CO2地质储存泄露安全风险评价方法初探

CO2地质储存作为一项有效、直接的碳减排技术,本质上属于环保型工程项目。在总结国内外已有的风险评价方法的基础上,结合CO2地质储存机理及工作属性,借鉴国际风险评价经验,以及我国核废料、一般工业固体废弃物填埋等类似工程项目风险评价工作方法,对适用于我国的CO2地质储存安全风险评价的定义进行了探讨,并将CO2地质储存泄露风险评价分为风险评价、风险评估与风险控制三部分内容。通过CO2地质储存泄露通道及泄露后可能产生的环境危害分析,建立了由地质因素、工程单元因素、施工因素及其它因素四个风险因子指标层及其亚层组成的CO2地质储存泄露的安全风险层次指标体系,初步提出了风险评估方法以及CO2泄露可接受的安全风险标准;最后根据CO2地质储存泄露风险提出了不同风险的控制方法及建议,对CO2地质储存场地选址中的安全风险评价、工程实施及监测具有一定意义。     

中国CO_2地质封存与可持续发展

在全球气候变暖的自然趋势下,推行CO2地质封存项目对减缓气候变暖进程和我国实施可持续发展战略具有重要意义。本文概述了CO2在地质储层-盖层系统中的两种捕获机制:一是通过地层构造压力、地下水动力、流体密度差、盖层岩石毛细管压力及矿物(煤层)吸附等共同作用的物理捕获机制,另一种是通过水岩化学反应进行固碳的化学捕获机制。归纳了有利于长期安全封存CO2的地质条件和水文特征,结合文献资料指出我国CO2有效地质封存总容量可供中国CO2地质埋存使用1 000年以上。并从科学技术能力、人才储备、经济成本及效益预算、管理和运营体制等方面进行论证,认为我国实施CO2地质封存项目是切实可行的。结合我国不合理的能源消费结构及全球气候变暖、环境恶化可能产生的后果,阐述了CO2地质封存对我国实现节能减排、低碳经济等可持续发展战略的深远意义。建议我国尽快组织开展CO2地质封存相关科学理论、封存技术及基本框架和配套政策、法规研究,为我国应对全球气候变化提供足够的技术和人才储备。     

中国陆上油藏CO2封存潜力评估

CO2捕集与封存是减缓气候变化的一种关键的碳减排选择方案。将CO2注入油藏作为一种碳埋存方式引起广泛关注。作为判断某一国家、某一区域或某一具体储层是否适合CO2地质封存开展的重要依据之一,有必要在规划碳捕集与封存(CCS)项目前,对潜在的封存库进行封存潜力评估。本文在已有可公开的地质资料的基础上,评估了中国陆上216个油田实施CO2地质封存的潜力,并与相关研究结果进行了比较。结果表明:在满足埋存深度大于800 m的筛选条件下,当假设我国陆上油田全部用于CO2-EOR时,CO2封存潜力约3.6 Gt;当陆上油田全部视为废弃油藏处理时,CO2理论封存潜力约4.6 Gt。其中,东北和华北地区油藏封存CO2潜力巨大,占陆上油田CO2封存总量的60%以上;同时这里CO2集中排放源分布密集,排放源和封存地间的匹配性良好,可以减少CO2运输和封存成本。在这两个地区可以优先考虑实施油藏封存CO2项目。     

CO_2地质封存与高放射性核废物地中处置的地质环境影响对比

高放核废物的地中处置(HLW)与CO2的捕集与封存(CCS)在环境问题方面有一定的相似性。文章从物理性质、封存机理、环境影响角度,就CO2和HLW地质处置的环境问题进行对比研究,旨在为CCS的环境风险管理提供思路。通过对比分析得出,泄漏的CO2在地层和空气中的扩散能力较强,对人体健康、水体质量等都有一定的影响,但危害程度比较浅,持续时间也比较短;而泄漏哪怕极少的核素,其放射性和毒性都会对人体健康和环境安全造成很严重的威胁。因此,同样剂量泄漏的背景下,CO2的环境影响没有HLW的环境影响严重,CO2地质封存可以从核废物地中处置的环境管理中借鉴经验。     

