能源活动CO2排放不同核算方法比较和减排策略选择

能源活动CO₂排放是温室气体排放的最重要部分,这部分CO₂排放量的核算是温室气体清单编制和减排方案制定的关键和基础。采用直接法、电热终端法和隐含终端法核算了2009年中国能源消费的CO₂排放量,对不同核算法的CO₂排放部门分布、部门排放强度进行了比较,明确不同核算方法的差异和适用范围。采用电热终端法的核算结果定量分析了各产业部门和工业行业的经济增长和排放强度变化对中国能源活动CO₂排放增长的影响。结果表明,中国2009年隐含终端CO₂排放量为65.6亿t,略高于直接和电热终端CO₂排放量62.2亿t。3种核算方法的CO₂排放部门分布和排放强度有明显的差异:电、热力生产与供应业的直接排放占比为45.2%,而电热终端CO₂排放仅占4.5%;制造业的直接法、电热终端法和隐含终端法核算的CO₂排放占比分别为35.3% 、61.1%和65.5%,是终端能源消费CO₂排放最主要的部门;制造业、电热力生产与供应业和交通运输业的电热终端CO₂排放强度分别为2.166、1.72和1.622 t CO₂/万元GDP,是排放强度较高的部门。在产业部门中,制造业的色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业等5个行业以9.8%的经济增长贡献,排放了52.4%的CO₂,是产业结构调整、技术和工程减排的重点;服务业以7.2%的CO₂排放,贡献了38.4%的经济增长,应作为中国低碳经济优先发展的产业。     

中国2007年已有10家生物发电厂建成投产

自2006年12月中国第一家生物发电厂———山东省单县生物发电厂建成发电以来,由龙基电力公司提供先进技术、国能生物发电公司投资建设的生物发电厂,陆续建成了山东省高唐、垦利生物发电厂,河北省威县、成安生物发电厂,江苏省射阳生物发电厂,黑龙江省望奎生物发电厂,吉林省辽源生物发电厂,河南浚县、鹿邑生物发电厂等生物发电厂建成并网发电,源源不断地为社会提供清洁能源。生物发电以其CO2零排放的特点,受到世界各国的青睐。生物发电产业在中国健康快速发展,为节能减排开辟了一条新路。以单县生物发电厂为例,装机容量为2·5万kW,年消耗秸秆近20万t,年发电量指标1·6亿kW·h,可实现工业产值1亿余元。截至2007年底,这家电厂已发电2亿多kW·h。与同等规模燃煤电厂相比,一年可节约标准煤9万余t,减少CO2排放10万余t。目前已并网发电的10家生物发电厂,年总装机容量达到25万kW,如运营正常,一年可发“绿色电力”16亿kW·h以上,节约标准煤90万余t,减少CO2排放100万余t。中国2007年已有10家生物发电厂建成投产@张春鹏     

基于LEAP的厦门市节能与温室气体减排潜力情景分析

城市是人类社会经济活动的中心,聚集了世界一半以上的人口。在城市发生的温室气体排放量占全球排放总量的75%左右,因此在城市这个尺度上研究温室气体减排意义重大。从城市这个尺度出发,以厦门市为实际研究案例,应用LEAP模型进行节能减排政策情景分析,定量分析评价城市节能减排潜力,并详细分析各种控制情景和各部门的节能减排贡献率。研究结果显示:在综合控制情景下,厦门能源消费总量年均增长率、万元地区生产总值能耗和温室气体排放总量年均增长率都有所下降;清洁燃料替代措施节能减排效果最好,工业部门节能减排潜力最大;优化能源使用结构蕴藏巨大减排潜力。     

