大型体育场馆水-能-碳足迹关联模型与不确定性分析

为构建适用于体育场馆类微观建筑水系统的水-能-碳足迹关联模型,分析了各类体育场馆的特点,采用排放因子法对体育场馆开展包括生活水系统、空调水系统及体育水系统在内的模型搭建,解析了取水、给水、用水及排水的能源消耗与碳排放过程。采用数据质量评价与随机分析相结合的方法进行数值不确定性分析;采用情景分析法与敏感性分析法进行情景不确定性分析,识别并量化影响因素。以2022年北京冬奥会延庆赛区的国家雪车雪橇中心场馆为例的分析结果表明:水在全生命周期中制冰项与供暖项碳排放量最高,分别为161.2,114.3 t CO₂,在先进技术+清洁能源情景下可减少65.4%的碳排放量,变异系数为0.183~0.187。使用绿色电力、采用节水器具、中水回用、提高能源利用效率等措施可达到稳定的减排效果。     

黄河流域水-能源-生态系统协同增效战略体系构建研究

黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略加快推进实施,流域水资源、能源、生态安全作为战略实施的核心要素、基础动力和约束性要求,三者形成互为基础、相互依存、彼此促进的有机整体.本文构建了水-能源-生态系统协同增效概念模型,评估了黄河流域水资源承载、生态系统质量、碳排放并揭示了其驱动因素,系统分析了黄河流域水-能源-生态系统之间的纽带关系,构建了黄河流域水-能源-生态系统协同增效战略体系.结果表明：(1)2021年黄河流域水资源严重超载,除青海省和四川省以外,其他7个省区水资源开发潜力很小;同时流域生态系统敏感脆弱、生态系统服务功能重要,极度、重度敏感区域面积占比共计52%,生态系统服务功能极重要、较重要区域面积占比共计63.2%. 2005-2021年黄河流域CO₂排放量上升,但排放强度总体下降,青海省、甘肃省和山西省CO₂排放强度下降明显.(2)自然生态本底脆弱、天然河川径流量减少、供水量平稳耗水量增加、用水结构不合理、上游用水效率不高、以煤为主的能源消费结构是导致黄河流域生态系统敏感、水资源超载、碳排放量增加的主要驱动因素.(3)黄河流域水...     

碳税对于发展非化石能源的作用 ——基于能源-环境-经济模型的分析

为评价实现我国2020年碳排放强度和非化石能源发展目标的经济和环境影响,论文应用基于动态CGE模型的中国能源-环境-经济模型,模拟了不同减排政策下的减排效果及经济影响。模拟结果显示,征收40元/t CO₂碳税,将碳税作为政府收入、 居民收入、 削减影响较大行业的生产税、 以及用于非化石能源投资,2020年所能实现的减排量分别相当于CO₂排放强度在2005年的基础上下降35.87%、 35.80%、 35.07%和40.13%,非化石能源的消费量将占到总消费量的10.99%、 11.00%、 10.75%和15.82%。政策情景下对经济的影响并不是十分显著,GDP的损失不超过0.2%。综合考虑到减排效益和经济影响,将碳税收入用作对非化石能源的投资,不仅有利于促进我国实现2020年碳排放强度目标,而且对于实现非化石能源发展目标也发挥着重要的作用。     

光伏发电系统在污水处理厂中的实施研究

在污水处理厂实施光伏发电系统,不仅可以通过土地二次开发利用,降低电力成本开支,减少污水处理成本,而且可以减少碳排放,缓解城市环保压力,提高企业在承担社会责任方面的形象。给出了在污水处理厂实施光伏发电系统的必要性、实施步骤和投资可行性。尽管在已建成的污水处理厂实施光伏发电系统存在投资回收周期较长的问题,但是发展潜力大。建议在新建的污水处理厂设计和规划中考虑光伏发电系统的安装,降低建设成本,缩短投资回收期。     

