“以电代煤”环境效益分析

目前 ,我国只有约 1 /3的煤用于发电 ,远低于发达国家的水平。要改善我国特别是城市大气环境状况 ,实行“以电代煤”是一条最有效的途径。本文以上海、北京、柳州等城市为例 ,分析了“以电代煤”的环境效益 ,并指出 ,使用电力作为最终消费方式 ,最清洁、方便 ,效率最高 ,也最易于控制。     

以电代煤战略的机遇与挑战

以电代煤是治理雾霾和应对气候变化的关键措施,是开拓电力市场的重要途径,对促进经济社会发展具有重要作用。本文对以电代煤战略实施的现状进行了梳理,总结了以电代煤的发展前景和面临挑战,提出了推进以电代煤的政策建议。     

北京市大气污染减排潜力及居民健康效益评估

北京市能源消费正面临着污染物减排和保障居民健康的双重约束. 针对未来城市能源消费设计BAU(基准情景)和2个分别基于近期和中长期节能环保要求的受控情景(EC1、EC2),模拟预测了3个情景下主要大气污染物(SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5)在目标年(2020年)的排放水平,以确定大气污染减排潜力. 分别采用综合暴露-反应关系模型(IER)和泊松回归模型,评估北京市居民对PM_2.5暴露的健康风险,估算健康损失的经济价值. 结果表明:相较BAU情景,在EC1情景下, SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5减排率分别达到52.95%、49.77%、32.82%、41.41%,可减少PM_2.5暴露下居民死亡和发病219 783例,其中死亡1 295例、住院3 920例、门诊182 558例、患病32 011例,获得健康效益111.87×108元;在EC2情景下,SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5的减排率分别达到66.61%、63.42%、54.96%、57.44%,可减少PM_2.5暴露下居民死亡和发病519 234例,其中死亡2 930例、住院9 248例、门诊427 070例、患病79 986例,获得健康效益290.10×108元. 相较EC1情景,EC2情景可产生更大的减排潜力和居民健康效益. 从空间分布上来看,北京主城区因能源方案优化获得的健康效益较大,约占总健康经济效益的60%.      

基于供需视角的中国煤炭消费演变特征及其驱动机制

作为全球煤炭消费和碳排放最大的国家,中国煤炭消费的演变趋势及其驱动机制,一直是科研工作者和政策制定者比较关注的议题。以2013年中国煤炭消费总量28亿tce为关键时间节点,对比分析煤炭消费动力机制的差异性。通过分别构建侧重供给侧分析的LMDI模型和侧重需求侧分析的IO-SDA模型,以期揭示中国煤炭消费的演变特征及驱动机制。主要结论如下:(1)基于供给端的因素分解分析,中国的煤炭消费主要由经济增长效应、能源强度效应、产业结构效应和能源结构效应共同驱动。2013年以来的GDP增速放缓、产业结构和能源结构的深度调整,以及能源消费强度的持续降低是煤炭消费总量下降的关键所在。(2)基于需求侧的结构分解分析,中国的煤炭消费主要由固定资本形成总额、出口和城镇居民消费所影响。出口紧随固定资本形成总额,是煤炭消费增长的两大需求端驱动因素,但是,由出口诱发的煤炭消费量在2007年全球金融危机之后达到阶段性峰值。城镇居民消费在2017年超越出口,成为当前煤炭消费增长的第二大需求端驱动因素。(3)基于最终需求视角,分行业煤炭消费呈现出由"出口到固定资本形成总额再到城镇居民消费"拉动的变化特征,同时,行业发展的...     

基于能源消费情景模拟的北京市主要大气污染物和温室气体协同减排研究

在改善城市空气质量的同时降低温室气体(GHG)排放,是未来北京市能源管理和环境保护工作的共同目标和主要任务.本研究结合北京市中长期规划发展目标及能源消费结构,分别设置基于节能政策和环保要求的低、中、高这3种能源消费约束情景,并使用LEAP模型模拟预测3种情景下北京市主要大气污染物和GHG在2010～2020年间的减排效果.结果表明,通过加强节能减排和污染控制政策对能源消费系统施加约束和优化,至2020年北京市能源消费可降低1 000～3 000万tce,SO2、NOx、PM10/PM2.5、VOC和GHG排放量将分别降至7.1～10.02、15.92～21.87、8.98～13.38/5.14～9.60、5.64～7.48和14 820～16 470万t,与低约束情景相比,中、高情景下大气污染物和GHG排放将分别减少53%～67%、50%～64%、33%～55%/25%～60%、41%～55%和26～34%.进一步的协同减排分析表明,北京市应重点调控工业、交通、服务业部门的化石能源消费,在有效缓解能源消费压力的同时实现主要大气污染物与GHG的协同减排.     

