基于系统投入产出和生态网络分析的能源-水耦合关系与协同管理研究——以湖北省为例

能源和水资源之间存在紧密的耦合关系。以往的资源管理政策往往只关注单一资源,忽略了两者的关联性。为促进能源和水资源综合管理,有必要开展能源-水耦合关系和协同管理研究。从社会经济网络视角出发,论文综合运用系统投入产出和生态网络分析方法,构建了湖北省2007和2012年能源-水耦合网络核算框架。结果表明：1）2012年湖北体现能源最终消费量为14 304.93万tce,体现水资源最终消费量为346.66亿m³,相比2007年分别增长52.26%和7.89%,其中,体现在最终使用中能源与水资源流有近50%来自制造业;2）2007年湖北省水资源网络和能源网络的循环率都约为2.71%,与2007年相比,2012年水资源网络循环率显著增长至4.23%~4.40%,而能源网络循环率则变化较小;3）能源网络和水资源网络的系统鲁棒性都偏向于冗余度更高、效率更低的一侧;4）由于能源-水耦合网络的引入,2007—2012年间,在能源和水资源网络中,电力、热力生产和供应部门对于大多数部门的控制都呈现不同程度的增强趋势。研究辨识了能源与水资源协同管理的关键部门和路径,为湖北省能源和水资源可持续利用提供了理论与数据支撑。     

“上大压小”降低中国煤电的大气污染排放——基于供应链视角

通过构建点源精度的煤炭运输网络模型,编制高空间分辨率的煤电供应链大气污染物(氮氧化物(NO_x)、二氧化硫(SO₂)、颗粒物(PM)和大气汞(Hg))排放清单,从供应链视角全面评估该政策在2011～2018年间对中国煤电供应链的污染减排效应.结果表明,尽管我国燃煤发电总量增长了38.6%,但煤电供应链NO_x、SO₂和Hg排放总量分别仅增加了10.4%、16.2%和6.8%,PM排放总量甚至减少了15.8%.相较于退役电厂,新建电厂NO_x、SO₂、PM和Hg的供应链排放强度分别下降了63.2%、62.1%、90.2%和67.8%.从供应链的各环节来看,燃煤发电阶段的排放强度降幅最大;开采单位煤炭产生的排放基本不变;运输单位煤炭产生的排放小幅下降.本研究还从优化厂址布局、加强矿山管理和提升末端治理技术等方面提出了减排政策建议,也为其他高污染行业的减排路径探索提供重要参考.     

煤电大气汞驱动因素、排放预测和减排策略研究:以辽宁省为例

煤电是我国汞污染的重要来源,旨在控制汞排放的《水俣公约》也将煤电列为重点管控源.因此,我国急需提出科学合理的策略以指导煤电汞减排工作.明确煤电汞排放的驱动因素以及预测未来趋势是制定污染控制政策的基础.鉴于此,本文以辽宁省为例,综合运用对数平均迪氏分解法、环境学习曲线和情景分析模型,辨识了燃煤电厂汞排放的主要影响因素,并预测了未来十年的大气汞排放量.结果显示:2006—2017年排放从5009kg(-57.8%,79.1%)大幅下降至1419kg(-61.1%,80.2%),排放因子、煤炭消耗效率和电力行业结构是汞排放的主要抑制因素,而电力需求拉动了辽宁省大气汞排放.在基准情景下,燃煤电厂大气汞排放从2017年的1419kg下降至2030年的1243kg.在环境规划和严格控制情景下,2030年燃煤电厂大气汞排放分别下降了1200kg和1274kg.最后,本文针对辽宁省汞减排提出一系列政策建议:①通过优化电厂污染物控制设施,提高洗煤比例等措施降低汞排放因子;②继续淘汰低效燃煤电厂,并推广节能技术以提高煤炭消耗效率;③推进风能、光能等可再生能源替代煤电.     

基于系统投入产出和生态网络分析的能源-水耦合关系与协同管理研究——以湖北省为例

能源和水资源之间存在紧密的耦合关系。以往的资源管理政策往往只关注单一资源,忽略了两者的关联性。为促进能源和水资源综合管理,有必要开展能源-水耦合关系和协同管理研究。从社会经济网络视角出发,论文综合运用系统投入产出和生态网络分析方法,构建了湖北省2007和2012年能源-水耦合网络核算框架。结果表明:1)2012年湖北体现能源最终消费量为14 304.93万tce,体现水资源最终消费量为346.66亿m3,相比2007年分别增长52.26%和7.89%,其中,体现在最终使用中能源与水资源流有近50%来自制造业;2)2007年湖北省水资源网络和能源网络的循环率都约为2.71%,与2007年相比,2012年水资源网络循环率显著增长至4.23%~4.40%,而能源网络循环率则变化较小;3)能源网络和水资源网络的系统鲁棒性都偏向于冗余度更高、效率更低的一侧;4)由于能源-水耦合网络的引入,2007—2012年间,在能源和水资源网络中,电力、热力生产和供应部门对于大多数部门的控制都呈现不同程度的增强趋势。研究辨识了能源与水资源协同管理的关键部门和路径,为湖北省能源和水资源可持续利用提供了理论与数据支撑。     

中国北方地区农村家庭清洁取暖政策的汞减排效益评估

为评估北方地区农村家庭清洁取暖政策的汞减排效益,本文综合运用大气污染物排放清单编制方法和GEOS-Chem大气化学传输模型,编制了中国北方重点地区农村家庭清洁取暖汞减排清单,并分析因政策而产生的大气汞沉降削减效益.结果表明:“十三五”期间,重点地区共计替代民用散煤59.65×10⁶t,其中,Hg⁰、Hg^Ⅱ和Hg_P三种不同汞形态的减排量依次为8.64,1.79和0.11t,由此避免10.54t(不确定性区间:-9.65%～6.94%)大气汞排放.“煤改气”,“煤改电”和“其他改造方式”等不同方式的汞减排贡献率依次为51.20%、38.02%和10.78%.同时,清洁取暖政策使重点地区避免了0.49t大气汞沉降.研究还发现,清洁取暖政策的外溢效应使非重点地区削减了0.66t汞沉降.据此,本文提出清洁取暖政策的优化策略,以期为促进农村地区能源转型和汞减排治理工作提供参考.