Low-Carbon Optimal Operation Strategy of Integrated Energy System Considering Generalized Energy Storage and LCA Carbon Emission

综合能源系统(IES)是当前能源转型低碳发展背景下实现“双碳”目标的关键,为了提高IES碳减排能力,需要充分利用需求侧负荷资源和传统储能设备等广义储能资源参与IES优化.首先,建立一种综合考虑可再生能源、能源转换设备、广义储能设备、能源市场交易的IES优化运行模型.然后,使用生命周期评估法(LCA)对IES中能源循环、设备循环的全过程进行碳排放量计算,并将碳排放成本纳入系统总成本.最后,利用仿真实验验证所提模型不仅有利于降低IES总调度成本,还能降低系统的碳排放量,有效促进IES的低碳发展.

基于EIO-LCA模型的江西省产业部门的隐含碳排放及碳减排潜力分析

低碳经济发展是实现可持续发展的重要途径之一。采用经济投入产出生命周期评估模型(EIO-LCA),运用42部门投入产出表及国际认可的IPCC法测算出江西省各产业部门直接碳排放量以及隐含碳排放量,并在此基础上构建碳减排潜力模型,来揭示因产业部门结构变动而引起的碳减排效应。研究结果表明:按产业部门分析,基础性工业部门的直接碳排放量都相对较高,其中位列前三的部门分别为电力、热力的生产和供应业、石油、炼焦产品和核燃料加工业与金属冶炼和压延加工品业;按整体产业结构分析,江西省直接碳排放量、隐含碳排放量和碳减排潜力较大的部门集中在重工业和能源产业。未来,江西省应当针对不同产业部门的特点实施差异化减排政策,同时优化产业结构,实现产业良性互动。

零碳目标下临时木结构建筑降碳策略与LCA碳排放研究——以2024世园会企业展园为例

以2024年世园会成都设计咨询集团企业展馆为例,探讨了基于零碳目标下小型临时木结构建筑如何采取源头减碳、过程降碳、末端消碳等三方面的低碳优化策略,并基于LCA全生命周期评估方法对其进行碳排放核算研究,得出针对小型临时建筑,建材生产与加工环节对建筑全生命周期碳排放影响最大,占比约为50.30%~69.49%,其次是运行阶段,占比约为19.33%~30.91%。通过对比分析目标建筑与同体量的轻钢结构建筑,目标建筑在采取不同的措施下可实现减碳率约36.00%~68.41%,建筑全生命周期(5年)单位面积的碳排放量可降低至382 kgCO_(2)eq/m^(2)。研究得出临时建筑各阶段融入降碳策略的重要性和运用LCA方法评估建筑碳排放的必要性,除运行阶段外,临时建筑需更加关注低碳材料的替代与拆除阶段材料的回收利用,为未来实现零碳建筑目标提供了新的思路和实践参考。

基于LCA的公路路面建设碳排放量测算探究

针对公路路面建设碳排放量问题,基于LCA理论,明确公路路面生命周期评价范围,并以西藏拉萨境内某旅游环线公路路面建设为案例,分析、核算路面建设生命周期内碳排放量占比、各建设阶段碳排放量影响因子占比,认为建设过程中减少运距、改善材料生产工艺可以达到降碳减排的目的.

基于LCA的轮轨与磁悬浮方案比选研究

本文基于LCA对京沪高铁的轮轨与磁悬浮方案进行比选研究,在材料、设备、运输与施工阶段对轮轨与磁悬浮的能源消耗进行计算分析,最后对两者进行综合比选评价。从能源消耗的全生命周期评价角度为铁路在轮轨与磁悬浮两个方案的比选评价提供科学可靠的参考思路。

基于LCA的2种餐厨垃圾处理工艺环境影响分析

文章采用生命周期评价(life cycle assessment,LCA)法,选择我国比较典型的餐厨垃圾处理方式厌氧消化工艺和厌氧消化-好氧堆肥组合处理工艺作为研究对象,并基于实际工程案例,评估并对比这2种工艺的环境影响。结果表明,厌氧消化工艺和厌氧消化-好氧堆肥组合工艺处理餐厨垃圾时的总环境影响潜值分别为4.88×10^(-12)、8.20×10^(-12),厌氧消化工艺的环境效益更好。敏感性分析表明,合理规划餐厨垃圾收运距离和降低能耗可有效降低处理工艺的环境影响。在排除生物CO_(2)的影响后,2种处理工艺的全球变暖环境影响指标均明显降低,其中厌氧消化-好氧堆肥组合工艺降幅更大。研究结果可为餐厨垃圾处理工艺的选择和优化提供参考。

