Targeting for optimal grid-wide deployment of carbon capture and storage (CCS) technology

Carbon capture and storage (CCS) techniques are considered as one of the promising approaches to reduce carbon dioxide (CO₂) emissions from fossil fuel based power generation, which still accounts for a significant portion of greenhouse gas emissions in the world. CCS technology can be used to mitigate greenhouse gas emissions, with the additional advantage that it allows continuing use reliable and inexpensive fossil fuels. However, CCS retrofit entails major capital costs as well as a reduction of overall thermal efficiency and power output. Thus, it is essential for planning purposes to implement the minimal extent of CCS retrofit while meeting the specified carbon emission limits for the power sector. At the same time, it is necessary to plan for compensatory power generation capacity to offset energy losses resulting from CCS retrofit. In this paper, an algebraic targeting technique is presented for planning of grid-wide CCS retrofits in the power generation sector with compensatory power. The targeting technique is developed based on pinch analysis. In addition, the proposed methodologies are illustrated through case studies based on grid data in India and the Philippines. Sensitivity analysis is carried out to determine the suitable CCS technology and compensatory power source which satisfy emission limits.     

基于居民合理生活消费的人均碳排放计算

分析了我国居民消费直接与间接碳排放的变化及现状,并通过居民消费的微观角度,分析计算基于居民合理生活消费人均碳排放.试图通过居民消费的角度建立人均碳排放的核算方法,给出建议数据.根据国内当前主要消费环节的碳排放水平,对比国际先进水平和国内碳减排升级潜力,计算了满足居民正常小康生活水平条件下的人均碳排放,年人均排放约2203kg~2333kg碳.居民基本生活的碳排放主要集中在供暖制冷、住宅使用、污染治理和基础建设分摊等方面,而衣物与食品消耗、生活物质材料等方面的碳排放量所占比重相对较低.     

中国服务业能源消费CO2排放及其因素分解

基于IPCC温室气体排放清单指南中的CO₂排放因子与核算方法,估算了1995—2010年中国服务业能源消费与CO₂排放量,并对其总体变化趋势进行时间序列分析;以LMDI(对数平均迪氏指数)法辨识与分解3个时段(1995—2000年、2000—2005年和2005—2010年)中影响中国服务业CO₂排放量变动的关键因素及其对CO₂排放量的贡献值. 结果表明:1995—2010年中国服务业能源消费CO₂排放量增长态势明显,累计排放总量为853197.55×104t;服务业能源消费主要依赖于高碳化能源燃料,各年度油品和煤品分别占能源消费总量的67%~74%和5%~27%;LMDI分析结果显示,1995—2010年产业规模和人口效应引起CO₂排放增加量分别为133357.10×104和7691.25×104t,能源效率和能源结构引起CO₂排放减少量分别为59034.50×104和23898.60×104t. 提出CO₂减排对策:①以经济、政策和监管手段促进服务业节能减排;②依托科技创新提高能源综合利用效率,降低服务业CO₂排放量.      

广东货船水运的温室气体排放和低碳发展对策

作为我国港口大省和低碳试点省,广东需先行测算船舶水运的GHG(温室气体)排放量基线,以探究低碳水运对策. 通过文献调研收集适用数据和资料,基于引擎功率法,测算了广东抵港货船在2010年的GHG排放量. 结果表明:广东专属经济区海域内货船水运的GHG总排放量为2887×104t,不确定性在-36%~45%之间,其中在领海区域内的排放量为730×104t;远洋集装箱船是GHG最大排放源,占总排放量的43%;集装箱船、干散货船、油轮和其他货船的GHG排放量不确定性均介于-30%~50%之间,远洋货船的主引擎在正常航行模式下输出功率是最主要的不确定性源. 基于分析船舶水运的GHG排放特征,提出船舶减速、向远洋货船供应岸电和内河货船主引擎转用天然气共3项低碳节能措施,共可减排40%的GHG排放量.该研究结果不仅为广东低碳水运发展提供基础性的GHG排放数据,也可为其他港口地区提供估算水运业GHG排放量的技术方法参考和实践经验.      