中国建筑业CO_2排放与产值、能耗的脱钩分析

减少CO2排放是全球以及我国应对气候变暖的最有效措施。建筑业是环境污染和CO2排放的主要部门之一,是减少CO2排放的重点对象。本文采用排放系数法计算了1996-2012年我国建筑业的CO2排放量,并基于脱钩理论分析了我国建筑业CO2排放与建筑业产值、能源消耗的脱钩情况,利用LMDI分解模型对我国建筑业CO2排放的影响因素进行了分解,结果表明:我国建筑业能耗和CO2排放1996-2012年可分为三个阶段:降低阶段(1996-1997年)、稳定增长阶段(1998-2007年)、快速增长阶段(2008-2012年)。1996-2012年我国建筑业的能耗、产值、CO2排放在总量上均有了一定的增长,能耗从1334.5万t标准煤增加到6 167.37万t标准煤;产值从8 955.23亿元增加到156 610.24亿元;CO2排放从1 879.530 3万t涨到4 756.864 8万t。1996-2012年建筑业CO2排放量与建筑业产值之间大部分时间呈现弱脱钩状态,建筑业能源消耗与建筑业产值之间整体大部分时间也呈现弱脱钩状态,建筑业CO2排放与能源消耗之间慢慢呈现出强脱钩状态。依据研究结果给出如下建议:1做好建筑业CO2排放及能耗的实时监控,大力应用新型能源及技术,运用排放系数小或者零排放的能源材料替代排放大的能源材料,优化建筑业能源消耗结构;2加大对建筑技术的开发以及建筑业机械化进程的投入;3加强对从业人员节能减排意识的培养。     

中国省域物流作业的CO2排放量测评及低碳化对策研究

物流活动是主要碳排放源之一,是温室气体减排、缓解气候变化的重要领域,从省域层面对我国物流作业的碳排放量进行核算和比较分析,对于从宏观上掌控各省域物流作业碳排放量及省域物流作业节能减排目标确定具有重要的意义.本文首先给出了省域物流作业CO2排放量测量模型,测算了不同能源的CO2排放因子及排放系数.然后,以物流作业直接能耗法核算我国各省域2008年物流作业的CO2排放指标,包括各省域的CO2排放量和单位货物周转CO2排放置,对比分析发现:我国省域之间物流活动产生的CO2排放量存在着地域不平衡性,CO2排放量中东部大部分省域要高于西部省域,而单位货物周转CO2排放置西部大部分省域要高于中东部省域.最后,根据物流作业的特点,分别从发展低碳运输、探索物流作业的技术性减碳方法、实行精细化物流作业管理、建立完善的节能减排考核与激励约束机制、制定低碳物流作业标准与打造低碳物流示范企业等五个主要的方面,阐述了我国物流作业的低碳化对策,以期促进我国低碳物流的发展.     

大中型城市快速发展进程中CO_2收支变化研究——以郑州市1999-2008年为例

我国目前处于城市快速发展进程中,掌握这一过程中的CO2收支动态对于制定相应减缓策略进而增强城市竞争力有重要意义。本文以郑州为例,对其1999到2008年间的CO2排放量和吸收量进行了分析和计算,结果显示市区CO2净排放量平均以每年10%的幅度增长2,008年市区CO2总排放中有85%以上来自于化石燃料,2006年以来交通运输业已取代发电业成为市区内最大的CO2排放源。在CO2排放量不断攀升的情形下,创建森林生态城的举措对减少CO2净排放量起到了重要作用。最后,针对郑州资源与CO2排放特点提出减排增汇的对策。     

贸易隐含污染物测算及结构绿色转型研究

该文根据中国2002年和2007年非竞争型投入产出表、OECD的国外投入产出表和GTAP Version 7.0的CO2排放强度等数据,利用多国投入产出模型方法测算了中国对外贸易中隐含污染物,分析了贸易隐含污染物的行业结构分布以及在主要贸易伙伴国中的贸易流向,并通过结构分解方法分析了出口规模总量、出口结构变化、投入产出表中间结构变化及单位产值CO2排放量四大因素对出口贸易隐含CO2的贡献。研究结果表明:2002-2007年间,我国对外贸易创造了巨大贸易顺差,同时也带来了大量隐含CO2、SO2顺差,2002年和2007年贸易隐含CO2顺差达6.21×108t和1.38×109t。2002年和2007年贸易隐含SO2顺差分别为323.99万t和674.54万t;出口贸易规模的扩大使我国出口贸易隐含CO2大幅增加,带来了巨大的环境压力,且出口贸易结构、投入产出中间结构变化也增加了出口贸易隐含CO2的排放。但是单位产值的CO2排放量的降低对抑制隐含CO2增长值发挥了十分重要作用,故需要进一步优化贸易结构,调整产业结构,提高能源利用效率,也就是贸易结构绿色转型势在必行。     

