2005年中国燃煤大气砷排放清单

燃煤排放的砷是引起大气环境污染和经济损失的重要痕量元素之一.对燃煤大气砷排放进行估算可以为砷排放法规政策的制定和选择适宜的燃煤砷污染控制技术提供依据.采用基于燃料消耗的排放因子法,按照经济部门、燃烧方式和除尘设施将燃煤排放源进行分类,根据各省区不同排放类型的煤炭消耗量和燃煤平均砷含量,建立了2005年中国燃煤大气砷排放清单. 2005年中国燃煤生产和消耗量分别为2 119.8和2 099.8 Mt.燃煤导致的大气砷排放总量估算约为1 564.4 t,其中排放量最大的省区是山东（144.4 t）,其次是湖南（141.1 t）、河北（108.5 t）、河南（77.7 t）、江苏（77.0 t）等,燃煤大气砷排放主要集中在中东部省区;绝大部分燃煤大气砷排放来自工业（818.8 t）和电力部门（303.4 t）,分别占燃煤大气砷排放总量的52.3%和19.4%;2005年中国燃煤排放的砷大约有375.5 t是以气态形式排放到大气中,占排放总量的24%.总体上,在全国范围内燃煤大气砷污染排放控制的重点是电力和工业部门;而对于新疆、甘肃、青海、贵州等地区,还应关注生活消费燃煤引起的砷中毒事件.     

欧盟甲烷减排战略对我国碳中和的启示

欧盟于2020年10月出台了《欧盟甲烷减排战略》,以支撑其中长期温室气体减排目标。该战略共提出了五个领域的24个行动方案。欧盟将油气行业作为重点,设置了两个强制性的政策来完善能源部门的温室气体监测、报告和核查制度,并禁止天然气放空和燃烧。农业领域以加强全生命周期甲烷排放核算、减排技术等方面研究,编制最佳减排实践和技术清单为主要措施。在废弃物管理领域,欧盟将主要修订废弃物管理方面的立法和废水处理标准并加强监管。全球层面,欧盟提出希望联合包括中国在内的主要油气进口国家,推动建立全球性的监测、报告和核查标准,分享其甲烷超级排放源探测的卫星数据等措施。我国提出2060碳中和愿景后,下一阶段温室气体减排将会从能源相关二氧化碳减排为主扩展到全部温室气体减排。建议我国和欧盟在甲烷减排方面开展广泛合作,借鉴欧盟的经验,尽快制定我国甲烷减排近期、中期、远期目标和行动计划,推广甲烷减排技术,加强科学研究和技术研发,探索在国家碳市场交易体系中纳入甲烷等非二氧化碳气体的时机和方案,鼓励大型能源企业加入国际甲烷减排倡议以提高能力,逐步完善我国甲烷减排相关政策和制度环境,打造我国在低碳领域的经济和技术竞争力。     

中国碳达峰路径的Meta回归分析

尽早实现碳达峰、碳中和是中国推动经济社会全面绿色低碳转型的内在需求,开展碳达峰路径研究对中国合理制定2030年碳达峰目标和措施具有重大现实意义.该文筛选发表于2015—2020年间的18篇文献,采用Meta回归分析方法研究中国碳达峰路径及主要影响因素.结果表明:①多数文献预测中国将于2030年或2030年前实现碳达峰,平均预测峰值水平约10.9 Gt CO₂;碳达峰时煤炭占比平均值为51.9%,非化石能源占比平均值为22.4%,经济年增长率平均值为5.4%,碳排放强度下降率平均值为54.0%.②该文筛选的样本对碳达峰路径预测结果与中国2030年前碳达峰目标一致,文献发表时间越晚预测的达峰时间越早且峰值越高.③除碳达峰时碳排放强度下降率（peakCEI）外,其余变量均对碳达峰峰值具有显著性;除文献类型（PTY）、影响因子（IF）、碳达峰时煤炭占比分类（yblcoal）、碳达峰时非化石能源占比（pnf）外,其余变量均对碳达峰时间具有显著性.未来中国应从基于成本效益的最优达峰路径、完善温室气体清单核算方法、大力推动清洁能源技术进步、提高经济发展质量等方面开展深入研究.      

