基于STIRPAT模型的山东省居住建筑运行碳排放影响因素研究

为有效实施建筑领域节能减排,实现双碳目标,以2005-2021年山东省居住建筑运行阶段碳排放数据为研究对象,利用STIRPAT模型对人口数量、人均GDP、人均消费支出、人均可支配收入、城镇化水平、居住建筑面积、单位建筑面积能耗、能源消耗强度和能源结构等影响碳排放的因素进行岭回归分析。结果表明:人口数量、人均GDP、人均消费支出、人均可支配收入、城镇化水平、居住建筑面积、单位建筑面积能耗和能源消耗强度等的增加会促使碳排放量的增加,但能源结构的增加会抑制碳排放量的增加,其中人口数量是影响碳排放的关键因素。据此提出山东省居住建筑节能减排的建议和对策。

河北省建筑运行碳排放分析及影响因素研究

为了研究建筑运行阶段的碳排放问题,首先,在碳排放因子法的基础上,根据能源平衡表拆分法建立建筑运行碳排放计算模型,通过2005—2020年河北省建筑运行碳排放数据分析其碳排放变化特征。其次,运用STIRPAT模型对建筑运行碳排放影响因素进行了实证分析。结果表明,研究期间河北省建筑运行阶段碳排放增长了1.24倍,间接碳排放在运行阶段碳排放中占据主导地位,而居民生活在建筑运行碳排放行业结构中占比最大,常住人口数量是河北省建筑运行碳排放的最主要驱动因素。

铁路客站碳排放物理边界界定与运行碳排放研究

随着我国铁路网快速发展,铁路客站数量持续增加,碳排放总量持续增长,准确量化铁路客站碳排放量,可以加快推动铁路客站低碳转型发展。根据客站工程设计界面,提出界定铁路客站碳排放物理边界的方法。依据铁路客站的客流强度,分析供暖空调系统、生活热水及开水系统、照明系统、电梯及自动扶梯系统、客运服务信息系统、可再生能源系统和碳汇系统的能源消耗量及其碳排放因子,构建铁路客站运行碳排放计算模型。以严寒地区哈尔滨市某线侧式客站为例,测算结果表明:该客站运行单位面积年碳排放量为154 kg/(m^(2)·a),50 a全寿命周期总碳排放量为7 700 kg/m^(2),其中供暖空调系统、电梯及自动扶梯系统和照明系统碳排放占比较高。

四川省不同气候区农村住宅运行碳排放规律及减碳策略研究

目前,农村住宅运行阶段碳排放量约占全国建筑运行阶段总碳排放量的1/4,农村住宅减碳是支撑中国建筑领域“双碳”目标的重要构成。其次,四川省有4个气候区,各气候区的气候条件、农村住宅形式等的差异使得不同气候区农村住宅的运行碳排放存在不同特征,所需减碳策略也不一样。为此,通过能耗模拟和碳排放计算模型分析了不同被动节能技术对四川省不同气候区农村住宅运行碳排放的影响规律,提出了具有针对性的减碳策略。研究发现:高海拔严寒区和高海拔寒冷区农村住宅能耗和碳排放最显著的影响因素是外墙节能技术,夏热冬冷区和温和区最显著的影响因素是采用自然通风策略;采取减碳策略后,4个气候区的减碳效果明显,农村住宅运行阶段碳排放可减少50%以上。

基于用能行为的广州城镇住宅运行碳排放预测模型研究

城镇住宅建筑碳排放量巨大,随着人民生活水平提高,用能行为对于运行碳排放的影响程度不容小觑。为提高碳排放预测的准确性,在考虑居民空调用能行为条件下,以广州地区城镇住宅建筑为研究对象,基于R语言参数化建模和EnergyPlus软件模拟结果,通过敏感性分析得到影响住宅全年冷负荷的关键因素,并建立不同建筑型式在不同用能行为下的运行碳排放预测模型。结果表明:当其他变量相同,居民用能行为由奢侈型分别转为适度型和节约型时,3种建筑型式住宅运行碳排放强度均分别降低15%和50%以上。

