钢铁行业节能技术潜力与成本分析——以长三角地区为例

钢铁行业是能源消耗和碳排放的重点行业,节能减排是钢铁行业绿色低碳转型发展的有效途径,节能技术是钢铁行业提高能源效率、降低碳排放和减少空气污染的关键。运用节能供给曲线方法对长三角地区钢铁行业技术节能成本进行评价,并对2030年长三角地区钢铁行业技术节能潜力进行评估。结果表明：钢铁行业28项技术在2030年预计为长三角地区累计节能875.74 PJ,约为2020年长三角地区钢铁行业总能耗的34%;考虑不同收益项时的技术节能成本存在差异,当不考虑任何收益时技术的节能成本最高,当将协同效益纳入考虑后,技术的节能成本降到较低水平;贴现率、温室气体或污染物交易价格等因素会对技术的节能成本产生影响,贴现率越高意味着资金成本越高,技术的节能成本也相应越高;温室气体或污染物价格上升会增加技术节能的收益,从而降低技术的节能成本。     

中国电力行业硫、氮、碳协同减排的环境经济路径分析

从电力行业“十一五”期间节能减排工作及其成效来看,现行的以末端治理为主的减排措施很难实现电力行业大气污染物和温室气体的协同减排.本研究构建了大气污染物协同减排当量(APeq)指标,并在此基础上对电力行业技术减排措施和结构减排措施进行成本-效果评价和敏感性分析.结果表明,末端治理措施在削减某一特定污染物的同时,由于耗能增加可导致其它污染物的排放上升;以节能为主的技术减排措施、前端和生产过程控制措施,以及以新发电技术替代为主的结构减排措施可以实现SO2、NOx和CO2的协同减排,且减排潜力较大.此外,本文还在单位(边际)污染减排成本核算与污染减排潜力估算的基础上,绘制出适合中国电力行业的SO2、NOx、CO2和APeq减排路径图,以协助决策者制定适宜的减排规划方案.     

基于LEAP模型的厦门交通能耗及大气污染物排放分析

交通部门能源消耗和污染物排放的比例较大,增长迅速,因此研究交通部门的节能减排措施显得尤为迫切。文章以厦门市城市交通部门为例,基于LEAP模型构建Xiamen-2008Tra交通模型,研究从基准年2008年到2030年的能源消费量以及CO2、SO2、NOx和PM10的排放量,评估各种节能减排措施的效果。模型设定了基准情景和最佳情景,前者作为参考情景假设政府没有采取任何措施来抑制交通部门能源增长,后者作为最乐观情景包括私家车控制、燃料经济性调整、新能源车推广、燃料税和生物燃料推广五个节能减排子情景。研究结果表明:2030年最佳情景要比基准情景节能36.08%,CO2、SO2、NOx和PM10的排放量分别减少40.46%、47.06%、32.07%和44.91%;在各种节能减排措施中,私家车控制措施节能减排效果最好。     

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。     

中国钢铁行业大气污染与温室气体协同控制路径研究

随着我国温室气体减排形势的日益严峻,以及大气污染物减排工作的日益深化,寻求能够同时削减温室气体和局地空气污染物的减排措施成为重要的研究方向。过去的减排工作经验教训表明,单一的末端治理措施难以实现多污染物控制目标。文章以我国钢铁行业为例,在协同控制理念指导下,构造大气污染物协同减排当量指标APeq评价某项技术措施对SO2、NOX和CO2的综合减排效果,并针对APeq、SO2、NOX、CO2,基于单位(边际)污染物减排成本和减排潜力估算,讨论协同控制分析方法和技术措施减排路径。结果表明,相比末端控制技术,前端和过程控制技术可实现3种污染物协同减排,因而单位(边际)污染物减排成本较低,优先度排序靠前,而末端治理措施缺乏协同性,单位(边际)污染物减排成本较高,优先度排序靠后。仅靠前端和过程控制措施,NOX减排目标能够实现,而SO2、CO2和APeq减排目标则难以实现,尚须实施部分成本较高的末端控制措施,或借助结构调整和规模控制手段。     

半岛型城市PM2.5多情景数值模拟研究

烟台是中国最东部半岛型城市之一,研究应用WRF-CMAQ空气质量模拟系统和排放清单技术,建立以PM2.5质量改善为核心的一次污染物质减排情景和PM2.5浓度下降之间的定量对应关系.分析结果表明,若烟台2020年实现空气质量达标,SO2、NOx、一次PM2.5分别需消减30%、30%和40%以上;一次PM2.5减排控制对PM2.5浓度下降的贡献,是SO2和NOx等常规污染物减排控制效益的8倍左右;如果仅依靠消减SO2和NOx等常规污染物,无法实现PM2.5浓度的大幅度下降.     