基于0.1°网格的中国城市CO2排放特征分析

基于中国0.1°CO2排放网格数据分析研究,全局Moran指数为0.27(P<0.01),说明在空间上中国CO2排放具有显著的正自相关性。局部Moran指数结果表明,以重点城市为核心的区域,其CO2排放具有显著的正向空间相关效应。中国CO2排放在空间上受热点城市影响而形成空间集聚格局,一些重点城市直接决定着我国CO2排放空间格局。因此在城市尺度上分析我国CO2排放特征非常重要。在349个城市层面上分析得到城市CO2排放和人口、经济呈显著正相关关系,说明人口和经济活动强度是影响我国城市CO2排放的重要因素。在中国城市层面上验证了CO2排放EKC曲线的统计显著性,U型拐点出现在一个较高的经济水平。在人均CO2排放和人均GDP二维空间上的城市聚类结果表明,根据碳排放特征,我国城市可以分为6组,其中"低排放、低经济"组是主要类型,占总城市的35.82%,而"低排放、高经济"组是比较理想的城市发展模式,但城市个数最少,仅6个。我国8个低碳试点城市在6组城市中除"高排放、高经济"组没有外,其它组都有入选城市。     

能源消费、经济增长与中国CO2排放量变化

基于我国能源消费和经济增长特点,采用对数平均的Divisa方法对我国1990~2007年的CO2排放进行分解分析。结果表明：经济增长效应是我国CO2排放增加的主要因素,能源强度效应是抑制CO2排放的主要原因,人口效应和结构效应对碳排放的影响不大。分地区的研究表明：东部地区的经济发展和能源强度效应对CO2排放量的影响高于中西部地区,人口效应使东部地区碳排放增加,使中西部地区碳排放降低,能源利用结构变化对东部地区的碳排放有一定的抑制作用,对中西部地区的影响较小。因此,要降低我国的CO2排放,需要针对地区特点制定不同的政策,东部地区需要进一步提升技术水平,进而提高能源利用效率,对中西部地区需要逐步改善以煤为主的能源消费结构,提高清洁能源比重,同时调整产业结构,发展服务业和技术含量高的低能耗制造业。     

中国区域碳排放绩效评估及减碳潜力研究

文章以1995-2010年我国30个省级经济单元为研究对象,在全要素框架下测算并分析了我国各省份的CO2排放绩效、减碳潜力和减碳规模,并研究了CO2排放绩效变动的驱动因素。结论认为,我国各省区CO2排放绩效差异较大,CO2排放绩效较高的省份主要集中在东部沿海经济发达地区,CO2排放绩效较低的省份主要以中西部板块的落后省份为主。减碳潜力和减碳规模测算结果表明,完成2020年单位产值CO2排放比2005年下降40%-50%的行动目标,只有上海、北京、广东、海南、福建、黑龙江、湖南等少数省份能够完成该目标,山西、河北、内蒙、辽宁、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆等省区是重点监控省份,中西部板块的落后地区是重点监控地区。CO2排放绩效影响因素的回归结果表明,加大政府环保力度、提高研发投入水平、优化产业结构和能源消费结构,对于CO2排放绩效提高将会起到积极作用;工业增加值所占比重、资本/劳动比上升和进出口贸易所占比重增加不利于CO2排放绩效的改善。     

应对气候变化的有效途径:二氧化碳捕集与封存

全球气候变暖问题日益严重,二氧化碳(CO2)捕集与封存(CCS)技术被看作是最有发展前景的解决该问题的技术之一。CCS技术主要包括三个环节:CO2捕集、运输和封存。本文首先介绍了CO2捕集技术,该技术按工艺主要分为燃烧前捕集、富氧燃烧捕集和燃烧后捕集。随后介绍了CO2封存技术,该技术根据封存地点不同可分为地质封存和海洋封存。在众多的CO2封存技术中,CO2强化采油(CO2-EOR)技术由于其较高的经济效益近年来得到广泛应用。虽然CCS技术发展很快,但仍存在很多问题,如CO2泄漏问题、资金投入大等。但是,随着各国政府越来越重视CCS技术的研究和开发,相信未来该技术在抵制全球气候变暖问题上会发挥重要的作用。     

与限控CO2排放有关的若干指标分析

本文针对美国政府近来提出的未来10年问使其GDP的CO2排放强度下降18%的承诺，就与限控CO2排放相关的若干指标，包括GDP的CO2排放强度、CO2排放对GDP的弹性、能源消费弹性、能源消费的CO2排放强度、GDP的能源消费强度等相互间的关系以及其年变化率与GDP年增长率之间的关系，进行了定量的数学推导，并以确定的数学关系式为工具，对美国承诺所涉及的经济增长、能源消费等相关问题进行了分析。     

