煤电行业建设项目碳排放环境影响评价技术方法研究：以黄河流域为例

煤电行业是黄河流域内二氧化碳和大气污染物排放的主要来源,将煤电行业碳排放影响评价纳入环境影响评价体系,能够有效助推黄河流域实现减污降碳协同增效.本文以煤电行业碳排放主要影响因素为基础,设计了能够涵盖碳排放全过程的评价指标体系,并结合先进技术、标准规范要求等设定差异化评价基准,构建以约束评价为主、兼顾指导性评价的评价方法,并采用评价方法中的核心评价指标碳排放绩效,对黄河流域现役煤电机组和“十四五”期间新增煤电机组进行碳减排潜力分析.结果表明,通过优化项目设计可实现流域内现役煤电机组碳排放量下降12.7%,“十四五”期间新建煤电机组碳排放增量下降27.1%,其中新增煤电机组装机占比较高的内蒙古自治区、陕西省可实现新增煤电机组碳排放分别下降30.7%和23.0%.研究显示,黄河流域内碳减排潜力大,建议针对黄河流域内碳排放绩效水平较差的特点,从燃煤小机组淘汰、低碳清洁燃料替代等方式推动煤电行业综合治理,建立协同技术相关指标数据管理台账,出台火电行业碳排放影响评价指南,为煤电行业新增建设项目减污降碳协同增效提供有力有效的政策工具.     

基于重点行业/领域的我国碳排放达峰路径研究

开展碳排放达峰路径研究,明确时间表、路线图、施工图,是支撑我国实现2030年前碳达峰目标的基础性研究工作. 本文采取自上而下和自下而上相结合的方式,以满足社会经济高质量稳定发展需求和国家碳达峰碳中和双重目标为约束开展自上而下的宏观路径研究;以合计贡献了我国碳排放(不含港澳台地区数据) 90%以上的电力、钢铁、水泥、铝冶炼、石化化工、煤化工共6个重点行业以及建筑、交通2个重点领域为对象,开展自下而上的重点行业/领域碳达峰路径研究;通过上下路径反复迭代、行业间耦合优化,打通宏观路径与微观措施的联动和双向反馈,最终形成基于重点行业/领域的我国碳达峰路径. 结果表明:为实现国家碳达峰、碳中和的目标愿景,需抓紧部署、大力推进包括清洁能源降碳、能效提升降碳、资源循环降碳、管理调控降碳等4类关键举措,方可实现我国碳排放量在2030年前达峰的目标,峰值较2020年增加5.0×108~7.0×108 t左右,达峰后将保持3~4年的峰值平台期. 受需求与技术驱动,不同领域碳排放总量将梯次实现达峰,其中工业领域（含钢铁、水泥、铝冶炼、石化化工、煤化工共5个重点行业）预计将在“十四五”期间整体达峰,达峰后碳排放稳定下降;电力行业和交通、建筑领域碳排放均在2030年左右实现达峰. 经测算,2021—2030年间,为推动碳达峰采取的4类关键措施预计需投入2.08×1013元;其中清洁能源降碳是最为有效的措施,同时也是成本最高的措施. 为保障关键举措顺利落地,建议全面加大政策创新,逐步形成系统完善的碳总量控制与交易市场机制、绿色低碳标准体系、行业准入及产业结构政策体系、价格财税及投融资机制等. 本研究分行业及领域的碳达峰路径研究成果及所识别的关键控碳减碳技术手段、措施和政策将为国家碳达峰路径设计提供技术支撑.      

基于《全球空气质量指导值（2021）》的中国环境空气质量评价与启示

2021年9月,世界卫生组织发布了《全球空气质量指导值（2021）》,在国际上引起了政府、社会组织和公众的广泛关注。本文梳理了全球空气质量指导值2021版相较于2005版的主要更新内容,以及全球空气质量指导值与我国环境空气质量标准之间的差异。基于我国2017年以来地级及以上城市的空气质量监测数据,比较了使用我国环境空气质量标准和全球空气质量指导值对我国空气质量进行评价的结果差异。同时,分析了全球不同国家空气质量现状和全球空气质量指导值要求的差距,以及我国空气质量在全球国家中的位次。评价结果显示：如果将2021版指导值作为评价标准,则2021年我国地级及以上城市日评价值达标比例仅为19.8%,所有城市的年评价指标均不能达标;我国PM_2.5和O₃暴露水平在全球203个国家中均处于世界中后水平。本文建议结合全球空气质量指导值的新要点,适时启动我国环境空气质量标准修订及相关大气环境质量管理制度的研究工作,引导我国城市空气质量持续改善。     

