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。     

中国钢铁行业技术减排的协同效益分析

选取钢铁行业的22项节能减排措施,评估和比较了各项措施的减排潜力、减排成本和协同效益,力图得到钢铁行业减排的最优路径.研究结果表明:基于2012年的钢铁产量和生产结构,我国钢铁行业的技术减排潜力约为146.8Mt CO2、314.2kt SO2、265.7kt NOx和161.5kt PM10,分别占钢铁行业2012年总排放量的9.7%、13.1%、27.3%和8.9%;如果考虑节能收益,有10项措施具有经济可行性,累积减排潜力约为98.0Mt CO2、210.0kt SO2、211.0kt NOx和89.0kt PM10;如果综合考虑节能收益和协同效益,有14项措施具有经济可行性,累计减排潜力约为123.4Mt CO2、264.0kt SO2、234.0kt NOx和130.0kt PM10.钢铁行业开展技术减排时,需要综合考虑减排成本、节能收益和协同效益,参考减排成本选择最成本有效的措施.     

某钢厂1000m~3高炉节能、减碳改造分析

为响应国家节能减排的号召,进一步降低运营成本,某钢铁集团公司在2013年至2014年初对现有的一座1000m3的高炉进行节能改造。改造后高炉能耗由过去的460kgce/t降低为391.31kgce/t,吨铁二氧化碳排放量由2.59t CO2/t(铁)降低为1.73t CO2/t(铁),回收电量由16.3k Wh/t增加为50.7 k Wh/t。本次改造大幅度的降低了高炉的能源消耗和二氧化碳的排放量,创造了良好的经济效益和环境效益。     

考虑车辆类型变化的中国乘用车排放特征

通过引入Lotka-Volterra模型预测了中国未来30年的乘用车竞争趋势;通过引入CHG、VOC、CO、SO₂、PM_2.5、NO_x6类污染物更新了全生命周期清单;并据此建立了政策影响模型和敏感性模型评估电动化、轻量化和清洁化政策情景减排效果.结果表明,乘用车市场的主要竞争力来源于新能源与传统能源的竞争,且纯电动与混合动力乘用车呈S型曲线发展,汽油乘用车占比由92%减少到1%;全生命周期中,纯电动乘用车对CHG、VOC、CO减排效益最优,为20%~85%;汽油与天然气乘用车对SO₂和PM_2.5的减排效益最优,为50.0%;3类情景下税收补贴类政策敏感性最强,CHG、VOC和CO的最优减排情景为电气化情景,PM_2.5、NO_x的最优减排情景为清洁化情景,而SO₂的最优减排情景则为整车轻量化.     

我国开展CO_2海底封存的利弊分析和对策建议

CO2减排已成为当今国际社会的共识和一致努力的行动目标,CO2海底封存则是实现CO2减排的重要途径之一。由于CO2海底封存对海洋领域节能减排的潜在贡献巨大、海底封存的优点诸多,且具有良好的发展前景,因此备受发达国家的重视和发展中国家的关注。本文简要介绍了CO2海底封存的发展现状,主要分析了在中国开展CO2海底封存的有利因素及存在的潜在弊端,分析结论为利大于弊;探讨了现今CO2海底封存存在的主要应用瓶颈,并提出了相应的对策建议。     

铁路运输生命周期评价初探

基于生命周期评价方法,建立了我国铁路运输的生命周期模型,包含电力机车和内燃机车的运行、基础设施建设、上游能源和原料生产等主要过程;采用我国2010年铁路货运统计数据、中国生命周期核心数据库(CLCD)等数据源,通过eBalance软件对铁路运输生命周期的环境影响进行了计算和分析. 归一化分析表明,铁路运输生命周期的主要环境影响类型为富营养化、酸化和可吸入无机物,三者分别占全国相应环境影响类型总量的0.92%、0.70%和0.62%. 对大理—保山段铁路实际建设数据的研究表明,铁路基础设施建设及原材料生产的各项环境影响类型对铁路运输生命周期环境影响的贡献在9.45%(富营养化)～73.55%(非能源资源消耗)之间,影响十分显著. 生命周期节能减排综合评价表明,铁路运输节能减排综合指标的主要贡献来自于初级能耗、NO_x和CO₂,三者分别占ECER(节能减排综合指标值)的30.90%、27.50%和21.60%. 电力机车运输的节能减排效果优于内燃机车运输,其节能减排综合影响比内燃机车低41.91%.      

