中国核电能源链的生命周期温室气体排放研究

应用全能源链分析(PCA)和生命周期分析(LCA)方法,采用第一手调查数据和一些新的参数,对我国核电能源链的生命周期温室气体排放进行评价计算.结果表明,现阶段我国核电能源链(包括核燃料循环前段、核电站)的实际温室气体排放量为6.2g CO2,eq/(k W·h),若考虑核燃料循环后段(乏燃料后处理与废物处置)则总的温室气体排放量为11.9g CO2,eq/(k W·h).核电是低碳能源,发展核电代替一定规模的煤电提供一次能源,每1k W·h电力生产能够减排大约1kg二氧化碳.推进核电产业链的技术升级和持续节能降耗,鼓励材料再循环再利用,核电能源链的温室气体排放仍有进一步降低的空间.     

基于混合生命周期评价的不同坝型温室气体排放对比分析

为了研究不同坝型对环境造成的影响,采用混合生命周期评价方法定量分析并比较同规模的重力坝和堆石坝水电枢纽布置在全生命周期内的温室气体排放.研究基于糯扎渡工程实例,生命周期考虑材料设备生产阶段、运输阶段、施工阶段和运行维护阶段.结果表明:重力坝方案和堆石坝方案生命周期温室气体排放量分别为1145.49×104和815.85×104t(以CO2当量计),重力坝比堆石坝多排放40.4%.其中,重力坝在生产、运输和运行阶段的碳足迹比堆石坝大,但堆石坝在施工阶段的碳足迹比重力坝大.运行阶段的温室气体排放量占全生命周期碳足迹的比例最大,其次是材料设备生产阶段、施工阶段和运输阶段.糯扎渡水电工程的碳排放因子明显低于火电碳排放因子,合理开展水电建设,是实现我国"十二五"规划碳减排目标的有效途径.     

铜藻基活性炭全生命周期温室气体排放分析

运用生命周期评价(LCA)的方法,以原料生长、原料运输、活性炭制备和活性炭吸附CO_2 4个阶段为系统边界,对2种不同方法制备的铜藻基活性炭系统进行分析,计算其全生命周期温室气体(GHG)排放量。结果表明:每生产1 kg活性炭,ZnCl_2活化法活性炭(ZAC)和水热炭化-KOH活化法活性炭(HKAC)全生命周期温室气体净排放量(以CO_2-eq计)分别为5.926 kg和7.734 kg;活性炭制备阶段电力消耗带来的间接温室气体排放是最大的排放源;提高活性炭得率和活性炭中碳元素含量有利于减少制备阶段的直接温室气体排放。最后,依据计算和分析结果给出相应建议,以期对活性炭生产与应用过程的碳减排研究提供参考。     

苏州市生活垃圾处理碳足迹核查

根据《PAS2050规范》的指导,结合生命周期评价技术方法和LandGEM模型,对苏州市生活垃圾填埋和焚烧处理的生命周期过程进行了碳足迹核查. 详细列出了垃圾处理过程中可能的温室气体排放源,计算各排放源的电耗或能耗,并通过与温室气体排放系数相乘最终转化为苏州市生活垃圾处理温室气体排放量. 结果表明:苏州市填埋处理1 t生活垃圾整个生命周期过程中温室气体的排放量(以CO₂当量计)为1 942.47 kg,焚烧处理为-180.87 kg. 按照目前苏州市生活垃圾处理权重进行分配,可得苏州市处理1 t生活垃圾整个生命周期过程中温室气体的排放量(以CO₂当量计)为880.80 kg. 在整个核查过程中,考虑了在填埋和焚烧处理时发电对温室气体带来的减量效应.      