北京市燃煤源排放控制措施的污染物减排效益评估

为分析北京市燃煤源排放控制措施的污染物减排效益,基于MEIC（中国多尺度排放清单模型）,采用情景分析法,评估了北京市电厂能源清洁化与末端治理、燃煤锅炉改造和城区平房区居民采暖改造等措施的污染物减排效益.结果表明,相对于无控情景,2013年北京市电厂能源清洁化与末端治理减少PM_2.5、PM₁₀、SO₂和NO_x排放量为1.28×104、2.10×104、5.13×104和4.98×104 t,分别占无控情景的85%、86%、87%、74%;北京市燃煤锅炉改造减少PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO_x排放量为1.09×104、2.68×104、11.64×104和5.81×104 t,分别占无煤改气情景的83%、89%、83%、83%;北京市老旧平房区的居民采暖改造减少PM_2.5、PM₁₀、SO₂和NO_x排放量分别为630、870、2 070和790 t,均占无煤改电情景的8%.研究显示,北京市从1998年开始采取的各种减排措施有效地减少了污染物的排放,对北京市空气质量改善具有重要意义.      

京津冀“以电代煤”替代大气污染物排放清单

本研究建立了基于人工神经网络的民用散煤燃用量估算模型,得到了京津冀地区“以电代煤”替代民用散煤大气污染物排放清单.结果表明：截止到2018年,京津冀地区“以电代煤”替代散煤用户约259万户,每年可减少散煤燃烧约706.6万t,减少PM_2.5、NO_x、SO₂的排放量分别约为2.81,0.76,2.17万t.其中,北京市和天津市实施效果较为明显,占京津冀地区“以电代煤”散煤替代总量的62.01%和22.82%.基于调研数据得到京津冀各市燃煤量月分布系数,1月份分布系数最大,燃煤量占比为27%~40%.     

基于LCA研究建筑保温的节能减排效益

建筑保温是建筑节能重要途径之一,利用生命周期评价方法对某一办公建筑保温进行生命周期节能减排效益研究和生命周期成本评估,结果表明,保温后节能4379.94MJ/m2,大气污染物CO2、SO2、NOX、CO、CH4、PM10分别减排367.749、3.424、2.238、0.534、2.762、7.152kg/m2,具有良好的节能减排效益,生命周期成本减少了294.48元/m2,具有良好的经济性。     

基于LCA研究建筑保温的节能减排效益

建筑保温是建筑节能重要途径之一,利用生命周期评价方法对某一办公建筑保温进行生命周期节能减排效益研究和生命周期成本评估,结果表明,保温后节能4379.94MJ/m2,大气污染物CO2、SO2、NOX、CO、CH4、PM10分别减排367.749、3.424、2.238、0.534、2.762、7.152kg/m2,具有良好的节能减排效益,生命周期成本减少了294.48元/m2,具有良好的经济性。     

基于LCA研究建筑保温的节能减排效益

建筑保温是建筑节能重要途径之一,利用生命周期评价方法对某一办公建筑保温进行生命周期节能减排效益研究和生命周期成本评估,结果表明,保温后节能4379.94MJ/m2,大气污染物CO2、SO2、NOX、CO、CH4、PM10分别减排367.749、3.424、2.238、0.534、2.762、7.152kg/m2,具有良好的节能减排效益,生命周期成本减少了294.48元/m2,具有良好的经济性。     

