基于LEAP模型的县域碳达峰情景预测分析

县域是我国资源禀赋最丰富的区域,也是新型城镇化和农业现代化的耦合点。在推进碳达峰碳中和的过程中,县域的生态功能举足轻重。县域兴衰关系着我国发展全局,推动县域经济高质量发展是时代赋予的使命。本文以某县为研究区,利用长期能源替代规划系统(Long-range Energy Alternatives Planning system,LEAP)构建适用于县域的碳达峰预测模型,分析县域碳达峰情景,对重点领域进行碳达峰预测。未来,县域要因地制宜,多措并举,以高质量发展推进碳达峰碳中和,以降碳为抓手,实现绿色低碳发展。

基于LEAP模型的甘肃省电力源温室气体和污染物协同减排情景模拟

以2020年为基准年,构建2020-2030年甘肃省发电量的3种(低速、中速、高速)一级情景和电力结构发展的基准情景、可再生能源发电、清洁燃煤发电(CCFPG)3种二级情景,基于长期能源可替代规划体系(LEAP)模式探究甘肃省电力源碳达峰的最佳路径,探讨污染物及温室气体协同减排的情况.结果表明,预计2025年甘肃省发电量约230.78 TW·h,2030年约272.43~285.26 TW·h CCFPG情景下可实现2030年的碳达峰要求.3种一级情景下CO_(2)及3种污染物(NO_(x)、SO_(2)、PM_(2.5))排放量趋势相似,均在2020-2025年迅速增加,此后趋于平缓,中速CCFPG情景下CO_(2)排放于2029年达峰;CO_(2)、NO_(x)、SO_(2)、PM_(2.5)的达峰年削减率分别为-24.01%、-22.98%、-26.41%和-26.43%.CCF-PG情景要求甘肃省不仅要保证可再生能源在整体发电中所占的比例,尽可能降低风电弃电率和光伏弃电率,更要在“十五五”期间进行传统火力发电行业的清洁燃煤和碳捕集与封存改造.要进一步争取甘肃省电力源碳排放在2028年前达峰,需更早增加一体化气化联合循环-碳捕集与封存的占比.

基于LEAP模型的城市交通低碳发展路径研究——以广州市为例

以广州市为例,应用长期能源替代规划系统(LEAP)模型,通过设置政策情景、低碳情景和绿色低碳情景,模拟不同发展情景下广州交通领域未来的能源消费需求和CO2排放趋势,分析城市低碳发展的方向和路径。结果显示,随着城镇化进程的加快和生产生活运输需求的增加,广州交通领域碳排放总量将持续增长,但增长速度有所放缓。政策情景下,广州交通领域的CO2排放将于2035年左右达到峰值,严重滞后于广州市提出的碳排放总量达峰目标;低碳和绿色低碳情景下,通过加大低碳政策措施的力度,达峰时间有望分别提前到2025年和2023年。要实现城市交通的低碳发展,促进交通碳排放提前达峰,需要大力发展铁路和水路运输,全面落实公交优先发展战略,有效控制小汽车数量和出行频率,不断提高交通工具的清洁化和能效水平,逐步形成各种运输方式协调发展的综合交通运输体系,推动城市交通低碳发展。

基于LEAP模型的京津冀地区道路交通节能减排情景预测

为了解决道路交通带来的能源消耗、温室气体及大气污染物排放问题,采用情景分析法,以京津冀地区为例,应用长期能源替代规划系统(LEAP)模型构建了京津冀地区道路交通部门的能源与环境排放模型,对不同情景下2015—2030年的能源消耗、CO_2及污染物的排放情况进行了预测分析.结果表明:京津冀地区各政策情景中,提高燃油经济性情景的节能效果明显,节能率为22.4%.高排放车的淘汰短期节能效果最佳,节能率为19.1%,但长期效果不明显.北京市新能源汽车推广情景的CO_2、NOx长期减排效果最佳,天津市、河北省提高燃料经济性情景的CO_2、CO、NOx、PM2.5减排效果最好.相对于基准情景,2030年综合情景下京津冀地区的节能率为37.1%,CO_2减排率可达到36.8%,其中对污染物CO、HC的减排效果最佳,减排率为45.7%、43.8%.

LEAP模型在可再生能源规划中的应用

我国具有丰富的可再生能源资源,国家也出台了很多促进可再生能源发展的政策,但我国在省级一直缺乏可再生能源的规划及相关经验,本文利用能源规划中常用的LEAP模型,并结合湖南省作为案例,研究了LEAP在省级规划工作中应用,探讨在省级可再生能源规划中定量分析方法,得到更具有可操作性的规划。

