不同造林模式土壤碳汇及固碳因子

实现“碳中和”依赖于碳减排和碳增汇,碳增汇的核心是生态保护、建设和管理。碳汇造林突出森林生态效益,而且能进行碳汇计量和监测,其在施肥、造林模式、整地等具有特殊的技术要求,更加关注森林多重效益的发展。因此,该文综述了目前普遍使用的土壤有机碳储量计算方法和常见的碳汇林造林模式、土壤固碳潜力和对土壤固碳影响因子(自然因子和人为因子)进行分类及整理,通过了解碳汇林的碳汇功能和环境因素对碳汇功能的影响,最终为得出最优碳汇造林模式的评估提供依据。

混凝土复合材料碳排放因子测算方法研究

计算建材生产阶段的碳排放量是完善全生命周期碳排放计算体系,实现建筑业低碳转型的关键环节。基于碳排放因子法,对混凝土的碳排放因子进行研究与测算,总结了混凝土复合材料碳排放因子的测算思路与测算方法,有助于各强度等级及配合比的混凝土碳排放因子的快速查询,同时该测算方法为其他复合材料的碳排放因子测算提供了参考。

计及大规模电网分级分区解耦的区域电网供电碳排放因子计算模型研究

各供电区域碳排放的精准核算是供电企业进行碳排放管理、促进“双碳”目标的前提。该文提出以500 kV电压等级为主网的大规模电网分级分区电量交换等效模型;针对消纳电量发电类型比例、交换电量发电类型比例和碳迹不明的区域,该文将省内电网分为多个等级,每个等级包含多个供电区域,基于电力生产和消费守恒和省间、省内各级各区域电网间交换电量的平衡关系,提出根据消纳电量所属区域的火、水、风、光等不同种类发电量比例计算的省内大规模电网分级分区解耦的区域电网供电碳排放因子计算模型。分别构建省内总发电量及各类型发电量计算模型、输送至外省各类型发电量的计算模型和省内各级电网各区域内各类型发电量计算模型,推导省内各级电网各区域供电综合碳排放因子和碳排放量的计算模型。案例计算表明,该文所提分级分区的方法和所构建各电量的计算模型是有效合理的。

面向碳达峰碳中和的电网碳排放因子改进计算方法

精准、客观、有效的碳排放核算方法是服务碳达峰碳中和、支撑科学碳减排决策的迫切需要。当前电力用户的间接碳排放被纳入多个省级碳排放试点市场,同时也是各级行政机构进行碳排放统计核算的重要来源,因此电网碳排放因子事关国家碳减排工作大局,根据新形势需要及时完善电网碳排放因子计算方法意义重大。首先论述了电网碳排放因子概念和应用范围,随后梳理了国际典型电网碳排放因子发展现状,基于目前国内常用电网碳排放因子计算方法,从核算周期、核算范围等方面提出了优化建议,重点从有效衔接绿色电力消费的角度,设计了考虑绿色电力消费影响的电网碳排放因子改进算法。算例分析表明,所提改进算法能够更准确反映用户用电行为产生的间接碳排放水平,也能更有效促进绿色电力消纳发展。

电网碳排放因子研究方向与应用需求的演变进程

电网碳排放因子是温室气体核算体系中非常重要的一部分,对于减缓气候变化和实现碳中和具有至关重要的作用。当前,针对电网碳排放因子核算的研究已经向着更为准确、区域更为细化、且更具有时效性的方向发展。该文总结了温室气体核算体系关于电网碳排放因子的需求演变以及国内外企业常用的标准和选择方法,介绍了欧美政府现阶段采取的电网碳排放因子计算方法及需求演变,探讨了关于电网碳排放因子的研究进展和应用情况。针对美国和欧洲地区,分别介绍了斯坦福大学、加州大学戴维斯分校、美国国家可再生能源实验室等知名研究机构的典型科研进展。此外,还探讨了欧美公司在电网碳排放因子计算方法及应用场景方面的创新,包括宾夕法尼亚-新泽西-马里兰电力市场公司(Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection,PJM)、新英格兰独立系统运营商(Independent System Operator-New England,ISO-NE)、Watt Time等公司已经推出的电网碳排放相关应用与产品。最后,该文指出了我国开展分时分区电网碳排放因子研究与应用的必要性,并提出了相应建议,为我国电网碳排放因子的进一步研究和标准制定提供参考。

