Greenhouse gas emission analysis and measurement for urban rail transit: A review of research progress and prospects

Rail transit plays a key role in mitigating transportation system carbon emissions.Accurate measurement of urban rail transit carbon emission can help quantify the contribution of urban rail transit towards urban transportation carbon emission reduction.Since the whole life cycle of urban rail transit carbon emission measurement involves a wide range of aspects,a systematic framework model is required for analysis.This research reviews the existing studies on carbon emission of urban rail transit.First,the characteristics of urban rail transit carbon emission were determined and the complexity of carbon emission measurement was analyzed.Then,the urban rail transit carbon emission measurement models were compared and analyzed in terms of the selection of research boundaries,the types of greenhouse gas(GHG)emissions calculation,and the accuracy of the measurement.Following that,an intelligent station was introduced to analyze the practical application of digital collaboration technology and energy-saving and carbon-reducing system platforms for rail transit.Finally,the urgent problems and future research directions at this stage were discussed.This research presents the necessity of establishing a dynamic carbon emission factor library and the important development trend of system integration of carbon emission measurement and digital system technology.

Toward Establishing a Low-cost UAV Coordinated Carbon Observation Network(LUCCN):First Integrated Campaign in China

In this study,we introduce our newly developed measurement-fed-perception self-adaption Low-cost UAV Coordinated Carbon Observation Network(LUCCN)prototype.The LUCCN primarily consists of two categories of instruments,including ground-based and UAV-based in-situ measurement.We use the GMP343,a low-cost non-dispersive infrared sensor,in both ground-based and UAV-based instruments.The first integrated measurement campaign took place in Shenzhen,China,4 May 2023.During the campaign,we found that LUCCN’s UAV component presented significant data-collecting advantages over its ground-based counterpart owing to the relatively high altitudes of the point emission sources,which was especially obvious at a gas power plant in Shenzhen.The emission flux was calculated by a crosssectional flux(CSF)method,the results of which differed from the Open-Data Inventory for Anthropogenic Carbon dioxide(ODIAC).The CSF result was slightly larger than others because of the low sampling rate of the whole emission cross section.The LUCCN system will be applied in future carbon monitoring campaigns to increase the spatiotemporal coverage of carbon emission information,especially in scenarios involving the detection of smaller-scale,rapidly varying sources and sinks.

Decomposition analysis of carbon reduction measures and carbon emission changes in five areas in China

Based on the analysis of primary energy consumption structure in five main provinces or municipalities in China,the factors that affect carbon emissions in the five study areas are analyzed quantitatively and comparatively with the decomposition analysis method.Empirical results demonstrate that the decomposition models of carbon emissions can be defined as ＂municipality model＂ and ＂provincial model＂,and the population factor of ＂municipal model＂ plays a significant role in carbon emissions than that of ＂provincial model＂.Either positive or negative effects of energy structure can be found in five different areas.However,there is a general trend that energy structure effort is becoming more and more important.Based on the characteristics and trends of carbon emissions in different areas,the carbon reduction measures are proposed as well.

Research on the Influencing Factors of Changes in Industrial Carbon Emissions in China: Based on Simplified D&L Model

The simplified D＆L method with special properties required by ideal decomposition method was used to decompose the impact of carbon emission intensity,input-output technology,the final demand structure and the final demand level on changes in industrial carbon emissions in China during 1997-2012. The results showed that the final demand level which was the most important factor leading to the growth of carbon emissions performed a steadily and significantly positive and sustained effect. The carbon emissions intensity which was the only factor that led to the reduction in carbon emissions showed a negative effect. The input-output technology showed a positive effect. The final demand structure underwent a transition from a negative effect to a weak positive effect and finally to a positive effect. In order to achieve the goal of total carbon emission control,China should take some measures such as reducing direct carbon emission coefficient to strengthen the negative impact of carbon emission intensity. Meanwhile,China should implement some structural adjustment measures such as optimizing the final demand structure and reducing the proportion of industries with a great increase of influence coefficient to change the input-output technology and the final demand structure from the positive effect to the negative effect.