光伏行业生命周期碳排放清单分析

本研究建立了光伏行业生命周期碳排放清单,并在处置阶段对不同处置情景的碳排放进行比较.通过现场、资料调研和工艺研发应用的方式,获得光伏行业生产、使用、处置阶段及三个情景的资源、能源的输入/输出和污染物排放数据.结果表明：光伏行业碳排放集中在生产阶段,其中又以高纯多晶硅生产过程的碳排放最高;使用阶段碳排放较小,仅为生产阶段的3%;电耗是最主要的碳排放因素,占生产和使用阶段碳排放的64.98%.处置阶段的3种情景的碳排放由大到小依次是填埋 > 拆解 > 热解,除了填埋略微增加碳排放外,拆解和热解都能显著降低行业碳排放,可分别降低6.03%和33.59%.研究显示采用热解回收技术的光伏组件生命周期单位发电量碳排放强度,不仅低于同类研究,还远低于我国当前电力结构的碳排放水平,发展光伏行业可实现环境与能源双赢.     

住宅水系统碳结构及其减排潜力实例分析

住宅水系统作为城市水系统的微观基础单元,分布广、数量多、产生的碳排放量不容忽视,但相关研究报道较少。深入剖析住宅水系统的碳结构,提出其碳排放量计算方法,并以此为基础,结合典型案例分析获得了住宅水系统碳排放量及其构成,同时探讨了住宅水系统的减碳措施及其潜力。结果表明：住宅水系统的碳排放来源于水量输入、内部消耗和污废(雨)水排放3个环节,案例住宅中上述3个环节的碳排放量占比依次为1.43%、98.06%和0.51%;在占比最大的内部消耗环节,加热热源的碳排放量高达94.05%;提升器具水效、采用太阳能作为替代热源、选用水泵水箱给水方式均可有效降低住宅水系统的碳排放量;采用中水回用会增加碳排放量,但增幅甚微。     

干旱区绿洲系统生态-生产-生活承载力相互作用的驱动机制分析

绿洲系统承载力是生态承载力、生产承载力与生活承载力3种承载力相互耦合的产物。绿洲系统生态-生产-生活承载力相互作用的驱动机制主要通过水资源、投资和人口三大核心因子的驱动进行,实现水资源生态效益、经济效益与社会效益最大化的内在驱动,决定着绿洲系统生态-生产-生活承载力的最佳组合方式。在边际效益递减规律约束下,投资分配的最佳比例取决于单位投资效益的差异。人口通过改变核心驱动因子---水资源与投资的稀缺程度,在绿洲系统生态-生产-生活承载力相互作用驱动机制中起着双重作用。     

中国西部地区水-能源-粮食系统耦合协调度的时空特征

在2005~2018年中国西部地区水-能源-粮食系统综合发展评价的基础上,运用耦合协调度模型和地理加权回归模型对水-能源-粮食系统耦合协调度的时空特征及其影响因素进行实证研究.结果表明:(1)中国西部水-能源-粮食系统及其各子系统的综合发展指数总体呈波动上升趋势,其中,水资源和能源子系统在2011年后长期滞后于粮食子系统,成为西部地区水-能源-粮食系统耦合协调发展的短板.(2)2005~2018年,中国西部水-能源-粮食系统耦合协调度从勉强耦合协调进入初级耦合协调阶段,且耦合协调度呈现“南高北低”的时空特征.(3)居民消费水平和人口规模对甘肃、内蒙古等西北地区的系统耦合协调度具有正向影响,对重庆、云南等西南地区具有负向影响,影响程度在地理空间上均呈现出“北正南负”的空间特征;地方财政环保投入的影响程度从北到南逐渐增大,广西、贵州、四川、陕西的系统耦合协调度受该因素的影响最大;R&D投入强度对系统耦合协调的推动作用相对较小,影响程度呈现“北高南低”的空间特征.基于上述分析结果,提出了多资源系统联合发展视角下的区域资源管理方式,减少对有限资源间的依赖性,改善人口规模及环保科技投入等因素,构建具有西部区域特色、体现资源优势、富有竞争力的水-能源-粮食系统耦合协调发展策略.     

