济南市柴油型移动源排放颗粒物中碳组分特征和排放量估算

为了识别济南市柴油型移动源排放颗粒物中碳组分特征,采用稀释通道采样器于2021年采集了柴油货车和工程机械尾气排放颗粒物,并对汽油车尾气一并采集对比,分析了尾气排放颗粒物质量浓度和其中的碳组分。结果表明,柴油型移动源排放颗粒物质量浓度明显高于汽油车,且以细颗粒物为主,PM_(2.5)/PM_(10)数值几乎接近于1.0,其中柴油货车排放颗粒物质量浓度高于工程机械,且随车型增大排放颗粒物质量浓度增大,重型柴油载货车排放PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度最大,分别为4.56×10~4μg·m^(-3)和4.71×10~4μg·m^(-3)。柴油货车PM_(2.5)和PM_(10)排放因子范围分别为8.90-21.8 mg·km^(-1)和9.40-22.5 mg·km^(-1),工程机械中破碎机颗粒物排放因子略大于挖掘机,破碎机PM_(2.5)和PM_(10)排放因子分别为0.12 g·kW^(-1)·h^(-1)和0.14 g·kW^(-1)·h^(-1),挖掘机排放因子分别为0.10 g·kW^(-1)·h^(-1)和0.11 g·kW^(-1)·h^(-1)。碳组分为柴油型移动源排放颗粒物的主要成分,其中工程机械排放总碳(TC)在颗粒物中占比约为66.0%,大于柴油货车的占比41.5%(PM_(2.5))和45.5%(PM_(10))。根据有机碳(OC)和元素碳(EC)在尾气排放颗粒物占比分析可知,柴油货车排放以OC为主,而工程机械排放EC高且为柴油货车2倍多。汽油车与柴油货车OC中占比最高的碳组分相同,均为OC2,而工程机械为OC1。EC2为柴油型移动源排放EC的主要组分,车型最大的重型柴油载货车排放EC2占比最大,分别为20.7%(PM_(2.5))和21.8%(PM_(10)),但汽油车跟柴油货车不同,EC1为汽油车排放主要碳组分。基于2021年济南市柴油货车和工程机械保有量,对城市柴油型移动源碳组分排放量进行了估算,发现柴油型移动源尾气排放PM_(10)中碳组分排放量高于PM_(2.5),工程机械尾气中碳组分排放量高于柴油货车,因此应加快推进机动车新能源化的发展以及工程机械的清洁化发展。

电炉炼钢中CO_(2)排放量监测及控制研究

传统电炉炼钢过程中,CO_(2)排放量监测及控制方法仅对CO_(2)排放量进行监测和控制,未对CO_(2)排放特征进行分析,导致传统方法控制效率较低。因此提出对电炉炼钢中CO_(2)排放量监测及控制研究。该研究对电炉炼钢过程中CO_(2)排放特征进行了分析。并根据分析结果,对CO_(2)排放总量进行监测,进而更快速的对CO_(2)排放量进行控制。实验结果表明,该研究方法具有更高的控制效率,具有实际应用价值。

基于XGBoost-SVR组合模型的高速公路建造碳排放量预测方法研究

开展高速公路碳排放量预测是实现交通领域节能减排的重要内容之一。选取高速公路建设中影响碳排放的路基长度、路面面积、桥梁长度、隧道长度等14个参数,采用生命周期评价法(LCA)对高速公路建造碳排放量进行核算,获得80个高速公路碳排放样本,并对碳排放量影响参数的重要性进行分析。通过等值赋权、残差赋权和自适应赋权3种赋权组合方式,建立XGBoost-SVR机器学习组合模型。结合高速公路碳排放样本,通过XGBoost-SVR组合模型训练得到碳排放量预测结果。基于误差和相关指数分析,对3种赋权方式的组合模型预测结果进行评判,并与单机器学习模型结果进行对比。研究结果表明:XGBoostSVR组合模型融合了XGBoost和SVR模型的优点,其预测效果明显优于单机器学习模型的预测效果;对比等值赋权、残差赋权和自适应赋权,基于自适应赋权的XGBoost-SVR模型预测精度最高,建议应用于高速公路建造碳排放量预测。

