速生草本植物替代化石能源降碳除霾技术研究

该研究对皇竹草、甜象草、凤眼莲、芦苇的年生物量、有机碳含量、年热能产量进行了分析。结果表明:1)4种速生草本植物均能在单位时间和单位面积范围内获得最大生物量,甜象草生物总量可高达412.48 t/hm2。2)4种草本植物的平均有机碳含量可达49.2%,近似于2t速生草本植物可抵1t无烟煤释放的能量。3)4种植物的年平均热能产量为8.65×109kJ/hm2,相当于295.76t的标准煤,核算出1亿hm2的种植面积,每年可获得380亿~400亿t生物质,制备成固态、液态与气态的能源产品,替代化石能源,实现大气温室气体负增长;降碳除霾;解决能源和相关环境问题。     

中国化石能源以生物质能源替代的潜力及环境效应研究

基于1953~2007年间的统计数据,根据消耗能值相等的原则,计算了中国化石能源能值消耗量及农作物残余物可替代能值量.结果表明,建国初期,化石能源资产消耗的能值量基本可以用农作物残余物来替代;随着化石能源消耗量的与日俱增,化石能源能值消耗与农作物残余物可补偿能值之间的差距越来越大,2007年,我国农作物残余物可替代能值量仅为化石能源能值消耗量的10.35%.对生物质能替代可减少的环境价值损失估算可知:1990~2007年,由于生物质能替代可以减少因煤炭开采造成的环境治理费用773.91亿元;减少因能源消费而造成的环境污染价值损失11311.76亿元,其中由于减少SO2排放而减少的环境经济损失量占环境污染经济损失量的56.93%,减少NOx和灰分排放分别占环境污染经济损失量的33.13%和9.94%.     

中国实现碳减排双控目标的可行性及最优路径——能源结构优化的视角

基于能源结构优化视角对中国实现碳强度和碳峰值"双控"目标的可行性及最优路径进行分析.首先构建马尔科夫链和多目标优化模型，分别从自然演进、政策约束和成本约束角度预测能源消费结构；其次，将3种能源消费结构情景与3种经济发展情景结合，共得到9种综合情景下碳强度和碳峰值预测结果，判定各情景实现"双控"目标的可行性；最后，采用多属性决策模型分析"双控"目标的最优路径.结果表明，9种情景下，中国均可实现2020年和2030年的碳强度目标；然而，并非所有情景都能实现2030年碳排放达峰目标，经济发展速度与实现碳排放达峰目标的难易程度成反比.经济中速发展及减排政策约束下的能源结构调整情景是实现"双控"目标的最优路径，减排政策是"双控"目标顺利实现的关键所在.     

面向碳达峰与碳中和目标的中国能源转型路径研究

面对日益严峻的气候变化问题,我国提出了碳达蜂与碳中和的重大战略目标(以下简称双碳目标).该日标对我国能源发展提出了更高要求,亟须探索以双碳目标为导向的我国能源转型发展路径.本义阐述了双碳日标下能源转型的重要意义,提出能源转型是实现双碳日标的关键手段,能为未来能源安全稳定供给提供保障.但我国的双碳目标...     

中国实现碳中和远景目标的市场化减排机制研究

本研究结合中国努力争取2060年前实现碳中和的远景目标,阐述碳中和目标对中国推进碳减排、推动能源与产业变革以及构建全球可持续治理体系的重要意义.研究认为外部性理论表明碳排放带来外部不经济引起市场失灵,庇古和科斯理论分别通过补贴(或税收)与产权交易实现外部性内部化.我国的碳排放权交易制度正从试点地区逐步走向重点行业开展的...     

机器学习加速能源环境催化材料的创新研究

“双碳”背景下,加快研发高效的能源与环境催化材料有助于推进能源清洁利用和环境污染治理。传统催化材料研发模式主要依赖实验试错方法,难以满足能源与环境领域对高效催化材料的研发需求。快速发展的机器学习等数据科学技术为催化材料研发带来范式变革的契机。基于机器学习、实验数据和计算数据的有机结合,可对催化材料进行快速筛选,突破传统试错法的局限性,有利于解决催化剂研发效率低、成本高等难题。本文从催化材料的位点预测、配方筛选、构型设计以及反应路径优化等角度讨论了机器学习方法加快能源与环境催化材料创新的研究进展,分析了不同训练数据获取途径对应的机器学习方法构建及其在催化材料开发中的应用,展望了机器学习加快催化材料研究方法创新的发展趋势,以期为促进其在能源与环境领域的应用提供启示。     