武汉市2020年机动车常规污染物排放预测及减排潜力分析研究

采用情景分析方法预测武汉市"十三五"期间不同情景下机动车保有量和主要污染物(NOx、CO、VOCs、PM10和PM2.5)排放量,同时进行减排潜力的初步核算.结果表明:在不淘汰黄标及老旧车辆的情况下,预计2020年武汉市机动车保有量将增长至352.5万辆,机动车排放NOx、CO、VOCs、PM10和PM2.5约为6.6万吨、13.5万吨、4.0万吨、0.2万吨和0.2万吨."十三五"期间采取结构减排、工程减排及管理减排方案措施后,2020年机动车排放NOx、VOCs、CO、PM10和PM2.5可在2015年的排放基础上分别减排0.51%、43.17%、40.74%、38.99%和38.45%.     

CDM项目大气污染物减排的协同效应研究

为了CDM项目的优化开发和大气污染物的协同控制,就国内CDM项目的污染物减排协同效应进行了分析.在统计其项目年减排量、总投资额以及协同减排系数的基础上,按不同项目类型(零排放的可再生能源、生物质、甲烷废气回收、燃料替代、煤层气回收、水泥原料替代、N2O分解消除以及节能和提高能效)和不同项目所在地(华中、华东、海南、华北、东北、西北以及华南)分析了项目的SO2、NOx和PM2.5协同减排量和投资减排收益.燃料替代、煤层气回收、节能提高能效类项目的投资减排收益高,华中和华东地区的生物质能源项目收益较高,而风电、水电类项目收益较低.     

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。     

不同排污收费情景下的发电企业减排模型研究

考虑未来多种污染物排污收费情景及区域电力需求的固有随机特性,建立了2阶段电源规划优化模型,分析了不同排污收费情景、不同电力需求水平下的区域电力结构变化以及污染物和CO2减排策略.在同时征收SO2排污费和CO2排放费的情景(情景3)下,清洁能源发电在发电系统中的比重增加,以煤电为主的火电比重下降;系统减排CO2 8.438′106t,同时协同减排SO2 5202t、NOx 7854t、颗粒物17.42t,但系统费用会显著增加.在同时征收SO2、NOx排污费和CO2排放费的情景下,系统减排SO2 8515t、NOx 13878t、颗粒物23.52t、CO2 12.988′106t,同时系统费用也会进一步增加.在目前征收SO2排污费的基础上征收CO2排放费或同时征收NOx排放费和CO2排放费,可以提高清洁发电方式在发电系统中的比重,降低SO2、NOx和CO2的排放量.     

兰州市道路移动源排放清单及防控政策减排核算

为了解兰州市机动车污染物排放特征及本地防控措施的减排效果,基于排放系数法和ArcGIS技术,建立了兰州市2017年1 kmx1 km高分辨率道路移动源排放清单.结果表明,兰州市2017年道路移动源CO、NOx、SO2、NH3、VOCs、PM2.5和PM10的排放总量分别为5.01×104、1.95×104、4.97×1...     

不确定条件下碳税政策对北京市能源环境系统影响研究

在考虑碳税政策情景下,构建了北京市能源环境系统规划模型,分析了碳税政策对北京市能源环境系统的影响.结果表明,到2020年北京市煤炭的用量将压减到[921.7, 1000]万t标准煤;相反,天然气和电力的使用量将分别增加到[2000.7, 2089.3]万t标准煤和[1950.3, 2183.8]万t标准煤;此外,本研究还分析了碳税政策对CO2及大气污染物(SO2、NOx和PM10)的排放变化情况.到2020年碳税情境下的结果较无碳税情境下的相比, CO2的减排比例达到[9.0, 11]%, SO2、NOx和PM10的协同减排比例分别达到[9.0, 11]%,[19, 31]%和[19, 20]%.     

中国水泥工业节能减排效果分析及对策研究

根据水泥工业大气污染物排放的数学模型;测算2005年-2011年中国水泥工业二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NO2)、二氧化硫(SO2)、颗粒物(PM)和氟化物(F)等污染物排放量,分析节能减排的效果并提出解决问题的对策。结果表明:水泥工业CO2排放量逐年增长,并且与水泥产量和单位产品综合能耗呈线性关系;原料煅烧和能源利用过程CO2排放量分别占56%和44%;单位水泥产品CO2排放强度由0.68 t·t-1下降到0.58 t·t-1,相当于每年节约标准煤682×104t、减少CO2排放共计1.03×108t。NO2排放量分别是SO2、PM、F的4、7、160倍。发展新型干法技术、建设烟气脱硝装置、协同处置固体废物是水泥工业未来节能减排的发展方向。     

南京青奥期间污染减排对空气质量影响研究

为评估污染减排对南京青奥期间空气质量影响,利用排放系数法估算减排量,利用敏感系数分析管控措施有效性.结果表明:经过8月份的强力减排,SO2、NO2、PM2.5、PM10、CO与VOCs减排量分别为3438、4402、3177、7249、15890与4052 t,减排比例分别为-29%、-25%、-45%、-65%、-26%、-22%;环境空气中SO2、NO2、PM2.5、PM10、CO与O3浓度环比7月分别下降了-18.8%、-15.0%、-37.0%、-35.4%、-7.1%与-50.4%;敏感系数排序为:O3>PM2.5>SO2>NO2>PM10>CO,除了O3外,其余污染物浓度下降比例小于减排比例,说明要取得一定空气质量改善,需要付出更多的减排努力.     