基于能源平衡表的宁夏二氧化碳排放核算研究

二氧化碳排放核算是控制温室气体排放、应对气候变化的基础性工作。基于宁夏能源平衡表,采用《省级温室气体清单编制指南(试行)》推荐的化石燃料燃烧二氧化碳排放核算方法,对宁夏2005—2012年能源消费二氧化碳排放量进行了核算与分析。基于能源平衡表的核算结果,明显低于前人以能源消费总量核算的二氧化碳排放量,主要是因为基于能源平衡表可以剔除大量计入了能源消费总量、但未被氧化排放二氧化碳的能源消费,若不剔除,可使宁夏工业能源消费二氧化碳排放量偏高近50%。火力发电二氧化碳排放占宁夏能源消费二氧化碳排放的50%以上,原煤是二氧化碳排放最大能源品种;大规模电力外送导致宁夏近年二氧化碳排放量激增,同时也使能源消费二氧化碳排放量与能源消费量变化不同步。     

基于LCA的建材生产能耗及污染物排放清单分析

利用生命周期方法,通过清单建模及计算,分析了12种建材产品生产的生命周期能耗与大气污染物排放.清单分析包括能源上游阶段、运输阶段和建材生产阶段;同时考虑了直接能耗、直接污染物排放以及间接能耗、间接污染物排放;并使用“迭代”法对能源上游阶段进行清单分析.清单输出结果表明:钢材生产的生命周期总能耗和CO₂排放量最大,分别为34.83 GJ/t和3 493 kg/t;草砖生产的生命周期总能耗和CO₂排放量最小,分别为0.14 GJ/t和11 kg/t,说明其环境友好性最佳.      

海上风电与温室气体自愿减排交易市场协同发展的机遇与挑战

“十四五”期间,我国向“双碳”目标不断迈进。在可再生能源项目逐步纳入全国碳市场的风向标下,海上风电作为新时代减污降碳的生力军,将迎来更多的机遇与动力。本文概述了我国海上风电的发展历程,回顾了海上风电在全球自愿碳减排市场中的参与历程,在此基础上进一步阐述了海上风电与温室气体自愿减排交易市场协同发展的趋势,结合实际指出实现这一举措在管理机制、生态环境保护、碳核算三方面所面临的问题与挑战,并提出做好顶层制度设计、坚持生态优先理念、理顺碳核算机制等对策建议。     

日本食品废物不同资源化技术下的碳排放比较研究

应用生命周期评价法（LCA）,采用日本农林水产省和环境省的调查数据和统计数据,对不同资源化技术处理食品废物碳排放进行评价.10种资源化技术相比于3种非资源化（主要是焚烧）技术的结果表明,食品废物生命周期各阶段碳排放最多的是预处理+处理阶段,约占85%;最少的是回收阶段,可抵消部分排放.此外,全生命周期总排放,甲烷化（循环消化液）是最有利于温室气体减排的技术,可减排380.6kg CO₂e/t,通过调节参数核算日本城市生活垃圾的减排潜力每年约为5586万tCO₂e.甲烷化（单纯）、肥料化均减少温室气体排放,并且前者减排效果优于后者.而废物固形燃料（RDF）、甲烷化（与地下水混合）、饲料化（液化）、甲烷化（混合焚烧）、碳化、乙醇化、饲料化（额外干燥）与发电焚烧、无发电焚烧、焚烧可燃垃圾（无发电）依次增加了温室气体的排放.不考虑再生品的异地运输,则甲烷化（与地下水混发电焚烧合）相比饲料化（液化）产生更少的温室气体排放,其他次序按照技术的优劣性保持不变.     