2000-2009年安徽省能源消费与碳排放分析

根据联合国政府气候变化专门委员会(IPCC)2006年版碳排放指南中的计算公式和碳排放系数缺省值,计算了安徽省2000年-2009年能源消费和碳排放情况。结果表明:安徽省能源消费由2000年的4878.82万t标准煤增长到2009年的8895.90万t标准煤,平均年增长率为6.9%,其中第二产业部门能源消费量均占能源消费总量的79%以上;能源消费产生的二氧化碳由2000年的4107.48万t增长到2009年的8536.12万t,其中在各种能源消费碳排放量中原煤的碳排放量最大,占总碳排放量的77%82%;碳排放强度总体上呈现下降的趋势,低于全国平均碳排放强度,但高于全球和美国;碳排放的因素分析得出碳排放量与人口、人均GDP、能源强度呈现高度相关性。     

上海能源消费碳排放分解研究

能源利用不仅为经济活动提供动力还大量排放二氧化碳.为分解上海市能源消费CO2排放的影响因素,明晰上海市能源消费CO2排放变化特征,采用指数分解分析方法建立了上海市能源消费碳排放的LMDI分解模型,从经济规模、产业结构、能源强度和产业碳排放系数4个影响因素着手,实证研究了1995-2005年上海分三次产业的能源消费碳排放变化机理.结果表明:经济快速增长是上海碳排放增加的主导因素,能源强度下降是抑制碳排放增长的重要因素.产业结构,能源结构优化有利于控制碳排放,而重工业化、能源结构高碳化会增加碳排放.基于实证分析结果和上海市情,提出了上海市未来控制碳排放的相关政策建议.     

北京能源消费排放CO2增量的影响因素分析——基于三层嵌套式的I-O SDA技术

通过构建一个扩展的竞争型经济-能源-碳排放投入产出表,运用三层嵌套结构式I-O SDA 技术,从整体情况、分产业、工业分行业3 个层面,对1997—2007 年北京的碳排放增量进行了分解。结果表明:消费、投资、调出和出口等经济规模增长要素,以272.46%的贡献率成为增排的主要因素,而能源消费强度变动效应,则以-237.13%的贡献率成为减排的决定性因素;在规模扩张各效应中,调出和消费超过投资和出口达8 403.38×10⁴ t,是增排的主要贡献者;2002—2007 年间以“高碳”为特征的新一轮工业化,使该期增排占到1997—2007年总增量的86.41%;服务业的贡献率是75.93%,为增排的第一大部门,但2002—2007 年工业超出服务业1 036.40×10⁴ t;重制造业的贡献率是1 030.76%,为增排的重点行业,而能源工业则以-992.81%的贡献率,成为减排的重点行业;各时段各效应在不同产业、工业不同行业发挥的作用大小不同且不够稳定。     

钢铁高炉煤气二氧化碳捕集技术经济性分析

基于固定单一原料气量导向、固定碳捕集量导向和固定混合原料气量导向3种不同的碳捕集情景,结合不同捕集技术CO₂捕集率与CO₂产品纯度的变化,分析了CO₂捕集对于高炉煤气热值提升的间接经济效益的影响。结果表明:当CO₂捕集率和CO₂产品纯度均一定时,基于固定单一原料气量导向较基于固定碳捕集量导向情景捕集单位质量CO₂提升的热值效益更高;当CO₂捕集率一定时,随着CO₂产品纯度降低,基于固定单一原料气量导向情景与基于固定碳捕集量导向情景捕集单位质量CO₂提升的热值效益均更高;当CO₂产品纯度一定时,随着CO₂捕集率降低,基于固定单一原料气量导向情景捕集单位质量CO₂的热值提升效益越高,而基于固定碳捕集量导向情景捕集单位质量CO₂提升的热值效益降低。     

