中国实现碳中和:进程评估与实践困境

中国实现碳中和目标面临经济结构转型与能源结构调整等严峻挑战。根据2020年中国30个省市自治区的能源消费数据与土地利用数据核算得到其CO_(2)排放量与吸收量,对碳中和进程进行评估。研究认为,2020年中国30个省市自治区平均碳中和进程为5.45%,区域碳中和进程差异较大,呈现出“阶梯状”特征;其中9个高碳中和进程型省市自治区平均碳中和进程为16.66%,而11个低碳中和进程型省市自治区平均进程仅为1.32%。目前,中国实现碳中和面临碳赤字严重、碳汇量缩减以及区域协同不足的实践困境,应根据区域CO_(2)排放与吸收特征,由经济与科研水平具有比较优势的省市自治区研发新型低碳技术,通过区域内部产业承接转移实现结构性减排,同时完善碳汇自然资源价值实现机制推进增汇,配合国家重大区域战略实现区域协同的碳中和。

陆表自然和人文要素相互作用——“全球变化及应对”重点专项研究进展

在国家重点研发计划支持下,项目提出了陆表不均一性检测和订正的新方法,解决了渐变型不均一性检测和订正的难题,构建了中国地表太阳辐射、气温、地温、风速和降水等参数均一化站点和格点数据集,修订了关于中国地表风速变化趋势、增温格局及其形成机制的结论。融合多源数据,构建并验证了千米级、流域级或县域级的电厂、人口、生物质能、取水量、氮排放、二氧化碳排放等影响自然系统的关键人文要素历史和未来预估数据集。构建了未来关键人文要素情景,研制了碳中和目标下甲烷和氧化亚氮排放情景和用于驱动全球模式的未来情景,预估了中国碳中和战略的实施对全球变暖的减缓作用,发现中国碳中和对远期和中期全球变暖的减缓作用显著。给出了中国各省份水体氮排放安全阈值及超越时间,阐明了中国粮食产量与氮施肥的关系,提出了在保障粮食安全的前提下减少水体氮排放的有效途径,指出重构城乡养分循环体系是同时保障粮食安全和恢复水质的必要途径。发现全球饱和水汽压差的年际变化与大气二氧化碳浓度上升速率的年际变化显著相关,阐明了饱和水汽压差变化在调控生态系统生产力中的重要角色以及多因素耦合作用在生态系统生产力变化中的复杂影响。建议更全面细致地评估中国各种碳中和实现路径的社会经济和自然生态影响,以保证碳中和目标与其他可持续发展目标的协同实现。

“双碳”背景下木材加工产业的发展重点与方向的研讨

在国家“双碳”目标的指引下,绿色低碳的木材加工行业将迎来重要的发展机遇。本文分析了木材加工行业与“双碳”目标的关联性,探讨了传统木材加工行业的具体发展路径,并在新型功能材料、建筑、家具、能源等领域提出了木材加工利用的发展建议,旨在为我国木材加工行业的绿色低碳高质量发展提供借鉴。

“碳中和”目标下海洋黑碳的源汇过程及其意义

黑碳是由生物质和化石燃料不完全燃烧生成的碳质混合物。由于黑碳含碳量高,具有芳构化的分子结构,可在自然环境中长期存在,因此黑碳是全球碳循环的重要组分。虽然近年来有关黑碳的性质以及黑碳在地球各圈层中的循环通量及储量的研究取得了一定的进展,但仍需进一步厘清其源汇过程,探讨黑碳在全球碳循环中的作用。初步梳理了全球黑碳循环的路径、通量、时间尺度的相关数据,分析总结了海洋黑碳源汇过程中的迁移机制及相关制约因素。分析认为:海洋沉积物是黑碳的巨大储库,储量达569~1380 Pg,黑碳可在海洋沉积物中持续存在数千年,符合当前“碳中和”背景下“有效碳汇”长周转时间这一重要条件;同时,黑碳在环境中的周转循环时间一般长于生物质碳,对全球变暖具有负反馈效应。因此,黑碳入海沉积是一种有效的海洋碳增汇和碳封存手段,可能是实施碳的捕集、利用和封存(CCUS)战略的有效途径。通过总结与评估海洋沉积物中的黑碳在“碳中和”领域的战略价值和气候意义,认为在生态环境友好的前提下,应积极调控生物质燃烧成因的黑碳的生产源头,优化黑碳入海沉积路径和埋藏海域,充分发挥黑碳在海洋负排放中的积极作用,为我国海洋“碳中和”目标的实现提供基础理论支撑。

