美国居民生活用能状况与趋势:30年微观调查数据分析

随着居民部门用能快速增长,各国都在致力于观察本国居民能源消费特征以减少碳排放,特别是发达国家。本文应用近30年的微观调查数据分析美国居民能源消费现状和趋势,为发展中国家提供一些借鉴意义。从总量上看,伴随着人口、家庭数量和建筑面积的上升,能源消费总量变化较小,趋于稳定;人均用能则呈下降趋势。从用能结构来看,以天然气和电力为主,2009年分别占比44%和41%;近30年来天然气占比小幅下降,电力占比上升明显;完善的天然气设施和电力服务体系使得能源可获得性高。从用途分类来看,取暖和家电占绝大比例,2009年分别占比41%和35%;取暖用能近30年来出现平缓下降趋势,燃料来源70%是天然气;家电设备用能占比明显上升,增长近1倍;制冷占比较小,近年出现小幅上升;热水用能则比较稳定。家庭炊事燃料以电力和天然气为主,2009年分别占比60%和34%。近30年,家用电器保有量和能源效率有显著提高。建筑用能方面,美国房屋服务时间长,后期建筑房屋在保温性能方面高于早期房屋,单位面积耗能下降。美国居民享受着较高水平的能源服务,能源消费总量在近30年没有明显变化,这和能源效率的提高有着密切关系;如完善的"能源之星"项目是一个强有力的措施,以及完善的能源统计制度为能源分析提供了有力的数据支撑。相比,中国存在居民炊事用能固体燃料占比较高、建筑服务周期短、建筑材料耗能比重大等问题。建议中国政府进一步完善能源统计制度、推行农村能源扶持项目和能源标识、加强建筑规划、落实建筑能耗标准。     

中国碳排放强度的时空演进及跃迁机制

面对气候变化所带来的生存危机以及环境治理的复杂状况,对中国碳排放强度时空演进的动态监测与预警治理的研究是实现碳排放强度下降目标的关键。文章测算1997—2015年中国大陆30个省区碳排放强度的空间面板数据,采用探索性时空数据分析(ESTDA)方法对中国碳排放强度的空间相关性、集聚特征及其时空跃迁进行空间统计分析,借助分位数回归与时空跃迁嵌套模型,揭示在时间和空间推移的双重作用下中国各省区碳排放强度的时空跃迁机制。研究结果表明:(1)中国30个省区的碳排放强度在时空分布上并不是完全随机状态,各个省区碳排放强度之间具有显著的空间相关性特征,碳排放强度的变动趋势会受到其相临近省区碳排放强度的影响,省域间的碳排放强度在空间分布上呈现"集聚"与"分异"并存的时空演进特征。(2)中国碳排放强度空间集聚趋势增强,具有高度的凝固性和较低的流动性,10个高碳排放强度省区碳排放强度的稳定性将成为制约中国碳排放强度整体跃迁的重点省区,相关省区的跃迁性将成为驱动中国碳排放强度整体跃迁的关键省区。(3)各省区的碳排放强度空间集聚过程中存在时空跃迁的驱动模式和制约模式,分位数回归模型能够很好地解释各驱动因素对碳排放强度时空跃迁的驱动机制,不同响应阶段的驱动因素的分位数与碳排放强度时空跃迁类型之间具有很强的嵌套性。(4)根据各省区碳排放强度时空演进及其跃迁机制的分析结果,进一步提出加强对关键省区碳排放强度的有效监测与治理,加大碳排放的约束力度等差异化的碳减排调控措施。     

技术进步路径选择与中国制造业出口隐含碳排放强度

本文采用考虑反馈性出口隐含碳的MRIO模型,测算了2000—2011年中国14个制造业行业出口隐含碳排放强度;在此基础上,基于全球价值链(GVC)分工地位的视角,理论分析并实证检验了不同技术进步路径对中国制造业出口隐含碳排放强度的影响。研究发现:中间品进口、自主研发、模仿创新显著降低了中国制造业出口隐含碳排放强度,而国外技术引进和外商直接投资(FDI)对中国制造业出口隐含碳排放强度的影响不显著;提升中国制造业在GVC中的国际分工地位能够显著降低其出口隐含碳排放强度。进一步研究发现,不同技术进步路径对中国制造业出口隐含碳排放强度的作用效果受到制造业在GVC中的国际分工地位的影响,并表现出明显的门槛特征,即只有中国制造业在GVC中的分工地位越过门槛值后,技术进步路径才能显著降低中国制造业出口隐含碳排放强度。此外,将制造业分为知识密集型、资本密集型和劳动密集型三类,发现不同技术进步路径对中国制造业出口隐含碳排放强度还存在着显著的行业差异。因此,中国制造业应充分发挥中间品进口、自主研发、模仿创新在降低中国制造业出口隐含碳排放强度中的作用,在引进FDI和国外技术的过程中,优先考虑引进发达国家的先进低碳制造技术和清洁生产技术。同时,中国制造业还应积极培育自身竞争优势,构建自我主导的国内价值链和区域价值链体系,主动嵌入全球创新链,提升中国制造业在GVC中的国际分工地位。此外,政府应根据技术创新和引进政策在不同制造业行业中的执行效果,有所侧重地制定和实施相关政策。     

