中国电力行业的全周期碳足迹

在碳达峰与碳中和目标下,国家层面与各省份均在积极推动碳减排。电力行业作为我国最大的排放部门成为减排重点之一,然而电力行业存在的隐含碳排放造成实际排放低估,省际间碳转移导致省级碳减排不公平问题突出。因此识别电力行业全周期碳足迹,尤其是不同省份的隐含碳足迹以及省际间的转移碳足迹特征,有助于正确评估电力行业碳排放,科学界定不同省份的碳减排责任并合理分配。通过构建电力行业全周期点-流模型以揭示电力产业链中存在的能源活动,进而明确基于用电侧考虑的2018年全周期碳足迹,并刻画碳隐含度与碳转移依赖度指标来分析电力行业的隐含碳排放与省间转移碳排放。研究表明:(1)我国电力行业全周期碳排放系数为689 g/(kW·h),排放量为4.747×10^(9)t,其中北方大部分地区排放系数偏高,山东最高达891 g/(kW·h),南方地区偏低,云南最低仅101 g/(kW·h)。(2)全国电力行业全周期碳隐含度为8.95%,东南沿海贫煤省与煤炭生产高排放省的碳隐含度偏高,贵州最高达14.63%,西北、华北富煤省的碳隐含度偏低,新疆最低仅4.94%;全国隐含碳排放量为4.25×10^(8)t,广东隐含碳排放量最高达5.0×10^(7)t,青海最低仅1.17×10^(6)t。(3)全国电力行业全周期碳转移量为9.26×10^(8)t,约占排放总量的19.5%,电力与煤炭自给率越低的省区对外碳转移依赖度越高,其中北京最高达71.24%;内蒙古、山西、陕西、宁夏、安徽、新疆、贵州是主要碳转入省,总转入7.11×10^(8)t,其中内蒙古最高达2.64×10^(8)t;江苏、浙江、广东、山东、河北、北京、辽宁、河南、上海是主要碳转出省,总转出6.92×108t,其中江苏最高达1.12×10^(8)t;全国共有240对省存在碳转移,其中有102对的转移量超过1.0×10^(6)t。在研究基础上,提出相应建议推动省级电力行业公平合理低碳发展。

中国煤炭格局变化对煤矿甲烷排放的影响及原因

以14个大型煤炭基地的106个矿区为研究对象,通过分析调研资料,运用IPCC排放因子法测算各矿区的煤矿甲烷排放系数。在收集各矿区2014年与2019年煤炭产能的基础上,分析煤炭格局变化,并核算2014年与2019年全国煤矿甲烷排放系数。最后,利用得到的系数估算中国煤炭生产时的甲烷排放。研究结果显示:(1)48.11%的矿区甲烷排放系数低于5 m^(3)/t,17.92%的矿区在5~10 m^(3)/t之间,16.98%的矿区在10~20 m^(3)/t之间,11.32%的矿区在20~30 m^(3)/t之间,5.56%的矿区在30~40 m^(3)/t之间,且甲烷排放系数的高低存在显著的地理分布特征。(2)2014年与2019年全国煤矿甲烷排放系数分别是8.9616 m^(3)/t、7.8939 m^(3)/t,2019年比2014年降低了11.91%,并分析了变化的内在原因。(3)2014年与2019年中国煤矿甲烷排放量分别为580.91兆吨二氧化碳当量、509.06兆吨二氧化碳当量。

外部性对电力系统优化的影响研究

文章基于中国电网区域的划分,利用MESSAGEix模型框架,构建了一个多区域的中国电力系统优化模型。在对各区域不同发电技术的外部成本进行核算的基础上,通过不同情景下电力系统优化结果的对比,分析了外部性对中国中长期视角下电力系统优化的影响。结果表明,考虑外部成本的情景下,中国电力系统结构进一步优化。考虑外部成本能够有效促进清洁发电技术(风电、太阳能发电和核电)的发展。同时,先进煤电技术,如IGCC取得了更广泛的应用。另一方面,西北区域在电力供给中的优势更加明显,区域间电力输送显著增加。最后,建议制定合理的外部成本内部化方案,以促进电力结构调整和空间布局优化,以及非化石能源发展目标的实现。同时,在制定区域电力发展规划时应因地制宜,充分考虑区间的差异。