我国建成全球覆盖温室气体排放量最大的碳市场

国新办近期举行的国务院政策例行吹风会介绍了目前我国碳市场的建设和运行状况。据介绍,全国碳排放权交易市场以发电行业为突破口,2021年7月正式开市,目前已经顺利完成了两个履约周期,第一个履约周期是2019年至2020年,第二个履约周期是2021、2022年,实现了预期的建设目标。目前,全国碳排放权交易市场覆盖年二氧化碳排放量约51亿吨,纳入重点排放单位2257家,成为全球覆盖温室气体排放量最大的碳市场。

燃煤电厂碳排放量核算方式的优选

碳排放量是一项非常重要的生产指标。目前,多数燃煤电厂未进行入炉煤元素碳实测工作,仅根据供电基准值法核算碳排放量。该方法精度有限,可能会使结果与实际值有偏差,导致碳履约成本提高,但采用碳元素实测要求及成本较高,因此,本文建立一个精确、简便、低成本的快速计算模型,使企业仅通过燃料的工业分析数据就可以获得较准确的碳排放量,从而根据对比模型与基准值法计算结果判断是否需要进行碳元素实测。快速计算模型总体平均误差为2.22%。可以指导火电企业合理选用碳排放量核算方式,采用合理的核算方式可以直接降低企业的碳履约成本。

固定顶储罐VOCs无组织排放量核算及减排措施研究

为实现固定顶储罐VOCs的合理减排,以《石化行业VOCs污染源排查工作指南》为依据,分析了油品密度、饱和蒸气压、存储高度、太阳辐射强度、漆面颜色、呼吸阀压力设定值等因素变化对VOCs排放量的影响,从源头减排、过程控制和末端治理3方面实现VOCs减排。并在某联合站固定顶储罐开展试验分析,研究结果表明,油品密度越大、饱和蒸气压越低、存储高度越高、漆面颜色越浅、呼吸阀压力设定值越高,VOCs的排放量越小,饱和蒸气压对排放量的影响最大。研究结果可为同类站场VOCs排放清单的编制和管控措施的制定提供实际参考。

玻纤内衬软管生产阶段碳排放量分析

为分析玻纤内衬软管生产阶段的碳排放,将玻纤内衬软管生产过程的碳排放计算边界按生产机构、原材料和人工作业进行划分,采用碳排放系数法核算玻纤内衬软管生产阶段的碳排放总量。结果表明:不饱和聚酯树脂在玻纤内衬软管生产过程中碳排放量占比最大,达70%以上,是决定玻纤内衬软管生产阶段碳排放的关键影响因素,其次是内膜和玻璃纤维布,三者碳排放量占整个材料碳排放量的95%以上。玻纤内衬软管企业降碳应从原材料选择着手,此外,通过降低生产过程中的能耗和人工,也是玻纤内衬软管生产企业降碳的有效措施,本研究为光固化玻纤内衬软管生产和安装的碳足迹研究提供参考。

基于模拟退火-蚁群算法的输油管道碳排放量优化研究

为实现输油管道的节能降耗,以碳排放量最小为目标函数,在水力约束和热力约束的条件下,采用模拟退火-蚁群算法的机器学习方法对加热炉、外输泵的组合方式及运行参数进行求解,并在考虑设备运行可靠性的基础上,设计了全年运维方案。结果表明:优化后单日耗油量和耗电量均有所下降,单日碳排放量降低20%左右;对外输泵进行了可靠性分析,依据概率密度函数可知泵的正常检修周期应为1650 h(68 d),在连续运行1120 h(46 d)后应进行预防性保养;环境温度与碳排放量的优化效果呈负相关,全年运维方案中7—9月的碳排放优化效果较差,全年可减少碳排量185.61 t。研究结果可为油气田企业双碳目标的实现提供技术支撑。

火电机组碳排放量及碳敏感性通用矩阵模型

为实现火电机组碳排放量的简便准确计量及掌握运行因素对机组碳排放强度的影响,在排放因子法技术上,参考传统q-γ-τ矩阵结构形式,根据求解火电机组碳排放量的需要,并掌握运行参数对发电碳排放强度的影响,建立了火电机组碳排放量及碳敏感性通用矩阵模型,确定了矩阵填写规则。采用热平衡法结合物料衡算法验证了模型的准确性,并与排放因子法核算结果对比;核算了某火电机组24 h的碳排放量,分析了排烟氧量、主蒸汽温度和压力波动时的发电碳排放强度的扰动量ΔM CO_(2)。结果表明:相较于排放因子法,本文所提模型缩短了碳排放量核算的时间跨度,且能提高碳排放量核算的精度;该机组24 h的碳排放量为5780.644 t;当排烟氧量降低0.1%时,ΔM CO_(2)为1.7726 g/(kW·h);当主蒸汽温度升高0.5 K时,ΔM CO_(2)为3.0206 g/(kW·h);当主蒸汽压力增加0.2 MPa时,ΔM CO_(2)为0.3788 g/(kW·h)。

低碳城市试点政策如何影响城市碳排放量?