预制混凝土构件碳排放因子全因素计算研究

文中基于京津冀地区25家企业37个工厂的统计数据,系统研究了装配式建筑预制构件中建筑材料的隐含碳排放、能源消耗和运输的直接碳排放规律;建立了预制构件全因素碳排放计算模型;依托某大型企业百余万立方米预制构件供应数据,计算了典型预制构件的碳排放因子,并分析了其碳排放规律:与能源消耗和运输直接碳排放相比,预制构件中建筑材料产生的隐含碳排放更为突出,平均占比约85%,且混凝土强度越高,碳排放越大;能源消耗直接碳排放平均占比略大于9%;运输直接碳排放平均占比接近5%。建筑材料碳排放量中钢筋、水泥和钢模具的碳排放之和占总量的80%~90%。热养护环节能源碳排放量占生产阶段能源碳排放总量的60%左右。基于运输碳排放模型,计算得到京津冀地区为北京市供应预制构件的企业平均运距约134 km。建议各企业应从选用减碳建材、深化设计和优化生产工艺、改用绿色能源新型运输车等多方面综合研究减碳措施。文中研究成果可为装配式建筑碳排放计算提供典型数据与理论基础,有力促进装配式建筑绿色低碳可持续发展。

我国民航客运碳排放因子及影响因素研究

针对民航碳排放问题,对民航客运碳排放影响因素进行研究,构建飞机碳排放因子模型,选取保有量较高的典型机型进行实证研究,分析机型大小、航程、客座率、经停次数对碳排放因子的影响.研究结果表明:飞行器技术提升、客座率、平均运距、大型飞机的比例上升,我国民航客运碳排放因子呈下降趋势;仅改变航程时,碳排放因子随航程增加而下降,2 000 km航程下典型机型A330、B787、A321、B737满载且以额定巡航速度飞行的碳排放因子较800 km下降13%~22%;仅改变经停次数时,碳排放因子随经停次数增加而增大,且大型飞机经停的碳排放因子增幅更大,1 000 km航程下,A330、A321满载时经停1次碳排放因子较直达时分别增加约31%、19%;经停导致的碳排放因子上升可由经停带来的客座率提升抵消,为保持碳排放因子保持不变,大型飞机所需客座率上升的比例更高,1 500 km航程下,直达航班客座率为50%时,A330、A321机型经停1次的客座率需要分别达到62.1%、57.7%,才能使经停航班的碳排放因子与直达航班保持一致;从碳排放角度考虑,中型客机比大型客机更适合开行经停航班.

计及动态碳排放因子的多H_(2)-IES双层优化运行方法

在“双碳”目标背景下,能源系统的低碳转型是其未来的发展方向.近年来,高热值、低污染的氢能受到广泛重视.基于碳排放流理论提出一种计及动态碳排放因子的多含氢综合能源系统(H_(2)-IES)双层优化运行模型.在上层模型中,上级能源网基于效益最优原则建立经济调度模型,确定各园区的能源价格与碳排放因子并下发给下层;在下层模型中,基于纳什谈判理论建立了多园区低碳合作运行模型,并采用自适应交替方向乘子法分布式求解,确定各园区的能源需求量并反馈给上层;所提模型在多次迭代互动中实现上下层协同优化.为了实现对多园区合作收益的合理分配,提出一种基于综合议价能力的收益分配方法.算例分析表明,该双层优化方法可实现上下层间的协同运行,同时兼顾多园区运行的低碳性与经济性,通过合理分配合作收益,保证园区参与合作的积极性.

2005—2021年区域和省级电网碳排放因子研究

区域和省级电网碳排放因子是企业用电间接碳排放核算的重要基础,但官方数据存在时间不连续和较长滞后的问题。文中采用国家发改委公布的区域和省级电网碳排放因子计算方法,对2005—2021年电网碳排放因子进行计算。通过对比官方数据,验证了计算结果准确性,深入研究电网碳排放因子的分布特征、变化趋势及其差异,并对两种电网碳排放因子进行应用场景分析。结果表明,区域电网碳排放因子的空间分布呈东北高、西南低,省级电网碳排放因子的空间分布呈东部高、中西部低,2005—2021年整体呈下降趋势,但地区间低碳发展的不均衡加剧。各省发电结构与输入电力来源不同导致省级电网碳排放因子与所在区域电网的碳排放因子存在较大差异,东部和中部省份的省级电网碳排放因子显著高于区域电网,西部省份相反。为提升行业企业电力碳排放核算准确度,优先选择省级电网碳排放因子;为评估同一区域内各行业企业的减排成效,应避免各省电力差异导致的不公平问题,优先选择区域电网碳排放因子。