国标在发电企业应对碳交易中的应用

全球气候变暖已经严重影响到人类的生存环境,低碳发展是大势所趋。电力行业温室气体排放量占我国排放总量的比重较大,准确核算电力行业的温室气体排放量对发展低碳发电具有重要意义。本文主要介绍了我国于2015年发布的发电企业温室气体核算国家标准及其产生的背景,阐述了国标在碳交易中应用的意义。     

基于LCA的北京市公交车节能及温室气体减排潜力分析

新能源公交车是未来城市公交行业节能及温室气体减排的重点发展方向.新能源公交车在行驶阶段具有良好的节能及温室气体减排效果,而汽车制造、能源生产等相关生命周期阶段的能耗及温室气体排放常被忽视,且目前新能源公交车的乘客运载功能相对较弱,可能对节能及温室气体减排的潜力造成较为显著的影响.因此,本文基于北京市公交车的运营特征,采用生命周期评价(LCA)方法,选择客运周转量作为功能单位,核算了天然气公交车、混合动力公交车和纯电动公交车等新能源公交车相对于柴油公交车的节能及温室气体减排效益.结果表明:发展新能源公交车对促进北京市公交行业及城市节能低碳发展具有积极的作用,但相对于基于运营里程的核算结果,本研究新能源公交车节能及温室气体减排潜力均较低,主要原因是新能源公交车的实际载客量相对较低;混合动力公交车和纯电动公交车在空调开启时的节能潜力与温室气体减排潜力均远低于天然气公交车;通过发展情景分析,建议北京市现阶段应优先发展天然气公交车,适当发展纯电动公交车和混合动力公交车,以减少北京市公交车的总体能耗,同时降低温室气体排放强度.     

4种重要因素对柴油机颗粒物排放因子的量化影响研究

在发动机台架测试基础上,按照发动机排放阶段、油品种类、后处理装置和运行工况4种因素的不同,进行了24组测试,研究了颗粒物排放因子.同时,应用单因素敏感性分析,探究了发动机排放阶段和油品种类对颗粒物排放因子的影响;并运用多元线性回归分析,探讨了4种因素对颗粒物排放因子的影响力大小排序.结果显示:24组柴油机测试的颗粒物排放因子均值为(21.9±24.5) mg·kWh~(-1);使用国Ⅴ排放标准柴油机的颗粒物排放因子((14.7±5.6) mg·kWh~(-1))比国Ⅳ排放标准柴油机((19.4±16.4) mg·kWh~(-1))有所下降;国Ⅳ柴油、国Ⅴ柴油和混合柴油的颗粒物排放因子平均值分别为120.0、(11.8±1.0)和(11.5±1.3) mg·kWh~(-1),混合柴油颗粒物排放因子与国Ⅴ柴油相近,两者相比国Ⅳ柴油有明显下降;油品种类是影响颗粒物排放因子的第一大因素,后处理是影响颗粒物排放因子的第二大因素.     

基于中国电网结构及一线典型城市车辆出行特征的PHEV二氧化碳排放分析

中国电网火电比例的空间差异与插电式混合动力汽车（PHEV）驱动能源的二元性增加了研究PHEV二氧化碳排放的复杂性.使用上海市50辆PHEV汽车13万km的数据,研究了基于PHEV实际运行数据的二氧化碳排放评估方法,分析了PHEV纯电驱动里程比例及其影响因素,获得了纯电续驶里程、充电频率、电网构成对PHEV二氧化碳排放强度的影响,展望了2020年PHEV技术水平的二氧化碳减排效果.结果表明,我国一线城市PHEV乘用车出行主要集中在50 km以内的范围,占日常出行频次的70%;在2016年全国平均电网结构下,续驶里程超过50 km的PHEV比传统燃油车少排放15%以上的二氧化碳;在高比例可再生能源电网结构的地区,PHEV碳排放可降至100.0 g·km^-1以下,相比平均电网结构下碳排放水平降低幅度在28%以上;在2016年平均电网结构及技术水平下,纯电续驶里程增加（50~100 km）、充电频率增加（0.5~2次·d^-1）对碳排放的改善幅度不明显;与2016年相比,2020年PHEV燃油经济性和电耗水平的改善可降低32%的碳排放.     