基于LCA的北京市公交车节能及温室气体减排潜力分析

新能源公交车是未来城市公交行业节能及温室气体减排的重点发展方向.新能源公交车在行驶阶段具有良好的节能及温室气体减排效果,而汽车制造、能源生产等相关生命周期阶段的能耗及温室气体排放常被忽视,且目前新能源公交车的乘客运载功能相对较弱,可能对节能及温室气体减排的潜力造成较为显著的影响.因此,本文基于北京市公交车的运营特征,采用生命周期评价(LCA)方法,选择客运周转量作为功能单位,核算了天然气公交车、混合动力公交车和纯电动公交车等新能源公交车相对于柴油公交车的节能及温室气体减排效益.结果表明:发展新能源公交车对促进北京市公交行业及城市节能低碳发展具有积极的作用,但相对于基于运营里程的核算结果,本研究新能源公交车节能及温室气体减排潜力均较低,主要原因是新能源公交车的实际载客量相对较低;混合动力公交车和纯电动公交车在空调开启时的节能潜力与温室气体减排潜力均远低于天然气公交车;通过发展情景分析,建议北京市现阶段应优先发展天然气公交车,适当发展纯电动公交车和混合动力公交车,以减少北京市公交车的总体能耗,同时降低温室气体排放强度.     

四种主要生物能源温室气体净减排量比较研究

近年来世界各国大力发展生物能源用于替代化石燃料.通过全生命周期评价的方法,对四种主要生物能源的温室气体减排量进行了比较.结果表明,同种生物能源净能比(NER)和温室气体净减排量(GGENR)与原料相关.纤维素燃料乙醇的GGENR(52 603 kg CO2/TJ)高于玉米乙醇(10 660 kg CO2/TJ).而巴西生产的甘蔗乙醇GGENR则达到最大值,61 418 kg CO2/TJ.大豆生物柴油的GGENR比微藻高出86%,分别为36 121 kg CO2/TJ和19 399 kg CO2/TJ.对于生物燃气和生物质直燃,由于全生命周期过程中外源能量输入很少,其GGENR分别达到56 100 kg CO2/TJ和98 300 kg CO2/TJ.     

风电海水淡化技术环境经济效益及发展前景:以江苏大丰为例

在中国淡水资源日趋匮乏以及节能减排压力日益加剧的背景下,海水淡化和风力发电越来越受到人们的关注。文章以江苏大丰的风能海水淡化工程为例,重点从制水生命周期成本、二氧化碳排放以及知识产权市场等角度对风电海水淡化技术的环境经济效益和未来发展前景进行了分析。结果表明:(1)拟算的大丰市风电海水淡化装置的风电成本为0.75元/kW,制水成本为3.65元/m3;(2)考虑到二氧化碳的环境价值(80元/t),风电驱动的反渗透膜海水淡化法(WE-RO法)具有较为突出的环境经济效益;(3)中国的风电海水淡化技术方兴未艾,涌现出一批以风能为唯一驱动力的海水淡化技术专利。可以得出,在沿海缺水地区,风能海水淡化技术将具有较好的环境经济效益和发展前景。     

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。     

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.     

中国氢燃料电池车燃料生命周期的化石能源消耗和CO2排放

氢燃料电池车(FCV)具有运行阶段高能效和零排放的优点,近年来得到快速的商业化发展.氢能生产具有多种技术路径,不同路径的能源和环境效益存在显著差异.本研究采用生命周期评价方法,运用GREET模型对不同氢燃料路径下的FCV燃料周期(WTW)的化石能源消耗和CO_2排放进行了全面评价.选取了多种制氢路径作为评价对象,建立了中国本地化的FCV燃料生命周期数据库,在此基础上分析了FCV相对传统汽油车的WTW节能减排效益,并和混合动力车和纯电动车进行比较.结果表明,使用可再生电力和生物质等绿色能源制氢供应FCV能取得显著的WTW节能减排效益,可削减约90%的化石能耗和CO_2排放.在发展相对成熟的传统能源制氢路径中,以焦炉煤气制得氢气为原料的FCV,能产生显著的节能减排效益,其化石能耗低于混合动力车,CO_2排放低于混合动力车和纯电动车.结合对资源储备和技术成熟度的考虑,我国在发展氢能及FCV过程中,近期可考虑利用焦炉煤气等工业副产物制氢,并且规划中远期的绿色制氢技术发展.     