CO2收集封存战略及其对我国远期减缓CO2排放的潜在作用

碳收集封存(CCS)已被广泛地认为是一种潜在的、可供选择的CO₂减排方案,以稳定大气中CO₂浓度、减缓气候变化.本文介绍了CCS的3大环节：碳的捕获、运输与储存,对不同捕获技术及其技术经济参数进行分析评价,介绍了不同碳地质储存的机理、潜力与成本, 以及CCS的应用对全球减缓碳排放的作用.更新中国MARKAL模型,加入各种可能的CCS技术,特别是考虑CCS的煤间接液化以及多联产技术,以同时考虑石油安全与CO₂减排.通过设置不同的情景,应用中国MARKAL模型研究了CCS对我国远期（到2050年）减缓CO₂排放的潜在作用,结果表明,CCS技术的应用不仅可能减少我国的碳排放,降低边际碳减排成本（碳减排率50%时,下降率达45%）,减轻高减排率时对核电的高度依赖,还可能使我国更长时间地清洁利用煤炭资源（在C70情景下,2050年煤在一次能源消费中的比例可从10%增到30%）.我国应重视对CCS技术的研发以及示范项目的建设.     

2005年度中国燃煤大气硒排放清单

采用基于燃料消耗的排放因子法,按照经济部门、燃料类型、燃烧方式和除尘设施等将排放源进行分类,根据各省、市、自治区不同排放源类型的煤炭消耗量及其平均硒含量,建立了2005年中国燃煤大气硒排放清单.结果表明,2005年中国燃煤大气硒排放总量为1331.14t,排放量从大到小依次为山东(175.90t)、河北(111.79t)、河南(105.36t)、江苏(97.32t)、山西(84.66t)等,说明硒排放主要集中在中东部地区.大部分排放来自工业(576.60t)和电力(543.82t)部门,分别占排放总量的43.32%和40.85%,原煤燃烧排放占燃煤大气硒排放总量的90.07%.     

《火电厂大气污染物排放标准》实施对燃煤电厂大气汞减排的影响

为评估GB 13223─2011《火电厂大气污染物排放标准》实施对燃煤电厂大气Hg(汞)减排的影响,采用“自下而上”排放因子法,对燃煤电厂大气Hg排放量进行了估算,通过设计不同发展情景,对排放标准实施条件下我国燃煤电厂大气Hg减排量(不含港澳台地区数据,下同)进行了预测. 结果表明:不同能耗情景下,预计2015年燃煤电厂的煤炭消费量为18.5×108~20.3×108 t,2020年煤炭消费量可达19.7×108~22.5×108 t;GB 13223─2011实施后,大气污染控制设施包括ESP(静电除尘器)、FF(袋式除尘器)、WFGD(湿法脱硫)和SCR(选择性催化还原脱硝)的应用比例亟需提高,控制设施面临提效改造,主要控制技术组合SCR+ESP+WFGD在2015年和2020年的应用比例将达到40%、75%;改造后技术组合FF+WFGD、ESP+WFGD、SCR+ESP+WFGD可分别实现90%、85%、80%的脱Hg效率. 由此可为我国燃煤电厂大气Hg排放带来巨大的协同减排潜力,与2010年约119 t的排放水平相比,2015年和2020年在低能耗情景下,我国燃煤电厂大气Hg减排幅度可分别高达38%和39%. 为进一步提高燃煤电厂大气的Hg减排量,建议逐步推广应用活性炭喷射(ACI)等技术.      

中国燃煤部门大气汞排放协同控制效果评估及未来预测

汞污染已成为一个全球性的环境问题,我国是世界上大气汞排放量最大的国家,在批准《关于汞的水俣公约》之后,我国的汞污染控制面临严峻的挑战.燃煤部门是我国大气汞排放的第一大部门,也是履约的重点部门.本研究建立了我国燃煤部门2010年和2012年的大气汞排放清单,评估了"大气污染防治行动计划"("大气十条")对燃煤部门大气汞排放的协同控制效果.同时,使用情景分析法,对2020年和2030年燃煤部门的大气汞排放进行了预测,分析了未来不同控制措施的减排效果.结果表明,2010年中国燃煤电厂、燃煤工业锅炉和民用燃煤炉灶的大气汞排放量的最佳估计值分别为100.0、72.5和18.0 t."大气十条"的实施可使我国燃煤部门到2017年比2012年减少92.5 t的大气汞排放.能源结构的调整、洗煤比例的提高和除尘设备的升级改造对于大气汞的减排效果最显著.在最佳估计情景下,2020年和2030年燃煤部门大气汞排放量分别为128.5和80.0 t,与2010年相比分别降低了33%和58%;在最严格控制情景下,2020年和2030年燃煤部门大气汞的排放量分别为103.2和50.9 t,相较2010年分别下降了46%和73%.     

