)能耗强度下降是推动碳排放强度下降的主要原因;净外购电力的碳排放系数下降及用作原材料石油消费比重上升也有利于单位GDP碳排放下降;产业结构和能源消费结构总体上朝着不利于碳排放强度下降的趋势发展;生活能源消费年均增速低于GDP年均增速,有利于地区碳排放强度下降.     

上海市能源消费碳排放分析

根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)2006年版碳排放计算指南中的计算公式和碳排放系数缺省值,计算了上海市1994─2006年能源消费碳排放量. 结果表明:1994年以来碳排放量逐年增加,碳排放强度不断下降,由1994年的2.51 t/(104元)降到2006年的1.07 t/(104元). 通过比较2005年上海与全国以及主要经济大国间的碳排放量、碳排放强度和人均碳排放量发现,上海市能源消费碳排放量占全国的3.5%;碳排放强度低于全国和全球水平,但比英国、德国、日本高;人均碳排放量为2.7 t/a,是全国和全球平均水平的2倍多,低于美国、澳大利亚和加拿大. 从能源利用效率、经济增长方式、能源结构以及经济结构等角度分析了碳排放强度下降的原因,其中能源结构调整引起的平均碳排放系数下降和第三产业比重上升是主要原因.      

2005～2009年南京市二氧化碳排放特征研究

采用IPCC报告(2006版)提供的计量方法与碳含量缺省值,对南京市能源消费碳排放进行了计量研究.结果表明:从2005～2009年,CO2排放总量从8.05×107t增加到1.02×108t,人均CO2排放量从11.7 t/a增加到13.2 t/a,但CO2排放强度持续降低,从3.34 t/万元下降到2.41 t/万元...     

沈阳市中心城区和市郊区能耗碳排放格局差异

以沈阳市和平区和沈北新区2个不同类型的城区创建国家可持续发展实验区为契机,对比分析了中心城区和市郊区能耗碳排放格局的差异,提出了针对不同区域的特点将碳减排纳入到实验区的可持续发展建设中. 结果表明:中心城区和平区的能耗碳排放格局以原煤、电力和汽油的消耗为主,其中2006─2008年该区燃煤比重逐年下降,汽油比重逐年上升,电力排放总量虽缓慢增加但排放比重却有所下降;而对于郊区沈北新区而言,能耗碳排放格局则以燃煤和电力为主,其中燃煤比重逐年下降,而电力排放逐年上升. 情景预测结果表明: 到2015年和2020年,和平区CO₂排放强度将分别达到1.16和1.11 t/(104元),比2006年分别下降23.2%和26.5%,不能实现2020年单位GDP CO₂排放量比2005年下降40%～45%的减排目标;沈北新区CO₂排放强度下降趋势明显,2015年和2020年将分别达到2.48和2.07 t/(104元),比2006年分别下降63.1%和69.3%,可实现40%～45%的CO₂减排目标. 讨论了中心城区和郊区碳排放格局的差异,并分别给出了适合的碳减排建议.      

基于技术的水泥工业大气颗粒物排放清单

针对我国水泥工业的生产技术及生产过程中的大气颗粒物排放控制技术分类,建立了一个基于技术、自下而上的大气颗粒物排放模型.通过分析我国水泥工业不同生产工艺所占比重的历史变化趋势,以及不同时期水泥工业大气颗粒物控制标准的影响,利用此模型计算了1990-2004年全国水泥工业大气颗粒物的排放系数和排放量.我国水泥工业的大气颗粒物的排放系数由1990年的27.9 kg·t-1水泥下降至2004年的8.05 kg·t-1水泥;大气颗粒物排放量自1990年起逐年增加,于1997年达到最高值l 044×104t,其中PM10排放量为716 X 104 t,PM2 5排放量为436×104t;此后逐年降低,到2001年后又有缓慢增加.我国水泥工业大气颗粒物排放量的地理分布很不均衡,山东、广东、河北、江苏、浙江和河南的排放量超过了全国总排放量的50%.新型干法水泥生产线替代立窑生产线的进程以及2004年<水泥工业大气污染物排放标准>的颁布将很可能大幅降低我国水泥工业的大气颗粒物排放量,从而在很大程度上影响我国的大气颗粒物污染特征.     

基于碳酸盐分析的水泥碳排放因子测算

为了优化水泥碳排放因子的测算方法,论文基于生料碳酸盐法以及工艺/燃料排放(新型干法窑)、无机碳/有机碳排放(立窑)的碳排放分类对熟料和水泥碳排放因子进行了分析和测算。结果表明:基于抽样调查样品的测试数据,新型干法窑的工艺碳排放因子约为520.00 kg CO_2/tcl,燃料碳排放因子约为288.06 kg CO_2/tcl,熟料碳排放因子约为808.06 kg CO_2/tcl,立窑的无机碳排放因子约为504.18 kg CO_2/tcl,有机碳排放因子约为343.67 kg CO_2/tcl,熟料碳排放因子约为847.85 kg CO_2/tcl;由于新型干法窑和余热发电等技术的普及以及熟料水泥比降低等因素,中国水泥碳排放因子有逐年降低的趋势,从2001年到2012年,水泥碳排放因子从767.13 kg CO_2/tce降到550.80 kg CO_2/tce;水泥碳排放构成中的工艺排放、燃料排放和电力消耗间接排放约各占58.57%、29.79%和11.64%。     

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.      

