城市水土资源利用碳排放系统动力学仿真研究——以天津市为例

为实现城市低碳可持续发展,分析土地利用、水资源利用、经济发展、人口增长及能源消费与城市碳排放的相互反馈机制,以构建城市水土资源利用碳排放模型.利用系统动力学建模方法,构建城市水土资源利用碳排放系统动力学模型,模拟预测天津市水土资源利用碳排放量变化趋势,分析不同因素对水土资源利用碳排放量的影响,设置并对比不同综合减排方案的减排效果.结果 表明:构建的城市水土资源利用碳排放模型有效;若系统按现有趋势发展,天津市水土资源净碳排放量在2020-2030年将保持逐年上升趋势;经济快速发展、人口加速增长能显著提高水土资源利用碳排放量,土地利用结构优化、产业结构优化、产业能源效率提升是实现水土资源利用减排的有效途径,产业节水发展对减少城市水土资源利用碳排放作用较小,但由于水资源是城市发展的限制性因素,仍应引起足够重视;在水资源约束和经济稳步发展的前提下,通过实施水土资源利用碳排放综合调控方案,天津于2025年左右水土资源利用碳排放达峰.未来城市发展应主动优化土地利用结构和产业结构,推动产业实现低碳绿色发展,同时重视水资源底线的约束作用.     

安徽省工业化石能源消费碳排放研究

按不同化石能源品种的消费量估算安徽省2004—2014年CO2排放量,分析该省工业行业能源消费量及化石能源消费碳排放量的变化规律。在此基础上,采用等维灰数递补动态GM(1,1)预测模型预测3种发展情景下2030年安徽省工业化石能源消费碳排放量。结果表明:安徽省工业化石能源消费CO2排放量由2004年的1.64亿t上升到2014年的4.25亿t;到2030年,在基准情景、低碳情景和强化低碳情景下将分别达到7.51亿t、6.06亿t和4.91亿t。     

安徽省能源消费碳排放的影响因素、产业差异及预测

基于2000—2016年安徽省能源消费统计面板数据,根据对数平均权重分解方法(LMDI)对碳排放的影响因素进行分解,选择Theil系数对安徽省三次产业的碳排放量进行差异性分析,采用协整方法建立碳排放与主要影响因素如技术进步、产业结构之间的长期均衡关系,通过蒙特卡洛模拟对安徽省2020年的碳排放进行动态模拟。结果表明:2000—2016年,安徽省碳排放总量上升趋势明显,从5277.24万t增加到14 107.81万t;第二产业是安徽省能源消费碳排放的主体,占总体的70%以上;第一产业占比最小,仅为2.88%。安徽省能源消费碳排放累计增加值合计为2 216.1万t,其中,经济增长效应的累积效应占总效应的比重贡献率为349.3%,产业结构、能源强度和技术进步的累积效应占总效应的比重分别为8.3%、-1.5%和-256.1%。2020年安徽省的总碳排放量约为1.74亿t左右,与当前减排目标仍有一定差距。综上所述,可以从经济增长与技术进步优化方面提升安徽省产业结构,降低碳排放增长率,实现经济与环境的可持续发展。     

我国电力能源生产与消费过程碳强度时空特征

采用IPCC碳排放数学模型,测算2001—2010年中国电力能源生产与消费环节碳排放量,研究电能碳排放强度的时空演变特点,为优化电力能源产品结构、制定差异化节能减排政策提供依据。结果表明:第一,我国电力能源生产与消费过程的碳排放量、碳排放强度相差不大,碳排放量以9.99%的速度逐年增长,单位GDP碳排放强度每年下降4.42%,"十一五"期间,碳排放强度共下降33.95%。第二,省际间电能生产与消费过程碳排放量、碳排放强度的空间格局呈现出显著差异性,西部省份碳排放强度普遍高于东部发达地区,西部经济发展对电能消费碳排放的依赖性强,东部地区低碳经济格局开始形成。     