2005—2035年全国电网碳排放因子的计算与预测

为解决全国电网碳排放因子数据更新滞后、计算方法不明确等问题,提出一种基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)碳核算法的全国电网碳排放因子计算方法。IPCC碳核算法涵盖了火力发电的25种能源。首先,计算2005—2022年全国电网碳排放因子;其次,通过对比全国电网碳排放因子的计算结果与官方公布数据,检验该方法的准确性,两者平均偏差仅为1.45%;最后,在基准情景、低碳情景和强化情景下,对2023—2035年的碳排放因子进行预测。2035年碳排放因子在3种情景中分别下降至0.5064,0.4807,0.4438 kg/(kW·h),电力低碳化水平持续提高。该计算方法具有较高的准确性,可动态反映我国电力结构的现状及变化趋势,为准确评估企业用电实际碳排放提供有力支撑。

电网平均碳排放因子统计核算方法综述

科学设计电网平均碳排放因子核算方法是支撑国家构建统一规范的碳排放统计核算体系的一项基础性工作。本文旨在优化我国电网平均碳排放因子测算方法以及管理模式,通过对美国、英国及欧盟电网平均碳排放因子管理经验的梳理与对比分析,对国内现行电网平均碳排放因子的管理规范性、数据滞后性及精确性进行总结,并兼顾公平性与可操作性,提出考虑绿色电力环境价值的电网平均碳排放因子优化管理模式,从实际应用层面优化电网平均碳排放因子的精细化核算方法以及更新发布机制。

基于混合算法的初级能源因子和碳排放因子计算策略

随着能源领域供给侧结构性改革不断深化,新能源得以发展,但我国仍以煤炭等化石燃料作为主要能源。为了探究碳达峰能源目标背景下能源消费结构对碳达峰的影响,提出了一种基于过程/输入—输出混合算法的初级能源因子(Primary Energy Factor,PEF)和碳排放因子(Carbon Emission Factor,CEF)计算策略。使用3种方法进行计算,研究传递能量转化为一次能源的效率,使用初级能源因子,研究能量传递时发生的所有直接和间接的能源使用和损失,以避免传统算法分析中存在的能源重复计算的问题。探讨能源消费碳排放驱动因素,以期为区域碳排放和经济协调发展决策提供借鉴。

我国主力堆型核电生命周期碳排放因子核算研究

基于生命周期一般模型,构建包括燃料周期和电厂周期的核电生命周期模型,设计碳排放因子核算方法,基于CNP1000、华龙一号、CNP650、AP1000、VVER等五种主力堆型的建设、设施设备、发电运行的能源消耗等生产数据,计算核电生命周期碳排放因子为10.86~15.41g CO_(2)/kW·h,验证了核算方法的有效性。

基于多维数据与深度学习的区域发电碳排放因子预测研究

在碳交易背景下,对电力企业进行实时、准确、全面的碳排放计量是开展发电结构调整、技术创新、供需联动、碳交易等工作的基础。受制于数据采集与传输系统的限制,动态碳排放因子的测算与预测目前仍难以完全实现。采用深度学习方法,将双重注意力机制与传统的门控循环单元(GRU)神经网络融合,构建了GRU-Attention预测模型。以合肥市2022年的电力数据为样本,结合合肥市平均气象数据,对GRU模型、长短时记忆(LSTM)模型、基于双重注意力机制的LSTM-Attention模型和GRU-Attention模型进行训练,以实现小时级别的碳排放因子预测。利用不同的评价指标对4种预测模型进行对比,与GRU,LSTM,LSTM-Attention模型相比,GRU-Attention模型预测精度更高,有助于实现发电碳排放因子的中长期预测。

再生混凝土碳排放因子研究

定义了再生混凝土碳排放因子的计算边界,提出了再生粗骨料混凝土(RAC)、再生细骨料混凝土(RFC)、再生粉混凝土(RPC)碳排放因子的计算方法,分析了再生材料取代率与混凝土强度等级对再生混凝土碳排放因子的影响。通过实际案例计算了再生粗骨料混凝土建筑相较于普通混凝土建筑减少的碳排放量,分析了再生混凝土结构的碳排放优势。结果表明:随着再生粗骨料取代率升高,RAC碳排放因子可降低15%;随着再生细骨料取代率升高,RFC碳排放因子可降低8.6%;随着再生粉取代率升高,RPC碳排放因子可降低26.3%;强度C45的RAC碳排放因子高于强度C30的RAC可达11.7%;强度C45的RFC碳排放因子高于强度C40的RFC可达39%;强度C45的RPC碳排放因子高于强度C30的RPC可达10.9%;随着混凝土强度等级从C30提高到C45,碳排放因子逐渐提高;在“建材生产+结构运营”边界内,RAC建筑相较于普通混凝土建筑减少了1.75%的碳排放,就拆除项目而言,避免建筑固废运输与填埋减少的碳排放是“建材生产+结构运营”边界内减少碳排放的3.32倍,这是再生混凝土建筑为环境带来有利影响的主要原因。