基于长期能源替代规划模型的江苏省能源CO2排放达峰时间及峰值水平

为了应对全球气候变暖,中国政府提出到2030年CO₂排放达到峰值(或峰值平台)的减排目标.为了探究中国能否实现该减排目标,本研究以江苏省为例,基于长期能源规划替代模型(LEAP),耦合对数平均迪氏分解模型,运用情景分析法科学设定快速、中速、慢速达峰3种发展情景,预测CO₂排放达峰时间及峰值水平.结果表明: 2000—2015年间,经济规模效应是CO₂排放总量增长的主要驱动因素,其贡献度高达147.4%;技术进步效应是最重要的缓解因素,贡献度为-60.4%,一次能源结构效应、产业结构效应、人均收入效应、人口规模效应的贡献度分别为-5.3%、9.7%、11.0%、0.6%.在快速、中速达峰情景下,江苏省分别在2025和2029年达到CO₂排放峰值,峰值分别为7.01、7.95亿t,慢速达峰情景下未能实现2030年的CO₂排放达峰目标.综合研究分析,江苏省有着较大的减排潜力,经过相应的努力能够实现CO₂减排目标.为实现2030年的CO₂减排目标可采取以下措施:主动适应经济新常态,稳定发展增速;积极发展第三产业,平衡经济结构;持续推进节能减排技术,降低能源消费强度;大力发展天然气及核电等清洁能源,优化一次能源消费结构.     

中国增汇型气候保护政策实施对经济的影响

系统地给出了中国实施增汇型CO2减排政策对宏观经济影响的模拟结果,所采用的模拟系统包括基于Pizer,Demeter,Zwaan工作发展的中国气候保护决策支持系统和中国经济可计算一般均衡(CGE)系统。研究结果表明,增汇型气候保护政策较其他单一的气候保护政策更有利于国家经济安全;虽然增汇型气候保护政策在短期内会对国家GDP产出造成影响,但从长远角度看,增汇型气候保护将带动经济的发展,是一项值得推广的减排政策。同时,发现中国实行每年增加4%的碳汇和实施4%能源替代以减少CO2排放控制率,辅助于0.2%的生产型CO2排放控制率,如果能够促进世界其它地区到2050年减排1990年的10%的CO,是一个合适的方案。     

基于LMDI分解的厦门市碳排放强度影响因素分析

研究碳排放强度的变化趋势及其影响因素对于指导低碳城市建设具有重要意义。应用对数平均权重分解法(LMDI),基于厦门市2005—2010年各部门终端消费数据对碳排放强度指标进行因素分解,并将传统分析仅注重产业部门的能源碳排放,拓展到全面考虑产业部门和家庭消费的能源活动和非能源活动影响。研究结果表明:2005—2010年厦门市碳排放强度下降17.29%,其中产业部门能源强度对总碳排放强度变化影响最大(贡献63.07%),家庭消费能源强度是碳排放强度下降的主要抑制因素(-45.46%)。从影响效应角度看,经济效率对碳排放强度下降贡献最大,碳排系数减排贡献最小;从部门减排贡献角度看,第二产业贡献最大,家庭消费贡献最小。总体而言,厦门市未来碳减排重点部门在第二产业,优化产业结构和能源结构有较大减排潜力。     

我国典型城市化石能源消费CO2排放及其影响因素比较研究

城市是化石能源消费和CO_2排放的主要区域。分析典型城市化石能源消费CO_2排放特征,明确不同城市CO_2排放动态及主要影响因素的差异,是开展城市减排行动的重要科学依据。采用IPCC推荐方法及中国的排放参数核算11个典型城市2006—2015年间化石能源消费产生的CO_2排放量。根据各城市经济发展和CO_2排放特征将之分为四类:经济高度发达城市(北京、上海、广州)、高碳排放城市(重庆、乌鲁木齐、唐山)、低排放低增长城市(哈尔滨、呼和浩特和大庆)和低排放高增长城市(贵阳、合肥),并运用对数平均迪氏指数法(Logarithmic Mean Divisia Index,即LMDI分解法)对比分析了四类城市CO_2排放量的影响因素。结果表明:(1)研究期内大部分城市CO_2排放总量有所增加,仅北京和广州呈下降趋势,工业部门CO_2排放在城市排放总量及其变化中占据主导地位;四类城市的人均CO_2排放量表现出与排放总量相似的变化趋势;CO_2排放强度整体上表现为经济高度发达城市(均值为0.88 t CO_2/万元)低排放低增长城市(均值为2.82 t CO_2/万元)低排放高增长城市(均值为3.05 t CO_2/万元)高碳排放城市(均值为6.62 t CO_2/万元)。(2)在城市CO_2排放的影响因素中,经济发展和人口规模均是4类城市CO_2排放增长的促进因素,但经济发展效应的累积贡献值大于人口规模效应;能源强度降低是4类城市CO_2排放最主要的抑制因素,且经济高度发达和高碳排放城市的抑制作用强于其他两类城市;对第三产业GDP年平均增速高于第二产业的6个城市来说,产业结构是CO_2排放的抑制因素;能源结构的变化仅对煤炭消费比重较低且降幅较大的北京和广州的CO_2排放是抑制作用,累积贡献值分别为-21.73Mt和-0.03Mt,而对其他城市,特别是高碳排放城市的CO_2排放具有明显的促进作用。     