中国建筑部门二氧化碳减排技术及成本研究

由于中国正处于高速城市建设阶段,建筑部门能耗超出国家全社会能耗的1/5。随着"双碳"目标的提出,将鼓励更多的节能技术和促进建筑部门碳减排政策。基于此,通过评估建筑部门在碳达峰年前后的建筑存量,筛选关键减排技术,对比分析了不同减排技术的应用对建筑部门的经济效益和减排潜力的影响情况。结果显示:2025,2030,2035年,中国建筑存量将分别达到763亿,817亿,857亿m2。筛选出的26项建筑部门关键减排技术应用将在2025,2030,2035年带来4.62亿,4.74亿和4.68亿t CO₂减排潜力,年度平均碳减排成本为1604元/t,年度总减排成本为2960.2亿,3353.4亿,2685.6亿元。4个建筑子部门中,在建筑碳排放达峰前（2020年和2025年）、后（2030年和2035年）CO₂减排潜力最大的子部门由北方城镇供暖转变为农村居住建筑。各项减排技术在边际减排成本（MAC）曲线上的分布较为分散,即各子部门可通过比选各项技术特征推广有效的减排技术。因此,绘制预测年建筑部门减排技术的MAC曲线,能够为建筑行业碳达峰期间筛选经济高效的减排技术提供思路。     

2005年中国燃煤大气锑排放清单

采用基于燃料消耗的排放因子法,按照经济部门(电力、工业、生活消费及其他)、燃料类型(原煤、洗煤、焦炭、型煤)、燃烧方式(层燃炉、煤粉炉、流化床锅炉等)和除尘脱硫设施(机械式除尘器、湿式除尘器、电除尘器、袋式除尘器等)等将燃煤排放源进行分类,根据各省、市、自治区不同排放源类型的煤炭消耗量及平均锑含量,建立了2005年中国燃煤大气锑排放清单.结果表明,2005年中国燃煤导致的大气锑排放总量约为530.86t,排放量超过30t的省份依次为贵州(49.28t)、湖南(45.96t)、河北(37.36t)、山东(35.12t)、安徽(30.92t),表明中国燃煤大气锑排放主要集中在中东部地区.大部分排放来自工业和电力部门,分别占排放总量的47.2%和39.9%.     

煤焦化生产过程甲烷排放初步研究

本研究选取山西省具有代表性的焦化厂,通过在废气排放烟囱上采集燃烧室废气和装煤/出焦废气,初步研究了煤焦化过程甲烷排放特征。结果显示燃烧室废气中CH4占∑(CH4+NMHC)的比例远高于装煤和出焦废气。基于EPA AP-42排放因子的计算方法,煤焦化三个工段的CH4排放因子为228.5±56.1g/t。结合中国机械炼焦炉焦炭产量,2004年中国机械炼焦CH4排放为0.03Tg/a,占中国总CH4排放的0.1%,可能是山西省除煤炭开采外的重要甲烷排放源,该值还需再进一步的工作中完善和验证。     

燃煤电厂污染减排成本有效性分析及超低排放政策讨论

中国的空气污染与以煤为主的能源结构关系密切.燃煤电厂是中国煤炭消费量最大且大气污染物排放量最大的部门,因此,也必然成为污染物排放控制的主要对象.针对最近公布的电厂超低排放政策,本文采用成本有效性评估方法对燃煤电厂污染物减排进行了分析,研究结果表明：全面进行超低排放改造以实现污染物减排的成本高昂,其中,燃煤电厂超低排放改造的脱硫、脱硝、除尘的单位减排成本分别为：4.46万元/t,2.35万元/t,0.43万元/t.现有燃煤电厂实施超低排放的行业成本较高;鉴于其他燃煤部门技术水平相对落后、排放标准宽松,现阶段是否首先针对燃煤电厂全面实施超低排放改造需要更为全面的环境经济评估.基于本文的分析,以度电成本为衡量指标将会误导超低排放改造的减排路径选择.研究结论表明：燃煤电厂行业最低成本超低排放改造,应从规模较小、煤质水平较差的机组开始.     