天津市能源消费的能值生态足迹与能源管理

随着我国城市化进程的加快,城市能源供需矛盾日益突出,城市节能降碳工作迫在眉睫.为缓解城市能源危机,对城市的能源消费和能源管理提供决策依据,本文运用基于能值改进的生态足迹模型,对天津市2000-2008年能源消费的能值生态足迹进行时间序列的测度分析,并在此基础上对天津市能源消费的碳排放结构的动态变化趋势进行分析.结果表明,9年间,天津市能源消费的能值生态承载力缓慢增长,从2000年的0.109 hun2/人增加到2008年的0.234hm2/人,而能值生态足迹增长迅速,从0.357 hm2/人增加到0.491hm2/人,人均生态赤字从0.248 hm2/人扩大到0.257 hm2/人,万元GDP生态足迹从0.210 hm2/人下降到0.091 hm2/人.随着天津市能源消费的增加,能源消费的碳排放量从2000年的2.828t/人增加到2008年的3.971 t/人,碳排放强度从1.664 t/万元降低到0.735t/万元.表明天津市在近9年的发展中,能源消费已经远超过承载力水平,碳排放量不断增加,能源消费的不可持续性已经威胁着天津市经济社会发展.针对天津市能源消费的能值生态足迹和碳排放分析结果,提出了促进能源可持续消费模式形成的对策措施,包括调整能源消费结构、降低能源强度、调整经济结构、鼓励可再生能源利用等.     

天津市能源足迹变化的驱动力分析

为促进天津市可持续发展,运用能源足迹分析方法,对天津市2000-2012年能源足迹的变化进行了分析;采用STRIPAT模型,对引起能源足迹变化的人口数量、城市化率、富裕度、产业结构和技术水平驱动力进行了研究.结果表明:天津市能源足迹年均增长7.59％,生态环境承受了巨大压力;人口数量和城市化率对天津能源足迹的正向驱动作用较强,技术水平则有很强的负向驱动作用,富裕度和产业结构的驱动作用相对较小.为保证经济稳定可持续发展,天津市需要不断优化产业结构,提高整体技术水平,促进人与城市和谐发展.     

1980-2007年中国居民生活用能碳排放测算与分析

居民生活用能碳排放是指居民家庭在炊事、热水、照明、室温调节等生活起居方面对能源的直接消费所产生的碳排放.研究居民生活用能碳排放的测算方法,对1980至2007年中国居民生活用能碳排放状况进行实证分析.研究结果表明,该阶段我国居民生活用能碳排放量从6.728×107t碳增长至16.545×107t碳,人均生活用能碳排放量从每年68 kg碳增长至125 kg碳,呈较快的上升趋势,但仍处于满足基本生活需要的较低层次;受益于能源效率的提高及能源结构的改善,居民生活用能单位能耗碳排放量从每吨标准煤排放0.732 t碳下降至0.632 t碳,生活用能结构优化仍有较大的提升空间;人均生活碳排放的城乡比从5.87下降至1.84,城乡差距呈不断缩小的趋势.在此基础上,对我国居民生活用能的节能减排提出相应对策建议.     

集成系统动力学和清单算法的能源结构调整对碳排放影响研究——以四川省为例

能源消费结构变革是中国实现“双碳”目标的必由之路。利用清单算法对四川省7大部门15种能源消费的碳排放特征开展分析以明确关键排放源,基于系统动力学动态仿真优势搭建预测模型,结合自然演变规律和政策规划目标科学研判四川省“十四五”时期能源消费碳排放轨迹,并兼具省域全局和关键部门双重视角探讨能源消费结构调整的低碳路径。结果表明：(1)工业是能源消费碳排放的核心部门,交通运输业、居民生活的碳贡献也不容忽视。(2)四川省“以煤为主、油气相辅”的消费结构决定了煤品碳排放主导地位,各部门差异化运行机制导致能源消费碳排放结构的异质性特征。(3)从省域全局看,政府低碳管控的“有形之手”能够显著控制碳排放水平,但实施力度不足仍将造成较高水平历史累积,在长时间跨度内影响低碳转型进程。(4)从关键部门看,工业能源消费结构调整侧重点为原煤消费减量和整体节能降碳改造;交通运输业侧重点为运输工具装备低碳转型和清洁能源利用水平提升;居民生活侧重点为绿色出行等低碳生活方式普及。     