基于CRITIC-TOPSIS的中国区域碳减排能力评价及空间分析

气候变化是全人类的共同挑战,中国在气候治理行动中,期望在最短时间内完成碳排放强度全球最大降幅。实现碳达峰碳中和,需统筹处理好整体和局部的关系,有效评价区域碳减排能力。基于CRITIC-TOPSIS法对2015—2019年中国区域碳减排能力进行测度评价,结合GIS技术对碳减排能力空间特征开展分析。结果表明:指标权重随社会变化不断发生动态变化;碳减排能力区域差异显著,呈现明显的东部高,中西部低的现象;区域碳减排能力发展水平空间自相关性显著,其中高值聚类显著性更强,空间分布出现“俱乐部趋同”现象。最后,对目前区域碳减排能力存在的问题提出了相应的对策建议。

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。

北方寒冷地区交通碳排放驱动因素分析

北方地区气候寒冷,交通工具燃油效率低、车内加热需求增加及路面积雪结冰等复杂道路条件导致交通碳排放增加。因此,有必要针对寒冷地区的交通碳排放驱动因素进行分析,识别关键因素,并有针对性地降低碳排放。以典型北方寒冷地区黑龙江省为例,采用Tapio脱钩测度模型及GDIM因素分解法对2006—2021年黑龙江省交通行业碳排放驱动因素展开分析,分解得到8个驱动因素并发现其脱钩状态呈现“强脱钩-扩张负脱钩-强脱钩”,其中交通产值碳强度和单位交通行业产值的能耗促进脱钩,交通行业总产值和总周转量阻碍脱钩;另外交通行业总产值、能源消耗量对碳排放有较强的促进作用,交通产值碳强度和单位交通行业产值的能耗对碳排放有较强的抑制作用。

地铁建设期碳排放核算研究进展

全球变暖是人们高度关注的生态环境问题之一,碳排放成为研究热点。交通运输行业会产生大量能耗,地铁作为一种安全环保的交通方式正高速建设,建筑行业又具有较大减排空间,故对地铁建设期碳排放进行核算有助于预测碳排放趋势并为碳减排提供研究基础。本研究总结了地铁建设期碳排放核算在评估方法选择、系统边界划分、清单分析等方面的研究进展,学者们多基于全生命周期理论,使用排放因子法,将碳排放来源划分为建材生产、材料运输和现场施工3个阶段开展碳排放研究。本研究就现有清单分析内容进行了对比分析,发现建材生产阶段碳排放占比最大,且钢筋、混凝土、水泥是主要的高碳排建材,依此提出了地铁建设碳排放核算的基本研究方法及减排思路。

数字经济发展、FDI与碳排放强度

促进经济低碳转型和构建双循环发展格局是我国当前面临的重大焦点问题.作为助推经济发展的重要引擎,数字经济能否促进低碳发展?基于2011—2020年中国30个省份面板数据从投入、产出角度测度数字经济发展水平,运用Tobit模型和门槛模型实证研究数字经济发展对碳排放强度的影响及FDI对上述关系的调节作用.研究表明:数字经济发展对碳排放强度有显著抑制作用,且FDI增强了数字经济发展的降碳效应;数字经济发展与FDI对碳排放强度均存在单一门槛效应.本文为理解数字经济的碳排放影响提供了新的分析视角,也为促进经济社会发展全面绿色转型、构建双循环新发展格局提供了政策启示.

