进气加湿与富氧对船用柴油机NOx-Soot排放的影响

通过一台满足TierⅡ排放标准的四冲程增压中冷船用柴油机,模拟研究了富氧燃烧结合进气加湿改善NOx-soot折衷关系的潜力,并探讨了实现TierⅢ排放标准的技术路线.本研究使用AVLFire软件建立仿真模型.结果表明:单独使用富氧燃烧时,缸内温度较高,燃烧持续期较短,soot排放减少,NOx排放恶化,而单独使用进气加湿时呈相反的趋势.当发动机运行在转速为1350 r/min、75%负荷工况下,进气氧体积分数为21%~23%、加湿率为0~100%时,可实现NOx-soot排放同时降低且低于原机.氧体积分数为21%和加湿率为100%匹配,可以实现TierⅢ排放法规.两种措施的优化组合可以获得NOx-soot排放的最佳优化区域.

中国粮食主产省区农业碳排放特征及影响因素

[目的]分析粮食主产省区农业碳排放特征及影响因素,为促进碳减排、农业可持续发展提供参考。[方法]基于农用投入物质、农作物种植、畜禽业养殖、秸秆焚烧4类农业碳排放源测算2010—2020年粮食主产区的农业碳排放并采用TAPIO脱钩模型和LMDI模型分析粮食主产区农业碳排放特征及影响因素。[结果]2010—2020年粮食主产区碳排放呈现先增长后下降的趋势,2010年的860.78 Mt增长至2020年的871.64 Mt,增加了10.86 Mt,增幅1.26%。2017年达到峰值927.68 Mt;农用投入物质为主要碳排放源。碳排放强度呈下降趋势,省域最高碳排强度可达3.99 t/万元。农业碳排放与经济增长的关系上,低排高产区为理想状态,目前,除河北省为低排高产区域,其余研究省域多数处于高排、低产区域。粮食主产区农业碳排放与农业经济的关系不断改善,2020年已有7省处于强脱钩状态。农业生产效率、地区产业结构、农村人口、农业产业结构是抑制碳排的主要因素。[结论]实现粮食主产区碳减排,促进农业可持续发展应从提升农业生产效率、控制畜禽出栏量和存栏量等多方面协同推进。

中国农业碳排放效率时空格局及空间分异机理

通过对中国30个省份农业碳排放效率进行了再测算,围绕其时空格局特点与空间分异机理展开探讨,发现中国农业碳排放效率整体呈“东高西低”特征且两极分化较为严重,其中以北京为代表的12个地区处于最佳前沿面,余下18个地区则存在较大提高空间。2007年以来,中国农业碳排放效率即存在增强且趋于稳定的空间集聚特征;同时,高—高集聚区与低—低集聚区包含的省份数量之和已占到省级行政区总数的73.33%,表明中国农业碳排放效率亦存在明显的局部空间聚类现象。城镇化水平、农业发展水平、农业产业集聚和财政支农力度是影响农业碳排放效率空间分异的主导因子,且他们之间存在明显的交互增强关系。具体到不同区域,东部地区的主导因子为财政支农力度,中部和西部地区则分别受农业发展水平、环境规制的影响更大。

BIM技术在建筑碳排放计算领域研究进展

结合国内外相关文献,对BIM技术在建筑碳排放计算领域的研究进展进行综述。通过对研究进程的归纳,以及对建筑碳排放计算政策、计算方法、BIM技术适用性等影响因素的分析,总结BIM技术在建筑碳排放计算领域的研究现状。基于当前研究成果,将BIM技术在建筑碳排放计算领域的研究内容划分为理论方法、工具平台、应用价值三个层面。理论方法主要关注计算边界和计算方法的确定、BIM模型的数据提取方式以及BIM模型的参数扩展内容;工具平台主要探讨BIM建模工具、人工处理及算法程序、BIM软件插件、BIM平台系统的具体应用;应用价值主要体现基于BIM技术的建筑碳排放计算在建筑设计、物化、运营等各阶段的成果效益。三个层面虽已取得许多研究成果但也存在问题和难点。未来的研究可以在数字技术融合和信息管理完善两个方面深入发展。

