船舶氢电混合动力系统建模与全生命周期碳排放评价

[目的]为全面评价氢电混合动力船舶的碳减排能力,提出全生命周期碳排放评价方法。[方法]首先,基于Matlab/Simulink平台建立动力系统能量流模型;然后,计算实船营运工况下的耗氢量和耗电量,进而得出全生命周期碳排放量;最后,针对不同电能来源和氢气来源,对碳排放进行敏感性分析。[结果]某内河渡轮的计算结果表明,相较于传统柴油动力系统,氢电混合动力系统在一个营运周期内可以减少30.24%的碳排放。敏感性分析结果表明,氢电混合动力系统的全生命周期碳排放并非必然优于传统柴油动力系统,故建议采用可再生能源进行制氢和发电,以大幅降低碳排放量(最多可减少94.2%)。[结论]研究成果可为绿色船舶的动力系统设计提供参考。

北方地区生物质颗粒燃料全生命周期碳排放评价

分析了生物质固体颗粒燃料的全产业链和特性,根据产业链划分了生物质固体颗粒燃料的全生命周期碳排放边界,通过把全生命周期划分为种植阶段、生产阶段、运输阶段和使用阶段等4个阶段组成,主要的碳排放阶段为生产阶段和运输阶段,建立了碳排放计算模型,通过计算得到北方地区生物质固体颗粒燃料的平均碳排放为0.09 g CO_(2)/kg,只占其燃烧使用阶段碳排放的5.3%,从全生命周期来看,生物质固体颗粒燃料碳排放量很小,可看作是零碳能源。

办公建筑全生命周期碳排放评价方法研究

针对当今公共建筑耗能与碳排放量大的问题,以传统低碳建筑研究方法为媒介,将建筑全生命周期简化为材料生产阶段,建造施工阶段,运行使用阶段和拆除处理阶段,并配合DeST软件模拟出建筑运行使用阶段的能耗值。通过对大连地区某高层办公楼进行全生命周期内的碳排放计算,归纳全生命周期中办公建筑各阶段的碳排放的特点,为方案设计中碳排放控制提供依据,为低碳建筑设计从方案本身考虑运行使用阶段的减碳提供理论指导。

预制拼装再生混凝土小型综合管廊全生命周期碳排放评价

针对预制拼装再生混凝土小型综合管廊特点,以碳排放作为评价指标,采用Bottom-up模式进行了全生命周期评价。明确了碳排放控制边界,进行了全生命周期阶段划分;基于各阶段主要采用的机械设备类型及作业时间等参数,结合《2018年全国统一施工机械台班费用定额》及能源消耗与燃料碳排放标准,建立了全生命周期碳排放评价模型;结合工程算例进行碳排放核算,得到了全生命周期内不同阶段碳排放比例,明确了碳排放主要控制阶段,推荐了对应的控制措施。

基于全生命周期评价某木结构建筑碳排放及减碳效果

分析浙江省一栋木结构建筑,建立合理的参照钢结构建筑和混凝土结构建筑,确定参照建筑的建材用量,并通过全生命周期评价法,计算原建筑及参照建筑的碳排放。通过对3栋建筑的碳排放进行分析发现:木结构建筑在建材生产阶段的减碳效果明显,在建造阶段、运行阶段和拆除回收阶段减碳效果不明显。相较于参照钢结构建筑和混凝土结构建筑,在不考虑木材固碳量的情况下,木结构建筑在全生命周期碳排放下降约4.04%和7.97%,考虑木材碳固存量则下降约15.78%和19.24%。

中日建筑全生命周期碳排放比较

全生命周期的建筑碳减排在日本已有广泛的应用和发展。由于中日建筑全生命周期碳排放统计口径存在差异,为准确开展中日建筑碳排放对比分析带来了难度。文中首先从计算边界、建材统计精度、碳排放因子数量等方面建立了中日同口径的全生命周期碳排放计算模型,并基于此对中日案例建筑的全生命周期碳排放特征开展比较和分析。发现中国案例的建筑全生命周期碳排放略高于日本,其中运行阶段碳排放明显高于日本。此外建筑建材性能对碳排放影响显著,日本建筑利用低碳建材,生产碳排放低,建材使用寿命长,使维护、废弃阶段碳排放均低于中国建筑案例。