我国工业领域绿氢发展应用现状与前景分析

以可再生能源制氢替代化石能源制氢是未来工业领域实现绿色低碳转型的主要路径之一,我国水电解制氢技术以碱性电解技术为主,适合波动性新能源的PEM电解技术将有较好的发展前景。从经济性和碳排放两方面对绿氢的竞争力进行了分析,认为目前我国绿氢成本还较高,未来随着新能源电力成本的下降以及碳排放成本的上升,绿氢将逐渐在我国能源体系中发挥重要作用。重点介绍了绿氢发展现状及趋势,分析了绿氢行业存在的主要问题,指出随着我国绿氢化工项目的加速推进,在行业脱碳进程中应重点考虑不要盲目加快绿氢的工业应用进程,需要国家层面在绿氢制备和工业消纳领域出台相应的支持政策,同时建议加快相关标准体系的建设进度。

“双碳”背景下过程流体机械课程案例教学探索

随着我国碳达峰碳中和目标的提出,将过程流体机械课程与“双碳”理念主动结合成为高校关注的命题之一。以华东理工大学过程流体机械课程为例,深入挖掘压缩机在合成氨等大型化工行业的支撑作用,增加压缩机在绿色氢能及空气储能方面的节能降耗案例,结合新时期对创新人才培养的工程需求,开展案例式教学探索,为全国同类课程的改革实践提供借鉴。

全球绿色贸易发展与碳中和进程对中国的影响及应对策略

全球气候危机加剧,实现《巴黎协定》的1.5℃目标,需要各国提高减排力度,加快贸易的绿色低碳转型。全球碳中和进程加快国际贸易的“脱碳化”进程与国际经贸规则重构,各国绿色贸易标准不一,加剧绿色贸易壁垒。近年来,中国绿色贸易发展较快,但受制于贸易规模大、结构转型难度大、处于全球价值链底端等因素,叠加国际绿色贸易的溢出效应,中国贸易绿色低碳转型的压力增大。为此,需要加快构建绿色贸易体系,完善绿色贸易支持政策,强化绿色低碳技术创新,加快绿色低碳产品标签认证,打造绿色低碳供应链产业链,实现从贸易大国到贸易强国转变。加强重点行业领域绿色贸易风险研判、监测预警与碳壁垒应对,积极参与国际绿色贸易规则制定与政策协调,推进全球公正转型。

碳中和背景下农产品国际贸易绿色转型研究

我国于2020年提出双碳目标、2022年提出推进农业绿色转型。在此背景下,反观农产品国际贸易不难发现,在农产品贸易中仍然存在诸如出口产品缺乏竞争优势、农业企业技术水平低、难以突破绿色壁垒、出口环境不断恶化等问题。为实现农业碳中和与农业绿色转型、解决农产品贸易绿色转型,本文以碳中和理论为背景,分析农产品出口贸易现状、存在问题与转型驱动因素,并利用层次分析法,从政府部门、从业者、消费者三个维度构建指标体系,提出促进农产品贸易绿色转型的具体措施,以供参考。

光伏玻璃在双碳目标下的生产应用和前景

碳达峰碳中和目标下,新能源的应用与日俱增,其中光伏发电占据重要地位。光伏玻璃作为光伏组件的重要组成部分,其性能直接影响到光伏组件的发电效率和使用寿命,通过介绍光伏玻璃面板和背板的作用,以及从原片到深加工的生产工艺流程,探讨决定光伏玻璃品质的控制难点,列举光伏玻璃的应用及发展前景。