井工煤矿甲烷排放精准监测与核算

甲烷作为全球第二大温室气体,具有增温潜势高、寿命短的特点,主要来源于煤炭、油气生产、农业、畜牧业和废弃物处理等领域。积极稳妥有序控制甲烷排放,兼具减缓全球温升的气候效益、能源资源化利用的经济效益、协同控制污染物的环境效益和减少生产事故的安全效益。甲烷也是煤矿生产排放中最主要的温室气体,目前对煤矿甲烷的排放监测及其在煤矿三维立体空间内的浓度分布研究将成为我国甲烷排放控制行动的重点,对煤矿企业更好顺应国家战略具有重要意义。选取山西某高瓦斯矿井、陕西某低瓦斯矿井进行甲烷排放监测核算,以固定监测、手工监测、无人机监测及矿后活动监测等方式研究我国高低瓦斯矿井甲烷分布,并对其甲烷排放量开展分析。结果表明:①美国Climate TRACE网站公布的山西某高瓦斯矿井、陕西某低瓦斯矿井2022年度甲烷排放量与实测法计算的结果差异较大,其中公布的某低瓦斯矿井年度甲烷排放量为实测法计算结果的10.92倍,自上而下的监测核算方法准确性不足,无法为碳交易提供可靠的数据支持。②矿后活动监测核算发现,采用IPCC缺省值计算的矿后活动甲烷排放量是实测法计算的3~5倍,且不同粒径和暴露时间下煤样反馈的矿后活动排放量差异较大。亟需一套统一精准的测试标准,为未来碳市场交易提供公平准确的数据。

数字经济发展如何影响城市碳排放?——来自中国283个地级市的经验数据

为探讨数字经济对城市碳排放的影响,基于2011—2020年中国283个地级以上城市的面板数据,构建综合评价指标体系测算数字经济指数,核算各城市碳排放量,采用SBM模型测算城市碳排放效率,并以产业结构高级化和合理化指数来刻画城市的产业结构升级,在此基础上进行计量分析。结果发现:数字经济发展能够提升碳排放效率,二者呈现出“U”型关系,数字经济发展能够降低碳排放强度和减少碳排放量,均呈现出倒“U”型关系;数字经济能够通过技术创新或产业结构升级影响碳排放,且技术创新和产业结构升级在数字经济与碳排放之间存在链式中介效应;数字经济、技术创新和产业结构升级对城市碳排放存在门槛效应,数字经济和技术创新在门槛值前后对碳排放效率的影响均呈现“先抑后扬”,对碳排放量的影响为“先扬后抑”,对碳排放强度跨越门槛后有显著的抑制作用,产业结构高级化和合理化指数跨越门槛值后能够提高碳排放效率、减少碳排放量,但对碳排放强度不产生影响。最后,基于实证结论提出了相应的政策建议。

中国水泥行业2011-2022年二氧化碳和大气污染物排放分析

2011—2021年,熟料产量呈波动上升趋势。水泥行业整体生产运行水平不断提高,熟料单条生产线平均规模由43.8万t/条提升至115.3万t/条,熟料单位产品综合能耗下降14.4%,熟料单位产品CO_(2)排放强度下降6.3%,但CO_(2)排放总量增加了13.8%,与氮氧化物减排趋势形成较大反差,碳污治理水平差距明显。熟料生产中石灰石分解和煤炭燃烧过程的CO_(2)排放合计占比为92.9%~93.8%,是CO_(2)排放的主要来源。由于熟料系数偏高、非碳酸盐原料替代不足、综合能耗仍然较高等原因,安徽等7个熟料产量大的省份的CO_(2)排放强度高于全国。建议实行碳酸盐熟料产量总量控制,逐步降低熟料应用比例,加快建材市场熟料产品和非碳酸盐原料替代,降低高标号水泥使用比例。应大力推广水泥行业节能降耗增效技术,加快熟料落后产能淘汰。对熟料产量大、碳排放强度高的地区,应结合当地碳排放特点,实行差别化降碳策略。各大气污染防治重点区域应因地施策推进水泥行业减污降碳工作。

中国四大城市群碳排放驱动因素时空分解研究

城市群是中国经济发展和能源消耗的集聚区域,也是碳排放的主要来源。研究中国典型城市群碳排放的时空演变特征及其影响因素对实现“双碳”目标具有重要意义。文中应用ST-IDA模型(时空指数分解分析法)和LMDI(对数平均迪氏指数法)分解法,分析2000—2019年京津冀、长三角、珠三角和成渝城市群的碳排放驱动因素(人口规模、经济水平、产业结构、能源强度和能源结构)。研究发现:2000—2019年间,四大城市群能源活动碳排放总体趋势均由高速增长阶段步入平稳增长阶段,其中成渝城市群已基本实现碳达峰;能源强度效应是影响碳排放空间差异的主要因素;人口规模扩张、经济发展水平提高和能源强度上升是促进碳排放增长的主要因素,产业结构和能源消费结构优化起到抑制作用;四大城市群碳排放的时空演变主要取决于工业部门。鉴于四大城市群呈现出不同的碳排放特征,未来应探索差异化、多元化的城市群减排路径,促进城市群碳减排。

