城市客运交通方式碳排放强度比较

为比较不同城市客运交通方式的碳排放水平,提出城市客运交通碳排放强度评价指标,构建城市客运交通碳排放强度测算模型,结合Kruskal-Wallis检验和Bonferroni校正方法,分析不同城市客运交通方式碳排放强度的显著差异性,并采用k-means聚类方法,研究不同运营里程轨道交通的碳排放强度.研究表明:(1)定员人公里碳排放因子(RPCF)和实际人公里碳排放因子(APCF)指标均能有效评估城市客运方式的碳排放强度,但2个指标之间具有明显、不可忽略的差异.(2)从RPCF和APCF的平均水平来看,城市公共交通相较私人交通均具有明显的低碳优势.RPCF均值由大到小排序为:汽油小汽车、纯电动小汽车、柴油公交车、天然气公交车、城市轨道交通、纯电动公交车,取值分别为40.69,21.26,14.86,11.63,8.81,5.28gCO_(2)/(人·km);APCF均值由大到小排序为:汽油小汽车、纯电动小汽车、城市轨道交通、柴油公交车、天然气公交车、纯电动公交车,取值分别为113.02,59.06,43.14,42.47,33.24,15.07gCO_(2)/(人·km).相较于RPCF,城市轨道交通APCF的低碳优势减弱.(3)总体水平来看,城市轨道交通、柴油公交车相较于纯电动小汽车不具有低碳优势,天然气公交车和纯电动公交车相较城市轨道交通具有明显低碳优势,纯电动公交车是最低碳的客运方式,汽油小汽车是最不低碳的客运方式.(4)相较于低运营里程轨道交通,目前高运营里程轨道交通发挥出了更大的低碳优势.运营里程为0~70,70~200,200~400,400~600,600~800km的轨道交通对应的APCF分别为86.03,57.43,51.71,34.11,33.41gCO_(2)/(人·km).

中国电网全生命周期碳排放及发电结构转型路径规划研究

为评估中国电网全生命周期碳排放强度并研究其转型达峰路径,首先提出全国和各地区电网全生命周期碳排放因子测算模型,测算历年全网全生命周期碳排放强度并分析其影响因素;其次利用情景分析法,分析不同电力转型情景下2022—2060年我国电网全生命周期碳排放量及其达峰情况。研究表明:(1)2011—2021年我国发电结构转型取得一定成效,全网全生命周期碳排放因子由763.94 g/(kW·h)降至557.73 g/(kW·h);但清洁能源发电减少的碳排放量无法平衡火电增加的碳排放量,全网全生命周期碳排放量仍以年均2.6%的速度增长,由36.1亿t增至46.8亿t。(2)发电结构清洁化和煤电减碳技术进步是降低全网全生命周期碳排放强度的重要举措。(3)快转型情景、基准情景、慢转型情景下我国电网全生命周期碳排放量可分别于2025、2027、2030年达峰,基准情景的碳排放量峰值为52.05亿t,2060年碳排放量为15.78亿t。

我国交通运输业碳达峰时间预测

碳达峰战略背景下,交通运输业作为高碳排放行业面临一系列挑战。本文分析我国交通运输客货运碳排放现状。基于统计数据与相关研究成果,推算含私人小汽车的交通运输业碳排放量,并计算各交通方式的碳排放因子。借鉴部分发达国家经验,预测2019—2040年我国客货运周转量发展趋势。以2040年为目标年,设计未来交通结构和碳排放因子情景,研究我国交通运输业碳达峰时间和达峰值。结果表明:2020年,含私人小汽车的交通运输业碳排放量为11.1亿t。2040年,我国旅客运输需求规模在8.2万亿~8.7万亿人公里,货物运输需求规模在27.3万亿~28.7万亿吨公里。最后,验证了单纯依赖交通结构改善难以实现2040年前碳达峰,还须结合交通清洁技术升级。情景分析表明,采取“公转铁”“公转水”等交通结构转型,公路运输清洁化等政策措施,交通运输业有望于2031—2034年实现碳达峰。

