中国电力行业的全周期碳足迹北大核心CSCDCSSCI

在碳达峰与碳中和目标下,国家层面与各省份均在积极推动碳减排。电力行业作为我国最大的排放部门成为减排重点之一,然而电力行业存在的隐含碳排放造成实际排放低估,省际间碳转移导致省级碳减排不公平问题突出。因此识别电力行业全周期碳足迹,尤其是不同省份的隐含碳足迹以及省际间的转移碳足迹特征,有助于正确评估电力行业碳排放,科学界定不同省份的碳减排责任并合理分配。通过构建电力行业全周期点-流模型以揭示电力产业链中存在的能源活动,进而明确基于用电侧考虑的2018年全周期碳足迹,并刻画碳隐含度与碳转移依赖度指标来分析电力行业的隐含碳排放与省间转移碳排放。研究表明:(1)我国电力行业全周期碳排放系数为689 g/(kW·h),排放量为4.747×10^(9)t,其中北方大部分地区排放系数偏高,山东最高达891 g/(kW·h),南方地区偏低,云南最低仅101 g/(kW·h)。(2)全国电力行业全周期碳隐含度为8.95%,东南沿海贫煤省与煤炭生产高排放省的碳隐含度偏高,贵州最高达14.63%,西北、华北富煤省的碳隐含度偏低,新疆最低仅4.94%;全国隐含碳排放量为4.25×10^(8)t,广东隐含碳排放量最高达5.0×10^(7)t,青海最低仅1.17×10^(6)t。(3)全国电力行业全周期碳转移量为9.26×10^(8)t,约占排放总量的19.5%,电力与煤炭自给率越低的省区对外碳转移依赖度越高,其中北京最高达71.24%;内蒙古、山西、陕西、宁夏、安徽、新疆、贵州是主要碳转入省,总转入7.11×10^(8)t,其中内蒙古最高达2.64×10^(8)t;江苏、浙江、广东、山东、河北、北京、辽宁、河南、上海是主要碳转出省,总转出6.92×108t,其中江苏最高达1.12×10^(8)t;全国共有240对省存在碳转移,其中有102对的转移量超过1.0×10^(6)t。在研究基础上,提出相应建议推动省级电力行业公平合理低碳发展。     

基于国际碳足迹标准的中国人造板产业碳减排路径研究

基于生命周期分析的碳足迹评估,量化产品从原材料获取到最终处理各个阶段的温室气体排放,已在多个产业和产品间得到应用和实践。碳足迹评估的标准化对碳足迹核算提出指导,减排承诺背景下林产品兼具碳储减排和替代减排的双重效益,规范和统一其碳足迹评估标准并挖掘减排潜力,对于统一中国产业间的碳足迹评估有借鉴意义。本文聚焦国际主流且关联度较高的产品碳足迹核算标准(PAS 2050和GHG Protocol),以在中国人造板产业占支柱地位的胶合板为研究对象,量化国际碳足迹标准方法学的差异性。具体涉及系统界限、取舍原则、分配方法、碳储存及其延迟排放等。为综合分析国际碳足迹标准的适用性,通过"摇篮到大门"和"摇篮到坟墓"系统模型进行评价。结果表明:①PAS 2050和GHG Protocol对中国胶合板产业的碳足迹核算,结果分别为-1 123. 46 kg CO_2e和-1 117. 63 kg CO_2e,在应对气候减排的背景下,PAS 2050标准的应用对胶合板生产企业承受的减排压力较小。②PAS 2050对评估实质的环境影响提供了具体的指导,尤其是对区别于石化产品的林产品碳储功能,PAS 2050提供了测算延迟排放的具体方法,从产品生产企业和政策制定的视角,PAS 2050对胶合板的碳足迹核算也更具普适性。国际碳足迹标准对中国人造板产业的碳减排提供了可供借鉴的改进路径:①气候减排能力发掘。产品的填埋处理相对燃烧处理可实现549. 32%的减排效果。②能源结构调整。现场生产阶段采用木质生物质能源替代化石能源可显著减少36. 99%～38. 24%的温室气体排放。③产业链优化。木质原料获取端应推进林板一体化战略,废旧产品处理端应加快产品回收利用及政策设计。④市场结构调整。林木资源稀缺,胶合板面临被定向刨花板等对木质原材料要求较低的新型木质复合材料替代的趋势,人造板产业结构的升级亟待完善。     