京津冀地区居民采暖"煤改电"的大气污染物减排潜力与健康效益评估

散煤燃烧等低矮面源的排放对京津冀等地区采暖季ρ（PM_2.5）贡献较大,是重污染天气形成的重要原因之一.针对京津冀地区居民采暖“煤改电”治理工程,以2025年为目标年,以不做任何散煤治理工作为基准情景,同时设计2种不同的控制情景（控制情景1、控制情景2）,评估不同控制情景下“煤改电”带来的健康效益.通过综合考量民用散煤占燃煤消费量的比例、散煤PM_2.5排放强度,结合京津冀地区各城市PM_2.5源解析结果,确定民用散煤对大气环境ρ（PM_2.5）的贡献系数,计算空气质量改善情况.在此基础上,综合流行病学相关研究成果,运用环境健康风险评估方法,预测不同控制情景中京津冀地区居民采暖“煤改电”带来的健康效益.结果表明:①京津冀地区在控制情景1中ρ（PM_2.5）年均值分别下降4.9、4.9和1.1 μg/m3,在控制情景2中分别下降5.4、5.6和2.0 μg/m3;②在控制情景1、控制情景2中京津冀地区居民采暖“煤改电”带来的健康效益分别为266.55×108和352.34×108元,分别约占京津冀地区2015年GDP的0.38%和0.51%.研究显示,通过实施”煤改电”,京津冀地区可实现的健康效益相当可观,其中,北京市获得的健康效益最大,其次是河北省和天津市.      

以电代柴 保护生态环境

云南有丰富的水能资源,良好的开发条件,而大量的水能资源却得不到开发利用。另一方面由于供煤不足,生活和生产燃料缺乏,只好砍树烧柴,森林植被遭到破坏,生态环境恶化。本文就云南以电代柴,保护生态环境的必要性和可能性作一粗浅探讨。一、砍树烧柴,生态环境恶化云南煤炭生产偏于东部,由于交通和其它原因,难于大量“东煤西运”,滇西、滇南供煤不足,特别是农村,生活和生产燃料不足,只好砍树烧柴,割草皮挖     

屋顶绿化二氧化碳减排效益的研究

屋顶绿化不仅能够美化城市环境,而且对城市二氧化碳减排具有一定作用。文章利用自行设计的熏气装置对几种常见屋顶绿化植物进行CO2熏气实验,测定其对CO2的吸收速率和影响因素;实验结果表明,红叶石楠、红继木和石榴等绿化植物对CO2具有显著的吸收能力,其中红叶石楠的吸收速率最高,达7.058 L/(m.2d),绿化植物对CO2的吸收速率受屋面温度影响较大,温度超过34℃时吸收速率快速减小;在实验观测基础上,结合武汉城市区域气候特征、建筑物荷载能力、屋顶绿化可用面积等信息,分析得到武汉市进行规模化屋顶绿化之后,每年可吸收转化CO21.696×106t,相当于一个194 MW火力发电厂一年的CO2排放量,屋顶绿化的发展前景较可观。     

南京市煤炭消费总量控制对策研究

分析了"十一五"以来南京市煤炭消费利用现状情况,并按高、中、低3种情景分析了未来煤炭消费趋势;从环境空气质量约束、污染物减排约束以及资源约束等方面指出南京市必须进行煤炭消费总量控制;最后,从制定煤炭消费总量控制目标、加快主要用煤产业升级改造、优化调整能源结构、提高能源利用效率等方面提出了煤炭消费总量控制的对策建议。     

浅谈陶瓷炉窑“煤改气”工程节能减排效益分析

通过一家陶瓷企业"煤改气"工程实例,分析比较工程改造前后的燃料消耗、污染物排放、产品质量、成本费用等情况,认为陶瓷炉窑煤"煤改气"后企业降低了能源消耗、减少污染物排放、提高资源利用率、提高产品质量,具有较好的环境效益和社会效益,天然气作为陶瓷行业燃料,是大势所趋。     