中国城市分布式光伏发电经济性与区域利用研究

以中国331个城市为研究对象,利用PVsyst软件评估各城市的光伏发电能力,运用生命周期理论、成本效益分析、情景分析等方法,将光伏生命周期分为投资回收阶段与净获利阶段,构建分布式光伏经济性分析模型,并设定基于政策与技术引导的比较情景,评估分析在无补贴时,各情景下各城市的光伏经济性,并分析比较光伏的区域性利用差异。结果表明:①在基准情景下,105个城市的光伏投资回收期在13年以内,其获利指数在1.3~2.1;在政策支持情景下,201个城市的光伏投资回收期在13年以内,其获利指数在1.3~2.3;在技术发展情景下,259个城市的光伏投资回收期在13年以内,其获利指数在1.3~2.5。②利好的金融政策、电价政策与技术发展能够有效提高光伏经济性。电价增长率每提高1%,光伏发电收益增加5.25%;光伏贷款利率每降低1%,融资成本减少6.67%,光伏发电成本减少3.22%;光伏系统建设成本每降低1%,光伏发电成本减少1%。③由于资源禀赋及经济条件的不同,光伏经济性存在明显的地域性差异,按照光伏经济性差异将全国地区分为4个等级,进而有的放矢地发展分布式光伏。

中国煤炭供应行业格局优化及排放

随着中国经济发展进入新常态,煤炭行业正在发生巨大的变化。为降低中国未来煤炭供应行业总成本,在收集和分析行业现有格局及相关政策的基础上,研究优化未来中国煤炭产、运格局;并通过分析各地区煤炭供应行业的各个环节,最终核算出碳排放系数,再利用这些系数对优化格局下的煤炭活动产生的碳排放进行测算。结果显示:(1)在现有格局的基础上,在资源和政策的约束下,中国煤炭开发将不断集中化,山西、陕西、内蒙古、宁夏、甘肃、新疆的开发规模不断扩大,到2030年占全国总生产比例将近88%,比2015年提高17%;(2)煤炭调运压力先增后减,新疆、西南、东北等地区铁路运力不足,需不同程度地扩能;(3)2020年煤炭供应行业总排放约6.41亿t CO_2当量,单位供应排放比2015年降低8.75%,2030年总排放约5.26亿t CO_2当量,单位供应排放比2015年降低15.34%。在此基础上具体分析各地区煤炭生产、运输及排放情况,并提出了中国煤炭产业发展的相关对策建议,为煤炭行业相关决策和碳减排工作提供一定的支撑。

黄河流域碳均衡时空演化特征与经济增长脱钩效应研究

利用黄河流域省域夜间灯光数据和IPCC方法测得省域能源消费碳排放量,基于总量分配的思想构建各省光碳转换系数,估算了2003一2018年黄河流域90个地级行政区碳排放量;结合净初级生产力(NPP)数据,利用探索性空间数据分析了黄河流域碳均衡时空演化特征;改进Tapio脱钩模型,研究黄河流域经济增长与碳环境压力的关系。结果表明:首先,黄河流域碳排放先快速增长后缓慢增长,而碳汇总体呈缓慢增长态势,流域整体于2007年首次出现碳失衡;其次,黄河流域碳源碳汇空间逆向分布特征明显,碳排放总体格局为"东高西低",而碳汇格局为"西高东低";城市尺度碳失衡集中出现在2003—2008年,2018年赤字率达到62%;第三,黄河流域碳赤字在空间上呈现显著的正相关关系,LISA时空跃迁表现出较强的路径锁定特征,跃迁方向经历了强有序—无序—弱有序的发展历程;第四,黄河流域经济增长与碳环境压力的脱钩率逐期递增,总体以弱脱钩为主,2013年后脱钩类型分化明显。