基于生命周期评价的氮肥温室气体排放研究

采用生命周期评价方法研究硝酸铵、磷酸二铵、复合肥、尿素、碳酸氢铵5种不同含氮量的氮肥温室气体排放,为碳足迹标识评价提供借鉴和数据基础。分析优选有利于控制温室气体排放的氮肥种类。生命周期温室气体排放评价结果表明:硝酸铵6.3543kg CO2eq/kg,磷酸二铵14%含氮率和17%含氮率分别为2.4416kg CO2eq/kg、2.7792kg CO2eq/kg,复合肥7%含氮率和13%含氮率分别为1.9721kg CO2eq/kg、2.6473kg CO2eq/kg,尿素9.2627kg CO2eq/kg,碳酸氢铵4.0132kg CO2eq/kg;相同含氮量情况下,磷酸二铵生命周期温室气体排放相对较少,是控制氮肥生命周期温室气体排放的最优选对象。     

生命周期评价应用于温室气体排放的研究进展

致使全球气候变暖的温室气体排放问题已经全面引起了人们的广泛关注。生命周期评价作为一种评价环境负荷的评价工具,用于科学定量地估算产品、服务及工艺流程改造等方面的温室气体排放有其独特的优势。文章介绍了估算温室气体排放简化生命周期的技术框架及生命周期评价方法在第一产业(种植业、畜牧业),第二产业(硬纸板加工、橡胶生产、废塑料燃烧的能源再利用)以及第三产业(交通运输、旅游业)的应用情况,并综述了三个产业中的主要系统边界划分原则以及对温室气体排放影响的主要因素;同时,介绍了我国在节能减排方面利用生命周期评价方法的研究与应用实例。     

中国畜牧业全生命周期温室气体排放时空特征分析

运用生命周期评价方法,选取家畜胃肠道发酵、粪便管理系统、畜禽饲养环节耗能、饲料粮种植、饲料粮运输加工和畜禽产品屠宰加工6大环节,采用面板数据测算和分析1990~2011年中国及2011年国内各地区畜牧业温室气体排放特征.研究表明,22年间,中国畜牧业全生命周期及各个环节的CO2当量排放量均呈现上升趋势,尤其是畜禽饲养耗能、饲料粮种植、饲料粮运输加工和畜禽屠宰加工环节的增长更为显著,但历年饲料粮运输加工和畜禽屠宰加工环节占畜牧业全生命周期CO2当量排放总量的比重均低于1%和0.05%;家畜胃肠道发酵和粪便管理系统环节占畜牧业全生命周期CO2当量排放总量的比重呈下降趋势;22年间,反刍家畜的CO2当量排放量占55.25%,非反刍畜禽占44.75%.2011年,国内省域间内蒙古、辽宁和云南的畜牧业全生命周期CO2排放当量和排放强度均位居全国前10位;西部地区畜牧业全生命周期CO2当量排放量所占比重最大,并且西部地区的排放强度最高;农区畜牧业全生命周期CO2当量排放量占63.88%,牧区占14.07%,但牧区的排放强度最高,农区最低.     

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。     

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.     

基于混合生命周期分析的我国海上风电场能耗及温室气体排放研究

随着我国海上风电的快速发展,对其资源环境成本进行系统核算对于全面评价海上风电的节能减排潜力具有重要意义.本研究采用混合生命周期评价方法,对我国第一个海上风电场—上海东海大桥海上风电场(二期)的能耗和温室气体排放进行核算,并将核算结果与典型陆上风电场和其它类型的可再生能源进行比较.结果表明:该海上风电项目全生命周期发电能耗为0.51 MJ·k Wh~(-1),相应的温室气体排放量为26.47g·k Wh~(-1)(以CO_2当量计);在设备制造与运输、建设施工、运行维护、回收处置4个阶段中,设备生产与运输阶段在能耗和温室气体排放的占比最大,分别贡献了能耗的91.23%和温室气体排放量的60.48%;横向比较发现,海上风电场单位发电量的能耗和温室气体排放均高于陆上风电项目,但与光伏、生物质、地热等可再生能源发电项目相比,海上风电项目全生命周期能耗和温室气体排放依然具有一定优势.     