江西省重点行业碳减排潜力分析与实施路径

为有效改善气候,降低CO_(2)排放,尽早实现江西省碳达峰碳中和目标,基于江西省2010—2019年能源消费等数据,以LEAP模型为研究工具,预测了不同情景下江西省碳达峰时间及峰值,分析了江西省2020—2030年重点行业的碳减排潜力。结果表明:江西省在达峰情景下将于2030年达峰,碳排放峰值总量为24593.95万t。到2030年,重点行业在基准情景下碳排放达27113万t,达峰情景下可减少至23888万t,具有3225万t的碳排放潜力。2030年碳达峰时,工业与建筑、居民生活以及交通运输行业3个部门减排潜力达全部减排潜力的92%。研究发现优化重点行业产品结构和能源结构、推进交通运输绿色低碳转型、提高居民生活清洁能源供给能力、推进农业农村减排固碳、推动服务业绿色化发展等可以全面推动重点行业碳减排目标的实现。

某石化污水处理厂碳排放量核算及预测

选取某石化污水处理厂作为研究案例,采用碳足迹法对该厂的碳排放量进行核算.运用长期能源可替代规划体系模型结合情景分析法,预测4种情景下该厂的未来碳排放量.结果表明,该厂的碳排放量在基准情景和低减排情景下均为逐年增加的趋势,在2060年分别增加118%和75%;中减排情景下,碳排放量出现先增加后减少的趋势,峰值出现于2025年,至2060年降低45%;高减排情景下,碳排放量急剧减少,至2050年又略微增加,至2060年降低约92%.

江西省县域级城市碳达峰路径分析

为了助力县域级城市顺利推进碳达峰工作,以江西省能源为输出型的某县为案例,通过分析其能源发展、消耗、碳排放现状和基于LEAP模型构建碳达峰基准、达峰、低碳情景来研究县域碳达峰实施路径。结果显示,可再生资源丰富的县域,在基准情景下不采取政策干预不能如期达峰,在达峰情景下可在2030年达峰,达峰的重点在工业、服务业等3个重点部门和电力、柴油等2种能源品种,这需要在全县通过发展以消纳可再生能源为主的智能微电网、实施“新能源+储能”、招引用电大项目等提高绿色电力消纳能力,优先发展生物能源替代化石燃料项目、可再生能源产业链等绿色低碳产业及倡导绿色低碳生活习惯等达峰路径。基于县域实际提出符合特色的碳达峰实施路径,能为县域级城市顺利完成“双碳”目标提供参考。

基于情景分析法的辽东湾新区区域建筑节能减排潜力预测研究

目的为实现新区规划阶段区域建筑节能减排,对辽东湾新区区域建筑节能及CO_(2)减排潜力预测进行研究。方法采用情景分析方法,建立LEAP-Liaobin模型,在基准情景和区域能源规划情景中预测能源消费和CO_(2)排放。建立ARIMA(1,1,1)模型和Logistic模型并引入LEAP模型中的经济模块和人口模块。修正LEAP模型数据库,根据我国燃料热值计算基于燃料单位质量的碳排放质量系数。结果区域能源规划情景与基准情景相比,2030年一次能源消费减少3.5 PJ,2010至2030年累计减少67 PJ。2010至2030年CO_(2)排放总量下降7.17×10^(5) t,能耗和CO_(2)排放分别降低了79%和45%。结论在新区规划阶段对节能减排潜力进行准确预测能够有效实现区域建筑节能减排。修正模型提高了预测GDP、人口数量和碳排放量的准确性。

中国道路运输行业CO_2和污染减排潜力情景分析

为了评估中国交通道路运输行业减排潜力,基于长期能源替代规划系统（LEAP）建立了LEAP-Tran模型,并应用该模型模拟分析了两种不同情景下（基准情景和综合措施情景,后者包括组织管理措施、技术进步措施和能源结构升级措施三种子情景）中国道路运输行业2012～2030年CO_2和其他大气污染物排放水平,通过估算减排贡献率识别了行业减排措施推广时间和重点部门.模拟结果表明,相对于基准情景,综合措施情景在2030年CO_2,CO,NOx,PM10和HC（碳氢化合物）污染物排放分别减少39.6%,58.6%,91.5%,79.9%和83.9%.各子情景中,组织管理措施CO_2和CO减排效果最佳,技术进步措施对其他污染物减排贡献度大,能源结构升级措施减排效果较小,但呈现增长势头.因此,道路运输行业具有巨大的减排潜力,近期减排主要通过组织管理措施和技术进步措施,如大力推广营运货车节能技术和制定更为严格的尾气排放标准.