基于BP神经网络的小汽车纵坡路段运行碳排放率预测

随着高速公路里程规划和建设发展,公路行业节能减排目标的提出,如何实现对公路碳排放的控制和预测是研究的热点和难点问题之一。在广州增派公路设立试验路段进行现场行车试验,通过车载OBD设备获取油耗数据并换算成碳排放量。根据已有线形资料和路段划分,选取了弯坡路段平、纵线形9个相关参数作为影响因素,以碳排放率作为预测目标建立公路小客车弯坡路段行驶碳排放率多因素BP神经网络预测模型,进行了模型训练和预测性能检验。结果表明,所建立的BP神经网络模型在碳排放率预测方面具有较高的准确率,且其预测性能显著优于传统的多元线性回归模型。

时间序列下北京市建筑运行碳排放变化特征与情景模拟

根据联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)统计,建筑业是温室气体的主要来源之一,约占32%,而运行阶段的碳排放占建筑整个生命周期的60%~80%.北京市的碳排放远超全国大部分城市,为了解决北京市建筑运行碳排放研究不足的问题,首先,在传统排放系数法的基础上进行改进,建立时间序列下北京市建筑运行碳排放计算模型,并对北京区域的直接和间接碳排放因子进行修正.通过模拟和分析2005—2019年北京市建筑运行碳排放数据,编制了分行业能源法的建筑运行碳排放清单.其次,利用Kaya恒等式和LMDI模型分析碳排放各个驱动因素的贡献度,运用情景模拟预测北京市建筑运行碳排放在高碳、中碳和低碳下的变化趋势.结果表明:北京的电力和热力碳排放因子均在逐年降低;整体上建筑运行碳排放在2012年达到历史最高值,已初步具备达峰的条件;在未来碳排放仍能呈现整体下降的态势.研究成果将为预测北京的建筑运行碳排放量提供科学依据.

煤流-潮流协同的矿山供电系统低碳优化运行

双碳目标的提出对我国矿山绿色高效开采提出了更高的需求。为此,该文提出煤流-潮流协同的矿山供电系统优化调度方法。首先,基于煤流在采煤工作面、带式运输机、储煤筒仓等环节的连续性特征,抽象出运输煤流和节点功率耦合的运输设备模型;其次,整合煤流运输安全约束与配网潮流约束,建立煤流-潮流协同的运行优化模型;最后,以矿山用能的经济性和碳减排为目标,考虑主网实时碳计量水平,调节采煤时间、煤流速度、运输流量与设备用能,生成煤流运输和矿山电网低碳调度的优化方案。以山西某矿山供电系统为实例,验证所提模型与方法的有效性。仿真结果表明,所提模型与方法能够有效降低矿山生产的吨煤电耗、用能成本及碳排放量,实现了煤流-潮流协同的矿山低碳化经济运行。

基于多层级条件风险价值的高渗透可再生能源电力系统低碳运行联合优化

在双碳目标下,风电渗透率增加给新型电力系统的安稳运行带来挑战,而条件风险价值法(Conditional Value-at-Risk,CVaR)可对风电的随机风险进行分类量化评估,以用于系统调度运行。根据CVaR提出了改进的多层级条件风险价值法(Multi-layer Conditional Value-at-Risk,MCVaR),并建立了基于MCVaR的高渗透可再生能源电力系统低碳运行联合优化模型。仿真算例结果表明,MCVaR相较于CVaR能够显著降低系统的弃风与切负荷量,同时系统的极端损失下降了49.45%。所提方法能够在满足系统可控风险约束的前提下,实现运行经济效益与低碳环保收益的综合最优化。