气体燃料发动机发展对中国温室气体减排贡献的生命周期分析

为分析气体燃料发动机的温室气体减排能力,应用生命周期分析方法计算了不同燃料的生命周期温室气体排放量,并据此计算了不同发动机的温室气体排放量.建立了气体燃料发动机“最大限度发展”和“不发展”两种情形.据此预测了2020年中国气体燃料发动机的温室气体减排效果,估算了2020年气体燃料发动机的耗气量占气体供应量的比重.结果显示,在最大限度发展情形下,气体燃料发动机将分别为城市公共交通、船舶动力和火力发电领域减少约7.47, 18.25, 450.1Mt CO2e的温室气体,减排量占全国减排目标的5.3%.气体燃料发动机将分别消耗15%的天然气、18.5%的煤层气和50%的垃圾填埋气供应量.考虑我国气体燃料资源结构情况及供应形势,推广气体燃料发动机是切实可行的.     

轻型纯电动汽车生产和运行能耗及温室气体排放研究

基于中国本地化的环境负荷数据,建立了电动汽车全生命周期模型,深入分析和评估了电动汽车生产和运行两个阶段的能耗及温室气体排放(Greenhouse gases,GHGs).结果表明:电动汽车生产和运行过程的总能耗为474 GJ;GHGs为40500 kg(以CO2当量计),电动汽车生产和运行过程的GHGs分别占总排放量的23.5%和76.5%.对于电动汽车生产过程能耗和GHGs而言,原材料生产均为主要贡献者,GHGs占到车辆生产过程的74.6%,占生命周期的17.5%.另外,情景分析表明,再生材料应用、单位电力GHGs和百公里电耗能够在很大程度上影响电动汽车的碳排放.再生金属替代原生金属后,从情景1到情景5,车辆生产的GHGs下降了约22.2%,车辆生产和运行过程的总GHGs下降了约4.7%;单位电力GHGs每下降1%,电动汽车运行GHGs下降0.9%;电动汽车百公里电耗每下降1.0%,车辆生产和运行过程总GHGs下降约1.0%.因此,发展清洁能源、降低火力发电比例、优化原材料生产工艺、提高再生原材料用量等,是有效降低电动汽车全生命周期过程总能耗和GHGs的重要途径.     

基于混合生命周期评价的小型灌溉泵站碳排放核算方法研究

小型灌溉泵站是农田灌溉的重要基础设施,单座规模较小但数量庞大,从“双碳”角度对其开展全生命周期的碳排放核算分析对实现其可持续发展和促进高效供水具有重要意义。基于碳足迹理论,采用混合生命周期分析法,将灌溉泵站全生命周期分为材料设备生产、材料设备运输、建设施工、运行维护和拆除报废5个阶段,分析了灌溉泵站在建设、运行、管理整个过程中的碳排放规律,构建了小型灌溉泵站碳排放模型核算方法,包括核算原理、研究思路、计算流程和核算公式等。选择了6处不同地区小型灌溉泵站开展了碳排放核算方法的实例分析,结果显示：6处灌溉泵站的碳排放总量分别为402.87,34.30,849.37,140.93,1645.56,312.89 t CO₂e,年单位灌溉面积的碳排放系数分别为331,147,681,144,202,126 kg CO₂e/(hm²·a);各个阶段的碳排放量具有较大差异,总体来看运行维护阶段(62.57%)和材料设备生产阶段(26.64%)排放量最大,建设施工阶段(5.32%)、拆除报废阶段(4.78%)、材料设备运阶段输(0.69...     

中美温室气体排放核算的对比分析及建议

美国关于温室气体排放核算的研究起步较早,相关经验值得中国借鉴.以美国的温室气体核算为参照对象,对比我国温室气体排放核算在数据来源、核算方法、数据质量控制方面的实际情况,探讨如何进一步提高我国温室气体排放核算结果的准确度,以求更准确地反映国内不同地区不同行业的温室气体排放情况.     

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.     