低碳城市试点政策是中国实现低碳发展的一项重要政策,是应对气候变化的重要抓手,为实现碳达峰碳中和提供了实践经验。本文以低碳城市试点政策为准自然实验,基于2005—2019年中国280个地级市的面板数据,采用多时点双重差分模型实证分析了低碳城市试点政策对城市碳排放量的影响及其作用机制。研究结果显示:低碳城市试点政策显著降低了城市碳排放量,在经过一系列稳健性检验后,回归结果依然成立;低碳城市试点政策具有明显的地区异质性和资源禀赋异质性,其对城市碳排放量的影响在东部地区和非资源型城市更明显;低碳城市试点政策通过促进数字经济发展和提升绿色技术创新水平降低城市碳排放量。因此,应进一步优化低碳城市试点政策,因地制宜地完善各地区的低碳发展模式,通过发展数字经济更好地实现碳减排效果,构建区域间减碳协作机制,从而为在全国范围内推进低碳城市建设提供经验支持。

西安市“源-汇”景观对碳排放量与可吸入颗粒物的协同效应

【目的】大气污染与温室效应等环境问题,已成为影响城市可持续发展的重要因素,在减污降碳的实施路径方面亟需开展相应研究。【方法】以西安市主城区为研究对象,通过构建景观指数加权变异模型,分析城市“源-汇”景观格局的结构特征;基于反距离加权插值与约束性排序分析法,探究碳排放量与可吸入颗粒物的空间分布特点,揭示“源-汇”景观对“碳污”的协同影响。【结果】结果显示,“源-汇”景观格局的特征尺度为距离研究区几何中心3 km、7 km、14 km的幅度边界处;碳排放量、PM_(2.5)、PM_(10)的反距离加权插值模型判定系数R^(2)分别为0.8541、0.8238与0.7885;“碳污”与景观指数之间的多元多重回归模型判定系数R^(2)为0.7540;16个“源-汇”景观关键指数对“碳污”的累计解释率达到66.2%,与“碳污”相关性的累计贡献率达到87.9%。【结论】结果表明,研究区环路界限可反映景观空间结构的扩展过程与分布特点;冬季采暖期碳排放量与可吸入颗粒物的空间异质性显著,呈现出不同的空间分布特点;通过对街区内绿地斑块密度、最大斑块指数、绿地率、香农多样性指数以及建筑密度与建筑高度变异系数进行差异化空间配置,可对“碳污”具有显著的协同消减影响。研究结果为城市景观规划、碳排放量与空气污染治理提供了科学依据,可促进城市生态环境的可持续发展。

模压工艺对亚麻/丙纶纤维复合材料的性能及二氧化碳排放量的影响

亚麻纤维和丙纶纤维经过混纺、梳理、铺网、针刺、模压工艺制得亚麻/丙纶复合材料。本文研究了不同前处理温度和模压压力的亚麻/丙纶复合材料的微观形貌、拉伸性能、弯曲性能以及动态热机械性能变化,并以此数据为基础,分别以亚麻纤维/丙纶纤维复合材料、20%质量分数的矿物填充聚丙烯材料制备某车型的汽车门板零件,对比分析了两种不同工艺,制备同一零件的质量及二氧化碳排放量。结果表明,提高前处理温度和模压压力,可以提高树脂对纤维的浸润和包裹力,减少孔隙,但温度过高或压力过大,会出现滑动释压、结构坍塌现象,破坏纤维网络结构;随着前处理温度的增加,复合材料拉伸强度呈先升高后降低趋势,在210℃时达到最大值29.7 MPa,弯曲模量和弯曲强度均呈上升的趋势;随模压压力的增加,复合材料的拉伸强度先增加后降低,断裂伸长率逐渐下降,弯曲强度呈下降的趋势,弯曲模量先升高后降低,在22 MPa时弯曲模量达到最大值2839 MPa;与传统的20%质量分数滑石粉增强的聚丙烯材料(PP-TD20)注塑成型工艺比较,亚麻/丙纶纤维复合材料模压成型工艺制备的零件刚性更好,二氧化碳排放量降低35.2%。