面向生命周期全过程的建筑物碳排放计算及评价

以建筑物生命周期理论为基础构建碳排放模型,计算秦创原创新驱动平台某科研工坊项目下大型建筑物全生命周期内各阶段的碳排放量,与2011~2018年陕西省建筑行业单位面积的年碳排放强度进行比较。结果显示:该大型建筑物单位面积年碳排放量位于陕西省中等水平,建筑物化、运营阶段是该大型建筑物全生命周期内的主要碳排放途径,对建造方法、使用方式进行节能减排控制可以有效降低大型建筑物全生命周期碳排放强度。

建筑全生命周期低碳化转型评价指标体系构建及实证

文章构建了一种基于建筑全生命周期视角的建筑低碳化转型评价指标体系。借鉴已有研究成果建立了包括建材生产和运输、建造和拆除、运行3个一级指标及7个二级指标的建筑全生命周期低碳化转型评价指标体系,并运用熵权TOPSIS方法对2012—2021年辽宁省建筑全生命周期低碳化转型水平进行了评价。结果表明:建造及拆除对辽宁省建筑全生命周期低碳化转型水平影响较大,运行次之,建材生产和运输影响较小;辽宁省建筑全生命周期低碳化转型水平呈波动式上升趋势。通过实例验证了评价指标体系及方法的可行性和科学有效性,并给出了辽宁省建筑全生命周期低碳化转型的建议。

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。

现代木结构建筑全生命周期碳足迹评价研究进展

建筑业作为高耗能行业,每年碳排放量约占全球碳排放总量的40%,给环境带来了巨大负担。随着我国在2020年提出“双碳”战略目标,建筑业低碳发展已经势在必行。由于木材本身具有“固碳”特性,木结构建筑在碳减排方面具有天然优势。因此,积极推广现代木结构建筑,明确现代木结构建筑的减碳效益正成为当前重要的研究主题,对木材产业的低碳高质量发展亦具有重要意义。然而,尽管现代木结构建筑在碳足迹评价方面的研究热度不断上升,但在研究范围和评价方法上,国内外学者之间存在显著的不一致性。这种差异不仅削弱了碳足迹评估的准确性,还为制定统一的碳足迹评价标准带来了挑战。本文对国内外相关研究进行系统回顾,从3个方面分类整理了现代木结构建筑碳足迹评价的国内外研究现状,揭示了该研究领域的前沿和热点问题;同时,从全生命周期视角深入探讨了现代木结构建筑的各类碳足迹评价方法,并总结了现代木结构建筑碳足迹评价研究的不足与发展方向,以期为现代木结构建筑全生命周期的碳减排效益研究提供可靠的评价方法与理论基础。此外,提出了未来研究重点:建立针对木材固碳效应的评价标准;构建统一完善的木材碳排放因子数据库;明确适用于木结构建筑的碳足迹计算方法;加强木结构建筑物化阶段的碳足迹研究。

基于装配式建筑钢结构方案设计的全生命周期碳排放研究

为研究装配式建筑不同钢结构方案的全生命周期碳排放差异,对某实际预制建筑项目分别进行模块化钢结构方案和钢框架方案设计,并基于全生命周期评价理论定量分析两者的全生命周期碳排放。结果表明,模块化钢结构的全生命周期碳排放总量比同等规模的钢框架结构高10.61%;运行阶段和建材生产阶段是两种结构体系全生命周期碳排放中占比最大的两个阶段,分别达到了73.33%和81.11%;模块化钢结构的模块重复利用及施工的高效率可有效降低碳排放量。最后,提出了钢结构建筑的减碳设计策略,为低碳建筑设计提供参考。