“双碳”视角下基于LCA的市域秸秆资源化利用探讨

[目的]从“双碳”角度进一步推进市域秸秆资源化利用,明确各区域秸秆资源化利用全生命周期过程中的固碳减排能力。[方法]本文以山西省晋中市为例,基于《山西省统计年鉴》的相关数据,研究了2020年晋中市的作物秸秆资源量、全量化利用潜力及其空间分布特征,运用生命周期理论分析了各县(市、区)秸秆全量化利用的碳中和强度。[结果]2020年晋中市主要农作物秸秆可收集资源量为164.90万t,主要以玉米秸秆为主,占比84.66%,主要集中于晋中市中部及东北部地区。全市肥料化、饲料化、基料化、原料化、能源化利用潜力分别为71.41、39.00、3.77、1.00、49.72万t。单位秸秆原料化利用的固碳减排能力最高,为1.83 tCO_(2)eq·t^(-1),市域作物秸秆能源化利用碳中和强度最高,在0.2~0.7 tCO_(2)eq·hm^(-2)之间。[结论]寿阳县的作物秸秆可收集资源量最大,肥料化需求最高,应该重点推进秸秆的科学还田;祁县的牲畜饲养量大且饲料化碳中和强度最高,应该重点聚焦秸秆的饲料化利用方式,提高饲料化利用效率;东部地区由于其山地面积占比较大,不适宜作物种植,除了必要的秸秆还田外,应该重点推进秸秆的能源化、原料化利用。

基于LCA+DEA方法的玉米种植效率与温室气体减排潜力研究

在推进实施碳达峰、碳中和战略背景下,该文根据调查统计资料,利用生命周期评价(life cycle assessment, LCA)与数据包络分析(data envelopment analysis, DEA)相结合的方法对中国玉米的种植效率及温室气体减排潜力进行实证研究,结果表明:1) 2019年,20个主产省份的玉米种植效率均值为0.933 2,其中11个DEA低效省份效率介于0.621 7~0.975 4之间,平均值为0.772 6.种植效率对农药投入用量的敏感性最高,种子次之,柴油和化肥较低.2)低效省份当前每公顷排放的温室气体数量平均值为3 310.56 kg CO_(2)-eq,其中来自化肥的排放贡献率(75.10%)最高,柴油(19.98%)次之,农药(3.59%)和种子(1.32%)较低.在化肥排放结构中,氮肥排放占比(54.84%)最高,复合肥(43.45%)次之,磷肥(1.70%)和钾肥(0.02%)较低.3)为达到DEA有效,低效省份每公顷可以削减的温室气体介于30.69~2 345.02 kg CO_(2)-eq之间,平均值为844.64 kg CO_(2)-eq,其中,山东、河南两省的减排潜力分居全国前两位,总体上看减排潜力与种植效率呈反向变化关系.该项研究可望为玉米种植的低碳化导控路径设计提供参考依据.

基于LCA的高速公路服务区碳排放核算研究

本研究基于全生命周期评价理论(Life Cycle Assessment,LCA),明确了高速公路服务区全生命周期碳排放核算边界,提出了碳排放核算模型,并以云南省某服务区为例,进行全生命周期碳排放核算。核算结果表明该服务区全生命周期碳排放量为25480.63tCO_(2e),其中运营阶段为13365.62tCO_(2e),占比52.45%;建设阶段为11013.64tCO_(2e),占比43.22%;拆除阶段为1101.37tCO_(2e),占比4.33%。可见运营期是高速公路服务区碳减排的关键阶段,由此提出了各阶段具体降碳措施,为低碳服务区建设提供了可参考思路。

基于LCA的沥青路面施工期碳排放模型及特征研究

沥青路面建设产生大量的温室气体,是交通领域节能减排的重点。通过分析沥青路面施工期碳排放来源,结合IPCC及CLCD数据库等提供的碳排放因子资料,采用LCA法构建沥青路面施工期碳排放计量模型,基于典型路面结构方案得出原材料生产、场外拌和、运输和现场施工阶段碳排放量及特征规律。结果表明:沥青面层施工过程中,原材料生产阶段碳排放量最高,占总排放量的47.52%;混合料拌和阶段次之,占总排放量的44.71%,节能减排措施以采用清洁燃料、提高施工机具生产效率为主;水稳基层/底基层铺筑同样为原材料生产阶段,碳排放量占比最高,高达总量的90%,节能减排措施以选用低碳水泥为主。