放牧阉牦牛提前出栏甲烷排放强度减排潜力探讨

以阉牦牛提前出栏项目活动为例,按照2006年IPCC国家温室气体清单优良做法指南的计量方法,在同等牧草利用量的前提下,分别对4岁和7岁阉牦牛一生CH4排放总量和单位体重CH4排放量(即排放强度)进行了初步比较分析.发现在同等牧草利用量的基础上,由于饲养一头7岁阉牦牛一生所消耗的牧草量相当于可饲养2.1头4岁的阉牦牛所消耗的牧草量,所以从CH4排放总量而言,前者一生排放CH4总量比后者少86.3 kg.然而,由于后者总体重比前者重192 kg,所以,后者的单位体重CH4排放强度(以CH4/体重计)只有0.973 kg·kg-1,而前者为1.374 kg·kg-1.根据排放强度的概念,在同等牧草消耗量的基础上,如果将一头7岁阉牦牛替代成饲养2.1头4岁的阉牦牛,可以多生产192 kg的活体重,在同样生产192 kg活重的基础上,利用替代法估算后者饲养方式比前者饲养方式可以实现77 kg CH4减排量,即相当于总减排1.6 t CO2当量.因此,基于排放强度减排而不是总量减排的概念,提前出栏有较大的CH4减排潜力.     

风电场生命周期CO2排放核算与不确定性分析

提出了风力发电技术生命周期能耗和CO2排放核算的详细方法.应用上海某风电场数据进行核算,结果认为,风机生产阶段能耗和CO2排放占风电场生命周期能耗和CO2排放的比例均为最大,分别为68.23%和67.18%.不确定性分析认为,在所有强度参数中,钢生产综合能耗最为灵敏.风电场能耗强度和CO2强度分别为3.24gce/(kW?h)和9.47g/(kW?h),明显低于300MW火力发电机组的相同指标,分别为330gce/(kW?h)和915g/(kW?h). 20a服役期的50MW风电场满期后,同比300MW火电机组少排放CO2约234万t.     

连续流强制通风槽式污泥堆肥工艺的温室气体和氨气排放特征

我国污泥堆肥过程中温室气体(CH4、N2O)和氨气(NH3)排放的基础数据十分缺乏.本研究以连续流强制通风槽式污泥堆肥工艺为对象,通过现场试验和观测,考察不同操作参数下堆肥过程中温室气体和氨气的排放特征.结果表明,减小辅料投加比例不利于有机质的转化(试验组和对照组的有机质降幅分别为1.38%、8.85%),较低的C/N比虽小幅增加了氨气的排放量(高于对照组8.68%),却有助于减少总氮损失(试验组16.1%、对照组21.8%),并可减少污泥堆肥过程的温室气体排放(以eCO2/DC计,试验组为1.70 g·kg-1、对照组为2.85 g·kg-1).采用"初期降低,末期升高"的通风方式,尽管增加了污泥堆肥过程中温室气体排放的CO2当量(高于对照组55.1%),却减少了氨气累积排放量(试验组66.86 g·m-2,对照组72.04g·m-2),进而降低了总氮损失(为对照组的51.34%).     

污泥堆肥及其土地利用全过程的温室气体与氨气排放特征

目前我国污泥堆肥及其土地利用全过程的温室气体(N2O、CH4)与氨气(NH3)排放数据极其缺乏,难以满足温室气体减排和氮素保存的需求.本研究通过原位观测,首次开展污泥堆肥及其土地利用全过程温室气体和氨气排放特征的研究.结果表明,基于机械翻堆条垛(turning windrow,TW)工艺的全过程温室气体排放因子(eCO2/干污泥,196.21 kg·t-1)是基于强制通风+机械翻堆条垛(aerated turning pile,ATP)工艺的1.61倍.N2O主要来自土地利用过程,CH4主要来自堆肥过程.ATP工艺的温室气体排放当量(eCO2/干污泥,12.47 kg·t-1)远低于TW工艺(eCO2/干污泥,86.84 kg·t-1).TW工艺的氨气排放因子(NH3/干污泥,6.86 kg·t-1)略高于ATP工艺(NH3/干污泥,6.63 kg·t-1).NH3是全过程最主要的N素损失形式,其中TW和ATP堆肥工艺因NH3排放造成的氮素损失相当,均约占堆料TN损失量的30%.而N2O和CH4带来的N、C元素的损失可以忽略不计.这些结果表明ATP是一种环境友好的污泥堆肥工艺.     