北京城市客运能源消耗与环境排放的情景预测

为预测未来城市客运交通能源消耗与环境排放情况,以瑞典、美国开发的模型"长期能源替代规划"(LEAP)为工具,在北京市现有城市交通规划及政策框架内,设置了4种情景:"基准情景"(BAU)、"发展公共交通情景"、"新能源汽车推广情景"、"最佳情景"(P&N),以2012年为基准期,以2015—2030年为预测期,分析能源消耗及污染气体(CO2、CO、CH4、N2O、NOX、SO2)排放情景。结果显示:发展公共交通的节能效果优于推广新能源汽车,后者的SO2减排效果更显著;与基准情景相比,2030年最佳情景可节能45.20%,排放量为2012年的47.05%。因此,该方案减排效果突出,其中SO2的减排效果最佳。

基于长期能源替代规划系统模型的粤港澳大湾区交通运输能源转型路径研究

在掌握粤港澳大湾区交通运输领域能源消费状况基础上,构建长期能源替代规划系统(LEAP)-粤港澳大湾区交通模型,通过设置基准情景、能源转型情景和能源深度转型情景,模拟粤港澳大湾区交通运输领域未来的能源消费需求和节能潜力,分别从货运交通、城际客运、市内客运等部门分析其能源转型的方向和路径。研究结果显示:粤港澳大湾区交通运输领域未来的节能压力巨大,基准情景下的能源消费需求将持续增长,能源转型和能源深度转型情景下通过加大政策措施的实施力度,能源消费需求有望于2025—2030年达到峰值。基于分析结果,提出要实现粤港澳大湾区交通运输领域的能源转型,需要大力推进天然气、电力、氢能和生物燃油等清洁能源的应用,大力发展铁路和水路运输以及城市公共交通,并通过强化技术节能和管理水平提升实现交通运输工具的能效提升。

基于LEAP的中国钢铁行业CO_2减排潜力分析

为了评估中国钢铁行业CO2减排潜力,利用长期能源替代规划系统(long range energy a lternatives p lann ingsystem,LEAP)软件建立了LEAPCh ina模型。用该模型模拟了3个不同情景下中国钢铁行业2000—2030年CO2排放量及相应的减排潜力。根据减排成本评估其可行性并识别重点减排技术。模拟结果表明,相对基准情景,当前政策情景和新政策情景下的年均CO2减排量分别为0.51亿t和1.07亿t,所需要的总的额外资金投入分别为93.4亿美元和809.49亿美元。因此,钢铁行业具有一定的CO2减排潜力,实现减排主要通过行业结构调整和技术进步。如果目前制定的政策措施得到有效实施,那么可以以较低的成本实现减排;但是进一步的减排受制于高昂的成本。

粤闽浙沿海重点城市道路交通节能减排路径

随着社会和经济的高速发展,能源消耗量快速增加,随之而来的污染问题也日益加剧.目前的研究主要集中于单一城市或长三角、珠三角和京津冀等中国三大经济圈的道路交通节能减排,缺乏对东南沿海经济圈的相关研究.粤闽浙三省位于我国东南沿海经济发展的核心地带,在其经济发展的同时不可避免地带来了能耗及排放问题.基于长期能源替代规划系统模型,构建了2015~2035年粤闽浙沿海重点城市道路交通基准情景(BAU)以及现有政策情景(EPS)和改进政策情景(MPS),其中,EPS和MPS均设置了车辆结构优化情景(VSO)、提高燃油经济性情景(IFE)和年均行驶里程减少情景(RDM).基于情景模拟,评估在各项政策和措施的作用下,粤闽浙沿海重点城市的道路交通节能减排潜力.结果表明,在一级情景中,改进政策情景对于节约能耗、碳减排以及污染物减排效果最好,相比于基准情景2035年其节能力度达75%,且对CO_(2)、CO、NO_(x)、PM_(2.5)和SO_(2)的排放削减力度分别达68%、59%、66%、70%和64%;在二级情景中,提升燃油经济性的改进情景对于节约能耗(削减30%)效果显著;车辆结构调整的改进情景(削减36%、30%、36%、26%和40%)和年均行驶里程减少的改进情景(削减37%、37%、36%、37%和36%)对于CO_(2)、CO、NO_(x)、PM_(2.5)和SO_(2)减排效果显著.

基于长期能源替代规划模型的江苏省能源CO2排放达峰时间及峰值水平

为了应对全球气候变暖,中国政府提出到2030年CO2排放达到峰值(或峰值平台)的减排目标.为了探究中国能否实现该减排目标,本研究以江苏省为例,基于长期能源规划替代模型(LEAP),耦合对数平均迪氏分解模型,运用情景分析法科学设定快速、中速、慢速达峰3种发展情景,预测CO2排放达峰时间及峰值水平.结果表明:2000—2015年间,经济规模效应是CO2排放总量增长的主要驱动因素,其贡献度高达147.4%;技术进步效应是最重要的缓解因素,贡献度为-60.4%,一次能源结构效应、产业结构效应、人均收入效应、人口规模效应的贡献度分别为-5.3%、9.7%、11.0%、0.6%.在快速、中速达峰情景下,江苏省分别在2025和2029年达到CO2排放峰值,峰值分别为7.01、7.95亿t,慢速达峰情景下未能实现2030年的CO2排放达峰目标.综合研究分析,江苏省有着较大的减排潜力,经过相应的努力能够实现CO2减排目标.为实现2030年的CO2减排目标可采取以下措施:主动适应经济新常态,稳定发展增速;积极发展第三产业,平衡经济结构;持续推进节能减排技术,降低能源消费强度;大力发展天然气及核电等清洁能源,优化一次能源消费结构.