垃圾热化学转化利用过程中碳排放的两种计算方法

为了明确城市生活垃圾焚烧和热解两种热化学方式处理过程中温室气体的排放量(简称"碳排放"或GHG),分别采用生命周期评价方法(LCA)和政府间气候变化专门委员会(IPCC)制定的2006国家温室气体排放清单指南(简称"IPCC2006指南")进行了核算,并计算了两种垃圾热化学处理方式相对于填埋处理的GHG减排量.结果表明,两种核算方法计算所得的不同垃圾处理方式的碳排放趋势基本一致,但基于IPCC2006指南计算出的GHG减排量高于LCA方法的计算结果.相对填埋处理而言,焚烧处理的GHG减排量从LCA法的597～660kg(以CO2当量计,下同)提高到IPCC2006指南法的648～747kg;垃圾热解发电的GHG减排量从LCA法的535kg提高到IPCC2006指南法的589kg.同时,对这两种核算方法的特点及在我国的适用性进行了分析,研究认为LCA法和IPCC2006指南可以结合使用以促进我国GHG核算机制的完善.     

生命周期方法在天然气基汽车燃料评价中的运用

运用生命周期评价方法,对以天然气为原料生产压缩天然气、甲醇、二甲醚、柴油4种汽车代用燃料系统进行生命周期的能源、环境和经济评价,评价结果是：压缩天然气系统生命周期内的能耗相对少,总成本相对低,对生态环境更友好,压缩天然气是富含天然气地区一段时期内汽车代用燃料的优先选择．     

浅层淹水条件下不同施肥处理对黑土温室气体排放的影响

以东北黑土区长期耕作土壤为对象,通过室内培养试验研究了浅层淹水条件下不同施肥处理对黑土温室气体排放的影响.结果表明,浅层淹水条件下,与不施肥对照处理相比,单施氮肥处理对土壤CO₂排放没有显著影响,氮肥配施猪粪或者秸秆则显著促进了CO₂的排放,使得CO₂排放速率提高了一个数量级,氮肥配施秸秆处理的CO₂排放量最高.浅层淹水条件下,与不施肥对照处理相比,施用氮肥显著促进了土壤N₂O的排放.而与单施氮肥处理相比,氮肥配施猪粪和秸秆则显著抑制了N₂O的排放,表现为土壤对N₂O的微量吸收,氮肥配施秸秆处理的N₂O吸收量相对较高.浅层淹水条件下施用氮肥抑制了土壤CH₄的排放,而与单施氮肥处理相比,氮肥配施猪粪或者秸秆则促进了土壤CH₄的排放.     

基于文献计量方法的全球温室气体排放研究态势分析

为共同应对温室气体排放造成的气候变化问题,学界进行了大量相关研究,其研究现状受到各界关注.为深入了解全球温室气体排放研究的目前状况和前沿动态,以ISI Web of Knowledge的Web of Science引文数据库为数据源,采用文献计量学方法对其中1995-2019年发表的全球温室气体排放领域的相关文献进行计量分析.结果表明：①本领域在全球范围内维持了比较高的关注度,近10年发文量上升速度较快;②领域内主要研究力量分布在美国、中国、英国等地,且具有较大学术影响力的各机构、作者间合作频繁;③领域研究内容以二氧化碳、甲烷等传统温室气体及其导致的气候变化效应为主,中后期出现了氧化亚氮等其他温室气体的相关研究,中国是较多见的研究案例所在地;④领域高引文章涉及重要温室气体的源汇识别和强度计算、全球排放预算估计、针对重要排放部门的减排措施等主题,采用包含实验测量、模拟计算在内的多种手段寻找优势减排潜力部门,推动减排目标的实现.未来本领域的研究将继续深入发展,从而更有效地服务于气候变化应对战略.     

Estimation of greenhouse gas emissions in China and the abatement measures

The major emission sources of carbon dioxide, methane, nitrous oxide and CFCs in China have been identified, and the emission trends has been estimated. Besides fossil fuel combustion, human respiration and biomass burning are important sources. Some feasible abatement measures on energy conservation, afforestation and biomass recycling have been discussed.     