基于大气污染源排放清单的北京市污染物减排分析

《北京市2013—2017年清洁空气行动计划》的实施,有效改善了空气质量,细颗粒物下降了35.6%。空气质量受内因污染物排放量和外因气象因素的双重影响。本文通过大气污染源排放清单分析了内因污染物排放量的变化,结果表明:2017年与2012年相比,SO_2排放量下降了88%,NO_x排放量下降了36%,PM_(10)排放量下降了51%,PM_(2.5)排放量下降了53%,VOCs排放量下降了25%;NH_3排放量2017年比2014年下降了44%。北京市2013—2017年5种大气污染物的综合减排率与空气中PM_(2.5)浓度下降率的比值为1.3,符合根据北京市科技计划项目《北京市空气质量达标规划研究》中利用CMAQ模型研究得到的大气污染物综合减排率与环境空气PM_(2.5)浓度下降率的半定量关系1.2～1.5。     

北京市食物消费虚拟水含量研究

虚拟水是指在生产商品和服务过程中消耗的水资源数量。人们在消费商品或服务的过程中,即在消费隐含其中的虚拟水。我国是水资源比较匮乏的国家,且水资源在时间和空间上分布不均匀。随着人口和经济的不断增长,我国对水资源的需求也逐渐增加,缺水问题日益严重。水资源短缺已经成为制约我国社会经济发展的关键因素。虚拟水理论为解决水资源危机提供了新的思路。在居民的虚拟水消费中,食物消费中隐含的虚拟水占很大比例,且食物消费与居民生活息息相关。本文以北京市为例,计算了2009年北京市居民食物消费中隐含的虚拟水含量,并对城乡居民和不同收阶层居民的食物虚拟水消费总量及结构进行了对比分析。结果显示,北京市居民食物消费的虚拟水含量在城乡间及城乡各收入阶层间都存在差异,且城乡间及农村各收入阶层间虚拟水消费结构也存在差异。造成这种差异的原因是消费水平及消费结构的不同。     

地铁建设环境影响评估及减排效益研究:以深圳市为例

地铁大规模建设和运营消耗了大量资源能源,已逐渐成为城市交通环境影响的主要贡献源。基于生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法,以深圳市为研究区域,定量分析了地铁建设过程的资源与能源消耗强度,选取全球变暖潜能值(global warming potential,GWP)为度量指标,构建了地铁建设碳排放分析框架及测算方法,并基于情景分析法预估了减排潜力。结果表明:截至2020年底,深圳已开通运营的地铁线站建设造成的碳排放量约累积达到2730万t CO₂e,其中地铁车站建设碳排放量占比约为72%,地铁隧道建设碳排放量占比约为28%。建设阶段单位里程盾构隧道碳排放强度约为1.3万t CO₂e/km,单位面积车站碳排放强度约为371 t CO₂e/100 m2。通过推广绿色建造技术,如采用再生混凝土和再生钢材,地铁建设阶段最高碳减排率可达到8.5%/a,2021—2035年累积节碳可达到508万tCO₂e,可一定程度上能缓解地铁建设的碳排放压力。     

基于生产和消费视角的辽宁省行业能源消费碳排放

行业能源消费碳排放核算是碳减排政策制订的基础,从消费视角进行行业碳排放研究日趋重要. 基于经济投入产出生命周期评价模型,从生产和消费视角解析了辽宁省2007年行业能源消费碳排放分布规律. 结果表明:生产视角碳排放量行业集中度高,该视角碳排放总量的78.73%集中在电力、热力的生产和供应业,金属冶炼及压延加工业,非金属矿物制品业以及交通运输、仓储及邮政业;为其他行业提供产品和服务是造成行业生产端碳排放的主要原因;消费视角下行业碳排放总量的53.79%集中在金属冶炼及压延加工业,建筑业,电力、热力的生产和供应业以及其他行业;上游供应行业的间接碳排放是造成消费端排放的主体.从碳排放强度来看,生产视角下各行业碳排放强度差异性较大,电力、热力的生产和供应业的碳排放强度最大,为9.17 t/万元;消费视角下行业之间的碳排放强度差异性较小,均低于3 t/万元. 最后针对不同视角下分析结果的差异性提出了相应对策的侧重点.      

高校节能减排的潜力与效益实证研究

高校节能减排的潜力和效益非常可观。但是,要想达到预计的节能减排效益,高校必须建立和健全节能减排制度,加大节能技术和设施设备改造力度,引导师生采取有效的节能减排措施,加强对学生资源忧患意识和节约习惯的养成教育。