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.      

基于出行服务的纯电动公交车节能减排效益分析

纯电动公交车因行驶阶段零排放而成为城市地面常规公交车的重点发展方向,但是从其全生命周期来看,其实际的节能减排效益受到多种因素影响,仍需综合权衡.本研究采用生命周期评价方法(LCA),综合考虑公交车载客能力与不同区域的电网发电结构等影响因素,开展纯电动公交车的节能减排效益评价.结果表明,由于现有纯电动公交车的载客能力较柴油公交车低15%左右,所以选取出行服务作为功能单位能够更合理地核算纯电动公交车的实际节能减排效益.同时,由于我国不同区域电网的发电结构仍存有较大差异,相对于柴油公交车,不同区域电网结构下发展纯电动公交车所获取的节能减排效益差别较大.具体而言,纯电动公交车在华北、华东、华中、东北、西北和南方等不同电网结构下的节能效益分别为7.84%、11.91%、26.90%、11.15%、19.55%和20.31%;除华北电网由于煤电占比较高无减排效益外,其余电网结构下发展纯电动公交车所获取的综合减排效益分别为3.46%、26.81%、1.17%、13.74%和17.48%.因此,发展纯电动公交车时,建议将提高纯电动公交车的载客能力作为技术研发的重点,同时充分考虑不同电网发电结构对纯电动公交车的环境影响,合理进行发展规划.     

森林碳获取的生态和经济潜力:南美案例

复林项目的成本决定了它们与其它减轻大气中日益增加的CO2浓度的方法的竞争力.我们量化了南美两国--厄瓜多尔和阿根廷--人工林和次生林地上生物量和土壤中的碳获取量,并计算了短期碳获取成本.每短期认证减排单位成本为0.1～2.7美元/Mg CO2,主要取决于机会成本、立地适宜性、贴现率和认证成本.在厄瓜多尔,次生林是一种可行并合算的方法;在阿根延,在适宜性高的土地上进行复林相对便宜一些.我们的研究结果可用于设计有成本效益的CO2汇项目和为土地所有者协商公平的碳价格.     

环境科学基础理论 环境气象学

X16200603221温室气体CO2的减排技术研究/王晓刚(湖南大学环境科学与工程学院)…∥能源环境保护/煤科总院杭州环保所.-2006,20(2).-1~5,24环图X-134概述了当前分离捕集新工艺(电化学法、离子液体法和化学循环燃烧法等)的发展及不足,介绍了减排技术领域(新能源和可再生能源的开发利用、提高能源效率与节能)、碳封存领域(海洋封存、地质封存)的现状及发展前景,并分析了碳封存的经济性成本,同时提出了CO2封存的备选方法,指出了生物固定技术是最经济、最有效、最具潜力的CO2封存技术。参18X16200603222关于1999年夏季关东地区SPM低浓度现象…     

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.     

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。     

排放强度承诺下的CO2排放总量控制研究

单位国内生产总值(GDP)CO2排放下降承诺的本质是一种CO2排放总量控制.提出了强度承诺下的CO2排放总量控制模型,给出了不同情景方案下的2020年全国CO2排放总量控制目标,并提出86.24亿t的总量控制目标,其相对基准情景减排12.63亿t,相对减排12.8%.在实现这一目标中,能源结构调整和节能减排的贡献分别为33%和48%.在“十二五”和“十三五”期间,非化石能源消费比例分别提高至13%和15%,两期分别每年投入1500亿元和2000亿元.2020年的减排成本约在1300~2100亿元之间,占当年GDP约0.3%.