未来不同情景下发电企业碳排放量预估

发电企业作为发电环节的主体具备高碳排放的特征,准确预估其在不同情景下的碳排放量有助于“双碳”目标的实现。目前碳排放量的预估聚焦于国家、部门、行业尺度,鲜少涉及企业尺度的研究。以湖北能源集团为例,基于皮尔逊相关性分析识别火力发电量的影响因素,通过神经网络、决策树、支持向量机(线性核函数、多项式核函数、径向基函数、Sigmoid核函数)、装袋算法、随机森林、线性回归、逐步回归算法分别构建火力发电量预测模型,并依据多种评价指标优选模型。随后以火力发电量和碳排放强度为边界条件,通过抽水蓄能发电、水电站低成本电解水制氢储能来削减企业的火力发电量,通过碳捕捉和碳封存技术来降低企业的碳排放强度。基于削减火力发电量和降低碳排放强度设定“结构减排方案”、“技术减排方案”、“综合减排方案”,推演各情景下的碳排放量。研究结果表明:利用线性回归、逐步回归模型预估火力发电量的效果良好;2030年“结构减排方案”“技术减排方案”“综合减排方案”下碳排放量分别为1648.89万~1934.07万t、1778.07万~1820.94万t、1345.75万~1571.77万t,2050年“结构减排方案”“技术减排方案”“综合减排方案”下碳排放量分别为0~1117.79万t、615.43万~649.70万t、0~299.20万t。本文提出的研究思路和方法可为企业尺度的碳排放量预估提供参考。

铁路隧道建造过程TBM施工碳排放量计算研究

随着国家“双碳”目标的提出,隧道工程施工碳排放核算至关重要。本文建立碳排放因子数据库,使用碳排放因子法编制隧道碳排放定额,建立铁路隧道TBM法开挖的碳排放量计算模型。根据LCA理论,将整个施工碳排放划分为建材生产、现场施工及建材运输三个阶段以进行相关计算,得出各阶段碳排放总量并分析各主要的碳排放量来源。结果表明:(1)TBM法隧道施工碳排放强度为173.593kgCO_(2)/m^(3),划分的三个阶段碳排放分别占比52.60%、44.44%、2.96%;(2)建材生产阶段主要碳源为钢材和水泥,现场施工阶段碳排放量主要来自盾构机、轴流通风机等电力机械。

沈北新区农村灰水排放量及其污染物含量分析

以沈阳市沈北新区北四家子村居民排放灰水调研数据为依据,进行排放量和水质监测,研究灰水主要污染物种类及其含量,选取其中30户常驻村户作为调查对象,每户每日生活排水量在9.03~85.40 L/d之间;每户日均COD_(Cr)浓度范围为:86.36~700.93 mg/L;日均氨氮浓度范围为9.07~53.23 mg/L;日均TN浓度范围为16.33~100.82 mg/L;日均TP浓度范围为0.83~13.61 mg/L;日均阴离子表面活性剂(以LAS计)浓度范围在8.46~17.99 mg/L之间。数据可为规范农村灰水资源化利用,形成资源化治理模式提供支撑。

基于套索算法和灰色模型的浙江省碳排放量分析与预测

在我国“碳达峰、碳中和”的绿色低碳发展背景下,对碳排放量的周期性分析与准确预测具有重要的现实意义。以浙江省碳排放量为研究对象,引入变分模态分解方法提取多尺度信息,将套索算法(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator,LASSO)和灰色模型GM(1,N)相结合,对浙江省的碳排放量进行深入分析和预测。首先,使用变分模态分解方法对浙江省碳排放量进行数据分解,分析其历史波动的周期性。其次,利用套索算法对影响碳排放的关键因素进行有效筛选,降低数据维度,提取主要特征。最后,结合“十四五”规划与实际发展路径,假设了常态、低碳、惯性发展情景,并采用GM(1,N)模型对浙江省2020—2030年碳排放量进行预测,克服了传统预测方法在处理非线性、小样本数据时的局限性,预测结果更加稳健。结果表明浙江省的碳排放量的主导因素包括第三产业占GDP的比重、私人汽车拥有量、全省固定资产投资、电力消费总量、研发强度、技术市场成交额6个指标。预计到2030年,仅低碳发展情景下的碳排放量达到峰值,为400.28 Mt,而常态发展情景的碳排放量为474.23 Mt,惯性发展情景为568.77 Mt,且常态发展情景和惯性发展情景下的碳达峰量在2030年后仍会有所增长。因此,建议浙江省继续优化产业结构、提升能源效率、增加低碳研发投入,稳扎稳打推进“碳达峰”目标。