中国电力行业的全周期碳足迹

在碳达峰与碳中和目标下,国家层面与各省份均在积极推动碳减排。电力行业作为我国最大的排放部门成为减排重点之一,然而电力行业存在的隐含碳排放造成实际排放低估,省际间碳转移导致省级碳减排不公平问题突出。因此识别电力行业全周期碳足迹,尤其是不同省份的隐含碳足迹以及省际间的转移碳足迹特征,有助于正确评估电力行业碳排放,科学界定不同省份的碳减排责任并合理分配。通过构建电力行业全周期点-流模型以揭示电力产业链中存在的能源活动,进而明确基于用电侧考虑的2018年全周期碳足迹,并刻画碳隐含度与碳转移依赖度指标来分析电力行业的隐含碳排放与省间转移碳排放。研究表明:(1)我国电力行业全周期碳排放系数为689 g/(kW·h),排放量为4.747×10⁹t,其中北方大部分地区排放系数偏高,山东最高达891 g/(kW·h),南方地区偏低,云南最低仅101 g/(kW·h)。(2)全国电力行业全周期碳隐含度为8.95%,东南沿海贫煤省与煤炭生产高排放省的碳隐含度偏高,贵州最高达14.63%,西北、华北富煤省的碳隐含度偏低,新疆最低仅4.94%;全国隐含碳排放量为4.25×10⁸t,广东隐含碳排放量最高达5.0×10⁷t,青海最低仅1.17×10⁶t。(3)全国电力行业全周期碳转移量为9.26×10⁸t,约占排放总量的19.5%,电力与煤炭自给率越低的省区对外碳转移依赖度越高,其中北京最高达71.24%;内蒙古、山西、陕西、宁夏、安徽、新疆、贵州是主要碳转入省,总转入7.11×10⁸t,其中内蒙古最高达2.64×10⁸t;江苏、浙江、广东、山东、河北、北京、辽宁、河南、上海是主要碳转出省,总转出6.92×108t,其中江苏最高达1.12×10⁸t;全国共有240对省存在碳转移,其中有102对的转移量超过1.0×10⁶t。在研究基础上,提出相应建议推动省级电力行业公平合理低碳发展。     

林产品生物碳通量的动态生命周期评估

将时间因素和生物碳通量纳入林产品生命周期碳足迹评估,通过动态生命周期分析法(Dynamic Life Cycle Assessment,DLCA),确定林产品生产、使用和废弃阶段替代化石能源的净温室气体减排和对森林碳损失的净弥补时间。首先,建立温室气体排放和封存的动态生命周期清单,评估刨花板全生命周期的碳动态和碳足迹;其次,根据ISO 14040和PAS 2050标准提供的静态生命周期分析法分别核算包含与不包含碳储计算的碳足迹,量化时间因素和生物碳通量对于碳足迹结果差异的影响程度;最后,对比自然生长状态的森林碳汇情境,评估刨花板使用和废弃阶段替代化石燃料实现净气候减排所需的时间。研究表明:①时间因素和生物碳通量核算对碳足迹结果影响较大(223.34%),忽视时间因素会低估刨花板的减排贡献(18.98%)。②动态生命周期分析法可准确评估生物碳和温室气体排放的时间问题,但对时间范围非常敏感(75.19%和113.25%)。③生产、使用林产品以及林产品对化石能源的替代是实现长期气候减排的有效方式,在100a的时间范围能够弥补因森林砍伐造成的碳损失,从而实现碳中性。     

产品碳足迹评价方法及在服装产品的应用

在全球气候变暖的大背景下,促进碳减排是企业和社会的共同责任。要推动企业的碳减排,必须先对企业的碳排放情况有全面的认识。文章在界定产品碳足迹基本含义的基础上,从全生命周期分析的角度对产品碳足迹分析的一般方法进行了阐述,指出产品碳足迹的核查应包含生命周期各个环节的碳排放,而碳排放既包含产品生命周期中温室气体的排放,也包含产品的能源消耗。在此基础上,分析了服装产品全生命周期包含的阶段,并对各个阶段碳足迹的计算方法进行了分析,旨在对服装全生命周期的碳排放有一个全面的认识,以推进服装产品的碳减排。     