中国钢铁行业CO2减排技术及成本研究

钢铁行业是我国主要的能源消费及CO₂排放行业,推动钢铁行业低碳绿色发展已成为实现我国碳达峰、碳中和的重要环节。为此,研究围绕能源结构调整、工艺结构优化、节能减排技术推广和CCUS技术应用4方面,通过设置基础情景、稳定发展情景和强化减排情景3类情景,利用边际减排成本曲线对我国钢铁行业34项减排技术的减排成本和减排潜力进行分析。结果表明:在稳定发展情景下,我国钢铁行业平均减排成本为433元/tCO₂,所有技术的总减排成本为2100亿元,总减排潜力为4.9亿t。在各项减排技术中,废铁-电弧炉炼钢具有较高的减排经济效益,其以较低的单位减排成本贡献了钢铁行业近50%的碳减排量。未来,我国应加快推进长流程炼钢向短流程炼钢的发展,推动钢铁行业生产工艺的结构性调整。     

京津冀钢铁行业节能、SO2、NOx、PM2.5和水协同控制

建立自下而上的综合动态优化模型,在节能、大气污染物（SO₂、NO_x和PM_2.5）减排和节水的综合约束下,研究京津冀地区2015~2030年钢铁行业48项节能减排技术优化发展路径,并预测该地区钢铁行业能耗、大气污染物排放和水耗.结果表明,国家应优先鼓励推广干熄焦,小球烧结技术等22项技术,此类技术可以有效协同控制能耗、大气污染物排放和水耗.京津冀地区钢铁行业具有很大的节能、大气污染物减排和节水潜力,到2030年在实现大量节能、大气污染物减排潜力的同时可以实现节水10.08亿m³.虽然计算得到的购水成本仅约占总成本的2%,但是京津冀地区面临着严重大气污染和极度的水资源短缺问题,仍然需要兼顾节能减排技术对水资源的影响.     

京津冀地区钢铁行业协同减排成本-效益分析

京津冀地区是我国钢铁行业布局最集中的区域,也是大气污染治理的重点区域之一.分析京津冀地区钢铁行业各类治污手段中长期减排的成本-效益,对于选择最经济有效的减排路径、加快推动该地区大气环境质量达标意义重大.基于能源环境、环境分布、人群健康效益评价等模块构建多模型耦合方法,以2015年为基准年,以每5 a为时间节点,设计了京津冀地区钢铁行业规模-结构、规模-技术、规模-末端治理、综合减排4种协同减排情景,计算各情景下2015—2030年京津冀地区钢铁行业主要污染物(SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5、CO₂)的减排成本与效益,比较获取治污减排的最优路径方案.结果表明:①基于减排成本计算,规模-末端治理减排情景成本最低,分别为规模-结构、规模-技术减排情景投入的15.18%、23.94%;综合减排情景下治污减排潜力最大,但综合成本最高.②基于环境税效益评价方法、人群健康效益评价方法计算显示,人群健康效益评价方法计算的减排效益高于环境税效益评价方法,表明污染减排的潜在人群健康效益更高;基于两种减排效益方法,4种协同减排情景中综合减排效益分别为10.78×108、76.14×108元,高于规模-结构、规模-技术、规模-末端治理减排情景效益.③基于环境税效益评价方法,4种协同减排情景的效益-成本比表现为规模-末端治理减排情景(0.46) >规模-技术减排情景(0.24) >综合减排情景(0.15) >规模-结构减排情景(0.10);基于人群健康效益评价方法4种协同减排情景的效益-成本比依次为规模-末端治理减排情景(8.35) >综合减排情景(1.07) >规模-结构减排情景(0.57) >规模-技术减排情景(0.65),表明规模-末端治理减排情景的减排路径最优.研究显示,京津冀地区钢铁行业应基于环境质量底线目标要求,综合考虑减排潜力、减排成本与收益,以规模-末端治理为主要途径,选取协同减排的最优路径.      

天津市钢铁行业每年减排万吨二氧化硫

为落实“美丽天津·一号工程”工作部署．日前天津市就进一步加强钢铁烧结烟气脱硫治理及管理工作作出部署。钢铁行业烧结炯气中含有SO2、SO3、NOx、CO、CO2、H2O、O2、N2、HF等复杂成分,且烟气流量、烟气温度等工况参数波动较大。烧结烟气脱硫是钢铁行业实现二氧化硫减排指标的关键。     

我国城市天然气替代燃煤集中供暖的大气污染减排效果

基于国家发改委“天然气利用政策”中的天然气利用领域,利用等热值替代方法计算不同领域天然气替代后的污染物减排效果,从大气污染减排角度对天然气各个利用领域的优先次序重新排列,并对2010年全国15个重点供暖城市天然气替代燃煤集中供暖的大气污染物减排量进行测算.结论表明:天然气集中供暖的大气污染减排效果排序处于前列,城市利用天然气替代燃煤集中供暖对CO2、颗粒物(PM)、SO2和NOx都有较明显的减排效果.2010年我国15个重点城市如果采用天然气集中供暖,共可减少CO2排放量2190.71万t、颗粒物(PM)排放量734.24万t、SO2排放量40.21万t、NOx排放量22.56万t.