低透煤层瓦斯超前排放钻孔布置方式优化研究

目的为有效解决低透气性煤层瓦斯突出问题,有效消除阵列布孔方式带来的瓦斯排放盲区以及对角圆相切布孔方式造成的钻孔数量增加、重复排放等问题。方法通过理论分析,在超前排放钻孔有效排放半径一定的情况下提出阵列菱形法优化超前排放孔的布置方式(R为有效排放半径,煤层走向排放孔的间距为√3R),其钻孔数量约为对角圆相切法的3/4,重复排放面积减少至11%,减少了对角圆相切布孔方式的重复排放面积,减少了钻孔的数量。结果运用COMSOL Multiphysics对阵列菱形法布孔方式进行数值模拟运算,结果表明,阵列菱形法布孔方式排放20 d后,钻孔有效排放半径内整体瓦斯压力低于0.5 MPa,排放100 d后瓦斯压力低于0.30 MPa,卸压效果优于对角圆相切布孔方式的。将阵列法和对角圆相切法两种布孔方式排放100 d时钻孔周围的瓦斯压力分布情况与阵列菱形法布孔方式排放20 d时的分布情况交叉对比,发现阵列菱形法布孔方式卸压速率更快,卸压范围更广。结论提出阵列菱形法设计钻孔布孔方式,并运用COMSOL Multiphysics对3种钻孔布孔方式的卸压情况进行数值模拟运算,对比发现,阵列菱形法钻孔布孔方式比阵列法和对角圆相切法布孔方式更具优势,且在相同时间内卸压速率更快、卸压范围更广,对低透煤层预防瓦斯突出具有重要的意义。

临界温度下循环喷油量对柴油机冷起动和排放特性的影响

为探明循环喷油量对小型农用柴油机冷起动特性和排放性能的影响规律,同时寻求其临界温度下的最佳循环喷油量,该研究以一款直列双缸高压共轨柴油发动机为研究对象,利用环境模拟舱整机试验平台,通过多次预试验测得海拔2000 m下,该机不开启预热装置能够成功起动的临界温度为-5℃。在此工况下,采用3次喷射方式,通过改变主喷油量研究循环喷油量对该机冷起动特性和排放性能的影响。结果表明:较大或较小的循环喷油量均会导致柴油机冷起动时间增加,甚至起动失败;随着循环喷油量增大,冷起动时间先减小后增加,循环喷油量为20 mg时冷起动时间最短,且HC、CO排放峰值均最低,分别为12984和3008 mg/L;增大或减少循环喷油量均会导致HC和CO排放峰值增加。循环喷油量较大时,CO排放峰值显著增加,并且峰值出现时刻提前。改变循环喷油量对NOx排放峰值有较大影响,循环喷油量为30 mg时NOx排放峰值最小,为368 mg/L。综合考虑,海拔高度2000 m,环境温度-5℃工况下该柴油机起动的最佳循环喷油量为20 mg。研究结果可为柴油机冷起动特性和排放优化提供支撑。

基于LMDI模型的土地利用碳排放时空差异及影响因素研究——以洞庭湖区为例

运用碳排放系数法和对数平均迪氏指数(LMDI)模型,对1996—2020年洞庭湖区土地利用变化、土地利用碳排放时空差异及其影响因素进行分析。结果表明:(1)土地利用变化整体呈现出“三增三减”特征,建设用地和未利用地的变化程度较为显著,水域和草地次之,耕地和林地的变化程度最小。(2)总净碳排放量呈不断上升趋势,碳排放高值区由中部转向西、东、南部,土地利用碳足迹压力指数始终大于1,以0.54的年均增幅不断上升。(3)人均GDP、单位GDP用地面积和单位土地碳排放强度是影响土地利用碳排放的主要因子,人均GDP和单位GDP用地面积分别成为促进和减缓洞庭湖区碳排放量增长的主要因素。