基于LCA的生态环境监测活动中碳足迹分析

生态环境监测作为污染物量化的一种手段,经常容易被忽略其自身的碳排放。以一般手工生态环境监测活动为对象,进行全生命周期碳足迹分析。归纳细化了各部分碳排放的主要形式,分析总结了环境监测活动的碳减排路径。

基于AdaBoost与LCA的滚珠丝杠副状态识别方法

作为数控机床的关键部件,滚珠丝杠副的工作状态关系到整个机床的性能与产品质量。因此,对滚珠丝杠副进行状态监测,准确识别其状态能够提高机床的可靠性与安全性,并降低生产成本。为了提高状态识别精度,提出基于AdaBoost与局部类精度(LCA)的滚珠丝杠副状态识别方法。首先,利用历史失效数据与AdaBoost算法生成一个包含多个分类器的分类器集合。然后,针对未知状态的滚珠丝杠副,根据当前监测信号的特征,利用LCA算法从分类器集合中选出最合适的分类器对其当前状态进行识别。实验结果表明,所提出方法能够有效地识别滚珠丝杠副状态,其状态识别准确率高于传统方法,达到96.3%。

基于LCA的合肥滨湖国家森林公园的环境评估

采用生命周期评价法(LCA)对合肥滨湖国家森林公园进行研究,分析比较了该人工森林公园在三个建造时期的环境负荷指标。结果表明,在2001年至今的造林和维护周期中,使用柴油造成的环境负荷占总环境负荷的84.6%,是最主要的环境负荷来源。由于柴油的大量使用,在三个阶段中,成林阶段(Stage 2)的温室气体排放量最高,为75.9 kgCO_(2)eq,占总温室气体排放量的43.3%。通过敏感性分析可知,减少20%柴油使用可减少13.55%温室气体排放。在育苗阶段(Stage 1)施用绿色化肥可以大大降低水体富营养化和环境生态毒性的危害,在护林阶段(Stage 3)使用电动汽车虽会提高潜在的电离辐射,但能够有效降低温室气体、PM_(2.5)和淡水消耗等环境负荷。人工杨树林具有很强的固碳能力,二十一年可达到158.6 t CO_(2)eq,远远高于建造维护森林公园造成的1.3 t CO_(2)eq温室气体排放,因此从碳封存和减缓地区性气候变化的角度来看,长期维护城市人工林将产生巨大的生态效益。

基于LCA绿色混凝土碳排放计算与不确定分析

为了实现“双碳”目标,减少混凝土二氧化碳排放量是非常有必要的。以含有磷矿渣和粉煤灰的混凝土作为研究对象,基于生命周期评价法(LCA)构建混凝土生命周期碳排放评价模型,采用蒙特卡罗模拟对混凝土生命周期碳排放进行了不确定性分析。结果表明:强度为C70、C40和C30混凝土的生命周期碳排放分别为399.85、297.02和239.85 kg/m 3,混凝土的碳排放随着强度的增加而增加,碳排放最高的过程是原材料的生产阶段,即原材料内含能,主要来源于水泥的内含能,高达85%,因此水泥的含量对混凝土碳排放的影响起决定性作用。混凝土生命周期的碳排放不确定性较合适,不确定性为(-20.86,20.83),其中原材料生产阶段碳排放的不确定性偏大,主要原因是原材料清单数据的获取不确定性较大。3种强度混凝土的碳排放的不确定性几乎一致,均来自混凝土原材料的碳排放因子。研究结果有助于混凝土的生命周期碳排放评价更准确,也有利于混凝土产业的低碳发展。

LCA模式下乘用车新能源动力与传统动力CO_(2)排放分析

随着乘用车电动化的普及,其动力总成也从单一内燃机动力发展到混和动力、纯电动和氢燃料电池动力以及氢内燃机动力,在生命周期评价(LCA)模式下,车辆匹配不同的动力总成会产生不同的CO_(2)排放量。根据中国电能和氢能的构成和制备方法,分别按照单位电功率和单位氢气消耗量计算CO_(2)排放量,进而计算不同车型、不同动力总成乘用车实际的CO_(2)排放数值。根据计算结果,在LCA模式下:(1)纯电动比单一内燃机动力总成在常温下可减少48%~57%的CO_(2)排放量;(2)在低温下可减少31%~44%的CO_(2)排放量;(3)在常温下,按照目前的制氢和储运方式,氢燃料电池动力的CO_(2)排放量比混合动力车型低10%,是纯电动车的1.5~1.6倍。