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。     

燃煤锅炉协同处置油基岩屑碳排放核算及降碳贡献度分析

我国电力行业CO₂排放量巨大,约占全国CO₂排放总量的50%. 有效降低电力行业的碳排放,对我国按时实现“3060”碳达峰与碳中和的目标将起到有力支撑. 石油和天然气开采过程中产生的油基岩屑因含有较高的热值可作为锅炉煤炭燃料的替代燃料使用. 为探明利用燃煤锅炉协同处置油基岩屑的碳减排效果,选取某电站600 MW循环流化床锅炉,以30%的比例掺烧油基岩屑,并参照《温室气体排放核算与报告要求 第1部分:发电企业》和《企业温室气体排放核算方法与报告指南 发电设施(征求意见稿)》两种核算方法计算协同处置前后锅炉CO₂的排放量. 结果表明:①在30%的掺加比下,油基岩屑协同处置具有碳减排效果. 两种核算方法计算的降碳量分别为159.2和157.7 t,降碳比分别为0.543和0.538. ②油基岩屑焚烧产生的CO₂排放量小于被替代的煤炭燃烧产生的碳排放量,是协同处置具有碳减排效益的主要原因. ③核算法与检测法CO₂排放量的差异表明,企业源评估模型碳核算法最主要的不确定性来源于检测数据的精准度. 研究显示,燃煤锅炉协同处置油基岩屑具有一定的CO₂减排效果,单位热值含碳量和消耗量是影响碳减排效果的两个关键因素,建议开展油基岩屑掺加比与碳减排量间的相关性研究,为规模化开展燃煤锅炉协同处置降碳工作提供参考.      

中国电力行业二氧化碳排放达峰路径研究

电力行业是我国最大的碳排放部门,碳排放量占全国碳排放总量的40%以上;同时,电力将是未来10年能源增长的主体,而这些新增用电与国计民生直接相关,属于刚性需求,是支撑我国经济转型升级和未来居民生活水平提高的重要保障. 电力行业未来新增需求压力巨大,其碳排放峰值及达峰速度将直接决定2030年前全国碳排放达峰目标能否实现. 统筹考虑社会经济发展、各部门用电需求、电源结构调整、发电标准煤耗变化等因素,采用基于情景分析的方法,开展电力行业碳排放趋势预测,识别碳减排的主要驱动因素,提出推动碳排放达峰的关键举措,为制定碳达峰目标背景下的电力行业碳排放控制路径提供参考. 结果表明:①通过积极措施,电力行业碳排放能够在2030年左右达峰,在不考虑热电联产供热碳排放时,于2028—2031年达峰,峰值为43.2×108~44.9×108 t,较2020年增加3.2×108~4.9×108 t;考虑热电联产供热碳排放,则达峰时间为2031—2033年,峰值为50.7×108~53.0×108 t,较2020年增加4.9×108~7.2×108 t. ②在电源结构不变的情况下,如到2030年降低2%左右的电力需求,达峰时间将提前4年左右. ③提速风光新能源发展是实现2030年前碳达峰的必然选择,到2030年,提高风光发电、核电、水电、生物质、气电发电装机容量及发电量、节能降耗措施等各项措施的减排贡献率分别为55.3%、10.6%、9.2%、7.6%、5.7%、11.5%. 研究显示,未来我国电力行业碳减排工作重点要聚焦于优化电源结构、推动形成绿色生产生活方式、提升用电效率、降低煤电机组能耗水平等方面.      

地铁建设环境影响评估及减排效益研究:以深圳市为例

地铁大规模建设和运营消耗了大量资源能源,已逐渐成为城市交通环境影响的主要贡献源。基于生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法,以深圳市为研究区域,定量分析了地铁建设过程的资源与能源消耗强度,选取全球变暖潜能值(global warming potential,GWP)为度量指标,构建了地铁建设碳排放分析框架及测算方法,并基于情景分析法预估了减排潜力。结果表明:截至2020年底,深圳已开通运营的地铁线站建设造成的碳排放量约累积达到2730万t CO₂e,其中地铁车站建设碳排放量占比约为72%,地铁隧道建设碳排放量占比约为28%。建设阶段单位里程盾构隧道碳排放强度约为1.3万t CO₂e/km,单位面积车站碳排放强度约为371 t CO₂e/100 m2。通过推广绿色建造技术,如采用再生混凝土和再生钢材,地铁建设阶段最高碳减排率可达到8.5%/a,2021—2035年累积节碳可达到508万tCO₂e,可一定程度上能缓解地铁建设的碳排放压力。     

