电网发展、清洁电源接入与地区能源效率

鉴于我国已经建成全球规模最大的超高压和特高压电网,彻底弥补了电力跨区配置的电网基础设施短板,并且为清洁电源并入电网和跨区消纳提供了完善的基础设施,不仅克服我国电力负荷中心和能源基地的区域布局不协调,而且有益于缓解日益严峻的能源利用率低下和环境污染问题。本文利用1991—2012年全国29个省市面板数据实证研究了清洁电源并网对地区全要素能源效率的影响。为保证实证结果稳健性分别在线性和非线性实证框架下采用系统广义矩估计(SYS-GMM)和面板平滑转换模型(PSTR)两种方法估计了清洁电源接入高压、超高压和特高压电网的地区全要素能源效率异质性效应。实证结果显示:(1)我国电网基础设施对地区全要素能源效率具有明显的增进效应,特别是超高压电网在促进全要素能源效率提升上表现的最为突出,在特高压骨干网架尚未形成的情况下起到了支柱性作用。(2)高压、超高压、特高压与清洁电源交互项的估计系数始终位于负数区间,反映清洁电源并网的能源效率绩效并不明显,受限于并网规模和机制缺陷,还没有发挥出全要素能源效率提升作用。(3)随着人均GDP的不断提高,各等级电网对地区能源效率的益处越来越明显,并且存在着门槛效应。(4)特高压电网对地区能源效率的积极作用主要表现在东部沿海高收入省份,这些省份作为电力消费负荷中心,大规模接入清洁电源对能源效率改善裨益明显。接下来,需要根据地区的能源禀赋结构选择清洁电源的并网模式,完善的电网基础设施、合理的电源结构还需要配置以高效的清洁电源并网机制才能不断增进地区全要素能源效率。     

西部大开发十五年环境效率评价及其影响因素分析

西部大开发政策实施以来,西部地区实现了快于东部和中部的经济增长。正确认识西部地区经济增长中的环境成本,评价西部地区的环境效率具有重要意义。本文运用考虑非期望产出的超效率SBM模型测算了2000—2014年西部大开发以来的环境效率。研究发现:西部地区环境效率偏低,处于相对无效状态。西部地区环境效率明显低于传统效率,经济增长付出了较高的环境代价。西部大开发以来传统效率与环境效率之间的差距呈现先扩大后缩小的"倒U"型走势变化。西部地区省份环境效率在全国排名靠后,各省份的环境效率呈现出差异化的发展态势,其中重庆和四川排名不断提升,新疆排名逐步回落,内蒙古和广西在西部地区排名相对靠前且比较稳定,云南和陕西一直处于中间水平,贵州、甘肃、青海、宁夏排名相对靠后。西部地区环境效率2000—2003年上升,2004—2010年不断下降,2010—2014年趋于平稳。西部地区环境效率低于东部地区且差距大,也低于中部地区和全国平均水平。通过收敛性检验发现,西部地区各省份间的环境效率差距呈现先缩小后扩大的趋势;西部地区与东部地区间的环境效率差距逐渐扩大,与中部地区间的环境效率差距先扩大后缩小。本文同时采用了Tobit模型进行面板回归,实证分析了西部地区环境效率的影响因素。结果表明:经济发展水平、科学技术水平、能源消费结构、环保投资力度对西部地区环境效率具有显著影响;产业结构变化和对外开放程度对西部地区环境效率影响不显著;西部地区存在环境效率的库兹涅茨曲线。     

中印全要素能源效率比较研究

本文利用数据包络分析法研究了中印两国的全要素能源效率。1995-2009年,中印两国全要素能源效率一直在持续提高,但仍处在较低水平。中印全要素能源效率较低的主要原因可能仅仅是其经济发展水平较低,因而要求中印承担更多减排义务并不合理。中国能源效率比印度更低的原因很可能在于中国能源相对价格较低,而导致中国能源相对价格较低的原因可能在于中国的政府管制。为了提高能源效率,放松管制,提高能源价格,可能是中国不得不采取的措施。     