装配式钢结构办公建筑全生命周期碳排放计算方法研究与应用

为了系统计算装配式钢结构办公建筑的碳排放,本文构建了装配式钢结构全生命周期碳排放计算模型,借助Autodesk Revit、Tekla Structures和商业建筑热环境设计模拟工具包(DeST-C)提供了明确计算方法,以无锡中电创新园为案例,进行了全生命周期碳排放计算,并与装配式混凝土(PC)结构、现浇钢混结构进行了碳排放比较分析.本碳排放计算模型全面考虑了建筑全生命周期的材料制备及构件生产阶段、物流转运阶段、施工建造阶段、运行维护阶段、改造再用阶段和拆除再用阶段六大阶段,涵盖了“人机料”全要素碳排放活动,并实现了钢结构构件的碳排放因子计算,具有完整性和准确性.案例分析结果显示:装配式钢结构建筑年均碳排放强度为59.47 kg·m^(−2)·a^(−1),比装配式PC结构、现浇钢混结构建筑分别减少5.46 kg·m^(−2)·a^(−1)、13.59 kg·m^(−2)·a^(−1),展现了装配式钢结构建筑良好的减碳效果;在六大阶段中,运行阶段碳排放量最大,占比58.79%,其次是材料制备及构件生产阶段,占比29.58%,建筑拆除再用阶段碳排放量为−3295.27 t,具有良好的减碳效果;考虑可再生能源及植物碳汇因素后,减碳389.33 t.本文提出的方法为装配式钢结构办公建筑全生命周期碳排放计算问题提供了新的解决思路,为装配式钢结构办公建筑减碳评估提供了依据.

竹结构住宅全生命周期碳排放分析

为了深入了解竹结构住宅的碳排放特性,基于全生命周期方法评价南京林业大学校园内一栋2层示范性竹结构住宅的碳排放量,提出相应的降碳策略,对比分析相同体量木结构(轻型木结构、胶合木结构)和钢结构住宅的碳排放差异。结果表明,竹结构住宅在运行阶段的碳排放量最多,约占其全生命周期碳排放总量的89.8%,竹材自身碳储量占建筑碳排放总量的8.8%。不同结构体系的竹木结构住宅全生命周期净碳排放量相差不大,而相同体量的钢结构住宅则因建材生产能耗高、保温隔热性能差的劣势,其碳排放量比3种竹木结构住宅碳排放量平均值高约89.9%。

基于GREET模型的氢燃料电池机车全生命周期碳排放与能耗分析

全球性的能源问题和环境问题正日益严重,在实现“双碳”目标的背景下,铁路运输部门需要选择低碳、绿色的燃料。相比较传统柴油动力内燃机车和电力机车,氢燃料电池机车在碳排放与能耗方面的优势值得探究。GREET模型是由美国阿贡国家实验室开发的计算机模拟软件,被广泛地应用于对车辆的能源与环境影响研究中。基于GREET模型,利用WTW (Well-to-Wheels)评价体系对氢燃料电池机车全生命周期的碳排放与能耗效应进行测算。通过与其他车型的对比研究发现:氢燃料电池机车的全生命周期能耗相比内燃机车降低了19.67%,与电力机车相近;氢燃料电池机车的全生命周期碳排放显著低于电力机车和内燃机车。本研究填补了行业中对我国氢燃料电池机车能耗与环境影响方面的研究空白。

基于混合生命周期评价的我国绿色航空器碳排放比较研究

为准确核算绿色航空器生命周期二氧化碳排放,并评估其减排效果,构建了将过程分析与投入产出分析相结合的混合生命周期评价模型,用于核算生物质能航空器、电动航空器以及氢能航空器的生命周期碳排放,并与传统航空器进行比较。结果发现,采用风电制氢驱动的航空器在全部绿色航空器中碳排放最低,仅为674.21 g/(t·km)。灰氢驱动的航空器碳排放最高,达到1 724.12 g/(t·km)。这说明燃料来源对航空器的“绿度”至关重要,若以化石能源制氢或发电驱动航空器,尽管运行过程不产生直接排放,但其排放却转移至上游产业链。总体上,绿色航空器减碳效果较好。与传统航空器相比,氢能航空器、生物燃料航空器和电动航空器可分别减少25%,20%和10%的二氧化碳排放。