BIM技术在绿色建筑碳排放量计算中的应用研究

通过建立建筑信息化模型对建筑全生命周期进行碳排放计算,依据《建筑碳排放标准》和《绿色建筑评价标准》,对建筑碳排放计算结果进行体系评估,以确定绿色建筑等级。以苏州市某中学教学楼为例,通过绿色建筑节能系列软件进行BIM技术的实际应用与计算原理的讨论。结果表明,建筑物运行阶段的碳排放量占建筑全生命周期碳排放量的50%以上,减少运行阶段的碳排量对建筑绿色评价等级具有重要意义。从分析计算原理得出,建筑物全生命周期各个阶段的碳排放量相互关联,相互影响,通过降低其他阶段的碳排放量,可以间接降低运行阶段的碳排放量的理念,最大程度开发建筑物的节能潜力。

基于轨道碳观测卫星2号的四川省二氧化碳排放量估算

为实时量化区域大气二氧化碳(CO_(2))排放和监控地面CO_(2)浓度变化,利用2014年9月6日至2021年12月31日轨道碳观测卫星2号卫星观测数据,通过获取经过四川地区的有效轨道观测数据,对当地CO_(2)羽流进行识别,基于曲线积分方法,结合ERA5再分析风场资料,对四川省CO_(2)排放进行估算。研究结果表明,利用OCO-2卫星观测数据可有效估算区域CO_(2)截面通量,估算结果在0.08~4.78 kt/h,不确定度介于0.0031~0.2692 kt/h,除个别案例,不确定度占比在1.1%~8.46%,其估算结果与全球大气研究排放数据库和人为二氧化碳的开源数据清单两种排放清单的估算结果呈弱相关。

光伏直驱变频多联机在严寒地区的经济性与碳排放量分析

在严寒地区,极端的气候条件和辐照强度的不稳定性给光伏直驱变频多联机的运行带来挑战。通过监测光伏直驱变频多联机在严寒地区近零能耗办公建筑中的运行情况,对实验期间的运行能耗进行分析。结果显示:光伏直驱变频多联机系统在实验期间的运行成本比普通多联机空调系统节省了约55.81%,经济效益显著。光伏直驱变频多联机系统的静态回收期小于10年。在建筑设计寿命20年以内,光伏直驱变频多联机系统的碳排放量比普通多联机空调系统降低了约56.95%,降碳效果明显。

基于优化IPCC方法的中国稻田甲烷排放量估算

稻田是重要的农业甲烷排放源,估算其排放量的大小及变化趋势对于气候变化问题具有重要意义。但当前区域或国家尺度上的稻田甲烷排放估算研究中,高精度水稻时空分布数据的应用较为缺乏,估算结果仍存在较大不确定性。因此,基于2019年政府间气候变化专门委员会(IPCC)更新的《国家温室气体清单指南》中提出的稻田甲烷排放估算方法,更新了我国水稻种植分布与日排放因子EF,在此基础上估算2015年我国稻田甲烷排放总量并探讨我国稻田甲烷排放的区域特征。研究表明:①2015年我国稻田甲烷排放总量为7.541(6.866—8.216)Tg CH_(4)/a。其中,华中、华南和华东地区作为最大水稻分布区,其稻田甲烷排放量整体较高。全国日排放因子基准值(EFc)的平均值为1.231(1.121—1.341)kg CH4 hm^(-2) d^(-1),全国日排放因子调整值(EFi)的平均值为1.764(1.606—1.922)kg CH4 hm^(-2) d^(-1)。②日排放因子基准值(EFc)较高的区域主要分布在西南和华南地区,而日排放因子调整值EFi较高的区域主要分布在华东和华南地区。③受人为因素影响,华南、华东以及华中等地区的EFi显著提升,而西北、港澳台地区等的EFi显著下降,表明人类活动在影响稻田甲烷排放的因素中起主导作用。本研究通过进一步明晰不同区域的稻田甲烷日排放因子,优化了我国的稻田甲烷排放估算结果,为气候变化背景下估算稻田产生的甲烷排放量提供了思路,同时也为双碳目标背景下农业部门制定稻田减排措施和重塑作物格局提供了定量数据支撑。