满足重型柴油机超低排放法规的后处理技术现状与展望

柴油机排放污染物控制是全球应对大气环境恶化问题的重要解决方案之一。美国加利福尼亚州在2019年率先发布了针对超低排放要求的白皮书,建议将重型柴油机的NO_x排放继续降低90%,即最低达到0.027 g/（kW·h）。针对未来超低排放法规的技术要求,全球相关机构开展了大量的研发和试验工作,有效推动了排放控制技术的升级。从发动机后处理零部件的角度,总结了国内外相关文献及研究成果,提出发动机和后处理技术需联动升级,在加强发动机热管理的同时,降低原机NO_x排放。重点介绍了潜在的后处理技术解决方案,如NO_x吸附脱附技术和紧耦合SCR技术等控制低温NO_x排放的关键技术,灰分管理和PN控制相关的DPF控制技术,以及电加热催化器和燃烧器等可能应用于后处理系统的热管理技术,并对相关技术的优劣势进行了分析。     

京津穗煤炭消费总量控制对南京的启示研究

煤炭消费总量控制是改善城市环境空气质量的重要手段。目前,北京、天津、广州等国内大城市已经开始实施煤炭消费总量控制,北京、广州提出了煤炭消费总量净减少目标,天津提出了近期（2015）适量增长,远期（2020）零增长的目标。该文归纳分析了北京、天津、广州等城市煤炭消费总量控制的做法,总结了3点主要经验：一是制定明确的控制目标,二是确保足够的替代能源供应,三是明确控煤重点领域。2014年第二届南京青年奥林匹克运动会举办在即,南京煤炭消费总量大,燃煤污染较严重,应积极学习先进城市经验,削存量、抑增量,控制煤炭消费总量。     

Market opportunities for coal gasification in China

Coal gasification is a technology that has been around for 200 yr. With the recent technology advances in the past 20 yr, it has become an option for the clean production of power and other energy forms. China will continue to be the largest user of coal in the world. Coal is the source of energy in almost every area of everyday life in China. This paper is an overview of the prospects of coal gasification in China. It discusses the opening of Chinese markets to more private sector participation. In particular the paper focuses on the energy sector and coal as the both an economic development variable and a factor in climate change. Clean coal technologies can be apart of the production cycle in China and hence can impact the Chinese economy in a positive manner as well as lower the current high levels of atmospheric pollution. Proven integrated gasification combined cycle (IGCC) technologies in new production methods and applications can provide China with its rising energy needs and reduce the SOX, NOX and particulates in the atmosphere. The results of IGCC can support the Chinese economy as it moves into the future.     

我国西南四省(区)大气煤基PAHs排放系统动力学分析

由于未来相当长时期内煤炭在我国的主体能源地位不会改变,全国许多地区均可能面临持续的大气煤基PAHs污染.为此,本文选取PAHs污染相对严重但缺乏足够关注的广西、四川、贵州与云南4个西南省份作为研究对象,基于煤基PAHs排放、能源消耗与经济发展之间的相互作用关系,利用系统动力学方法构建了一套综合评估模型,并将其应用于分析不同情景下西南四省(区)煤基PAHs排放的动态变化.结果表明,在维持情景下,未来10年煤基PAHs排放相对增长率的省份次序为:广西(44.54%)贵州(29.44%)云南(26.37%)四川(-2.19%).经过产业与能耗结构的调整,四川和云南在规划情景下的相对增长率分别比维持情景减少了27.17%和20.88%,这两个省的减排效果最大.同样的情况,贵州与广西仅分别减少了7.32%和5.52%,仍保持较快的增长趋势.要实现煤基PAHs的有效减排,各省份需实施有针对性的调控政策.云南应同时考虑工业源与生活源控制政策,四川应减少工业源排放量,广西和贵州应在进一步优化产业与能耗结构的基础上分别采取工业源和生活源控制政策.总体而言,系统动力学方法适用于分析非常规大气污染物的复杂动态变化,可为当地政府提供科学调控区域经济-能源结构-环境质量之间发展关系的政策参考.     