杭州市公交车油改电项目碳排放效益核算

以减少碳排放为核心的应对气候变化行动已成为全球趋势,中国政府积极践行减少碳排放的国际承诺,出台多项鼓励新能源的政策措施,其中包括对新能源产业的补偿以及将燃油汽车改装为电动汽车。但是这些政策的实施效果并不太清楚。举例来说,煤电为主的供电类型极大削弱了碳减排的效果,充电桩等配套基础设施建设和旧车报废等过程还会产生额外碳排放,不同城市之间的这些情况差别也较大。因此,城市层面生命周期尺度上的电动车碳减排效果尚未明确。基于生命周期理论,以杭州市为例,在构建公交车生命周期模型下分别核算纯电动和柴油车生命周期碳排放量,并在基准情景、低碳情景和强化低碳情景下进行公交车油改电碳排模拟。研究结果表明:(1)杭州市单辆纯电动和柴油公交车生命周期CO2排放量分别为1103.237t和1401.319t,减排比例达21.27%。其中,电力生产约占纯电动车生命周期碳排量74.10%,柴油生产与消耗约占柴油车生命周期碳排量86.96%;(2)目前杭州市在营运的2312辆纯电动公交车生命周期内(13年)碳减排总量约达到68.917万t,年均5.301万t;(3)在油改电过程中,纯电动公交车需运行约3.5年后才能相对柴油公交车真正起到碳减排效果;(4)在不同新煤电技术及能源结构优化下,2020、2035和2050年杭州市公交车油改电项目每辆车碳减排量将达到354.071—884.339t,年均27.236—68.026t,减排比例25.27%—63.11%,且2050年强化情景下纯公交车生命周期碳排量仅为当前纯电动公交车和柴油公交车的46.86%和36.89%,潜在碳减排效益显著。     

基于终端消费的云南省碳排放总量测算及驱动因素实证研究

在终端能源消费CO₂ 排放总量测算中, 二次能源(电力、热力)通常不被列入计算, 这种测算结果无法准确测算出CO₂ 排放总量, 更会影响减排相应措施的制定。根据生产和生活部门终端一次能源和二次能源消费量, 构建了17种(含电力、热力)能源的碳排放总量测算模型, 全面测算云南省2000-2014 年CO₂ 排放量。选取LMDI 1 分解法, 将CO₂ 排放量分解为生产部门5 类因素、生活部门6 类因素。结果表明: ①2000-2014 年, 云南省终端能源消费CO₂ 排放总量从5744.15 万吨增长到18952.46 万吨; 其中, 生产部门CO₂ 排放量约占总排放量91.2%, 为碳排放主要来源。②能源强度是生产与生活部门最主要的驱动因素, 其累计贡献度为–92.64%和–94.78%, 其次为生产部门的产业结构效应以及生产与生活部门的能源结构效应, 累计贡献度分别为–33.55%、–17.65%和–17.18%。③GDP 和人均收入分别以累计贡献度245.28%和194.54%成为生产与生活部门最大的碳排放增长驱动因素。     

技术进步作用下中国CO2减排的可能性

建立了包含技术进步作用的CO2减排经济影响的宏观经济模型,基于这个模型,开展了中国减排CO2经济影响的政策模拟,研究发现,中国每年降低排放0．2％的排放量（少增0．2％）,到2050年GDP会比不控制下降5．12％。但是最高还能保持GDP年增长率为7．2％左右,如果中国承担年少排0．5％的减排任务,从2000年到2050年相当于50a少排放12．4％,GDP的年增长率的平均值为6％左右。如果中国加大教育科研投资0．5％GDP,则不仅减排的影响可以克服。而且到2050年GDP提高25％左右。     