化石燃料微生物脱硫的研究进展

生物脱硫技术在能源工业和环境保护方面显示出很大的潜力。本文介绍了生物脱硫技术发展的现状 ,包括脱硫菌种及脱硫酶的研究 ,生物催化剂性能的改善 ,生物脱硫的工艺流程等等。并对生物脱硫技术的应用前景及存在的问题提出了看法。     

Fossil Fuel Biomarkers in Sewage Sludges: Environmental Significance

 Fossil fuel biomarkers, or "molecular fossils," are specific organic substances found in coals, petroleums, and sedimentary rocks. They are formed during millions of years of sedimentary burial by geochemical alteration of biological molecules, such as cholesterol, under the effect of biodegradation, temperature, pressure, and mineral catalysis, to produce geochemically mature molecules, for example, aromatic steroids (Fig. 1). Since fossil fuel biomarkers have a very specific molecular structure betraying fossil fuel sources, such markers should be useful in assessing the fossil fuel contamination of various modern media such as soils, plants, waters, and modern sediments. Here the identification of fossil fuel biomarkers of high geothermal maturity in sewage sludges provides evidence of the contamination of sludges by petroleum products. The most likely sources of contamination are contaminated vegetal food, road dust, and soil particles carried by rain water. Received: 18 January 1999 / Accepted in revised form: 19 May 1999     

Methane Ice Worms: Hesiocaeca methanicola Colonizing Fossil Fuel Reserves

 During a research cruise in July 1997 in the Gulf of Mexico we discovered a gas hydrate approximately 1 m thick and over 2 m in diameter which had recently breached the sea floor at a depth of 540 m. The hydrate surface visible from the submarine was considerably greater than that of any other reported hydrate. Two distinct color bands of hydrate were present in the same mound, and the entire exposed surface of the hydrate was infested (2500 individuals/m²) with 2 to 4 cm-long worms, since described as a new species, Hesiocaeca methanicola, in the polychaete family Hesionidae (Desbruyères and Toulmond 1998). H. methanicola tissue stable isotope values are consistent with a chemoautotrophic food source. No evidence of chemoautotrophic symbionts was detected, but geochemical data support the presence of abundant free living bacteria on the hydrate. The activities of the polychaetes, grazing on the hydrate bacteria and supplying oxygen to their habitats, appears to contribute to the dissolution of hydrates in surface sediments. Received: 16 August 1999 / Accepted in revised form: 19 January 2000     

上海市化石燃料排放二氧化碳贡献量的研究

采用ORNL提出的化石燃料燃烧排放二氯化碳的计算方法研究了上海市1994～2005年二氯化碳的排放量。得出上海化石燃料排放的二氯化碳将由1994年的3299．7万t增加到2005年的4493．44万t。同时得出煤炭、石油、天然气排放的二氯化碳比重将分别由1994年的84．03％下降到2005年的72．04％，1994年的15．97％上升到2005年的18．35％、2000年的0.38％上升到2005年的4.1％。     

最佳单位上限解的研究

利用变分法和 Lagrange乘子法相结合 ,研究了塑性平面变形问题获得最佳单位上限解的分块模式对数螺线模式。     

上海典型燃烧源铅和汞大气排放趋势分析

上海百年来快速的城市化进程导致资源能源的大量消耗,并向城市环境中排放了大量有毒有害污染物.为探寻上海典型燃烧源重金属大气排放历史及趋势,基于上海化石燃料(煤炭和汽油)的历史消耗量及其大气铅(Pb)和汞(Hg)的排放因子,估算了上海主要燃煤部门(燃煤电厂、工业部门和居民生活)和机动车燃油大气Pb和Hg的历史排放量.结果表明,1949~2015年间大气Pb和Hg的燃煤排放量随时间推进均呈现先增长后下降趋势,即1949年解放后快速增长的煤炭消耗和较少的烟尘控制措施使其排放量出现急剧地波动式增长,至20世纪80~90年达到高峰,此后上海采取了各种减排和控制措施,使得目前三大燃煤源的大气Pb和Hg排放量出现大幅度下降.1980~2015年间上海大气Hg的燃煤排放比例一直占据主导地位(87.5%~99.7%).含铅汽油自1997年完全退出上海市场之后,燃煤排放替代其成为大气Pb的主要贡献源(78.2%~83.5%),然而自2005年起随着汽油消耗的急速增长,汽油燃烧排放又成为其主要贡献源(55.5%~79.1%).     