交通碳排放研究综述::核算方法、影响因素及作用机理

交通运输业是碳减排的重要行业,关于交通碳排放核算方法、影响因素及作用机理的研究一直是交通碳排放研究领域的一个热点。本文从交通碳排放量核算方法、交通碳排放影响因素辨识、交通碳排放作用机理分析三个方面来进行综述。在交通碳排放量核算方法部分按照直接获取、“自上而下”法、“自下而上”法、机动车排放模型四种方法进行分类。在交通碳排放影响因素辨识部分从IPAT模型、Kaya恒等式、直接选取三点进行综述,并对近年学者们选取的影响因素进行了总结。在交通碳排放作用机理分析部分综述了脱钩模型、因素分解法、计量经济学方法、系统动力学方法,进而对用不同方法分析的交通碳排放作用机理进行了总结,其中Tapio脱钩模型和对数平均迪氏指数分解法是应用较为广泛的方法。最后,探讨了交通碳排放核算方法、影响因素及作用机理研究中的关键问题,指出本领域的研究难点主要集中于交通碳排放核算方法的优化及统一、影响因素选取体系的形成上。

发酵饲料对蛋鸡粪便堆肥氨气排放与微生物群落的影响

为探究饲喂发酵饲料对蛋鸡粪便堆肥腐熟、氨气排放及微生物群落组成的影响,以饲喂基础日粮蛋鸡为对照组(T1),试验组蛋鸡分别饲喂基础日粮加2.5%(T2)、5.0%(T3)和10.0%(T4)的发酵饲料,收集各组鸡粪进行好氧堆肥试验。结果表明:随堆肥进行,各组堆肥温度均先升高再降低,pH在高温期快速从7.0左右升至9.1。至堆肥结束,T3组和T4组的种子发芽指数分别为99.4%和87.1%,远高于T1组的57.7%,达到有机肥标准。氨气日排放量在高温期达到峰值,随后逐渐降低;氨气总排放量T3组最低,为14.43 mg·kg^(-1),较T1组低0.76 mg·kg^(-1)。微生物生物信息学分析显示,添加发酵饲料降低了蛋鸡粪便中细菌的多样性,主要的细菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)、放线菌门(Actinobacteriota)和变形菌门(Proteobacteria),其中T2、T3和T4组的乳杆菌属相对丰度较T1组分别增加20.61%、6.62%和8.13%。随堆肥进行厚壁菌门的丰度降低,其他菌门的丰度增加。研究表明,蛋鸡日粮添加5.0%的发酵饲料可提高蛋鸡粪便中乳杆菌属丰度,促进蛋鸡粪便的堆肥腐熟,并可减少堆肥过程中氨气的总排放量。

我国垃圾填埋碳排放核算标准的编制建议

填埋作为我国主要的垃圾处理方式之一,是碳排放的重要来源;编制我国垃圾填埋碳排放核算标准,将支持碳排放统计核算体系建设,推进碳达峰、碳中和目标进程。本文梳理了国内外垃圾填埋碳排放核算的相关标准和指南研制进展,分析了我国垃圾填埋碳排放核算标准编制面临的挑战,在深入讨论相关标准的基准方法、编制重点任务的基础上提出了有关发展建议。研究认为,国际上已有的标准和指南以及提供的缺省值不完全适用于我国垃圾填埋碳排放核算的实际情况,目前我国缺少规范统一的垃圾填埋碳排放核算方法,也缺乏可靠的核算清单数据。为此,针对我国填埋垃圾特征和技术现状,提出了我国垃圾填埋碳排放核算方法、核算范围和清单的建议内容;明晰了我国垃圾填埋碳排放核算标准编制的重点任务,提供了适合我国垃圾填埋场景的清单数据获取方式。后续,可充分考虑地区因素,采用我国特征性数据,以获得更贴合实际情况的垃圾填埋碳排放核算结果,据此开展我国垃圾填埋碳排放核算标准的编制工作。

碳中和背景下我国电力碳排放水平分析

电力低碳化转型对我国实现碳中和目标具有全局性战略意义。在总结我国近10年电力低碳化发展历程的基础上,以人口、城市化、经济总量与经济结构为边界条件和驱动力,分析预测未来40年电力增长过程和阶段性发展目标;以系统安全、供需平衡为约束,分析了化石电力占比、终端电力消费比重、核电发展规模以及碳捕集、利用及封存(CCUS)等因素对碳排放水平的影响;预计电力碳排放峰值将出现在2035年前后,达到60~65亿吨,随后逐年降低,到2060年降至10亿吨以内,辅以CCUS技术,可实现电力零排放。最后,针对需求持续增长与低碳转型长期并存的矛盾,提出未来电力发展须以安全供给为前提,优先开发可再生能源电力、多能发展、更大范围多能互补协调开发和互补运行的建议。

