面向碳中和目标的不同碳达峰时间对经济社会的影响研究——以广东省为例

中国提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标,对全社会经济发展、能源消费、环境保护都是一场深刻的变革。论文通过构建广东省ICEEH(integrated assessment model of climate,economic,and environment and health)模型,设置不同的达峰时间情景,综合考虑广东省“双碳”目标对宏观经济的影响。结果表明,2025年提前达峰情景和2030年如期达峰情景相比2035年推迟达峰情景,碳排放峰值分别低2000万~4000万吨。对于部门来说,农业和工业部门的碳达峰时间基本与广东全省的碳达峰时间保持一致,而建筑和交通领域的碳达峰分别在2040年和2025年前后出现。从社会影响来看,提前达峰可以促进第三产业的就业人数增加。推迟达峰情景到2045年后减排难度更大,减排成本更高,提前达峰情景和如期达峰情景到2060年GDP总量比推迟达峰情景高1220亿~4386亿元。

钢铁行业氢冶金技术的替代潜力与经济性分析——以广东为例

氢冶金是钢铁行业降低碳排放的变革性技术,对工业部门深度脱碳具有重要意义。广东省的钢铁产能占全国的4%,是中国钢铁产能布局较多的地区,钢铁行业能耗在全省终端能耗中的占比为4.6%,碳排放在全省碳排放总量中的占比达到17%,因此钢铁行业深度脱碳将直接影响广东省碳达峰碳中和目标的实现。另一方面,广东省是全国最早推动氢能产业化发展的省份,多种制氢路线的研发和示范已有许多实际案例。分析广东省2020—2035年的粗钢产量变化,对广东省未来可实现的制氢技术路线和产氢能力进行研判,在此基础上,对采用氢作为还原剂替代焦炭的氢冶金工艺产生的能耗、碳排放和成本进行了不同情景分析。结果表明,氢冶金技术能够促使广东省钢铁行业二氧化碳排放大幅减少,2035年在替代情景(氢冶金技术替代率为21.2%)下,与基准情景相比,广东钢铁行业的能耗可以降低2.3%,二氧化碳排放减少10.9%。

基于国内外碳中和政策和立法实践的地方低碳发展路径初探

为解决地方低碳发展中面临的中长期规划战略缺乏、应对气候变化立法缺位、政策执行能力不足等问题,对国内外碳中和政策和立法实践进行研究,提出以碳中和综合立法为核心的、加强政策创新和导向的地方“双碳”政策和法律框架建议,以期为地方建立符合自身特色的“双碳”发展路径提供参考。

微尺度预混合火焰结构和熄火特性研究

本文以空气中的无约束甲烷预混合火焰为对象,用实验和数值解析的方法研究了微尺度预混合火焰的火焰结构和熄火特性。实验测得不同尺寸下混合气当量比和喷出速度与熄火关系图,在不到理论当量比(φ>1)时,火焰已经熄灭,管径越小,极限混合气当量比φu越大。数值解析研究了d=0．3 mm无约束甲烷预混合火焰,在混合气当量比大于 1的富燃料燃烧条件下,空气中形成的预混合火焰结构是内层预混合火焰和外层扩散火焰,极限当量比约为1,解析结果再现了实验现象。

低热值燃料稳定燃烧的研究现状与进展

随着经济的持续发展,我国的能源需求不断增加。即便煤炭产量以及石油进口量都在不断刷新也难以保障能源的安全供给。因此,节约能源,扩大可利用的能源资源范围,对我国的经济建设极为重要。低热值燃料的应用能提高能源利用效率,但其热值低,稳定燃烧难以控制,需要在组织燃烧场、拓展可燃极限、稳定燃烧方面争取技术突破。本文将低热值燃烧技术分成两类进行了综述,一类是优化着火条件,一类是优化燃烧场结构,并介绍了国内外的一些低热值燃料燃烧实例,探讨了这方面的应用基础研究和技术开发现状。