我国城市间客运交通能源消耗趋势的分解

随着我国城镇化水平不断提高,城市作为重要的交通网络节点,其衔接交通运输线路、产生和承担客货流转换的功能日益显著。定量地探讨城市间客运交通能源消费变化的影响因素对于我国未来城市间客运交通能源需求的研究及温室气体减排具有重要意义。本文采用终端能源需求MAED模型,对我国城市间客运交通能耗的历史基期数据进行处理,同时对未来能耗进行预测,在形成ASIF结构的数据基础上,利用对数平均迪氏指数法(Logarithmic Mean Index,LMDI)对城市间客运交通能耗的活动效应、结构效应和强度效应进行分解分析。结果表明,从历史数据来看,我国"十五"期间城市间客运交通能耗的快速增加同时取决于客运周转量的增加、客运交通模式和能耗强度的转变,若延续这一发展趋势,我国中长期城市间客运交通模式将快速增长。未来城市间轨道交通网络的发展和高效利用及交通节能减排政策的落实将是促进能源消耗增速降低的可能选择。     

华中地区某污水处理厂低碳运行措施及效果

以华中地区某污水处理厂 (设计规模：25×10⁴ m³·d⁻¹) 为例,分析城镇污水处理厂的节能降碳的有效措施。该厂在2021年底实施了系列节能高效运行和工艺优化创新措施,取得显著降碳效果。措施包括：采用节能高效设备、生化池按需曝气、光伏发电等节约电耗措施,以及强化生物除磷、优化化学除磷、多点配水节约碳源、智能加药等。对比分析该污水处理厂2022年的运行数据与2019—2021年的数据。年平均吨水电耗、吨水消耗碳源、吨水消耗除磷剂分别由0.192 kW·h·m⁻³、5.010 mg·L⁻¹ 、4.199 mg·L⁻¹降至0.161 kW·h·m⁻³、0 mg·L⁻¹、2.980 mg·L⁻¹。污水处理厂年消耗电费、药费等直接运行成本节约39.6%, 间接碳排放强度减少20.3%。相关举措可为类似污水处理厂的从运行管理角度实现减污降碳协同增效提供参考。     

红色非硫光合细菌的生长特性研究

红色非硫光合细菌菌种从城市污水处理厂活性污泥中分离得到,对红色非硫光合细菌的生长规律及其影响因素进行研究,试验表明在进行污水处理时所用的红色非硫光合细菌的最佳培养条件为接种量2%,pH7～8,光照强度为1500lx,光照厌氧条件下培养3～5d。这为红色非硫光合细菌应用于染料有机化工废水处理的进一步研究提供了理论依据。     

办公建筑夏季用能行为测试研究

建筑使用者热环境改善行为对建筑能耗具有重要影响。对杭州市某办公建筑开展夏季空调使用行为测试。较高的空调使用率以及空调设备对室内热环境的显著改善说明空调使用是该地区夏季采用的主要降温措施。采用逻辑回归构建出夏季空调开启率预测模型。根据所构建的夏季空调开启率预测模型,得出测试房间空调开启室外耐受温度为32.0℃。根据测试期间空调开启时刻温度,得出空调开启室内耐受温度为28.7℃。     

人类活动干扰下土地利用异质性特征分析—以中山市为例

以中山市为例,在土地利用类型遥感解译数据的基础上,以系统网格采样法计算研究区内土地利用强度,并探索了土地利用强度的空间分布特征,以及受人类活动的驱动作用。研究结果表明：1 200 m能够很好地反映土地利用强度异质性在空间上的特征。研究区内的土地利用强度空间分布表现出较强的正相关性,2000—2010年,中山市土地利用强度分布模式由多点式向极化转变,而且还表现出核心区域的扩散效应。在整体的范围上看,土地利用强度的空间变异受尺度影响,随着尺度的增加各向同性的减弱,转变成明显的各向异性。研究区内自然条件以及区域发展政策的差异,导致研究区内行政单元间的土地利用强度空间分异明显。在人类活动影响的驱动下,研究区内土地利用强度异质性呈现增强的趋势。     

电磁浮动床除尘装置的设计与实验研究

针对所设计的电磁浮动床除尘装置,为了掌握该装置的运行规律以及除尘效果,以铁磁颗粒为床料,通过实验分析了铁磁颗粒质量对床层高度的影响,以及风量和磁场强度等因素对床层高度和压强降的影响,并对风量和磁场强度与除尘效率的关系进行了研究,确定最佳运行条件：进口含尘气体浓度为20 g·m-3,磁场强度为300 Gs,风量为110 m3·h-1,除尘效率高达99.34%,为电磁浮动床用于高温除尘工艺奠定了基础。     

不干胶废弃物热解与燃烧动力学特性

采用热重分析方法对不干胶废弃物(PSAs)进行了热解和燃烧失重分析,并采用Doyle法拟合计算了PSAs热解和燃烧动力学参数。结果表明:当温度低于200℃或高于600℃,PSAs的热解和燃烧失重过程具有性;300~600℃时,PSAs热解过程具有3个失重峰,而其燃烧过程具有2个失重峰。动力学分析结果表明:PSAs的热解是由多阶段复杂的热裂解反应组成,其热解过程可用4个一级反应来描述,随着升温速率的提高热解阶段第1峰区表观活化能降低;而第2、3峰区以及半焦深度裂解阶段的第4峰区活化能逐渐升高;PSAs燃烧过程可用3个一级反应来描述,随着升温速率的提高,PSAs燃烧过程的表观活化能均逐渐降低,并且燃烧表观活化能均低于热解表观活化能。