火电机组碳排放量及碳敏感性通用矩阵模型

为实现火电机组碳排放量的简便准确计量及掌握运行因素对机组碳排放强度的影响,在排放因子法技术上,参考传统q-γ-τ矩阵结构形式,根据求解火电机组碳排放量的需要,并掌握运行参数对发电碳排放强度的影响,建立了火电机组碳排放量及碳敏感性通用矩阵模型,确定了矩阵填写规则。采用热平衡法结合物料衡算法验证了模型的准确性,并与排放因子法核算结果对比;核算了某火电机组24 h的碳排放量,分析了排烟氧量、主蒸汽温度和压力波动时的发电碳排放强度的扰动量ΔM CO_(2)。结果表明:相较于排放因子法,本文所提模型缩短了碳排放量核算的时间跨度,且能提高碳排放量核算的精度;该机组24 h的碳排放量为5780.644 t;当排烟氧量降低0.1%时,ΔM CO_(2)为1.7726 g/(kW·h);当主蒸汽温度升高0.5 K时,ΔM CO_(2)为3.0206 g/(kW·h);当主蒸汽压力增加0.2 MPa时,ΔM CO_(2)为0.3788 g/(kW·h)。

航空发动机全生命周期碳排放计量方法研究

航空产业是碳排放八大重点行业之一,航空产业的碳排放主要受航空发动机碳排放的影响,因此亟需开展航空发动机碳排放计量方法研究。以生命周期评价作为航空发动机碳足迹的量化方法,将航空发动机全生命周期碳排放分为燃料周期碳排放与材料周期碳排放,并分别进行统计;将航空发动机系统边界进行划分,对各个阶段进行数据收集,并对数据做出要求,得到一套相对完整的航空发动机碳排放计量方法。本文得到的方法可以从生命周期的角度全面评估航空发动机碳排放,能够为航空发动机全生命周期碳排放计量提供指引,从燃料角度与材料角度为减排提供理论基础。

基于EKC理论下碳排放与经济增长的二者关系研究——浙江省与安徽省的对比分析

碳排放与经济增长二者关系协调对积极稳妥推进碳达峰碳中和具有重大意义。论文以浙江与安徽为对比案例,从环境库兹涅茨曲线理论出发,基于脱钩模型和因素分解法,分析1997—2020年省域碳排放与经济增长的EKC曲线、脱钩态势及驱动因素。研究表明,浙江、安徽两省碳排放与经济增长EKC不符合传统倒“U”型曲线,均经历两次拐点,浙江为“N”型EKC,拐点年约为2007年和2014年,对应人均经济总量为36766元和73388元,安徽省为微弱的倒“N”型EKC曲线,拐点年约为1998年和2013年,对应人均经济总量为4452元和32733元;浙江碳排放脱钩由扩张负脱钩向强脱钩与弱脱钩方向转变,安徽以弱脱钩状态为主;能源结构与强度效应对浙江省的碳排放脱钩促进作用明显,而经济增长与能源结构效应对安徽省碳排放脱钩起负向作用。

碳达峰目标下我国碳排放配额地区分配研究

本文基于扩展的STIRPAT模型,结合情景分析法预测2030年碳达峰情景下我国碳排放配额总量。依据公平性、效率性、可行性、可持续性的原则,从减排能力、减排压力、减排潜力和减排责任四个维度来构建碳排放配额地区分配指标体系,利用改进熵权法确定各省(区、市)碳配额分配权重,然后将碳达峰情境下碳排放配额总量在我国30个省(区、市)进行分配,并分析各省(区、市)未来碳排放空间。结果表明:①我国仅在低速发展情景下可能实现“以较低峰值在2030年碳达峰、2060年碳中和”的战略目标;②综合分配原则下,北京、上海、天津、海南和重庆等地配额较多,内蒙古、陕西、河北、山东和山西等地配额较少;③全国未来碳排放空间略有盈余,其中山东、山西、河北、内蒙古等省(区)碳排放赤字严重,海南、北京、重庆、天津等地碳排放空间存在较大盈余。

电力系统碳排放计量与分析方法综述

碳排放的准确计量与分析是电力部门实现低碳转型与深度脱碳的基础和前提。该文分析电力系统中碳排放的来源与特性,阐明电力系统中直接碳排放与间接碳排放的含义与区别,说明电力系统中精准碳计量与分析的必要性。在此基础上,分别研究和归纳电力系统直接和间接碳排放的计量与分析方法;对现有相关研究中提出的碳计量与分析方法进行总结,围绕原理、优缺点以及应用现状等方面对不同方法进行对比分析。最后,对电力系统直接和间接碳排放计量与分析方法的发展方向进行展望。相关研究成果可为我国电力系统碳排放计量与分析体系的构建和完善提供参考,助力电力系统的低碳转型。