桂林毛村地下河水-气界面CO_2通量的变化特征及其影响因素

为揭示不同时间尺度下岩溶区地下河出口CO_2通量的变化特征及其影响因素,本研究采用静态浮游箱-气相色谱法对毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量开展季节性和连续48小时昼夜监测。结果显示:水-气界面CO_2交换通量具有明显的季节性和昼夜变化特征,并且均表现为由水体向大气释放CO_2,呈现出大气CO_2源的特征。在季节性尺度上,CO_2交换通量的变化范围为90.27～406.32 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为253.50 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的季节性特征表现为雨季大于旱季。在昼夜尺度上,CO_2交换通量的变化范围为46.8～244.45 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为137.81 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的昼夜性特征表现夜晚大于白天,最高值出现在凌晨0∶00和1∶00,最低值出现在下午14∶00和15∶00。由于毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量受到诸多因素的影响。通过相关分析表明,毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量在季节性尺度下的主控因素为岩溶水体中碳酸的平衡系统,但是在昼夜尺度下的主控因素为局地区域环境参数。     

基于CALCA的汽车座椅骨架生命周期评价

本文基于生命周期评价方法,应用CALCA工具和CALCD数据库,结合企业实地调研数据,对汽车座椅骨架总成进行了生命周期评价。一个座椅骨架总成的全生命周期全球增温潜势(GWP 100a)为38.9kg CO_2e,酸化潜势(AP)为0.223kg SO_2e,光化学氧化剂形成潜势(POCP)为0.012 3kg C_2H_4e,富营养化潜势(EP)为0.052 5kg PO_4~(3-)e。     

生物质炭及过氧化钙对旱地红壤CH4、CO2和N2O排放的影响

采用室内培养实验,在旱地红壤中添加生物质炭和过氧化钙,探究生物质炭和过氧化钙对旱地红壤CH_4、CO_2和N_2O排放及微生物活性的影响。本试验共设置4个处理,即CK(对照)、Ca(过氧化钙,1.72 g·kg~(-1))、C(生物质炭,21.46 g·kg~(-1))、C+Ca(生物质炭,21.46 g·kg~(-1);过氧化钙,1.72 g·kg~(-1))。结果表明:生物质炭和过氧化钙单施能够减少CO_2和N_2O通量,配施(C+Ca)对CH_4、CO_2和N_2O气体减排的效果更显著;从温室气体增温潜势(GWP)变化可以看出改良剂对温室效应具有明显的减轻作用。生物质炭和过氧化钙在一定程度上增加土壤pH、土壤微生物量碳和可溶性有机碳含量。土壤中添加生物质炭和过氧化钙均可以提高蔗糖酶、淀粉酶以及脲酶活性,其中配施(C+Ca)效果最好。因此,生物质炭和过氧化钙配施能够有效降低旱地红壤温室气体的排放量,对旱地红壤的减排可以起到一定作用。     

LCA在产品生命周期环境影响评价中的应用

以碳钢喷涂产品为研究对象,基于生命周期评价方法,采用GaBi6软件中的CML2001模型,结合初级能源消耗情况对研究对象的资源消耗(ADP)、全球变暖(GWP)、酸化(AP)、富营养化(EP)、臭氧损耗(ODP)、光化学臭氧合成(POCP)等环境影响类别进行研究和对比分析。结果表明,对于碳钢喷涂产品,EP最为显著,黑坯加工阶段的初级能源消耗量最大,该阶段对POCP、AP和GWP的影响贡献率均在80%以上。     

上海市能源利用碳排放足迹研究

能源利用是人类生存的基础和前提,对其碳足迹及生态压力进行研究具有重要意义.本文运用碳排放足迹的相关含义及研究方法,计算得出1995-2006年上海市能源利用的总碳足迹、各能源类型和产业类型的碳足迹、碳足迹的产值和生态压力值.并以此为基础,利用岭回归函数进行STIRPAT模型拟合,进一步研究经济发展与碳排放足迹之间的关系,最后提出适应性的管理策略.研究结果表明:①总碳足迹从1995年的1.05 hm~2/人上升到2006年的1.36 hm~2/人,呈现波动上升的趋势;②1995-2006年各能源利用的碳足迹及其分配率均以煤炭最大,石油次之,天然气最小,且煤炭利用的碳足迹分配率逐年下降,石油与天然气与之相反;③2001-2006年第一、二产业的碳足迹变化不明显,而第三产业与产业总碳足迹呈明显上升趋势;④能源利用的碳足迹产值从1995年的1.79万元/hm~2增加至2006年的3.79万元/hm~2,碳足迹的生态压力也从1995年的129.6上升至2006年的231.8;⑤能源利用碳足迹与经济增长关系的模型拟合研究结果中没有出现环境库兹涅茨曲线,进一步证实能源利用对环境所造成的压力增大.     