多能源乘用车总装工艺规划分析

为满足纯电动车型和混动车型等多种能源车型共线生产对汽车总装工厂制造柔性化、设备共用性、个性化定制的更高质量和更快制造响应的要求,通过结合工作实践并对标全球标杆主机厂,以多能源乘用汽车总装工艺规划在精益生产模式、数字化仿真、用户体验、碳中和等前沿技术领域战略方法的运用,给出了适应多能源车型高效共线生产的总装工艺规划的关键制造因素,为未来全新的高效混线汽车总装工厂建设提供参考。

碳中和目标下污水处理厂提标升级浅析

在碳中和目标下,通过对华中地区某污水处理厂改造升级后的工艺处理状况进行分析,其COD、NH_(3)-N、TN和TP的浓度分别从138.72 mg/L、15.17 mg/L、21.24 mg/L、1.97 mg/L降低到15.16 mg/L、0.38 mg/L、11.88 mg/L、0.22 mg/L,采取多级AAO工艺和多点进水的方式不仅提高污染物的去除效率,并且充分利用进水中的有机碳源减少成本。改良工艺后的月均处理水量增加了约21%,但月均综合电耗降低了约25%,较大程度上减少碳排放量。但在能源回收以及碳中和方面还有所不足,当地夏季高温,冬夏温差较大,夏冬两季制冷和供暖为刚需,可考虑污水余温热能回收利用;同时,在构筑物上铺设太阳能光伏板收集太阳能转化为电能供给厂内生产运行,进一步进行能量补偿以实现能源自给。

基于案例的污水碳捕获技术研究进展

介绍了碳中和背景下以“高效碳捕获-自养生物脱氮-碳源厌氧消化”新型A-B工艺为主体的污水碳捕获及改向理念,基于案例分析了以高负荷活性污泥法(HRAS)、化学强化一级处理技术(CEPT)、膜生物反应器(MBR)为主的A段碳源捕获工艺,最后对目前主流的改向后续回收利用途径进行了分析,认为我国污水处理厂有很大潜力实现碳中和运行。但是,各种技术都存在一定的缺陷,考虑今后对于几种技术短板的探索会成为研究重点和难点。此外,厌氧消化是目前将捕获碳源回收最具效益的方法之一,但是对于发酵液中氨磷的回收、VFAs产出及用于脱氮的可行性研究不足,还需通过微生物学等机理性研究,进一步分析整体系统工艺的稳定性、后续回收能量及资源集中利用的可行性。

基于AHP-TOPSIS法的碳捕集技术方案综合评估

碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是实现碳中和目标的重要手段之一,高成本是目前制约CCUS大面积推广应用的瓶颈,而碳捕集是影响CCUS技术成本的主要环节。近年来,各类碳捕集技术的研发和示范受到广泛关注,但整体成熟度不高,未来发展路径仍不清晰。基于层次分析法和逼近理想解排序法,构建了一套适用于碳捕集技术的综合评估方法,从技术、低碳、经济、安全4方面对目前典型的碳捕集技术进行综合评估。结果表明,现阶段CO_(2)捕集技术的部署主要受低碳特性影响,复合胺吸收法应用潜力居首,而随着我国未来能源、产业结构不断调整,各类碳捕集技术的应用场景及影响其综合推广潜力的因素将发生变化,其中,经济特性将成为未来影响CO_(2)捕集技术市场渗透率的关键,因此,变压吸附法、复合胺吸收法和钙循环法将在未来CO_(2)捕集过程中占据相对重要的地位。通过将定量分析与专家意见相结合,形成的评估结果将为碳捕集技术研发与应用提供科学思路。

碳中和目标下绿色矿山发展路径研究

基于我国现在的能源结构和经济社会发展特点,分析碳中和目标下煤炭行业转型升级方向:我国煤炭生产基地逐步向西北地区转移;更多的煤炭企业兼并重组,促使行业集约化发展;绿色矿山建设是煤炭行业实现碳中和目标的重要举措。综合评价了绿色矿山建设现状以及存在问题,绿色矿山建设水平和布局区域需进一步提高,还需向深层次全面推进。分析了碳中和目标下,煤炭企业绿色矿山建设的重要意义及发展路径。提出,立足碳中和目标,加大科技投入,推动矿山智能化建设;搭建可视化的人、机、物、法、环境一体化的生产调度平台,实现矿山生产的数字化;发展节能低碳的煤炭开采新技术,建设智慧型“零碳矿井”以及“零碳矿区”。