基于生命周期的轨道交通能耗与碳排放分析

轨道交通的高效低污染特征备受关注,以广佛二期地铁为研究对象,测算广佛二期地铁的能源消费量,以及CO2、CH4、N2O等温室气体(Greenhouse Gases,GHGs)排放量;再基于生命周期理论,采用量化方法对比广佛二期地铁与出租车、私人载客汽车、公交车、私人摩托车4种客运交通工具的能源利用效率、能源强度、碳排放强度;最后,分析广佛二期地铁对佛山市交通行业能耗和GHGs排放的影响.结果表明,广佛二期地铁近期能源消费量为4 562.95 t标准煤,CO2排放量为12 651.57 t,CH4排放量为0.152 t,N2O排放量为0.201 t.与燃油机动车相比,广佛二期地铁具有更高的能源利用效率,同时具有较高的节能减排潜力.研究表明,广佛二期地铁的开通不但是缓解佛山市机动车辆增长的重要方式,而且对城市交通节能减排具有重要意义.     

碳减排路径模式选择研究——基于私家车管控的个人碳交易和碳税比较

为了研究大城市私家车碳减排的有效路径,引入个人碳交易概念,提出管控大城市私家车碳排放的设想,制定了个人碳交易管理办法基本内容;运用Cobb-Douglas效用函数建立了管控大城市私家车个人碳交易和碳税的经济模型,依托调研数据定量化研究交通领域的个人碳交易机制,运用Matlab软件绘制了个人碳交易和碳税方案的适用范围图形,并对二者的减排效果进行比较。结果表明:个人碳交易与碳税都可以使消费者减少实际行车里程并保证总效用的增加,个人碳交易比碳税更容易为消费者接受,并能够达到碳减排的效果;在消费领域碳减排初期、社会减排任务量不大时,个人碳交易优于碳税,当减排任务很大时,碳税政策更为有效;碳减排量对消费者刚性需求的影响决定着个人碳交易制度的接受程度。应在北京、上海等大城市或其他城市的拥堵区域试行个人碳交易管控大城市私家车出行的制度,并开展实施细则的研究。     

上海碳排放交易试点正式全面启动

2012年8月16日上海市碳排放交易试点正式全面启动。上海市碳排放交易平台以上海环境能源交易所为依托,对16个行业约200家企业进行首批试点。中国国家发展改革委副主任解振华称这是国内碳交易市场建设由“务虚”走向“务实”标志性步伐。今年年初,国家发改委宣布,将在上海、北京、天津、重庆、湖北、广东及深圳7个省市率先开展碳排放权交易试点,为今后在全国建立统一的碳排放交易市场进行探索。试点省市需自行设计试点方案,确定试点范围,并在今年底之前形成根据上海的试点方案,上海碳交易标的主要是二氧化碳排放配额。此外,部分经国家或上海核证的基于项目的温室气体减排量可作为补充,纳入交易体系。上海将对试点企业的初始碳排放配额免费分配。试点企业应按规定实行碳排放报告制度,获得碳排放配额并进行管理,接受碳排放核查并按规定履行碳排放控制责任。     