火法炼铜能耗与碳排放情景分析——基于生命周期的视角

以火法炼铜全生命周期过程为研究对象,采用生命周期评价(LCA)方法,定量评价不同熔炼工艺生产铜过程的能源消耗和温室气体排放,并应用情景分析法,对2020年我国火法炼铜不同工艺技术结构下的能耗与碳排放强度进行比较,旨在为铜冶炼行业的结构调整与优化升级提供决策支持。结果表明,基于鼓风熔炼、闪速熔炼和熔池熔炼工艺的火法生产铜过程的能耗分别为147.80×103,96.68×103,104.20×103MJ;其碳排放强度分别为15.32×103,8.99×103,10.01×103kg CO2当量。设定的4种情景的能耗分别为111.60×103,103.37×103,101.19×103,99.69×103MJ;其碳排放强度分别为10.87×103,9.87×103,9.60×103,9.40×103kg CO2当量。由此可知,传统工艺鼓风炉熔炼较闪速熔炼及熔池熔炼的能耗更高,且导致了更多的温室气体排放。因此,大力发展闪速熔炼及熔池熔炼技术对降低铜生命周期的能耗及碳排放具有重要意义,彻底淘汰传统熔炼工艺,推广先进熔炼技术是减少火法铜生产环境影响的迫切任务。     

基于情景分析法的中国馆碳减排效益评估

建筑部门的低碳发展已成为推进我国低碳经济至关重要的一个组成部分,因此正确客观地评价建筑的低碳水平具有重要的指导意义。本文以2010年上海世博会中国馆为研究对象,采用碳排放情景分析法,针对中国馆的基准建筑与实际建筑,计算其世博结束后正常运行条件下的碳排放水平,评估中国馆实际建筑的碳减排效益。使用建筑能耗模拟软件DesignBuilder对建筑全年能源消耗水平进行了模拟,并通过相应能源品种的碳排放因子分别计算了实际建筑和基准建筑的碳排放水平;同时应用全生命周期方法(LCA)分析了中国馆实际建筑应用太阳能光伏、LED照明技术相比于基准建筑所带来的减排效益。结果表明:世博结束后正常运行条件下,中国馆实际建筑年碳排放量为18 969 t CO2e,基准建筑年碳排放量为25 770 t CO2e,因此,相比基准建筑,中国馆实际建筑一年减排6 801 t CO2e,年碳减排率为26.4%;减排效益主要由节能设计及绿色技术贡献,分别占96.3%和3.7%。本文通过综合评估中国馆的碳减排效益,以期为我国公共建筑低碳工作的开展进行有益的探索。     

三峡库区小江回水区二氧化碳分压的时空变化特征分析

2009年9月～2010年4月在三峡库区与小江交汇的回水区的典型段面测量了该区域水体表层水和水体内部两部分水体中的有关物理化学参数，并利用这些水化学特征值通过水化学平衡模型计算出该区域水体CO2的分压。得出该区域水体中的CO2分压在一定时空范围内的变化特征。并对该区域有关水质参数与CO2的分压进行了相关性分析，得出其相关系数。指出了水体CO2分压与水体碳循环的关系。通过对三峡库区小江流域这一典型回水区域水体的CO2分压的分析研究，可望为三峡库区及其它同类型区域水体的二氧化碳分压研究提供一个分析案例，也为今后进一步从事水库温室效应的研究提供参考     

上海市产业结构和能源结构的变动对碳排放的影响及应对策略

节能减排是政府工作的一项重要任务，为了给上海碳排放政策的制订提供有效的参考依据并提出合理的应对策略，采用IPCC 2006年提出的各类能源排放二氧化碳量的计算方法，根据近年来上海工业能源消耗和GDP增长及产业结构变化相关数据，分析了上海城市的碳排放变化趋势，探讨了产业结构和能源结构变动对碳排放量的影响。研究表明，能源结构的变动尤其是高排碳的煤类能源比重下降，热、电等能源比重上升，是上海万元GDP碳排放量下降的主要原因。针对能源结构的发展趋势，提出继续优化能源结构，降低煤类能源比重，鼓励使用电、热类能源，促进产业结构升级，尤其是促进第三产业的发展，利用上海周边资源开发潮汐能等新能源促进能源类型的多元化等多种应对策略。     