Comparative lifecycle greenhouse gas emissions and their reduction potential for typical petrochemical enterprises in China

Petrochemical enterprises have become a major source of global greenhouse gas (GHG) emissions. Yet, due to the unavailability of basic data, there is still a lack of case studies to quantify GHG emissions and provide petrochemical enterprises with guidelines for implementing energy conservation and emission reduction strategies. Therefore, this study conducted a life cycle assessment (LCA) analysis to estimate the GHG emissions of four typical petrochemical enterprises in China, using first-hand data, to determine possible emission reduction measures. The analytical data revealed that Dushanzi Petrochemical (DSP) has the highest GHG emission intensity (1.17 tons CO₂e/ton), followed by Urumqi Petrochemical (UP) (1.08 tons CO₂e/ton), Dalian Petrochemical (DLP) (average 0.58 tons CO₂e/ton) and Karamay Petrochemical (KP) (average 0.50 tons CO₂e/ton) over the whole life cycle. At the same time, GHG emissions during fossil fuel combustion were the largest contributor to the whole life cycle, accounting for about 77.31%–94.27% of the total emissions. In the fossil-fuel combustion phase, DSP had the highest unit GHG emissions (1.20 tons CO₂e), followed by UP (0.89 tons CO₂e). In the industrial production phase, DLP had the highest unit GHG emissions (average 0.13 tons CO₂e/ton), followed by UP (0.10 tons CO₂e/ton). During the torch burning phase, torch burning under accident conditions was the main source of GHG emissions. It is worth noting that the CO₂ recovery stage has "negative value," indicating that it will bring some environmental benefits. Further scenario analysis shows that effective policies and advanced technologies can further reduce GHG emissions.     

我国饮食结构变化对农业温室气体排放的影响

从食物消费端入手,研究饮食结构变化对农业温室气体排放的影响.研究显示我国食物消费呈现出动物性食物替代粮食消费的趋势,动物性食物的温室气体排放系数是植物性食物的7倍以上.1990~2010年人均食物消费相关的温室气体排放增长了39%,肉类消费已成为食物消费中最大的温室气体排放来源,且还将持续增长.当我国人均收入达到2010年美国水平时,世界平均肉类消费水平、高肉类消费水平、低肉类消费水平和营养均衡消费水平四种情景下,人均肉类消费的温室气体排放将比2010年分别增长47.8%、119.9%、4.8%、-29.6%.我国食物消费应当提倡在保障均衡营养摄入的前提下,适当减少肉类消费,达到温室气体减排、资源节约、污染减排的协同效应.     

昆明市高速公路机动车温室气体排放清单及时空性分布特征

为研究昆明市高速公路机动车的CO、CO₂、N₂O、CH₄温室气体排放清单,使用2021年昆明市高速公路客车交通流量数据、机动车GPS信息数据获得了高速公路网上的车型构成、车流量等基础数据,应用本土化修正后MOVES模型计算了昆明市高速公路的机动车CO、CO₂、N₂O、CH₄排放因子。基于实际交通流量数据、温室气体排放因子和昆明市高速公路实际道路信息,构建了昆明市高速公路机动车温室气体排放清单,并对其排放特征以及空间分布特征进行分析。结果表明：昆明市2021年高速公路机动车CO、CO₂、N₂O和CH₄的排放量分别为20 337.1、2 575 677.1、33.8和72.9 t,总计CO₂当量为2 626 212.5 t。按排放标准划分,国Ⅳ排放标准的机动车是4种温室气体排放的主要贡献车型;按车辆类型划分,小型客车是CO、CO₂、N₂O排放的主要贡献车型,大型客车是CH₄排放的主要贡献车型;按燃料类型划分,汽油车是CO、CO₂、N₂O的主要贡献车型,柴油车是CH₄排放的主要贡献车型。昆明市高速公路机动车温室气体排放时间分布特征为排放强度与不同时间段的交通流量呈正相关,在24 h内呈现双高峰变化;空间分布特征为排放强度与路网密度和区域交通流量密切相关,路网密度较高和交通流量较高的区域排放强度较高。