超低改造下中国火电排放清单及分布特征

本研究基于2018年火电在线监测和环境统计等数据,自下而上编制了中国高分辨率火电行业排放清单,并核算了排放浓度、排放因子和排放量.结果表明超低排放政策效果显著：2018年火电SO₂、NO_x和烟尘平均排放浓度分别为37.57、56.71和7.41mg ·m^-3.比2015年分别下降58.71%、43.12%和60.79%;中国燃煤机组的SO₂、NO_x和烟尘平均排放因子分别为0.30、0.48和0.06 g ·kg^-1,比2015年分别下降55.2%、36.84%和62.5%;中国火电SO₂、NO_x、烟尘和PM_2.5总排放量分别为72.14、118.38、14.90和13.59万t ·a^-1,比2015年分别下降41.32%、19.29%、48.12%和40.39%.     

湖北省畜禽粪便温室气体减排潜力分析

畜禽粪便是农业温室气体的重要排放源.合理的粪便管理方式可有效降低温室气体排放,同时减少环境污染.为明确不同养殖模式下适宜的粪便管理方式对温室气体减排的有效性,以湖北省为案例地,针对不同畜禽的粪便特征、区域自然条件和畜禽养殖模式等,筛选适宜的粪便管理方式;运用政府间气候变化专门委员会提出的畜禽粪便温室气体排放因子测算模型,在优化管理方式的基础上进行排放因子预测,估算由粪便管理方式改进所带来的减排潜力.结果表明,粪便管理经优化后畜禽粪便温室气体排放减少1.98~357.82 kg·头-1·a-1(以CO2当量计).根据养殖规模发展趋势预测,至2020年全省畜禽粪便优化管理所带来的减排潜力可达322.78万t(以CO2当量计).不同地区间减排效果则与当地养殖规模、养殖结构、养殖模式及适宜的畜禽粪便管理方式密切相关;畜禽种类间粪便特性的不同是其CH4和N2O减排效率迥异的主要原因;规模化养殖粪便管理方式优化是实现区域温室气体减排的重点.结合区域自然条件和畜禽养殖特征等,筛选适宜的粪便管理方式是实现区域温室气体减排的有效措施.     

西安市人为源大气氨排放清单及特征

根据西安市各类氨排放源活动水平数据,采用合理的估算方法和排放因子,建立了2013年西安市人为源大气氨排放清单.结果表明,2013年西安市人为源大气氨排放量为47.17×10~3t,排放强度为4.57 t·km~(-2);畜禽养殖和氮肥施用是排放贡献最大的两个人为源,氨排放量分别为20.55×10~3t和17.51×10~3t,占排放总量的80.68%;畜禽养殖中,牛和猪是最大的排放源,占畜禽养殖排放总量的75.03%;临潼区是排放量最大行政区,排放量为10.73×10~3t,分担率为23.22%;阎良区的排放强度最大,达到14.75 t·km~(-2).     

海上风电场升压站电气设备可靠性建模

海上升压站是风电场电能传输的关键环节。针对海上升压站电气设备的可靠性研究,提出了一种新颖的基于马尔可夫过程的建模方法。首先对升压站电气设备的运行状态进行划分,确定其二状态马尔可夫模型,其次分析基本元件的连接形式,建立其状态转移概率矩阵和转移概率密度矩阵。在此基础上根据马尔可夫方程建立海上风电场升压站内主要设备变压器、母线,电缆等的可靠性模型,并分析了升压站系统的可靠性指标,最后根据某海上风电场的具体数据,结合所建立的升压站电气设备的可靠性模型,对此风电场的升压站系统的可靠性指标进行计算分析。