数字经济发展必然减少行业碳排放吗?——来自物流业的新证据

推进数字化和绿色化的深度融合发展是当今世界的重要议题。本文提出,数字经济对具体行业碳排放的影响既存在由碳效率提升带来的“低熵”效应,又存在由总需求扩张带来的“增耗”效应。数字经济对具体行业碳排放的影响总体由两类效应共同决定,并可能对行业碳排放产生正向影响。以物流业为例,本文以DEA等综合评价方法系统测算了区域数字经济发展水平,采用基于工具变量的GMM面板数据模型进行了实证分析,并创新性引入引力模型形式,设计了带有固定项和时变项外生变量的数字经济工具变量,提供了基于模型形式和变量外生性合力构建工具变量的新思路。同时,本文对数字经济影响物流业碳排放的机制进行了验证。结果表明,样本期内数字经济发展水平与物流业碳排放之间存在显著的正相关关系,现阶段数字经济对物流业的增耗效应更强,且在进行替换核心变量、采用异质性分析、数字经济维度分解、城市级样本数据扩展的稳健性检验之后,该结论仍然成立。此外,本文从行业要素配置效率和能源效率两个渠道验证了低熵效应机制的显著性,从货运周转量、城镇消费物流需求两个渠道验证了增耗效应机制的显著性。本文提出,不同行业碳减排需要根据自身低熵效应和增耗效应特点实施差异化的策略。

工业园区碳排放多因素分解及其与经济发展的脱钩关系

综述分析了工业园区碳排放核算范围和基于一维或二维脱钩模型的工业园区碳排放与经济发展脱钩关系,并讨论了基于LMDI分解方法和Tapio脱钩模型构建的脱钩效应模型中各因素对脱钩关系的影响程度,为工业园区碳排放清单确立、脱钩程度分析、驱动因素识别和综合评估等方面提供参考。在此基础上,建议工业园区应合理制定碳排放清单,多维度考量碳排放驱动因素,构建更为全面的指标体系。

物联网发展、科技创新与农业碳排放强度

农业生产导致的温室气体排放以及引发的环境问题,已成为人们关注的热点,研究物联网发展对农业碳排放强度的作用机理,有助于农业农村能源转型和促进农业绿色可持续发展。基于2010—2021年我国除港、澳、台外的31个省级地区的面板数据,分析物联网发展对农业碳排放强度的影响,以及科技创新在此过程中的作用。研究发现:物联网发展显著抑制了农业碳排放强度,并且存在显著异质性,在中国东部和中部地区,科技创新水平有效提升了物联网发展对农业碳排放强度的抑制作用。把农业科技创新水平作为门槛变量,发现物联网发展和农业碳排放强度之间存在非线性关系,当农业科技创新水平跨越门槛值后,物联网发展对农业碳排放强度的抑制作用显著增强。研究结论在推动数字化农业、促进科技与农业融合方面具有理论和实践价值。

DPF和CDPF主动再生排放特性对比分析

基于外加热源再生台架和颗粒物加载装置,探究了不同再生温度和碳载量下柴油机颗粒捕集器(DPF)和催化型DPF(CDPF)主动再生时出口气体和颗粒物排放特性.结果表明:催化剂铂(Pt)的涂敷有利于碳黑(PU)的氧化,在相同碳载量条件下,CDPF更易产生温度波峰,且再生效率略高于DPF;DPF再生过程中伴随着较高体积分数的CO排放,且升温阶段会出现一个低浓度的核模态颗粒排放窗口,后续再生阶段几乎无颗粒物释放;CDPF再生过程中几乎没有CO生成,但在再生阶段会伴随着大量的30 nm以下的小颗粒释放,且随着再生温度和碳载量的升高,CDPF出口颗粒物浓度逐渐升高.DPF和CDPF再生时分别具有不同优化窗口,既有利于减少颗粒物排放同时又保持较高的再生效率.

农业产业集聚对农业碳排放的影响——基于环境规制的调节效应研究

利用2003—2020年中国31个省份的面板数据,通过构建回归方程模型并运用协整检验、系统GMM方法研究了农业产业集聚对农业碳排放的影响以及环境规制所发挥的调节效应。结果发现:在国家层面,农业碳排放受到农业产业集聚的影响显现出“非线性关系”,即随着农业产业集聚程度的上升,农业碳排放总量呈先上升后下降的倒“U”型特征,并且在农业产业集聚对农业碳排放的影响中显著受到了环境规制的调节效应;而在地区层面,东部、中部和西部地区的农业碳排放均受到农业产业集聚的影响显现出先上升后下降的倒“U”型特征,但环境规制在农业产业集聚对农业碳排放的影响中的调节效应仅在东部和西部地区显著存在。