共享社会经济路径下中国2020—2100年碳排放预测研究

碳排放和减碳经济代价研究日益受到学术界和决策者的关注，中国政府做出的关于争取在2060年前实现碳中和的表态引起了国际社会的热议。在此背景下，开展中国未来长时间序列碳排放的情景预测具有切实意义。基于可拓展的随机性环境影响评估模型（STIRPAT）评估了人口、经济和受教育程度对碳排放的影响，对比历史数据并验证了碳排放预测模型的准确性，结合共享社会经济路径（SSPs）情景的设定和模型参数，预测了5种情景下中国2020年至2100年的碳排放轨迹及经济代价。结果表明：（1）考虑碳排放达峰目标的实现，SSP3情景是中国未来发展的最佳情景，在此情景下，中国有望提前三年实现碳排放达峰目标；（2） SSP3情景可使中国年度总碳排放量和人均碳排放量处于相对其他四种情景的最低值，但需要付出累积GDP下降5.49%至8.80%的代价；（3）为完成在2060年前实现碳中和的承诺，中国政府在未来的40年需面对409.36-467.42 Gt的碳中和量；（4）2020年中国的碳排放强度将会较2005年水平下降40.52%至41.39%，2030年碳排放强度将会较2005年水平下降59.64%至60.75%。5种情境中，SSP5情景是降低碳排放强度的最佳情景，可最大程度地超额实现碳排放强度目标。未来，受经济发展、人口增长等重要因素影响，中国政府减碳压力将进一步加大。后疫情时代，考虑到能源供应的减少和高科技产业的发展，碳排放社会成本的上升将为中国创造一个使能源系统脱碳的机遇。中国应在"十四五"期间继续提升能源利用效率、升级产业结构、提倡低碳消费、实施隐含碳战略，以尽快实现碳减排目标。     

Scenario Analysis and Path Selection of Low-Carbon Transformation in China Based on a Modified IPAT Model

This paper presents a forecast and analysis of population, economic development, energy consumption and CO₂ emissions variation in China in the short- and long-term steps before 2020 with 2007 as the base year. The widely applied IPAT model, which is the basis for calculations, projections, and scenarios of greenhouse gases (GHGs) reformulated as the Kaya equation, is extended to analyze and predict the relations between human activities and the environment. Four scenarios of CO₂ emissions are used including business as usual (BAU), energy efficiency improvement scenario (EEI), low carbon scenario (LC) and enhanced low carbon scenario (ELC). The results show that carbon intensity will be reduced by 40–45% as scheduled and economic growth rate will be 6% in China under LC scenario by 2020. The LC scenario, as the most appropriate and the most feasible scheme for China’s low-carbon development in the future, can maximize the harmonious development of economy, society, energy and environmental systems. Assuming China''s development follows the LC scenario, the paper further gives four paths of low-carbon transformation in China: technological innovation, industrial structure optimization, energy structure optimization and policy guidance.     

Effect of Change of Forest Carbon Storage on Net Carbon Dioxide Balance of Wood Use for Energy in Japan

This study analyzed the net carbon dioxide (CO₂) emission reductions between 2005 and 2050 by using wood for energy under various scenarios of forest management and energy conversion technology in Japan, considering both CO₂ emission reductions from replacement of fossil fuels and changes in carbon storage in forests. According to our model, wood production for energy results in a significant reduction of carbon storage levels in forests (by 46% to 77% in 2050 from the 2005 level). Thus, the net CO₂ emission reduction when wood is used for energy becomes drastically smaller. Conventional tree production for energy increases net CO₂ emissions relative to preserving forests, but fast‐growing tree production may reduce net CO₂ emissions more than preserving forests does. When wood from fast‐growing trees is used to generate electricity with gas turbines, displacing natural gas, the net CO₂ emission reduction from the combination of fast‐growing trees and electricity generation with gas turbines is about 58% of the CO₂ emission reduction from electricity generation from gas turbines alone in 2050, and an energy conversion efficiency of around 20% or more is required to obtain net reductions over the entire period until 2050. When wood is used to produce bioethanol, displacing gasoline, net reductions are realized after 2030, provided that heat energy is recovered from residues from ethanol production. These results show the importance of considering the change in carbon storage when estimating the net CO₂ emission reduction effect of the wood use for energy.     