我国交通运输行业及不同运输方式的碳排放水平和强度分析

针对中国交通运输行业碳排放量核算边界、范围、方法不清的问题,采用自上而下和自下而上相结合的方法,通过运输方式分解,建立统计口径清晰、可与国际对标的交通碳排放测算模型,测算2019年中国交通运输业和各运输方式的CO_(2)排放量,分析中国交通运输业的碳排放结构和不同运输方式的碳排放强度,为中国交通运输业制定碳减排路径提供理论基础。结果表明,2019年中国交通运输业的CO_(2)排放量为12.74亿t,仅次于美国(17.88亿t),占全国CO_(2)排放总量的比重为12.42%,占世界交通运输CO_(2)排放总量的比重为14.82%。中国交通碳排放结构较分散,作为碳排放主体的道路运输排放占比(79.15%)低于德国、法国等欧洲国家(85.19%~96.69%),而航空、水路、轨道交通的碳排放占比则高出许多,分别为9.13%、7.06%、4.39%。碳排放强度由大到小排序为航空、公路、铁路、水运。

城市轨道交通不成对开行方案研究

针对客流方向不均衡导致的城市轨道交通潮汐线路运输资源浪费问题,提出在早高峰向午平峰过渡及午平峰向晚高峰过渡时段,利用线路既有停车线存车的不成对开行方法,综合考虑运营企业与出行乘客利益,以不成对开行方案相较成对开行方案所节约的企业运营成本最大和增加的乘客出行成本最小为目标函数,结合线路客流条件与既有停车线配置条件设置相关约束,构建城市轨道交通不成对开行方案编制模型.通过算例验证模型有效性,并分析不成对方案对企业运营成本、乘客出行及线路供需匹配度的影响.结果表明,利用线路既有停车线开行不成对方案,可节约企业运营成本0.82~2.16万元/d,即300~788万元/a,改善大客流方向后半区段及小客流方向区段的供需匹配度,输送能力利用率平均可提升3.15%~5.20%;不成对方案虽然会增加乘客总出行成本,但对大部分乘客的轨道交通出行时间并不产生影响或影响较小,平均出行时间最多仅增加16 s,出行体验可能变差的最大乘客数量仅占早时段客流量的3.39%,平均出行时间增加3 min.可见,利用线路既有停车线开行不成对方案能有效节约企业运营成本、提升线路供需匹配度,且对乘客出行影响较小.研究成果为运营企业开行不成对方案提供理论依据,有利于优化城市轨道交通的运力资源配置.

基于LDHs-DGT的环境中活性态Cr原位提取检测方法研究

为原位监测土壤Cr的形态变化,本研究开发了一种以纳米Mg/Al双层氢氧化物(Mg/Al-LDHs)作为结合膜的梯度扩散薄膜(LDHs-DGT)装置,并通过ICP-MS和超痕量六价铬分析仪联用,实现对环境中活性态Cr含量及Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)的原位提取、测定。实验结果表明,该装置中LDHs结合膜对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)均有较快的吸附速率,其最大吸附量分别是181.27μg·cm^(-2)和176.29μg·cm^(-2),该装置可在pH为5~8、离子强度小于50 mmol·L^(-1)的环境中对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)实现准确提取,能够有效避免干扰离子对装置的影响,空白背景值为4.9 ng,方法检出限为0.22 ng·mL^(-1),Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)在扩散膜中的扩散系数分别为(3.58±0.02)×10^(-6)cm^(2)·s^(-1)和(7.03±0.09)×10^(-6)cm^(2)·s^(-1)。LDHs-DGT可以高效侦测土壤活性态Cr的时空变化态势,并能对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的价态变化进行动态监测。

纳米LDHs-DGT用于土壤环境无机砷提取检测技术研究

为有效测量土壤环境中的砷污染,本研究开发了一种基于纳米层状双金属氢氧化物(LDHs)为结合膜的梯度扩散薄膜设备(LDHs-DGT)。对设备的基本性能以及适用条件进行了探究,对不同水分管理下土壤As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的动态变化进行监测,探究了不同水分管理下的不同深度砷的形态变化情况,实验结果表明,该技术能够在较宽的pH(4~8)和离子强度(CNaNO_(3)<0.7 mol·L^(-1))范围内对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)进行有效的提取和检测,其中,LDHs结合膜对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附容量分别为30μg·cm^(-2)和85μg·cm^(-2),结合膜在6 h内实现全解离;且LDHs-DGT具有较好的抗干扰特性,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在结合膜上没有明显的竞争吸附效应,对实际样品测定结果也能较好地反映DGT设备的实用性。综上所述,LDHs-DGT具有制备简单、适用范围广、检测效果好等特点,可为环境监测和评估提供新的解决方案。