我国碳排放增长的驱动因素及贡献度分析

结合我国实际,对Kaya 等式进行扩展,引入经济效应影响因子、能源强度影响因子、行业贡献影响因子和碳排放强度影响因子,构建了行业CO₂排放增长驱动力模型。论文应用该模型测算和分析了1990 年至2010 年我国6 个经济部门CO₂排放的驱动因素。结果显示:①1990—2010 年,影响我国各行业CO₂排放的正向驱动因素主要是经济效应,负向驱动因素主要是能源强度效应和碳排放强度效应;②碳减排政策的制定要权衡经济发展和碳减排的政策协同;③1997—2000 年和2005—2010 年CO₂排放量减少或增速减缓的主要驱动力是能源强度效应和行业贡献效应;④基于国情,产业结构调整在短时间内对CO₂减排效力不大,而是一个长期的减排战略。     

某药企厌氧池废气减污降碳协同治理生命周期评价

针对制药企业污水站厌氧池中的温室气体甲烷和恶臭气体,在原有水吸收-光催化-化学吸收治理工艺的基础上,改造形成水吸收-碱吸收-蓄热式焚烧(RTO)-急冷-碱吸收为主的温室气体削减协同恶臭处理新工艺。利用生命周期评价法,对废气治理工艺的环境影响进行特征化、标准化分析。结果表明,改造前、后废气治理工艺的主要环境影响均为全球变暖。通过温室气体削减量核算和经济性评估可知,工艺改造后,总温室效应潜值年削减量可达到7.53×10⁶ kg CO_2-eq,运行成本节约1.21×10⁶元。新工艺在实现减污降碳的同时,具有显著的经济和社会效益。     

中国钢铁行业二氧化碳排放达峰路径研究

钢铁行业是我国重要的CO₂排放源. 作为典型的资源能源密集型产业,钢铁行业加快绿色低碳转型、尽早实现碳达峰并有效降碳,既是行业自身高质量发展的内在需要,也是支撑落实国家碳达峰、碳中和目标的客观要求. 本文综合考虑经济社会发展、资源能源利用、工艺结构调整、低碳技术应用等因素影响,开展了基于情景分析的钢铁行业CO₂排放达峰路径研究,对不同情景下钢铁行业CO₂的排放趋势进行测算,识别钢铁行业CO₂减排的主要驱动因素,判断推动钢铁行业碳排放达峰的关键举措,为制定“双碳”目标背景下钢铁行业CO₂排放控制策略提供参考. 测算结果表明,我国钢铁行业CO₂总排放量有望在2020—2024年期间达到峰值;行业CO₂总排放量峰值为18.1×108~18.5×108 t,达峰后到2030年降幅将超过3×108 t. 研究显示,粗钢产量是决定我国钢铁行业碳排放能否快速达峰的关键,加大废钢资源利用、推进外购电力清洁化以及提高系统能效水平是2030年前钢铁行业实现碳排放达峰并有效降碳的重要途径. 到2030年,粗钢产量降低、加大废钢资源利用、推进外购电力清洁化、提高系统能效水平以及氢能炼钢和二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)等前沿技术对钢铁行业CO₂减排的贡献率分别为11%~52%、34%~52%、7%~20%、5%~13%和2%~3%.      

中国碳排放的区域差异及演变特征分析与因素分解

在研究近16 a(1995—2010年)中国八大区域碳排放特征及其演变规律的基础上,采用LMDI分解方法,将碳排放的影响效应分解为人口规模效应、经济发展效应、能源强度效应和能源结构效应,探讨中国碳排放区域差异变化的原因与规律。结果表明:①八大区域碳排放量和人均碳排放量均呈逐年上升趋势;②东北、京津和东部沿海地区碳排放比重逐年下降,其它地区正好相反或维持不变;③经济发展效应对碳排放有最强正影响,能源强度效应对碳排放有最强负影响;④人口规模效应对包含直辖市的区域碳排放有较大的正影响,经济发展效应对经济发达地区的碳排放正效应弱于其它地区,能源强度效应对经济结构调整活跃地区的碳排放有较强的抑制作用,能源结构效应受宏观经济形式与能源政策影响,对碳排放的影响有较大波动。