环境约束下工业用地生产效率研究——基于中国33个典型城市非期望产出的考量

工业生产会产生期望和非期望两类产出,以往对工业用地的生产效率评估忽视了非期望产出,本文选取城市工业从业员工人数度量劳动力投入,城市工业固定资本投入总额度量资本投入,城市工业用地面积度量土地投入,城市工业总产值度量期望产出,工业废水排放量、工业SO2排放量和工业烟尘排放量度量非期望产出,运用跨期数据包络分析方法测算了2004年到2011年全国33个城市工业用地的方向性环境距离函数,并将其转换为相应的生产效率值,在考虑非期望产出和不考虑非期望产出的两种情况下,分别运用Malmquist-Luenberger生产率指数和Malmquist生产率指数分析2004年到2011年33个城市工业用地的生产率变化及其分解情况,以便进行对比。研究发现,非期望产出影响工业用地的生产效率,忽视非期望产出会高估工业用地的生产效率,这是由于在粗放的经济发展方式下,资源要素的不合理利用导致非期望产出的高水平排放,使得技术进步被高估,从而生产效率被高估;研究样本中大部分城市的工业用地是非可持续的,但是正在逐步向可持续转变。因此,本研究认为:应摒弃粗放的生产方式,重视土地资源与其他资源的合理配置,释放土地利用空间;鼓励企业的技术创新,尤其是环境保护和污染治理的技术创新,在增加期望产出的同时,减少非期望产出,从而使工业用地生产效率提高,实现工业的可持续发展。     

基于入口NOx质量浓度修正的脱硝系统多模型预测控制策略及其应用案例

建立不同锅炉工况下基于欧式距离聚类的总给煤量长短期记忆神经网络预测模型,对入口处的NO_x质量浓度数据进行修正,其验证集上的均方根误差为3.53 mg·m^-3。该结果优于常见的回归方法深度神经网络与随机森林回归的预测结果。以此为基础,研究了基于入口NO_x质量浓度修正的多模型预测控制(MMPC),设计并进行了脱硝系统仿真。仿真结果表明,与原有控制条件相比,基于入口NO_x质量浓度修正的MMPC策略使脱硝系统出口NO_x质量浓度波动幅度减小了63.7%,并能满足出口质量浓度指标为40 mg·m^-3时的控制要求,实现卡边控制。现场工程应用结果表明：在高、中、低负荷正常运行的工况条件下,入口修正-MMPC策略可将出口NO_x质量浓度波动分别控制在±10.6 mg·m⁻³、±5.5 mg·m⁻³、±4.9 mg·m⁻³,以标准差来衡量波动幅度即分别减小了53.4%、74.7%、64.6%,此控制水平优于原有控制效果;在出口NO_x质量浓度易超标并出现高浓度氨逃逸的快速变负荷工况下,升、降负荷出口NO_x质量浓度波动分别控制在±6 mg·m⁻³、±5 mg·m⁻³,此控制水平仍优于原有控制效果。本研究的入口修正-MMPC控制策略可实现不同负荷、工况下的喷氨控制,减小出口NO_x波动幅度,降低后续设备低温腐蚀的风险,从而提高SNCR/SCR联合脱硝系统运行的经济性和安全性。     

电极配置和操作条件对静电油烟净化效率的影响

以有机气溶胶发生器产生的0.02～2.02μm癸二酸二辛酯颗粒模拟餐饮业排出的油烟PM2 5组分,利用静电低压撞击器颗粒物检测仪测定各粒径范围的颗粒个数和质量浓度,并系统研究了电极配置、电场风速和供电电压等因素对静电油烟净化效率的影响.结果表明:油烟荷电量以及荷电颗粒迁移距离是影响净化效率的关键因素,优化电极配置的增效...     

生物滴滤塔脱除污泥干化尾气中的SO2

以市政污泥干化尾气中的主要含硫物质二氧化硫(SO2)为处理对象,从市政污泥中筛选出高效脱硫菌——嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f),搭建了实验室规模的生物滴滤塔,考察了进气质量浓度、气体停留时间、营养液喷淋密度和营养液中Fe2+浓度对生物滴滤塔脱除SO2的影响....     