旋流对同轴富氧扩散燃烧NOx排放的影响

对30％-40％的氧浓度下甲烷富氧空气同轴扩散燃烧的火焰形态、可见火焰高度、燃烧特性以及NOx排放进行了实验测量，研究了旋流数对NOx排放控制的影响．结果显示，随着旋流数的增加，火焰高度略有升高，火焰发光由白色逐渐变为橙黄色；最高火焰温度逐渐降低，温度分布也变得平坦；NOx排放指数随旋流数的增加而降低，氧浓度越高，其下降幅度越大．保持其他条件不变，增加氧化剂流速可以增强旋流对燃烧特性及NOx排放的影响．

微尺度甲烷扩散火焰特性的数值解析

以均匀空气流中圆管形成的甲烷扩散火焰为对象,用数值解析的方法研究了微尺度扩散火焰的火焰结构和燃烧特性．燃烧反应采用甲烷／空气一步总括反应,喷管壁面绝热．在Re一定的情况下,改变喷口尺寸和喷口流速,考察了微扩散火焰的结构和火焰熄灭的尺度效应．计算结果表明,Re=12条件下,喷口直径为0．07 mm时达到熄灭极限;稳定燃烧区的最小总放热率约为0．5 W;微尺度条件下,Da对火焰结构和火焰熄灭有显著影响,熄火附近的Da的数量级在0．01．

燃料稀释对富氧空气/甲烷扩散火焰中氮氧化物生成的影响

本研究的目的是揭示富氧燃烧过程中的氮氧化物生成机理 ,针对富氧火焰特性探讨NOx 抑制机制机理。文中以对向流扩散火焰为对象 ,利用详细的基元反应动力学模型研究了燃料稀释对富氧空气 /甲烷扩散火焰中氮氧化物生成的影响 ,稀释剂为N2 或CO2 。结果表明 ,随着燃料中稀释组分浓度的变化 ,火焰结构和NO生成的决定机理显著变化 ;同时发现 ,随稀释剂CO2 浓度增大 ,NO的排放指数EINO(E missionIndexofNO)单调减少 ,随稀释剂N2 稀释时EINO存在最大值。

二甲醚燃烧的甲醛生成特性实验研究

针对二甲醚平面预混火焰,实验研究了燃料当量比和燃料流量对燃烧过程中甲醛产生和排放特性的影响。实验结果表明,甲醛是二甲醚燃烧过程一个重要的中间产物,在火焰面中大量生成,但其中大部分甲醛迅速被氧化消耗;二甲醚燃烧过程中甲醛的生成受燃料当量比和火焰温度影响明显,欠氧(燃料当量比<1)预混合燃烧的甲醛生成显著高于富氧(φ>1)燃烧;燃料当量比一定时,随着燃料流量增加,火焰中的甲醛浓度升高。

甲烷／富氧扩散火焰燃烧区域的分层特性研究

本文对甲烷／富氧扩散火焰燃烧区域的分层特性进行了数值模拟和实验研究,结果表明氧化剂中氧浓度的增加加剧了火焰的分层现象(黄焰层与蓝焰层),使蓝色火焰变厚,并且使NOx生成大量增加;火焰面上的速度梯度主要影响黄色火焰厚度,蓝色火焰随着速度梯度的增加而减小, NOx生成也随之较少。对比温度及火焰结构还表明,研究中所采用的数值模拟方法可以正确地预测对向流扩散火焰特性。

清洁发展机制与我国天然气分布式能源站的发展

采用天然气的热电冷联产分布式能源系统具有节能和环保的双重优势,但是由于天然气价格较高,初期投资和运行成本较高,因此市场推广还存在阻力。清洁发展机制(CDM)可以为能够实现温室气体减排的项目获得额外的资金补助。为此,估算了天然气热电冷联产项目的温室气体减排量,分析了该项目作为清洁发展机制项目的合格性问题,同时讨论了清洁发展机制对天然气热电冷联产项目可能产生的额外经济补贴。分析表明,合理利用清洁发展机制可以有力地促进天然气热电冷项目的推广。

喷管直径对微尺度扩散火焰特性的影响

对均匀空气流中微尺度甲烷扩散燃烧进行了数值模拟,重点考察微喷管内的流动和传热传质对微尺度燃烧特性的影响.研究结果表明,在保持燃料喷出速度一定的条件下,随着喷管直径的减小,喷管内与甲烷喷出速度相反方向上发生热量和质量的传递,燃料与空气的混合在喷管内已经发生,火焰的一部分热量回流到喷管内预热了未燃混合气,同时也增加了火焰的热损失。当管径为0.15 mm时,甲烷在微喷管内就开始发生化学反应.在进行微尺度解析计算时,必须包含一定的喷管区域。