酿酒厂污水处理工艺优化的温室气体减排及经济效益分析

酿酒过程中会产生大量富含有机污染物的废水,目前对酿酒行业污水处理过程中温室气体排放水平的认识尚不清楚。结合《城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算技术指南》以及生命周期评价(LCA)方法,构建酿酒厂污水处理碳排放定量分析模型,对比了传统工艺和厌氧微生物在线培养技术(IBB)协同鸟粪石脱氮除磷(MAP)工艺在酿酒污水处理过程中的温室气体排放。结果表明,IBB+MAP工艺处理1 t废水的净碳排放量为-46.8 kg CO₂eq,其碳减排效益与传统工艺相比提高50.9%。另外,经济效益分析表明,IBB+MAP工艺带来的经济收益约为2.76元/t污水,可有效降低污水处理的运营负担。     

基于Citespace的国内外碳汇研究热点与前沿分析

随着全球气候变化不断加剧,生态系统的碳汇功能被政府、社会及学术界持续关注。本文以国内外碳汇相关文献为研究对象,运用Citespace对Web of Science(WOS)核心合集数据库和中国知网（CNKI）数据库中收录的文献进行可视化分析。结果表明美国在碳汇领域的发文量和影响力均为最高,而我国发文量呈快速上升趋势,其中中国科学院的研究较为突出,但国际影响力相对较低。国外碳汇领域研究热点侧重在二氧化碳、气候变化、浮游植物、涡度相关法、碳封存和光合作用等方面,国内研究的侧重在碳储量、碳中和、低碳经济、碳循环和碳排放等方面。国外碳汇领域的研究前沿包括有碳汇影响因素、全球干旱、评估模型等方向,国内的研究前沿包括红树林、蓝碳、碳汇影响因素、乡村振兴、实物期权等方向,我国需不断强化国际合作,并加强碳汇机理性研究,争取早日实现“双碳”目标。     

基于生命周期评价的核电环境影响分析

核能发电是电力领域深度减排的关键技术之一,研究核电的环境影响可为碳中和背景下能源政策设计提供参考。以典型核电站为研究对象,运用生命周期评价方法建立核能发电系统的生命周期清单并进行环境影响评价;与传统火力发电及风电、水电和太阳能发电等可再生能源电力的生命周期评价结果进行对比;进一步根据电力行业“十四五”规划,预测未来电网的改进潜力。结果表明：核能单位发电量的碳排放量为3.37 g/(kW·h),低于火电、水电及太阳能发电的碳排放强度,但略高于风电;核能单位发电量的综合环境影响指标低于火电和太阳能发电,但略高于风电和水电;到2025年,随着核电和其他可再生能源发电的优化部署,中国电力行业平均单位发电的生命周期环境影响将减小约17%。总体来说,核电的各项指标小于火电,接近各类可再生能源电力,积极有序地发展核电,有助于促进中国电力系统的净零碳排放转型。     

生态移民背景下的干旱半干旱地区碳源碳汇测算——以内蒙古阿拉善盟孪井滩示范区为例

生态移民是改善我国西部干旱半干旱地区脆弱环境、解决生态难民出路、实施扶贫开发的重要举措。为了解生态移民背景下干旱半干旱地区碳平衡的变化,在内蒙古孪井滩扬水灌区开发及移民行动调研的基础上,分析了移民行动对孪井滩示范区和移民原驻地碳汇和碳源的影响。结果表明:1)随着人口增加和社会经济发展水平的提升,示范区碳源总量从1992年的6 603.55 t增长为2011年的213 978.88 t;2)随着土地覆盖情况的变化和生态环境的改善,碳汇总量从1992年的247 889.07 t增长到2011年的1 000 691.12 t;3)随着生态移民行动的实施,移民原驻地碳汇量大幅度增加。生态移民工程的实施,解决了生态难民的出路,推进了区域大生态环境的改善,增强了区域碳汇功能。     