Analysis of household energy consumption and related CO2 emissions in the disregarded villages of Lijiang City,China

Energy is one of the most important elements required for poverty alleviation and socioeconomic development, and it has a particularly strong impact on households in rural areas. An extensive survey on household energy consumption patterns that interrelates socioeconomic and demographic factors was conducted in the disregarded villages of Lijiang City by using the stratified random sampling technique for 120 households. This study focuses on household energy consumption and the related carbon dioxide (CO₂) emissions in the study area. Firewood, biogas, and electricity were identified as the main energy sources of the rural households. This study demonstrates that 100% of the households use firewood, 52% use biogas, and 95% use electricity as fuel types. On average, each household consumed 1752 kg of firewood, 280 m³ of biogas, and 392 kWh of electricity annually. All households generated an annual average amount of CO₂ emissions of 3851 kg, of which 85.08% come from firewood, 7.66% from biogas, and 7.26% from electricity. Family size, income, and educational level were found to be the major factors that influence CO₂ emissions. The results of this study may be useful in explaining the energy consumption characteristics in the rural areas of Lijiang City and are expected to be useful in policy formulation for energy consumption and environmental protection.     

灰色关联分析在中国农村家庭碳排放影响因素分析中的应用

农村家庭碳排放影响因素分析的研究对于合理发展农村经济,有效制定农村减排政策具有重要的指导意义.根据IPCC参考方法、生活碳排放研究方法和投入产出基本方法,计算了1995—2010年中国大陆31省区农村人均家庭碳排放量.通过因子分析方法,剔除农村人均家庭碳排放量不显著相关的影响因素,利用灰色关联分析方法对影响农村人均家庭碳排放量的显著相关影响因素进行评价,得出不同驱动因子对碳排放的关联度.结果表明,(1)从时间上看,1995至2010年,农村家庭碳排放呈现出逐渐上升趋势,1995年农村的人均家庭排放量为C 0.170 t?人-1,增加到2010年的0.504 t?人-1,同比增长196.90%.(2)从空间看,东部地区的农村家庭碳排放远远高于中部、东北和西部地区的农村家庭碳排放.(3)从地区差异看,位于东部地区的上海市农村人均家庭碳排放远远高于位于西部地区的内蒙古,1995年上海市农村人均家庭碳排放为C 0.454 t?人-1,而内蒙古为0.145 t?人-1;2010年上海市农村人均家庭碳排放为C 1.351 t?人-1,而内蒙古为0.498 t?人-1.(4)利用灰色关联分析,经济水平指标中的农林牧渔总产值与农村人均家庭碳排放的关联度为最大,为0.9824,因此对农村家庭碳排放的影响最大,而人口指标中的农村人口比例与农村人均家庭碳排放的关联度最小,为0.5702,因此对农村家庭碳排放的影响最小.     

安徽省会经济圈土地利用变化的碳排放效益

土地利用变化是影响碳排放的重要因素。利用1997和2007年土地利用类型数据,采用碳排放评价模型,对安徽省会经济圈碳排放效益进行评价,并估算碳排放生态补偿标准。研究结果显示:①1997-2007年间碳排放总量增加1 049.92×10⁴ t,年均增长14.4%;②2007年经济圈内地均建设用地碳排放强度和地均碳排放强度分别为1997年的2.41倍、 2.18倍,1997和2007年,碳排放强度指数值都是合肥市>巢湖市>六安市;③经济圈内各县(区)地均碳排放强度差异显著,建设用地平均碳排放强度前3位的是合肥市区、 霍山县、 金寨县;④据中国造林成本的价格估算,合肥、 巢湖、 六安3市的碳汇补偿增加量分别为:21.83×10⁸、 4.31×10⁸、 2.48×10⁸元,县域生态补偿额差异显著;⑤土地利用结构、 产业结构与碳排放量存在一定的关系。从碳排放效益和生态补偿的角度,提出减少碳排放的途径。     