阜新市化石燃料燃烧源大气污染物排放源清单及特征分析

为了向阜新市化石燃料燃烧源大气环境管理工作提供排放清单的理论依据,通过对阜新市(5区、2县、2园区)环境统计数据的收集和实地调查,结合本地化大气排放因子,建立了2017年阜新市化石燃料燃烧源涵盖SO_2、NO_x、PM_(2. 5)、PM_(10)、挥发性有机物(VOCs)、CO、黑碳(BC)、有机碳(OC) 8类大气污染物的排放清单。利用Arc Gis 10. 2遥感技术,分析了大气污染物时空分配特征。研究结果表明:8类污染物排放量分别为11 915. 49、7 215. 33、3 607. 78、2 002. 96、4 594. 72、4 277. 05、384. 15、16. 62 t;各类污染物的贡献率以及区域空间分布特征均存在差异,但其在时间上表现出一致性(除PM_(2. 5)),即在时间上均表现出两个峰值,高峰分别出现在夏季的七、八月和冬季的十一月至一月;县区中彰武县污染物排放较多,市区中太平区污染物排放较多;火力发电和热力供应企业对阜新市大气污染贡献较大,应当重点管控。     

State-By-State Carbon Dioxide Emissions from Fossil Fuel Use in the United States 1960–2000

Time series of fossil fuel carbon emissions from 1960–2000 for each of the U.S. states and the District of Columbia are presented and discussed. Comparison of the nationally summarized results with other national datasets shows generally good agreement, usually within 2%, and gives insight into the quality of all the data series. Our extension of the state-by-state emissions estimates back to 1960 reveals patterns of change that are coherent across states and can be related to historic events such as energy crises and federal legislation. Most notable is the changing pattern of coal usage, as coal-producing states produce increasingly more energy (mostly for electricity) for other states so that per capita CO₂ emissions diverge for states that import as opposed to those that export electricity. The decline in carbon emissions from petroleum products following the 1970s is also evident. Per capita emissions range over an order of magnitude for the different states. The data suggest that differences in per capita emissions arise from differences in many technological, physical, resource, social, and economic factors. The data presented here and the few correlations briefly noted pose a challenge for trying to use per capita emissions as a measure of equity or to provide mitigation targets.     

兰州市化石燃料燃烧源排放VOCs的臭氧及二次有机气溶胶生成潜势

随着我国工业的快速发展和城市化进程的加快,化石燃料的大量使用造成了严重的二氧化硫、颗粒物和挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)等大气污染.目前,对化石燃料燃烧排放挥发性有机物环境影响的研究较少,本文计算了兰州市化石燃料燃烧源排放VOCs及其相应的臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(secondary organic aerosols formation potential,SOAFP),其中水泥制造业的OFP和SOAFP占比最大,分别为45. 3%、50. 9%;其次为砖瓦制造业,但其吨标煤燃烧排放VOCs的OFP和SOAFP值最高,折为吨标煤后天然气燃烧产生VOCs的O_3和SOA最小.兰州市主城区化石燃料燃烧源OFP和SOAFP主要为电力和热力的生产供应以及西固区工业企业排放VOCs的贡献,其它地区为水泥制造业、砖瓦制造业、钢铁冶炼业等高能耗的行业的贡献为主.芳香烃是化石燃料燃烧源排放VOCs中对OFP和SOAFP均贡献最大的一类物质,占比分别为40. 0%和67. 2%,并且在生成潜势贡献前10的物种中芳香烃为主要物种.与生物质燃烧源相比,化石燃料燃烧源具有较强的O_3和SOA生成能力(2. 58 t·t~(-1)和3. 16 kg·t~(-1)).     

中温厌氧工艺合理温度上限的实验研究

介绍了用UASB对厌氧中温工艺的最高适宜温度进行的试验研究。试验用配制的酒精废水为处理基质 ,厌氧颗粒污泥作为菌种 ,进水CODcr为 5 0 0 0mg/L ,水力停留时间为 2 4h ,有效容积负荷为 5kgCODcr/m3 ·d。实验结果表明 ,中温厌氧工艺能稳定运行的最高运行温度上限为 4 2℃。