建设项目温室气体环境影响评价方法研究

建立完善的、减污降碳相协同的管理制度是支撑全国碳排放高质量达峰的重要保障,有效控制新增碳排放是推动实现重点行业尽早达峰的关键. 环境影响评价是我国源头防控的基础性制度,将温室气体管控要求纳入其中是现阶段推动减污降碳协同增效的可行途径及重要抓手. 综合考虑国内外管理实践经验以及我国制度特点与管理需求,开展了温室气体环境影响评价技术方法研究. 本文提出了系统性、全过程、协同性的三大温室气体评价基本原则,识别建设项目温室气体环境影响评价的主要影响因素,构建了强调高效、低碳、循环的温室气体环境影响评价指标体系,建立了包含项目分析与判断、影响因素识别、影响预测与技术分析、综合环境影响评价的评价方法体系. 基于该方法,以山东省250万吨电解铝产能转移至云南省项目为例,开展碳排放环境影响评价分析,测算结果表明:若不考虑项目对云南省对外输电的影响,全国CO₂减排量可达2 574.4×104 t;如考虑项目对跨区输电的影响,则全国CO₂净减排量将减至968.3×104 t;进一步考虑技术升级、地方煤炭消费政策等因素影响,还会得到差异明显的评价结果. 研究显示,考虑不同评价目标、评价边界和影响因素可能会对全社会碳排放量环境影响评价结果产生显著影响,由此建议在开展相关评价时应立足实际需求,合理确定评价目标和边界.      

中国燃煤电厂大气污染物排放的健康影响特征

基于全国高分辨率燃煤电厂排放数据库,利用全球-区域嵌套的大气化学伴随模式GEOS-Chem Adjoint,分析了全国各电网区域不同类型燃煤机组对PM_(2.5)污染相关健康影响的贡献.结果发现,2010年中国燃煤电厂大气污染物排放产生的PM_(2.5)污染导致10. 6万人(95%CI:6. 8~13. 2万人)过早死亡,占全国人为源PM_(2.5)污染相关过早死亡人数的9. 8%.其中,小型机组和老旧机组的健康损失强度(定义为单位发电量导致的过早死亡人数)显著高于大型机组和新建机组.装机容量小于100 MW机组的健康损失强度达到62人·(TW·h)~(-1),是装机容量600 MW以上机组的2. 8倍.类似地,投运年限超过30 a的老旧机组的健康损失强度为58人·(TW·h)~(-1),是投运年限5 a以内新机组的2. 1倍.在电网层面,华中电网的健康损失强度较大,达到77人·(TW·h)~(-1).进一步分析跨电网区域电力输送隐含的健康损失发现,2010年跨电网输电导致燃煤电厂健康损失较无跨电网输电情景增加过早死亡680人.本研究结果表明我国应当加快小型机组和老旧机组的淘汰步伐,降低燃煤电厂的污染健康影响,同时通过优化区域间输电结构,减少整体污染健康损失水平.     

杭州市G20峰会保障期间PM2.5和O3污染特征与区域传输影响研究

分析了2016年杭州市G20峰会保障期间(8月24日至9月6日)的环境空气质量,利用WRF-CMAQ模型研究了区域传输对杭州市G20峰会保障期间PM_(2.5)和O_3污染的影响。结果表明,G20峰会保障期间,杭州市PM_(2.5)日均质量浓度平均值为31.3μg/m~3,逐日浓度均达到《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准(75μg/m~3)的要求,8月31日出现PM_(2.5)浓度上升趋势,9月1日达到最高47.0μg/m~3;O_3最大8h质量浓度平均值为159.9μg/m~3,8月24日至25日和8月28日至31日两个时段O_3浓度出现了超过GB 3095—2012二级标准(160μg/m~3)的情况。杭州市本地减排对PM_(2.5)浓度下降贡献70%,浙江省其他地市贡献16%,江苏省、上海市以及安徽省与江西省分别贡献了8%、4%、2%,区域联防联控对杭州市PM_(2.5)浓度的改善具一定的作用。精准控制上风向O_3前体物排放可在一定程度上缓解杭州市的O_3污染。     