考虑超碳需求响应的综合能源系统低碳优化调度

西北地区新能源发展迅速,充分利用当地独有的光热资源优势,同时结合火电低碳化改造与新能源协同运行,有利于推动当地能源系统绿色低碳转型。为尽最大限度地提升系统的减碳能力,提出一种基于源荷协同降碳的超碳需求响应模型,将动态碳排放因子作为分时电价的惩罚因子,从而将源侧碳信号传递至荷侧,驱使用户侧进行低碳性状态转移。首先,在日前调度阶段,构建预调度-再调度两阶段调度运行机制,再调度根据预调度的系统状态信息进行超碳需求响应,来深度降低系统碳排量。其次,将光热电站引入综合能源系统,与风电场、碳捕集电厂协同运行,从而构建高比例新能源场景,来验证超碳需求响应在此场景下的减碳效益。最后,建立了基于超碳需求响应的预调度-再调度两阶段低碳调度模型。经算例仿真分析表明,所提源荷协同降碳的新思路能有效提高系统的减碳能力,深入挖掘系统的降碳空间,提升系统的经济效益。

基于内容分析法的城镇雨水系统碳排放核算研究进展

采用内容分析法,从核算对象、核算范围、核算方法及排放因子等方面,对现有城镇雨水系统碳排放核算研究情况进行了系统回顾。结果表明:现有研究基本明确了雨水系统碳排放核算公式,为开展多尺度雨水系统碳排放核算奠定了方法基础;现有研究核算了部分雨水设施部分阶段的碳排放因子,但存在核算范围不一致、方法不统一、排放因子不透明等问题,不同研究结果之间可比性较差,核算结果具有很大不确定性;雨水设施碳排放因子完整性较差,与形成统一规范的雨水系统碳排放核算体系存在一定的差距。为规范雨水系统碳排放核算体系,未来研究应重点关注截留式排水体制下雨水系统核算边界划分、直接碳排放精准测度和水能利用的碳抵消效应,逐步构建适用于雨水系统碳排放核算的综合因子数据库。

金属矿山井巷建设工程碳排放智能测算方法

深入研究金属矿山井巷建设工程的预算定额编制特点,提出基于矿山建设直接系统和辅助系统的双路径碳排放测算架构和计量模型,以实现井巷工程建设期全流程智能碳排测算统计、碳排路径分析及碳排放大户筛分等功能.结合现场工段施工台班表,深度分析多级剖分下各层级最小单元过程的物质名录清单,总结归纳金属矿山井巷建设工程特有的碳排放因子数据库.利用MySQL关系型数据库形式搭建金属矿山井巷工程十大碳排放基础数据表,同时各数据库由唯一标识码进行标记.最后,利用MATLAB app designer为十大基础数据表建立高效的索引调度机制,并利用整合的双路径碳排放计量模型对金属矿山井巷建设工程开展精细化碳排放测算分析.案例结果显示,本方法能够为金属矿山井巷建设工程在施工前期提供细粒度碳测算分析数据,为后续施工组织设计、低碳技术部署提供具体的数据依托.

基于Revit的物化阶段建筑碳排放计量软件开发与实例分析

随着双碳计划的提出,建筑行业作为能源消耗量与污染排放量的一大主体,与国家发展总目标之间的矛盾不断加剧,亟待新兴技术改革。BIM技术所具有的信息携带量大、交互效率性高等特点可应用于解决这一问题。但以往的研究普遍过程相对繁琐,容易丢失大量的信息,所得结果不够精确。本文旨在使用C#编程语言,通过Revit API接口对Revit软件二次开发,研究出一款高效的物化阶段建筑碳排放计量软件。通过建立建筑材料与施工机械信息编码库,结合已有碳排放因子数据库,对建筑物化阶段所产生的碳排放量展开深入分析。结果表明,物化阶段中建材生产阶段所产生的碳排放量最高,施工阶段几乎可以忽略不计。研发的建筑碳排放计量软件操作简单且功能较为完善,是对当下国家绿色发展方向的积极探索。

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。