近十年福建省旅游碳足迹的测评

利用旅游碳足迹综合模型(模型Ⅰ)和行业模型(模型Ⅱ)对2000—2010年福建省各年的旅游业碳足迹总量和行业碳足迹量进行了测算。结果表明:1)模型Ⅰ与模型Ⅱ计算的2010年福建省旅游碳足迹总量分别为904.51万t和893.83万t,平均值分别为76.75kg/人次和75.84 kg/人次,二者结果相近,测算得旅游碳排放强度为615.77 kg/千美元,与相关研究结果相近;2)近十年福建省总旅游碳足迹呈逐年递增趋势,且增幅较大,模型Ⅰ、模型Ⅱ测算分别增长280%和610%,人均旅游碳足迹的增长趋势相对平缓,入境旅游碳足迹所占比重呈下降趋势,由2000年的23.6%降至2010年的17.3%,但入境游客的人均碳足迹是国内游客的654%(2010年);3)2010年福建省旅游行业碳排放量从高到低为旅游交通、旅游购物、旅游住宿、旅游餐饮、旅游游览、旅游娱乐,旅游交通是影响福建省旅游业碳排放量的主要因素,其碳足迹占全省总量的72.0%,是福建省旅游业减排的关键行业。     

潮田河典型河流断面水化学日变化及光合作用固定HCO_3~-碳量估算

为了解岩溶地表河明流段水化学日变化和探讨岩溶碳汇稳定性,以潮田河上幸坡鸟岭段河流为研究对象,用自动检测仪器每隔15 min对水体中温度、p H值、电导率(Sp)、溶解氧(DO)、叶绿素(Chl)等参数进行测定,人工每小时检测水中HCO_3~-和Ca~(2+)。通过3 d的昼夜监测,数据显示温度,p H,DO,Chl表现出白天升高晚上降低(Sp,HCO_3~-和Ca~(2+)相反)的昼夜动态特征。结果表明,藻类碳汇效应明显,3 d昼夜监测数据计算得出潮田河上幸坡至鸟岭段光合作用固定HCO_3~-碳量为2.012 t C,增强了碳汇的稳定性,促进了岩溶地质碳汇。浮游藻类是岩溶碳汇的影响因素之一。     

城市管道燃气安全事故预防

<正>燃气作为清洁、高效、绿色的能源,已逐渐进入到了千家万户,对保护及改善环境,节能减排,低碳生活发挥着重要的作用。伴随着西气东输二线工程的全面投产,管网覆盖面扩大,用气户数增多,安全事故发生的几率也随之增大。2011年来,国内多个城市先后发生了多起燃气爆炸事故,给人民生命财产带来巨大损失,造成了恶劣的社会影响。本文以管道输送的城市燃气为研究对象,对国内城市燃气事故发     

广梅汕铁路电气化改造前后的机车牵引耗能分析

根据广梅汕铁路电气化改造前后的列车开行方案,定量分析了电气化改造前后的机车牵引能耗。广梅汕铁路电气化改造前,采用内燃机车牵引客货列车,每年牵引运输量为6.97×105万t.km,需要直接耗用柴油1.74万t,其能耗强度为36.38 kg标准煤/万t.km。电气化改造后,每年电力机车牵引运输量为9.29×105万t.km,每年需耗电1.05亿kW.h,按电力当量值计算,其能耗强度仅为13.89 kg标准煤/万t.km。电气化改造可大幅减少能源消耗,每年节约的能源折合1.25万t标准煤。     

南京市化学原料及化学制品制造业能源消耗预测

化学原料及化学制品制造业作为南京市高能耗、高污染产业,对其能源消耗总量及能源消耗结构进行预测,对节能减排具有重要意义。以2002—2012年能源消耗量弱化之后的数据为原始数据,运用灰色GM(1,1)模型对2013—2020年南京市化学原料及化学制品制造业能源消耗总量以及主要能耗进行了预测。由于部分原始数据序列光滑性较差,所建预测模型的精度较低,使用平均弱化缓冲算子对其进行处理。结果表明,处理之后建模精度提高,预测的结果更加准确。