中试条件下稻秸干法厌氧发酵搅拌方式的优化

针对秸秆类农业废弃物干法厌氧发酵过程中易产生物料分层、表面结垢以及存在“死角”等问题,通过改进横卧推流式中试厌氧反应器搅拌工艺,探索了连续运行条件下机械搅拌、前端气动搅拌和全程气动搅拌等3种单一搅拌方式对稻秸干法厌氧发酵产气规律、底物降解特性及系统稳定性的影响,并通过进一步设置不同的搅拌频次优化了机械搅拌和前端气动搅拌组合工艺,综合考察了发酵效率和能源消耗情况。结果表明,在单一搅拌工艺条件下,稻秸干法厌氧发酵40 d总产气量呈现出“机械搅拌>前端气动搅拌>全程气动搅拌”的规律,分别为75.5、66.5和61.9 m³,对应的单位VS产气量分别为441.9、389.3和362.3 L·kg⁻¹,这说明采用改进型框型叶片的机械搅拌可有效翻动物料,以促进其与发酵液的充分接触。在进一步优化“机械+前端气动”的组合搅拌工艺后发现,稻秸40 d产气量与单一机械搅拌模式较为接近,尤其是“机械搅拌(每天4次)+前端气动搅拌(每天4次)”的组合搅拌方式,单位VS产气量高达447.2 L·kg ⁻¹,纤维素和半纤维素降解率分别可达14.9%和15.1%;但从能源损耗角度来看,“机械搅拌(每天2次)+前端气动搅拌(每天4次)”的组合搅拌方式中能耗最低,仅为单一机械搅拌方式能耗的约40%。在稻秸干法厌氧发酵工程实际运行过程中,可根据厌氧发酵效率和能耗节省需求,因地制宜地选择合适的组合搅拌工艺。本研究结果可为木质纤维素类废弃物干法厌氧发酵工程中的搅拌方式改进提供参考。     

全沸腾式烟气脱硫除尘技术的研究

文中介绍了QFTC型全沸腾式脱硫除尘器的基本工作原理、装置结构形式及主要特点、主要技术经济指标、实际应用效果。结果表明,在未加脱硫剂情况下,脱硫效率达到63．9％,除尘效率达96．3％。它具有运行可靠、高效、简单和投资低等优点。     

高炉除尘灰细微颗粒物单/双预荷电强化滤袋过滤特性

传统袋式除尘器对于细微颗粒物的捕集效率不甚理想,在袋式除尘器入口前增加预荷电装置是一种切实可行的强化其过滤特性的技术手段。设计搭建线板式直流高压预荷电器,研究了不同正/负匹配电压及风速对于双极预荷电高炉除尘灰电凝并行为的影响规律,对比分析了滤袋对未荷电、单极负荷电以及双极荷电高炉除尘灰细微颗粒物 (PM _2.5) 的捕集效率与压差特性,得到了不同预荷电方式高炉除尘灰细微颗粒物在滤袋表面沉积的微观形貌结构。结果表明：随着过滤风速 (1.5~0.5 m·s⁻¹及匹配负电压 (−16~−12 kV) 的降低,双极荷电颗粒物凝并效率提高;高炉除尘灰细微颗粒物单/双预荷电均能提高滤袋的过滤效率;对于粒径＜0.5 μm颗粒,双极预荷电技术对滤袋捕集效率的强化效果好于单极预荷电技术;对粒径为0.5~2.5 μm颗粒,单极预荷电技术的强化效果超过了双极预荷电技术;颗粒物单/双预荷电技术还使得滤袋阻力增量值及其增长速率值降低,且单极预荷电技术对于阻力降低效果更为明显。本研究可为利用单/双预荷电技术提升传统袋式除尘器对高炉除尘灰中细微颗粒物的捕集脱除特性提供参考。