架空输电线路基础碳排放分析与计算

针对输电线路基础在建材生产、建材运输及建造三大阶段的碳排放活动进行了详细分析,基于排放因子法针对性地提出了一种适用于输电线路基础碳排放计算的方法,并将其应用于板柱式基础与挖孔基础的碳排放计算中。结果显示,建材生产阶段的碳排放是输电线路基础总碳排放的主要组成部分,且不同类型基础的碳排放量存在差异。据此提出了注重设计优化、研发绿色建材等降低输电线路基础碳排放的减排措施。

河北省碳排放驱动因素分析及碳减排路径研究

结合国内外碳排放影响因素的研究,在阐述可持续发展和低碳经济的理论基础上,分析河北省2011年以来能源消费量及消费结构。以Kaya恒等式为基础,并运用灰色关联分析法,对碳排放的影响因素与碳排放之间的关联程度进行分析。后以STIRPAT模型为基础,使用多元线性回归方法,对碳排放影响因素的九个指标进行分析。研究结果表明,能源消费和人口因素对河北省碳排放影响最大。最后,对河北省碳排放工作提出了针对性的建议。

火电厂二氧化碳排放量计算方法研究

目前研究认为地球温室效应受人类活动所排放的二氧化碳(CO_(2))影响很大,CO_(2)减排被认为是控制地球温室效应的关键。基于我国目前的电力行业能源结构,以燃煤作为主要燃料的火电厂仍是我国居民生产生活中化石燃料的重要消耗主体,提高其碳排放计量方法的实用性和精确性尤为重要。通过深入分析目前碳排放计量方法,提出通过对烟气流量与CO_(2)浓度进行测量,尽量避免现有计量方法中的影响因素,实现火电厂CO_(2)排放精准计量,从而为碳减排工作进一步开展提供可靠依据。

广东省某市碳达峰预测研究——基于Kaya模型和情景分析法

按照国家在2030年前碳排放达峰、力争在2060年前实现碳中和的愿景,结合广东省某市实际及中长期发展规划,运用Kaya模型和情景分析法,对该市碳达峰时间、峰值进行预测和情景分析。研究结果表明,该市碳排放量在强化低碳情景下将在2025年达到峰值。

Investigation of carbon emission in slurry shield tunnel construction based on modified process analysis method

地下工程中的盾构隧道施工,是基础设施工程中二氧化碳排放的重要贡献者。为了更好地预测和控制盾构隧道施工碳排放,本文提出了一种新的计算方法,即基于投入产出和过程分析方法的改进过程分析法。为评估所提方法的有效性,选取某盾构隧道施工项目作为案例,采用修正的过程分析法,对项目施工阶段影响碳排放的各种因素进行剖析。此外,采用神经网络方法,验证了LSTM和BP神经网络的计算精度。结果表明,该方法不仅结合了传统方法的优点,而且具有较高的准确率和可接受的错误率。基于这些研究结果,提出了减少盾构隧道施工过程中碳排放的若干措施,为减少与基础设施工程项目相关的CO_(2)排放提供了有价值的见解。

基于PSO-LSTM网络模型的建筑碳排放峰值预测

在对BP神经网络、LSTM网络和PSO-LSTM模型在碳排放预测方面进行对比选优的基础上,通过训练好的PSO-LSTM模型在低碳、基准、高碳3种情景下,分别对建筑碳排放峰值进行预测。结果表明,低碳、基准、高碳3种情景的建筑碳排放峰值分别为226 774.56万吨、239 738.11万吨和253 379.47万吨;达峰时间分别为2029年、2032年和2033年。可见,在当前社会发展状况下,仍难在2030年前实现建筑领域的碳达峰,还需采取相应的低碳措施来推进目标的实现。