我国燃煤电厂大气汞控制技术综合评估与对策探讨

采用模糊综合评价法与层次分析法或专家判定法相结合,对我国燃煤电厂非常规污染物大气汞控制技术进行了综合评估,以筛选出最佳控制技术.建立了环境、经济和技术为一级指标的三层指标体系,共22个评价指标;初步筛选出洗选煤+烟气净化协同脱除技术、烟气净化协同脱除技术、烟气净化协同脱除技术+活性炭吸附技术等七项技术及技术组合并对其开展评估.结果表明:强调环境因素的层次分析法综合评估结果表明,超低排放协同脱除技术+活性炭吸附技术得分最高（0.797 0）,为最佳控制技术.而专家判定法与强调经济因素的层次分析法的综合评估结果一致,洗选煤+烟气净化协同脱除技术最具经济优势,是专家认可的最佳可用技术（BAT）和最佳环境实践（BEP）.研究显示,我国现阶段可采用洗选煤+超低排放协同脱除技术对燃煤电厂的大气汞污染进行控制,但为达到发达国家的严格排放标准,必须采用超低排放协同脱除技术+活性炭吸附技术.      

全生命周期下中国煤炭资源能源碳排放效率评价

基于生命周期法(LCA)构建了煤炭资源在开发、转换、利用阶段的碳排放估算模型,采用动态网络SBM模型测算了2007~2019年中国25个省(自治区、直辖市)煤炭资源的综合能源碳排放效率、时期能源碳排放效率与阶段能源碳排放效率.结果表明:我国煤炭资源综合能源碳排放效率水平呈“U”字型分布,东部最高、西部次之、中部最低.煤炭资源能源碳排放效率水平存在较大的提升空间,2007~2019年综合能源碳排放效率均值仅为0.4726;我国煤炭资源时期能源碳排放效率区域间差异显著,效率水平较高的地区主要集中在华东与中南地区;从阶段能源碳排放效率分析可以发现仅北京、江苏、青海三省阶段1与阶段3的能源碳排放效率处于有效水平,其余省(自治区、直辖市)及其他阶段均存在效率损失,尤其阶段2效率损失严重.研究期内阶段3的能源碳排放效率整体呈“类峰峦状”的波动上升趋势;DNSBM和NSBM两种模型测算的能源碳排放效率对比发现,NSBM模型会低估煤炭资源综合能源碳排放效率水平.     

MARKAL模型在上海市能源结构调整与大气污染物排放中的应用

采用MARKAL（市场分配）模型研究了上海能源系统对能源结构调整政策的响应，情景中包括提高能源效率，供应侧的能源结构调整和终端能源消费结构调整等。结果显示，提高能源效率，实施能源结构调整后，2005年全市SO2和PM10排放量将较基础情景减少18.0万t和2.8万t，CO2排放量减少2300万t。但要进一步降低SO2排放量，使之达到“两控区”二氧化硫控制指标，主要潜力将取决于末端处理。     

中国水泥行业二氧化碳减排技术及成本研究

为降低水泥行业碳减排成本,确定最优碳减排技术路径,研究基于经济-能源模型,核算中国水泥行业最新碳减排技术的边际减排成本,使用情景分析方法,研究了与未实施减排技术相比,2020年17项技术的碳减排潜力,并将其作为基准情景,和2025,2030,2035年3个未来情景的碳减排潜力作比较,从而得出不同情景下的边际减排成本曲线。结果表明:1）2020年我国水泥行业17项减排技术的平均减排成本为124元/tCO₂,2020年实现总减排量3043万t,总减排成本为10.3亿元;在保持技术水平和排放水平不变的情况下,2035年17项减排技术可实现总减排量21307万t,总减排成本为103.4亿元。2）在各项减排技术中,集成模块化窑衬节能技术与水泥熟料烧成系统优化技术,具有较高减排潜力和较低减排成本,适合广泛推广;CO₂捕集利用与封存（CCUS）技术虽具有较高减排成本,但是未来减排潜力较大,应给予重视。3）技术普及率与熟料产量是决定减排潜力的重要因素,因此未来水泥行业应注重节能减排政策技术推广与产业结构调整,可进一步实现减排目标。     

上海大气环境的二氧化硫削减战略研究

从上海环境保护总目标和国家实施污染排放总量控制要求的角度,分析了上海在未来发展中对能源的需求和由此所可能带来的大气环境问题。提出了要从根本上提高大气环境质量,必须实施二氧化硫削减的战略,其中包括加快能源结构的调整和改善,实施燃煤脱硫和工业合理布局相结合的重大措施,采取法律、政策、行政和经济手段,对本市二氧化硫污染进行严格地控制,力争到2010年大气环境质量得到根本改善。