重点行业/领域碳达峰路径研究方法

区域化石能源消费量与碳排放量往往集中于少数高能耗、高排放的重点行业和领域. 重点行业/领域的产业规模、能源结构和碳排放变化直接决定区域碳排放达峰时间、达峰质量和峰值大小. 研究重点行业/领域碳达峰路径,是实现碳排放分区管控、落实行业减排责任和推动区域碳排放总量达峰的重要基础. 本研究构建了一种重点行业/领域碳达峰路径研究方法,涵盖宏观目标约束、边界和范围确定、宏观需求预测、行业关联耦合四大模块. 该方法提供了在区域经济社会发展和碳达峰目标双约束下,不同行业/领域碳排放达峰的路径优化选择. 在充分考虑国民经济社会发展需求、行业发展技术特点、国内外进出口变化的基础上,宏观预测重点行业/领域发展规模与需求变化,同时结合以技术为核心的MESSAGE模型建立动态反馈机制,分析产业链上下游供需关系,建立行业内、行业间能量流、物质流耦合关系,通过不断迭代优化确立各行业/领域未来发展需求,并建立不同发展情景,综合研判各情景提出重点行业/领域碳达峰目标与路径. 该方法满足国家、省份、城市等不同区域尺度的重点行业/领域碳排放路径分析与减排措施、成本效益、政策保障评估.      

卫星遥感反演京津冀地区2011-2017年氮氧化物污染变化

基于POMINO AMFv6反演构架和高分辨率WRF-CMAQ模拟资料重构DOMINO v2大气质量因子,开发了京津冀地区高精度NO₂对流层垂直柱浓度卫星数据,并结合反演模型分析了研究区域2011-2017年NO₂柱浓度及重点城市NO_x排放强度的时空演变.2011-2017年间,京津冀地区NO₂柱浓度在北京-天津-唐山及石家庄-邢台-邯郸形成两个核心污染高值区,保定、廊坊、秦皇岛、沧州和衡水分布于东南部的污染背景中,构成污染次高值区,而位于西北部的张家口和北部的承德相对较为清洁,仅在对应的市辖区出现局地污染峰值.京津冀地区柱浓度平均水平在2011-2017年间下降了27.2%.2011-2013年间北京、天津、唐山和石家庄市的NO_x平均排放强度分别为108.3、139.5、241.4和178.6 mol·s^-1,而2015-2017年间下降至98.0、108.2、197.6和85.8 mol·s^-1.基于卫星遥感手段的综合分析表明,2011-2017年期间京津冀地区NO_x污染状况得到明显改善,但各个城市的改善程度存在差异,其中北京、唐山NO₂柱浓度降幅明显低于污染核心高值区的其他城市,在下一阶段制订治理方案时应重点考虑.     

减污降碳协同增效的关键路径与政策研究

全面推动实现减污降碳协同增效是新发展阶段我国兑现碳达峰碳中和庄严承诺、深入打好污染防治攻坚战、建设美丽中国的必然要求。环境污染物与二氧化碳排放的高度同源性是实现减污降碳协同增效的理论基础。本文首先就目标指标、管控区域、控制对象、措施任务、政策工具五个方面的协同性系统讨论了减污降碳协同增效的基本内涵。其次，着眼于当前大气环境治理与碳减排在中国的重要性，本文在国家层面讨论了二者的中长期协同控制路线图，阐述了重点协同区域的识别方法和重点部门的协同治理思路，系统提出了大气环境治理与碳减排的协同路径。再次，本文还就“无废城市”建设和生态保护这两个领域与碳减排的协同治理思路展开分析讨论。最后，针对减污降碳协同治理对政策体系的需求，提出了统筹优化减污降碳协同目标、建立协同法规标准、建立减污降碳协同管理制度三个方面的建议。本研究将有助于厘清各方对减污降碳协同增效的认识，对各级政府后续推进减污降碳协同治理工作提供理论和科学基础。