共享单车配置位置对公交出行竞争力的影响研究

为降低交通运输行业的碳排放规模、提高公交出行竞争力,从共享单车配置角度出发,提出可评估配置点位置对公交出行分担率影响的共享单车配置贡献系数,通过Logit模型计算OD全过程出行链下共享单车、“共享单车+公交”、私家车三种出行方式的分担率,探讨城市居民出行距离和共享单车配置贡献系数变化对公交出行竞争力的影响。算例计算结果表明:由于共享单车使用费与取还车附加时间的存在,共享单车配置贡献系数存在一临界值,高于该值时提高共享单车配置水平才可对公交出行竞争力提升产生积极影响;配置贡献系数临界值与端点接驳距离和公交出行距离呈负相关关系;由于私家车在长距离出行过程中的优势,当端点接驳距离为1km时,要维系“共享单车+公交”分担率不变,公交出行距离每增加1km,共享单车配置贡献系数需提高8.5%。研究结果表明,合理配置共享单车可提高公交分担率、扩大公交出行竞争范围。

考虑碳税影响的重载铁路回程运输定价策略

铁路与公路有不同的碳排放水平。考虑重载铁路和公路运输的差异性,将碳税引入回程运输价格中,建立了基于Hotelling模型的重载铁路回程运输定价模型。以我国某货运通道为案例,验证模型的有效性和可行性。研究表明:在重载回程运输市场中,若碳税税率为500元/tCO_(2),重载铁路回程铁矿石均衡运价为0.147元/t·km。当碳税税率由500元/tCO_(2)增加至950元/tCO_(2)时,铁路分担率提高2.02%,运价率增长0.005元/t·km。铁路碳排放因子降低60%,铁路运价率增加0.0012元/t·km,分担率提高0.43%。运输距离增至700km,铁路分担率高于50%,运价率下降至0.144元/t·km并逐渐趋于稳定。这表明,碳税引入对更好地利用重载铁路回程运能具有重要作用,且运距越长,重载铁路回程运输的优势与竞争力越明显。

新能源汽车对中国私家车碳排放的影响

为研究新能源汽车(NEV)对私家车碳排放的影响,基于纯电动汽车(BEV)电池容量和单位公里耗电量的k-均值(k-means)聚类结果,计算各类型私家车的碳排放强度,采用改进的自下而上法,测算2008~2035年私家车碳排放和NEV碳减排量,并设置10个单一减排措施情景和2个综合措施情景,利用情景分析法,研究私家车的碳减排策略和达峰路径,最后提出建议措施。研究结果表明:私家车中NEV运行阶段的车公里碳排放相较汽油车低35%~69%;2008~2020年私家车碳排放增速较快,年均增速达19.3%,2021~2035年NEV的快速增长使私家车碳排放增速放缓,在现有NEV销量占比规划(2025、2030、2035年分别为20%、40%、50%)下,2035年NEV在私家车中的占比将达28%,届时私家车碳排放为6.68亿t CO_(2),趋于达峰(较2034年仅增长0.41%),NEV碳减排量为1.07亿t CO_(2),减排率为13.81%;若提高NEV的销量占比(2025、2030、2035年NEV销量占比分别达30%、50%、70%),私家车碳排放将于2033年达峰,峰值为6.28亿t CO_(2),2035年NEV可实现碳减排1.50亿t CO_(2),减排率19.32%;若采取低强度组合措施,私家车碳排放将于2034年达峰,峰值为6.73亿t CO_(2);若采取高强度组合措施,私家车碳排放将提前至2030年达峰,峰值为5.81亿t CO_(2),2035年碳排放量降至5.40亿t CO_(2),较基准情景下降19.2%,NEV实现碳减排2.36亿t CO_(2),减排率达30.39%;为使私家车碳排放在2030年达峰,应采取高强度碳减排措施,碳减排路径以推广NEV为核心,同时发展NEV节能技术和清洁电力,注重引导NEV向高BEV占比和轻型化BEV方向发展。