中国水泥工业CO2产生机理及减排途径研究

根据水泥生产的基本原理和工艺特点,推导出煤燃烧和石灰质原料煅烧时CO2排放因子分别为2.38 t·t-1和0.527 t·t-1;采用水泥工业CO2排放数学模型计算2001-2008年中国水泥工业CO2排放量,并分析了不同的生产技术水平和产品品种结构对CO2,排放量的影响.结果表明:中国水泥工业CO2排放量与单位产品的...     

建筑陶瓷碳计量与优化模型研究

采用投入产出分析方法和目标规划方法,以某建陶企业为代表,建立了建筑陶瓷产业投入产出模型及低碳优化模型,利用投入产出模型计量和预估了建筑陶瓷产业关键环节碳排放和产品碳足迹;应用低碳优化模型对建筑陶瓷企业的产品计划进行了低碳优化.结果表明,建筑陶瓷企业年二氧化碳排放量达182 543.9 t,单位产品碳排放量多于国外先进水平10%以上;影响建筑陶瓷产业二氧化碳排放的关键环节为烧成和喷雾干燥过程,烧成和喷雾干燥过程排放的二氧化碳占总排放的80%以上;3种建筑陶瓷产品中,坯砖、抛光砖、釉面砖的万平米产量碳足迹依次为150.2、168.0、159.6 t.建筑陶瓷企业经低碳模型优化后可以在保证同样利润的同时降低5.4%的碳排放,也可以在保证碳排放相同的条件下使利润提高5.6%.     

我国日用玻璃行业碳排放特征及减排措施

玻璃行业是我国能源消耗和碳排放量较大的行业之一,为分析占玻璃行业30%以上产量的日用玻璃行业的碳排放特征,本文基于排放系数法对2015—2020年行业碳排放量进行了核算,在此基础上,提出了相应的碳减排措施. 结果表明:我国日用玻璃行业碳排放量由2015年的2 617.04×104 t逐步降至2020年的2 149.95×104 t,且随着行业技术进步、清洁燃料的推广使用,单位产品碳排放量不断下降;从排放构成看,行业碳排放主要包括化石燃料燃烧产生的直接排放和外购电力及热力产生的间接排放,其排放量占排放总量的88.75%~92.27%,原料碳酸盐分解产生的过程排放相对较少,占比为7.73%~11.25%. 研究显示,降低日用玻璃生产过程中的能源消耗是减少碳排放的重要方向,调整能源结构、提高能源利用效率和优化原料结构是减少碳排放的主要措施.      

北京能源消费排放CO2增量的影响因素分析——基于三层嵌套式的I-O SDA技术

通过构建一个扩展的竞争型经济-能源-碳排放投入产出表,运用三层嵌套结构式I-O SDA 技术,从整体情况、分产业、工业分行业3 个层面,对1997—2007 年北京的碳排放增量进行了分解。结果表明:消费、投资、调出和出口等经济规模增长要素,以272.46%的贡献率成为增排的主要因素,而能源消费强度变动效应,则以-237.13%的贡献率成为减排的决定性因素;在规模扩张各效应中,调出和消费超过投资和出口达8 403.38×10⁴ t,是增排的主要贡献者;2002—2007 年间以“高碳”为特征的新一轮工业化,使该期增排占到1997—2007年总增量的86.41%;服务业的贡献率是75.93%,为增排的第一大部门,但2002—2007 年工业超出服务业1 036.40×10⁴ t;重制造业的贡献率是1 030.76%,为增排的重点行业,而能源工业则以-992.81%的贡献率,成为减排的重点行业;各时段各效应在不同产业、工业不同行业发挥的作用大小不同且不够稳定。     

基于重点行业/领域的我国碳排放达峰路径研究

开展碳排放达峰路径研究,明确时间表、路线图、施工图,是支撑我国实现2030年前碳达峰目标的基础性研究工作. 本文采取自上而下和自下而上相结合的方式,以满足社会经济高质量稳定发展需求和国家碳达峰碳中和双重目标为约束开展自上而下的宏观路径研究;以合计贡献了我国碳排放(不含港澳台地区数据) 90%以上的电力、钢铁、水泥、铝冶炼、石化化工、煤化工共6个重点行业以及建筑、交通2个重点领域为对象,开展自下而上的重点行业/领域碳达峰路径研究;通过上下路径反复迭代、行业间耦合优化,打通宏观路径与微观措施的联动和双向反馈,最终形成基于重点行业/领域的我国碳达峰路径. 结果表明:为实现国家碳达峰、碳中和的目标愿景,需抓紧部署、大力推进包括清洁能源降碳、能效提升降碳、资源循环降碳、管理调控降碳等4类关键举措,方可实现我国碳排放量在2030年前达峰的目标,峰值较2020年增加5.0×108~7.0×108 t左右,达峰后将保持3~4年的峰值平台期. 受需求与技术驱动,不同领域碳排放总量将梯次实现达峰,其中工业领域（含钢铁、水泥、铝冶炼、石化化工、煤化工共5个重点行业）预计将在“十四五”期间整体达峰,达峰后碳排放稳定下降;电力行业和交通、建筑领域碳排放均在2030年左右实现达峰. 经测算,2021—2030年间,为推动碳达峰采取的4类关键措施预计需投入2.08×1013元;其中清洁能源降碳是最为有效的措施,同时也是成本最高的措施. 为保障关键举措顺利落地,建议全面加大政策创新,逐步形成系统完善的碳总量控制与交易市场机制、绿色低碳标准体系、行业准入及产业结构政策体系、价格财税及投融资机制等. 本研究分行业及领域的碳达峰路径研究成果及所识别的关键控碳减碳技术手段、措施和政策将为国家碳达峰路径设计提供技术支撑.