含多类型储能的综合能源系统低碳经济运行双层优化方法研究

针对含多类型储能的综合能源系统(IES)协同低碳优化调度问题,提出构建一种多类型储能-综合能源系统(MTES-IES)低碳经济的双层模型,并通过构建氢能枢纽,充分利用氢气转化过程中损失的热能,实现能源梯级利用,提高了整个系统的能源利用。在双层优化模型中,上层以MTES经济性最优化为目标,下层实现IES的最优低碳经济运行,采用Karush-Kuhn-Tucher(KKT)条件将下层模型转化为上层模型的约束条件,采用大M法将问题进行线性化处理。通过3个不同场景仿真结果分析表明,提出的MTES-IES双层模型,通过协调优化不同子系统的运行调度策略,能够降低系统运行成本并实现系统整体低碳运行。

基于用户分类的综合能源系统低碳运行策略

综合能源系统(IES)是实现“双碳”目标的重要手段,然而系统内部不同类型用户用能行为各异,使得IES协调优化与低碳运行难度增加.为了充分发挥用户的主观能动性,基于用户行为分析对IES的用户行为进行建模,并通过卷积神经网络将用户分为激进型和保守型.构建IES运营商决策模型,确定电热能源的供应方式,针对不用类型用户设计相应的能源套餐.基于实际数据分析上述模型和方法的有效性,验证了用户分类在IES低碳运行中的价值.

银行网点零碳运行改造研究与实例分析

结合银行网点工程项目改造实例,对网点建筑单元项目围护结构进行节能诊断,并对常规用电设备进行节能设计。通过多种改造设计方案对银行网点改造实现零碳运行进行了技术可行性分析、碳平衡分析和经济效益分析,为银行网点类似建筑单元项目提供了零碳运行改造解决方案,是建筑领域实现双碳目标的重要探索。

微电网定碳排运行域:理论、构建与观测

构建以高比例新能源为主体的低碳型微电网,充分挖掘微电网低碳调控潜力是实现能源体系绿色低碳转型的重要发展方向。为明晰碳排放目标下微电网低碳运行空间,该文提出计及微电网低碳调控特性的微电网定碳排运行域(CCEOR)理论及刻画方法,基于CCEOR投影观测下的几何特征直观量化微电网低碳调控能力,为调度中心监测和感知微电网运行状态提供有效工具。为确保CCEOR具备可观测理论条件,首先,从CCEOR概念出发,针对非凸特性建立考虑二阶锥松弛的CCEOR转换模型,并揭示CCEOR边界数学性质。进而,针对CCEOR高维耦合复杂特征,结合碳排放流理论构建CCEOR降维观测模型,将微电网低碳运行空间投影至关键节点负荷空间,在此基础上提出可兼顾求解精度和效率的凸包收缩CCEOR边界拟合算法。然后,建立可描述微电网低碳运行能力和变量耦合关系的几何特征指标,以实现微电网低碳调控潜力量化评估。最后,结合典型微电网算例进行CCEOR降维观测与评估,验证了所提模型和方法的有效性。基于可视化分析,深入挖掘了CCEOR在指导微电网协同配电网低碳资源优化和电碳市场交易等方面的潜在应用。

综合能源系统低碳规划与运行研究述评

为提高综合能源系统(integrated energy system, IES)低碳规划及优化运行的技术水平,推进能源结构低碳转型及新型电力系统建设,梳理和总结研究学者在IES的模型构建、系统规划、运行调度等方面的研究成果,该文开展了相关领域的综述研究。首先,阐述了综合能源系统的典型架构、典型设备及其能流特性。其次,针对IES低碳规划和运行策略及其相关支撑技术,分别论述了多态不确定性模型及功率预测、柔性负荷调控策略、IES参与电力辅助服务及其低碳运营机制、优化模型及其求解算法等方面的技术路线及研究成果;研究表明,规划与运行策略是支撑IES低碳、高效、经济运行水平的关键技术,计及不确定性的高维、非线性、多目标、非凸问题的精确建模和快速求解等难点问题亟待深入研究。最后,展望了人工智能、大数据、电力物联网等新技术在IES低碳规划和运行方面的应用前景,归纳了该领域亟待应对的技术挑战和关键问题。