二氧化碳排放的国际比较及对我国低碳经济发展的启示

首先分析了我国二氧化碳排放的基本情况,指出当前二氧化碳排放增长率虽然有所下降,但环境形势依然严峻。然后从国家碳排放总量、人均CO2排放量、单位GDP二氧化碳排放量、国家累积碳排放和人均累积碳排放几个方面对我国二氧化碳排放水平与国际水平进行了比较,并结合节能减排目标对我国低碳经济的发展提出了相关建议。     

中国能源CO_2排放峰值方案及政策建议北大核心CSCDCSSCI

能源活动贡献了CO2排放总量的主要部分。2014年11月,我国政府通过《中美气候变化联合声明》,首次正式提出于2030年左右实现CO2排放峰值,显然,未来时期我国CO2排放总量的峰值取决于能源活动CO2排放的峰值,能源活动CO2排放量又取决于能源消费总量和结构,而能源消费总量和结构又从根本上取决于经济、产业、人口发展和资源环境约束及宏观能源经济财税政策设计。鉴于经济、产业、人口发展、资源环境约束及能源经济政策制度设计对能源消费总量结构、CO2排放的复杂影响机制,本文基于能流图和能源供应消费成本最小化原理,构建跨期能源系统优化和碳排放模型IESOCEM作为定量研究工具,从"新常态"下我国2015-2050年经济、产业、人口等宏观指标预期发展水平出发,预测出能源服务需求量,并考虑已有能源政策目标的硬性约束,对未来时期能源消费总量结构及CO2排放量进行测算得出如下经济可行的峰值方案:一次能源消费总量将从2015年的39.1亿tce逐步增长到2050年的62.65亿tce,年度能源消费总量的增速逐步趋缓,从2015年的年度同比增速1.8%逐步降低到2050年度的0.6%;煤炭占一次能源消费总量比重将从64%持续降低到45%,石油占比从17%下降到8%,天然气占比从7%上升到11%,非化石能源占比将从12%上升到36%;能源活动CO2排放量经历先较快增长达到峰值后缓慢下降的趋势,从2015年的80.1亿t增长到2030的93.5亿t,2015-2030年平均每年增加排放0.89亿t CO2,并在2030年达到峰值,此后CO2排放开始缓慢下降,逐步下降到2050年的91.5亿t,2031-2050年平均每年减少排放0.1亿t。将我国能源活动CO2排放峰值方案与2013年能源消费及CO2排放实际情况进行对比分析的基础上,本文提出了我国能源活动CO2排放2030年达到峰值的政策建议:一是鼓励推广采用公私合作模式,吸引民间资本投入可再生能源基础设施建设,大力开发和利用可再生能源,促使可再生能源在未来能源消费增量中占绝对优势,同时加快可再生能源对化石能源消费存量的替代;二是由我国发起成立天然气进口国家联盟组织,增强天然气进口议价权,积极进口利用海外天然气资源,鼓励民间资本投入,加快国内天然气管网和储气设施建设;三是改革完善资源税、环境保护税、消费税制度,从宏观财税制度设计上加快推动能源资源利用的集约低碳转型。     

中国省级CO2排放影响因素的空间计量分析

提出面板数据空间误差分量模型,采用基于广义矩1估计的可行广义最小二乘法估计方法,研究1997-2007年间,我国省级CO2排放的影响因素.实证结果表明,我国省级CO2排放量存在显著的正向空间相关性,CO2排放较多的省份往往会影响邻近地区的CO2排放;CO2排放量与人均GDP呈倒N型环境库兹涅兹曲线.未考虑空间相关性时,CO2排放转折点为人均GDP 51 73O元,我国目前仍处于CO2排放量上升期;采用面板数据空间误差分量模型修正后,CO2排放下降转折点为人均GDP约53 237元,较未考虑空间因素时有所提高,省际间的空间相互影响,对CO2排放下降转折点的人均GDP提出更高的要求;实证研究结果同时显示,煤炭消费比重提高及人口数量增大,都将显著增加我国CO2排放量,体现优化能源结构和控制人口增长对抑制CO2排放增长的重要性.     