典型钢桥面铺装体系生命周期碳足迹分析

为了量化钢桥面铺装体系的碳排放量,应用基于过程的生命周期评价方法分析了钢桥面铺装体系的生命周期碳足迹.从材料生产、施工建造、运营管理、维修养护、废弃处置和运输6个过程构建了钢桥面铺装体系碳排放的生命周期清单数据库,采用国际平整度指数建立铺装层行驶质量衰减下的碳排放预估模型,利用SMUO仿真软件进行交通延误仿真获取相关参数以建立交通延误的碳排放模型,建立了相应的碳足迹量化框架和模型,同时对下层EA(环氧)+上层SMA(沥青玛蹄脂)典型铺装体系进行了实例分析.结果表明,维修养护和运营管理阶段贡献了碳排放总量的近80%,交通延误导致的额外碳排放约达到了碳排放总量的24%,固化剂、喷砂除锈等材料或施工工艺也分别贡献了碳排放总量的8.11%和5.42%.

基于生命周期评价法的条斑紫菜养殖加工产业碳足迹分析

应用生命周期评价法(LCA)对条斑紫菜养殖加工行业进行了全周期的碳足迹分析,明确了各环节中碳排放源的种类和数量。结果表明,100亩条斑紫菜养殖加工过程中碳排放总量为1.25×10^(5)~2.47×10^(5) kg CO_(2),远高于条斑紫菜100亩养殖形成的可移出碳汇量(9.43×10^(3) kg CO_(2))。基于全产业链的分析,条斑紫菜产业尚不是一个碳汇产业。养殖阶段碳排放量最大,排放源主要来自石油化工材料的大量使用。二次加工阶段碳排放量仅次于养殖阶段,排放源主要来自纸壳包装和塑料包装的大量使用。在一次加工阶段,热源的使用是影响该阶段碳排放的主要影响因素,生物质燃料是碳排放量最低的热源形式。

河北省产业协同降碳与降碳潜力分析

核算生产侧和消费侧的直接和隐含碳排放、评价行业部门的协同降碳效应和降碳潜力对河北省产业低碳转型具有重要意义。该文以河北省28个行业为研究对象,基于EIO-LCA模型计算各行业直接和隐含碳排放量,构建隐含碳排放转移网络分析行业的协同降碳效应,建立降碳潜力模型评价各行业部门的碳减排潜力。结果表明:(1)金属冶炼及压延加工业、煤炭开采和洗选业、电力和热力的生产与供应业是直接碳排放最多的3个行业;(2)从生产链视角来看,金属冶炼及压延加工业、煤炭的开采和洗选业、电力和热力的生产与供应业产生最多的隐含碳排放量;(3)从消费需求视角来看,金属冶炼及压延加工业、煤炭的开采和洗选业产生的隐含碳排放最多;(4)部门之间基于投入产出关联形成碳排放转移网络结构,其他行业、金属冶炼及压延加工业、交通运输储运业和邮政业始终处于网络的枢纽地位,是产业协同降碳减排的关键部门;(5)煤炭、金属、电力等产业链上游和中游产业的降碳潜力最为明显。

沥青路面养护技术能耗及碳排放量化分析

在沥青路面养护工程中,不同养护技术对能耗和碳排放等生态环境的影响存在差异,不同养护技术在不同生命周期阶段能耗与碳排放的特征也有所不同。为了对公路养护决策提供节能减排方面的指导,基于生命周期分析(life cycle analysis,LCA)理论,采用净发热值法和排放因子法分别建立了能耗与碳排放量化模型,对比分析了铣刨重铺、薄层罩面、微表处、同步碎石封层、稀浆封层5种养护技术在不同生命周期阶段的环境影响。结果表明:5种养护技术中,能耗最为密集的阶段均为材料物化阶段,该阶段的能耗占比均超过总能耗的60%;材料运输阶段的能耗值及碳排放量均最小,不到15%;建设施工阶段,混合料拌和环节对环境影响最为集中,其次是摊铺和碾压环节。5种养护技术的年均能耗值排序为:同步碎石封层>微表处>稀浆封层>铣刨重铺>薄层罩面;年均碳排放量排序为:铣刨重铺>同步碎石封层>稀浆封层>薄层罩面>微表处。因此,综合考虑节能减排及服役性能因素,薄层罩面技术表现最为优异。

基于LCA理论的环境影响社会支付意愿研究

为了明确各类环境影响的权重,基于生命周期评价(LCA)和支付意愿(WTP)理论,探讨并建立了用社会支付意愿来衡量环境影响程度的环境影响评价模型和权重确定方法,赋予了环境影响评价的经济涵义.在环境税相关理论基础之上,以北京地区为例,综合考虑污染物影响能力以及年排放总量,建立了可实用的区域环境影响评价模型,并得到了各类环境影响因素的具体权重值.考察了3种型号水泥的环境影响的社会支付意愿.