中小学校园零碳运行潜力分析

本文以南京三所学校为例,建立其运行阶段碳排放与光伏减碳模型,探究不同情境下中小学校零碳运行可能性。结果显示:在情景Ⅰ中,以目前校园碳排放与碳汇系统很难做到零碳运行;情景Ⅱ中最佳情形下三校零碳指标与运行碳排指标差值仅为1.67 kgCO_(2)/m^(2)·a、1.22 kgCO_(2)/m^(2)·a和0.0028 kgCO_(2)/m^(2)·a,案例中的初中校园基本可以达到零碳运行目标。

智慧供热系统低碳运行的设计与研究

先进的控制系统是保证区域供暖系统精准管控和节能运行的关键。因此针对能源管控中心和各换热站及其二次侧输配管网建立智慧供热系统,实现区域供暖系统的智慧和低碳运行。该系统首先在软件层基于人工智能技术对各换热站及其二次侧输配管网的主要调节设备进行基于负荷预测的分布式优化提前联动控制策略设计研究;然后在硬件层对现场设备的监控和分布式控制架构进行设计;最后在网络层基于无源光网络技术完成数据传输方案的设计,将软件层控制策略与硬件层监控设备进行有机结合。通过在实际工程中对该智慧供热系统的运行进行调试,能够满足运维人员对系统运行的智慧化需求和末端用户的热舒适需求,实现区域供暖系统的节能低碳运行。

汽车工厂实现公用设施能源零碳运行的措施研究

建筑厂房运行阶段的碳排放具有巨大的节能减排空间。通过对汽车工业厂房公用设施能耗及二氧化碳排放量的计算和光伏清洁能源的应用,得出目前公用设施能源零碳运行缺口。研究可行的碳平衡措施,进一步降低能耗,提高绿色用电比例,目标使建筑全年可再生能源二氧化碳年减排量等于二氧化碳碳排放量,最终达到零碳运行。

“双碳”背景下输气管道的高效管理与安全运行

“双碳”目标的提出,对油气行业的影响巨大。输气管道作为天然气运输的重要渠道,必须确保管道低碳条件下的高效管理与安全运行。管道防腐措施、设置监测装置、明确高后果区管道风险评价、定期开展管道清管作业及管道内部检测是保证输气管道正常运行的必要工作。在日常管理中,加强运行管理、排除外部工程隐患、采用新型的智能化管理系统能够降低输气作业中的能源损耗,从而实现高效管理。

居住街坊布局形态与建筑运行碳排放的关联特征研究——以西安城区为例

居住街坊是城市构成的基本单元,其住宅建筑运行碳排放也是城市碳排放的主要来源之一,部分研究已初步证明其布局形态对建筑运行碳排放存在一定影响。然而,目前居住街坊布局主要考虑日照、消防及空间美感等因素,缺乏低碳导向的指标和形态引导。故本文以建筑运行低碳化为目标,以西安城区为对象,辅以建筑碳排模拟分析技术,重点探索居住街坊布局形态表征指标与建筑运行碳排放的量化关系特征,典型布局形态类型的低碳化优异程度,揭示布局形态对建筑运行碳排放的影响规律。

浙江省《民用建筑项目节能评估技术规程》中碳排放计算方法解读

详细介绍了《民用建筑项目节能评估技术规程(DBJ33/T1288—2022)》中碳排放计算方法,细致解读了对建筑碳排放计算边界、碳排放因子取值。将建筑能耗归为动态能耗计算和静态能耗计算两种计算方法,并针对各用能系统进行了深入剖析。创新性地提出了建筑运行碳排放降幅的概念和计算公式,为规范浙江省建筑碳排放计算方法和量化建筑降碳数据提供了有力保障。