中国工业CO_2排放绩效的动态演化与空间外溢效应北大核心CSCDCSSCI

首先在考虑能源投入与碳排放的共同生产前沿分析框架下,运用非径向、非角度的SBM模型测评我国2003-2013年省际工业CO2排放绩效,通过核密度估计工业CO2排放绩效的动态分布特征,结果发现我国工业CO2排放绩效总体水平偏低,东部地区的工业CO2排放绩效水平较高,中、西部和东北地区存在追赶效应;通过核密度曲线展示我国工业CO2排放绩效整体上处于上升态势,随着时间推进呈现由"单峰"向"双峰"动态演进过程。空间自相关Moran’S I检验显示出省际工业CO2排放绩效分布不是随机的,而是具有空间上的依赖性。在纳入空间因素的前提下,各省工业CO2排放绩效具有空间外溢效应,即存在"邻里模仿"的现象;技术创新、产业结构和经济增长对工业CO2排放绩效起到正向显著影响,而出口依存度、工业产权结构与工业CO2排放绩效显著负相关,环境规制的正面影响并不显著。据此,对于未来工业提高碳排放绩效的重点应该是进一步秉承低碳工业的理念,加强工业企业内生的技术创新、注重绿色贸易发展、打破原有的产权结构格局、政府完善环境规制的监管和实施机制,才能真正有效促进工业转型升级和节能减排。     

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     

中国能源CO_2排放峰值方案及政策建议

能源活动贡献了CO2排放总量的主要部分。2014年11月,我国政府通过《中美气候变化联合声明》,首次正式提出于2030年左右实现CO2排放峰值,显然,未来时期我国CO2排放总量的峰值取决于能源活动CO2排放的峰值,能源活动CO2排放量又取决于能源消费总量和结构,而能源消费总量和结构又从根本上取决于经济、产业、人口发展和资源环境约束及宏观能源经济财税政策设计。鉴于经济、产业、人口发展、资源环境约束及能源经济政策制度设计对能源消费总量结构、CO2排放的复杂影响机制,本文基于能流图和能源供应消费成本最小化原理,构建跨期能源系统优化和碳排放模型IESOCEM作为定量研究工具,从"新常态"下我国2015-2050年经济、产业、人口等宏观指标预期发展水平出发,预测出能源服务需求量,并考虑已有能源政策目标的硬性约束,对未来时期能源消费总量结构及CO2排放量进行测算得出如下经济可行的峰值方案:一次能源消费总量将从2015年的39.1亿tce逐步增长到2050年的62.65亿tce,年度能源消费总量的增速逐步趋缓,从2015年的年度同比增速1.8%逐步降低到2050年度的0.6%;煤炭占一次能源消费总量比重将从64%持续降低到45%,石油占比从17%下降到8%,天然气占比从7%上升到11%,非化石能源占比将从12%上升到36%;能源活动CO2排放量经历先较快增长达到峰值后缓慢下降的趋势,从2015年的80.1亿t增长到2030的93.5亿t,2015-2030年平均每年增加排放0.89亿t CO2,并在2030年达到峰值,此后CO2排放开始缓慢下降,逐步下降到2050年的91.5亿t,2031-2050年平均每年减少排放0.1亿t。将我国能源活动CO2排放峰值方案与2013年能源消费及CO2排放实际情况进行对比分析的基础上,本文提出了我国能源活动CO2排放2030年达到峰值的政策建议:一是鼓励推广采用公私合作模式,吸引民间资本投入可再生能源基础设施建设,大力开发和利用可再生能源,促使可再生能源在未来能源消费增量中占绝对优势,同时加快可再生能源对化石能源消费存量的替代;二是由我国发起成立天然气进口国家联盟组织,增强天然气进口议价权,积极进口利用海外天然气资源,鼓励民间资本投入,加快国内天然气管网和储气设施建设;三是改革完善资源税、环境保护税、消费税制度,从宏观财税制度设计上加快推动能源资源利用的集约低碳转型。     

江汉平原稻田冠层CO2通量变化特征及其影响因素分析

二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)被认为是最重要的温室气体,在气候变化中扮演着重要角色,实地测定稻田生态系统CO2通量是农业源温室气体监测与控制技术研究的基本内容。采用涡度相关法对江汉平原稻田生态系统进行了通量观测,并对水稻不同生长阶段冠层CO2通量、潜热、显热通量变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明:水稻各生育期冠层CO2、潜热、显热通量日变化均表现出明显的单峰特征,但幅度不同,这与太阳总辐射的日变化及下垫面作物叶面积指数大小关系密切。稻田系统作物呼吸与土壤呼吸排放CO2,排放通量一方面与温度的变化有关,另一方面也受灌溉、作物生长状况的影响;稻田光合作用吸收同化大气CO2,吸收通量与作物群体叶面积指数大小、光合有效辐射强度有关。不同生长期冠层CO2通量与温度因子(气温、5cm土层温度)、光辐射强度因子(时光合有效辐射曝辐量)的相关性均达到极显著水平(P<0.01),其中,分蘖-灌浆乳熟期CO2净通量对时光合有效辐射曝辐量响应的灵敏度较大,可以通过直角双曲线模型来拟合评估CO2净通量。