中国语境下纯电动微型车全生命周期碳排放

为回答中国语境下纯电动微型车能够减碳多少,建立了针对中国语境下的纯电动微型车的全生命周期碳排放的评估模型。基于一组1030车·天的纯电动微型车的典型出行数据,使用了与交通有关的温室气体、排放及能耗的全生命周期碳排放核算模型—GREET,该模型包括:制造环节(CTG)、能源周期(WTW)和回收环节(GTC)。结果表明:中国内地纯电动微型车的日均出行里程37.2 km,73.1%的日出行里程低于50.0 km;在2021年平均电网、采用新欧洲驾驶循环(NEDC)的条件下,纯电动微型车全生命周期CO_(2)当量碳排放为26.8 t,比同级别内燃机汽车低约33%。其中的72%的排放来自纯电动微型车WTW环节,其CO_(2)当量碳排放为19.3 t。电网清洁化程度的提升和动力电池回收比例的增加,将有助于进一步降低纯电动微型车的碳排放。

秸秆有机肥全生命周期碳排放核算及碳减排措施

秸秆作为农业生产重要的副产物和有机肥源,可以加工成有机肥,合理替代化肥,是农业生产化肥减量、增效的重要手段。本研究针对秸秆有机肥的产品特征,基于国际通用方法学,采用排放因子法,科学建立了秸秆有机肥全生命周期的碳排放核算方法,并以天津市某农业园区作为示范,核算了区域内蔬菜秸秆有机肥全生命周期的碳排放量,并提出减排措施。结果表明:秸秆有机肥生产及资源化利用的全生命周期过程中,有机肥好氧发酵产生的CH4和N2O的碳排放量所占比重较大,应采取改进好氧发酵装备结构、优化有机肥生产线的设备选型、提高成套装备的智能化水平、就近加工利用、采用节能型运输车辆等技术手段,有效降低秸秆有机肥全生命周期的碳排放量。研究成果为精准掌握农业碳排放情况及评估农业减排措施的效果提供了技术支撑。

公共建筑全生命周期碳排放测算与分析——以镇江市某办公建筑为例

为研究公共建筑全生命周期的碳排放量,以全生命周期为系统边界,采用PKPM模拟软件建立镇江市某二星级绿色办公建筑碳排放模型,根据模型对其全生命周期碳排放量进行测算并分析评价。该办公建筑全生命周期碳排放量为14 383.22 tCO_(2),单位面积年碳排放量为43.16 kgCO_(2),其中,运行阶段碳排放量占全生命周期碳排放量74.24%,建材生产阶段碳排放占24.79%。考虑到运行时长为50 a,建材生产为短期行为,因此避免大拆大建,对老旧建筑进行围护结构及设备的节能改造、安装光伏以及提高绿地率对降低建筑碳排放乃至助力“碳中和”目标具有重要意义。

全生命周期零碳排放建筑设计——以金华开发区共富驿站为例

以金华开发区共富驿站设计为例,探讨建筑可采用固碳材料、循环设计原理、可再生技术等方式,并结合项目全生命周期碳排放计算研究,实现不同程度的零碳排放、负碳排放效果,为未来更多的低碳建筑设计提供思路。

基于全生命周期评价的镁合金后掀背门碳足迹研究

通过采用全生命周期碳足迹定量核算分析方法,对同款车型镁合金与碳钢后掀背门的全生命周期碳足迹分别进行研究和对比分析。结果表明:在使用非绿色材料时,镁合金后掀背门全生命周期的碳足迹同传统碳钢的数量相当;当使用绿色材料时,镁合金后掀背门全生命周期的碳足迹仅占碳钢的70%。