亚热带红壤丘陵区湿地松人工林固碳释氧效益研究

用标准样方法对19年生湿地松（〖WTBX〗Pinus elliottii〖WTBZ〗）人工林碳素含量及碳贮量进行了测定。结果表明,湿地松各器官的碳素含量在5092±046%～5438±026%之间波动,按碳含量高低排列为树叶>树枝>树干>树根>树皮,且各器官的碳素含量随年龄的增长而提高。不同林冠层枝、叶碳素含量存在差异,上层叶与下层叶的碳素含量较低,下层枝条碳素含量明显比上、中层枝条高。灌木层、草本层、凋落物层的碳素含量依次为4516±04%、4228±041%、4088±031%,土壤层碳素含量平均为043±004%,且随土壤深度的增加而明显递减。湿地松林生态系统碳贮量为12194 t〖DK〗·hm-2,其中乔木层碳贮量为8618 t〖DK〗·hm-2,占总量的7067%,下木层和凋落物层碳贮量分别为06 t〖DK〗·hm-2(049%) 和886 t〖DK〗·hm-2（727%）。林地土壤（0～60 cm）为263 t〖DK〗·hm-2,占总碳贮量的2157%。乔木层年净固碳量为454 t〖DK〗·hm-2,年净释氧量为1212 t〖DK〗·hm-2。采用造林成本法计算得出试区湿地松林平均每年发挥的净固碳释氧效益达9 034元〖DK〗·hm-2。     

江阴市近5年生态足迹计算与分析

生态足迹理论是通过跟踪区域的资源和能源消费,将它们转化为提供这种物质流所必须的生物生产性土地面积,并与生态承载力进行比较,以此衡量区域可持续发展状态。利用生态足迹理论,计算了江阴市1997～2001年5年间的生态足迹变化过程。结果表明,江阴市的人均生态足迹供给约为0.30 hm2·cap-1,而人均生态足迹消费从1997年的1.65 hm2·cap-1提高到2001年的2.04 hm2·cap-1,生态压力不断增大,生态赤字显著提高。对江阴市生态足迹构成进行分析,因素贡献大小依次排列为：化石能源>耕地>牧草地>水域>建筑用地>林地。化石能源消费的份额最大,超过50％,与江阴市高强度的经济活动有关;与此同时,食物生产消费也占较大份额。5年间单位GDP的生态足迹呈下降趋势,表明江阴市的资源利用效率明显提高。     

Carbon Footprint Analysis for Baby Strollers

Abstract

The increasing awareness of climate change has led organizations to demand a standard procedure to measure and communicate greenhouse gas (GHG) emissions linked to their products or services. The publicly available specification PAS 2050 has been developed in response to broad community and industry desire for a consistent method-carbon footprint for assessing the life cycle GHG emissions of goods and services. Specifically, this paper illustrates the implementation of carbon footprint for a baby stroller in accordance with PAS 2050. A fial value of 321 kg per one stroller including package was calculated. Moreover, the study led to identify raw materials production of the stroller as the main source of GHS emissions where efforts need to focus for emission reduction opportunities. This case study is hoped to be a starting point for organizations to benefit from the increasing application of carbon footprint assessment.     

城市产业部门CO2排放三层次核算研究

城市是人类生产和生活的中心,超过75%的温室气体从城市产生,其中又以城市产业部门能源消费和工业过程非能源产生的CO2为主。本文基于投入产出模型,评价城市产业部门3个不同层次的CO2排放。以重庆为案例,核算其2002-2008年产业部门三个层次的CO2排放,包括能源消费直接排放、购买电力间接排放和全生命周期排放,并进行多层次对比。结果显示传统能源消耗和购买电力为对象的核算方法低估了产业部门CO2排放水平。2002-2008年,重庆各产业部门排放量逐年增加,碳排放强度整体呈现下降趋势。煤炭开采和洗选业、非金属矿采选业、非金属矿物制品业、电力、热力的生产和供应业,化学工业、金属冶炼及压延加工业、交通运输、仓储及邮电通讯业部门共7大行业是重庆碳排放的重点行业。部门交通设备制造业是重庆的优势产业,排放总量大,但是排放强度却相对较小,因此应大力发展该产业以促进重庆市低碳经济的发展。