超声表面滚压技术及其组合工艺现状

概述了USRP在磨损、疲劳以及腐蚀领域的防护现状,并对其防护机理进行了讨论。同时归纳了USRP技术存在的问题,比如当表面强化层的塑性变形程度达到一定的极限时,不仅很难进一步提高材料性能,继续加工更会导致起皱、开裂等表面缺陷的产生,最终致使材料性能恶化。在此基础上,重点综述了组合USRP工艺的研究进展,并按照组合工艺中USRP技术的时间顺序,分为前端组合(超声滚压–等离子渗技术、超声滚压–物理气相沉积技术、超声滚压–微弧氧化技术等)、后端组合(热处理–超声滚压技术、激光冲击–超声滚压技术、激光熔覆–超声滚压技术、激光选区熔化–超声滚压技术等)以及同步复合工艺(电脉冲辅助超声滚压技术、温度场辅助超声滚压技术等)。最后,就USRP技术及其组合工艺进一步的研究和发展方向进行了展望,为USRP后续研究及应用提供技术参考。

“双碳”背景下污水厂的低碳设计分析

城镇污水处理厂是污染减排的主要承担者,同时也是主要的碳排放大户,因此在“双碳”背景下城镇污水处理厂的低碳设计至关重要。优化工艺和清洁生产是低碳的首要控制因素,通过选择先进的处理工艺和设备,可从源头控制能量的消耗,加强资源的回收和综合利用,减少碳排放,实现可持续发展的目标。从“双碳”角度出发,在清洁能源的利用、工艺设计、设备选型、智能控制等方面对城镇污水处理厂低碳设计进行全方位分析,同时提出城镇污水处理厂未来工艺的选择方向。

碳中和路径选择与行为分析:基于美中德俄印五国的比较研究

碳中和路径选择对于经济增长与减碳降耗协同、降低能源转型成本、防控碳中和战略决策风险极为重要。从自然资源禀赋与能源结构、工业化与城镇化进程、目标承诺与实现路径3个维度构建碳中和路径选择与实践行为的分析框架,并对美中德俄印五个国家进行比较研究,探讨基础因素、发展因素与行为因素对碳中和路径选择的影响,提出基于人类命运共同体理念的推进全球碳中和进程的对策建议。

我国油脂加工行业碳排放及认证现状

为促进我国油脂加工行业碳排放认证,介绍了现有碳排放的计算方法、标准和数据库,对我国油脂加工行业减排案例及碳排放的认证现状进行了论述,探讨了碳排放计算和认证中存在的问题,并对油脂加工企业碳排放认证提出建议。我国油脂行业碳排放认证存在缺乏统一标准规范、提出的减碳方案空泛、认证计算不全面等问题,应制定油脂加工行业碳足迹计算标准规范,统一基础数据,建立数据库和碳足迹认证参数体系,以找到降低碳排放的关键环节,从而实现碳中和。

基于CiteSpace知识图谱的污水处理碳排放分析

为研究近二十年我国污水处理碳排放的发展变化,以中国知网(CNKI)数据库检索到的期刊论文为数据源,基于CiteSpace知识图谱分析,对国内污水处理碳排放的研究热点、演变趋势等方面进行分析,对未来污水厂建设思路的转变、处理工艺的更新做了进一步探讨,并总结污水处理厂实现碳中和的方法与路径.提出污水处理碳排放在未来的研究中应当从加强各高校之间的合作、加速污水处理厂转型、加深处理工艺研究三个方面入手.

生活垃圾高值化回收处理系统研究

在碳达峰碳中和的背景下,我国高度重视生活垃圾分类,并对生活垃圾处理提出减量化、无害化和资源化的要求。本文结合我国生活垃圾分类现状,迎合当下生活垃圾分类和再生资源回收“两网融合”的理念,提出一种“资源回收+焚烧处置”的生活垃圾高值化回收处理模式,以节能降碳,发展循环经济,促进我国经济社会发展全面绿色转型。