产业园区温室气体排放清单

温室气体排放所导致的全球气候变化是国际社会长期关注的热点问题,它严重限制了人类社会的发展并威胁着人类的生存。产业园区通常集中了一个区域主要的生产要素与生产能力,也代表着特定产业在该区域的发展水平,理应作为发展低碳经济的基础单元和减少温室气体排放的重要控制点,也可以成为解决区域资源、环境问题的突破口。明确了产业园区温室气体排放的系统边界和内部结构,梳理了产业园区全生命周期温室气体排放行为,综合考虑产业园区能源消耗、工业生产、物质材料消耗、仪器设备投入、废弃物处理处置、景观绿化等过程,建立产业园区温室气体排放核算方法,并对案例园区进行了清单分析。结果表明:案例园区整个生命周期的温室气体排放量为1872177 t CO2-eq,其中运行管理阶段占全生命周期排放的比例最高,为95.35%。建设阶段的温室气体排放总量中建筑材料消耗引起的排放占到96.95%,主要集中在建筑工程、内部装修工程和外部装饰工程3个环节。运行管理阶段电力消耗、热力消耗和污水处理过程的排放量占到总量的98.69%。根据核算及分析结果提出了案例园区在建设和运行管理阶段实现温室气体减排的建议。     

Spatiotemporal Characteristics,Determinants and Scenario Analysis of CO2 Emissions in China Using Provincial Panel Data

This paper empirically investigated the spatiotemporal variations, influencing factors and future emission trends of China’s CO₂ emissions based on a provincial panel data set. A series of panel econometric models were used taking the period 1995–2011 into consideration. The results indicated that CO₂ emissions in China increased over time, and were characterized by noticeable regional discrepancies; in addition, CO₂ emissions also exhibited properties of spatial dependence and convergence. Factors such as population scale, economic level and urbanization level exerted a positive influence on CO₂ emissions. Conversely, energy intensity was identified as having a negative influence on CO₂ emissions. In addition, the significance of the relationship between CO₂ emissions and the four variables varied across the provinces based on their scale of economic development. Scenario simulations further showed that the scenario of middle economic growth, middle population increase, low urbanization growth, and high technology improvement (here referred to as Scenario BTU), constitutes the best development model for China to realize the future sustainable development. Based on these empirical findings, we also provide a number of policy recommendations with respect to the future mitigation of CO₂ emissions.     

Environmental assessment of German electricity generation from coal-fired power plants with amine-based carbon capture

Background, aim, and scope  

One of the most important sources of global carbon dioxide emissions is the combustion of fossil fuels for power generation. Power plants contribute more than 40% of the worldwide anthropogenic CO₂ emissions. Therefore, the increased requirements for climate protection are a great challenge for the power producers. In this context a significant increase in power plant efficiency will contribute to reduce specific CO₂ emissions. Additionally, CO₂ capture and storage (CCS) is receiving considerable attention as a greenhouse gas (GHG) mitigation option. CCS allows continued use of fossil fuels with no or little CO₂ emissions given to the atmosphere. This could approve a moderate transition to a low-carbon energy generation over the next decades. Currently, R&D activities in the field of CCS are mainly concentrated on the development of capture techniques, the geological assessment of CO₂ storage reservoirs, and on economic aspects. Although first studies on material and energy flows caused by CCS are available, a broader environmental analysis is necessary to show the overall environmental impacts of CCS. The objectives in this paper are coal-based power plants with and without CO₂ capture via mono-ethanolamine (MEA) and the comparison of their environmental effects based on life cycle assessment methodology (LCA).     

旅游交通碳排放的空间结构与情景分析

旅游业作为全球第一大产业,是影响气候变化的重要因素之一,旅游碳排放的相关研究近年来已经引起学者们的关注.选择了九寨沟风景区、西安碑林博物馆、南京珍珠泉风景区3个旅游交通模式差异明显的案例地为例,根据实地问卷调查数据估算了九寨沟风景区、西安碑林博物馆、珍珠泉旅游风景区2010年的旅游交通碳排放总量分别为654.18,108.44和15.92 Gg.通过比较九寨沟、西安碑林和珍珠泉的碳排放累积曲线,得出不同旅游平均距离的景区的碳排放结构均衡度有所不同,旅游平均距离偏低景区的碳排放结构最不均衡.同时,旅游景区的交通碳排放在距离上具有分段性,不同旅游平均距离的景区交通碳排放的空间结构具有明显的差异性.通过4种不同的交通情景分析发现,旅游平均距离高和距离中等的景区对飞机的碳减排敏感度较高,旅游平均距离偏低的景区自驾车的碳减排效果最为明显.研究结果为旅游管理部门根据碳排放结构有针对性的制定差异化的旅游交通碳减排政策提供了参考和借鉴.