基于生产和消费视角的辽宁省行业能源消费碳排放

行业能源消费碳排放核算是碳减排政策制订的基础,从消费视角进行行业碳排放研究日趋重要. 基于经济投入产出生命周期评价模型,从生产和消费视角解析了辽宁省2007年行业能源消费碳排放分布规律. 结果表明:生产视角碳排放量行业集中度高,该视角碳排放总量的78.73%集中在电力、热力的生产和供应业,金属冶炼及压延加工业,非金属矿物制品业以及交通运输、仓储及邮政业;为其他行业提供产品和服务是造成行业生产端碳排放的主要原因;消费视角下行业碳排放总量的53.79%集中在金属冶炼及压延加工业,建筑业,电力、热力的生产和供应业以及其他行业;上游供应行业的间接碳排放是造成消费端排放的主体.从碳排放强度来看,生产视角下各行业碳排放强度差异性较大,电力、热力的生产和供应业的碳排放强度最大,为9.17 t/万元;消费视角下行业之间的碳排放强度差异性较小,均低于3 t/万元. 最后针对不同视角下分析结果的差异性提出了相应对策的侧重点.      

不同喷油策略对柴油-四氢呋喃混合燃料燃烧和排放的影响

为了解决环境污染和能源短缺等问题,本研究针对四氢呋喃作为一种含氧替代燃料展开研究.在一台六缸增压柴油机上开展了不同喷油策略下四氢呋喃和柴油混合燃料对柴油机燃烧和排放的影响研究,所用3种燃料分别为：纯柴油、5%四氢呋喃和95%柴油、15%四氢呋喃和85%柴油混合燃料（混合比例均为体积比）,以原机国六脉谱图为基准调节主喷时刻和喷油压力.结果表明,添加5%四氢呋喃使燃油消耗率增加,有效热效率降低,当加入15%四氢呋喃后燃油消耗率进一步升高,有效热效率相比于添加5%四氢呋喃有一定程度改善,但仍低于纯柴油燃料;当喷油压力高于100 MPa时,混合燃料的燃油消耗率和有效热效率随喷油压力的提高基本保持不变.四氢呋喃加入使小负荷下NO_x、CO和HC排放增加;大负荷下使NO_x排放增加,CO和HC排放逐渐降低,各工况下的碳烟排放均降低.由此可见,柴油-四氢呋喃混合燃料的有效热效率相比于纯柴油降低了1%~2%,加入四氢呋喃可有效降低碳烟排放和改善部分工况下的气体污染物排放.     

基于NPP-VIIRS夜间灯光的长株潭地区县域土地利用碳排放空间分异研究

从县域尺度开展土地利用碳排放空间分异研究,对指导区域实现碳达峰及碳中和目标具有重要意义.基于2013—2019年NPP-VIIRS夜间灯光数据测算长株潭地区县域土地利用碳排放,并运用探索性空间数据分析和地理探测器,对长株潭地区县域土地利用碳排放空间分异特征及影响因素进行分析.结果显示：①2013—2019年,长株潭地区县域土地利用碳排放差异较为显著,基本上在波动中呈递减趋势,空间上呈现自中部地区向四周地区渐弱的态势;②2013—2019年,研究区土地利用碳排放Moran''s I值呈"上升下降再上升"的趋势,由2013年的0.275841最终减少为2019年的0.270621,空间集聚特征较为显著,总体呈正相关;局部空间自相关均未出现高低、低低集聚型区域,且高高集聚型区域固定为湘潭市市辖区;③综合4年指标探测结果来看,长株潭地区县域土地利用碳排放影响因素的解释力q值为0.200~0.868.其中,单位能源消耗碳排放、第一产业产值比重、人均土地面积、土地利用程度指数、城镇化率在研究期间出现频率较高且出现时的q值均大于0.50,且任意两个影响因素交互作用后影响力表现为双因子增强和非线性增强.