旋转流中预混合火焰的高速传播现象——I.稳燃特性及燃烧效率的提高

旋转流中预混合火焰高速传播特性的研究为强化低热值燃气的稳定燃烧提供了新的开发思路.针对圆管内强制涡作用下的甲烷/空气预混合火焰,本工作采用数值模拟方法分析了混合气的进口速度和旋转角速度对预混合火焰稳定燃烧的影响.结果表明,在不同当量比条件下,使火焰稳定的混合气进口速度和旋转角速度之间存在线性关系,但随着旋转角速度的增大,火焰半径变小,燃烧效率减小.改变混合气进口速度的分布形式是提高燃烧效率的有效方法.研究结果为实际的稳燃燃烧器设计提供了理论指导.

西藏以可再生能源为主导的能源体系构建研究

未来5～10年是西藏经济由快速发展实现跨越发展的关键时期,是西藏的工业化水平和人民生活水平得到普遍提高的关键时期,作为经济发展的物质基础,能源需求的大幅度快速增加势在必然,西藏经济的腾飞无疑需要能源行业的率先发展。西藏是全国水能、地热和太阳能蕴藏量最丰富的地区之一,但常规能源匮乏,解决西藏能源供应的唯一出路在于发挥该区的资源优势,多元化的利用得天独厚的可再生能源资源,建立以水能、地热能、太阳能为主体的安全、可持续的能源供应体系,保证能源与经济协调发展,保证能源与生态环境的和谐发展。

中国区域能源转型与低碳发展战略及政策研究

能源转型与低碳发展是可持续发展的重要内容,需要多学科交叉研究的支持。研究能源发展与转型规划、城市绿色与低碳发展、体制机制的创新与应用是支撑区域落实经济发展方式向绿色低碳转型的战略性研究工作。本文梳理了中国能源战略工作的部分重点内容与发展方向、气候变化风险下城市低碳发展模式、体制机制创新需求和热点问题,并简介本课题组从事的一些区域能源转型与低碳发展过程中的战略性研究和体制机制创新工作。提出在全新技术革命时代,能源战略的理论研究和应用实践都存在创新需求;规划方法学和模型工具的开发、大数据挖掘和应用、变革性技术的预见和评估、跨学科和领域的协同战略规划等都是今后能源软科学研究亟待深化的方向。

可再生能源发电与我国电力的可持续发展

1.可再生能源发电技术 可再生能源是指那些永远不会枯竭,可以持续使用的清洁能源,这些能源包括风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能、小水电(电站的装机容量在5万千瓦以下),对当地的、区域的和全球的环境保护都是友好的能源.

我国能源的现状与发展

本文综述和分析了2005年我国能源供需现状发展趋势,对目前我国能源面临的石油安全、能源结构调整,可再生能源发展等热点问题进行了探讨,展望了我国能源的发展前景。

气候变化对我国能源可持续发展的影响

本文首先阐述气候变化与能源的相互关联、它的表现和发展趋势,其次介绍了国际上在能源发展战略方面的一些应对气候变化的举措,最后分析了气候变化对我国能源发展的影响并给出了若干政策性建议。

推进低碳经济制度建设

我们分析广东省二氧化碳排放的现状。2005年广东省的排放总量到了4.1亿吨,有两大块非常显眼,一是工业行业,一是火电。我们没有把外购电计算在碳排放里面。外购电是计在产地,还是计在使用地,应该有一个明确的规定。现在我们是没有计,

直列预混微火焰结构特性

通过调节喷嘴间距、预混气出口速度和燃料当量比对3个直列预混微火焰的结构特性进行了实验研究,用增强型相机记录了不同工况下的火焰形态和CH分布.实验结果表明:随着喷嘴间距减小、预混气出口速度和当量比的增加,3个火焰之间的相互作用增强,火焰分别呈现出W形、相互独立和合并等形态;火焰之间的相互作用主要影响火焰中上部区域,对火焰底部区域影响不大,并根据火焰发光图片中光强信号给出了火焰形态判断依据.