基于生命周期的轻型商用货车轻量化碳排放研究

以某轻型商用货车为研究对象,根据生命周期理论构建以汽车生产过程中的原材料获取、生产运输、零部件制造和车辆装配阶段为边界的碳排放量计算模型,探讨了轻量化措施中所涉及材料的生命周期碳排放差异,对比分析了该车轻量化前后的碳排放量。结果表明,替代材料铝合金、镁合金、碳纤维增强塑料的生命周期碳(CO_(2))排放量显著高于被替代材料钢和铸造铁,分别为6.23 kg/kg(锻造铝合金)、6.92 kg/kg(铸造铝合金)、14.76 kg/kg(车用镁合金)、20.2 kg/kg(车用碳纤维增强塑料)、2.85 kg/kg(普通钢)、0.67 kg/kg(不锈钢)和0.81 kg/kg(铸造铁);轻量化后的动力总成系统、传动系统、底盘和车身部分的碳(CO_(2))排放量分别增加了0.57%、525.51%、11.57%和33.29%,车辆生命周期碳(CO_(2))排放量增加了36.22%;钢和铝生命周期碳(CO_(2))排放量的降低对于轻量化前后车体部分的减碳效果均较明显。

CO_(2)驱油封存泄漏风险管理系统及应用研究

CO_(2)驱油封存技术在提高原油采收率的同时能实现大规模CO_(2)封存。然而,驱油封存过程伴随着多种CO_(2)泄漏风险。针对以往CO_(2)泄漏风险管理系统的缺乏,特别是缺少基于在线监测的管理系统,难以支撑动态的风险管理,研究基于CO_(2)驱油封存泄漏风险管理体系的构建,开发了集成多环境实时风险识别和评估、多空间风险预测、多层级风险预警和全过程风险控制的动态CO_(2)泄漏风险管理系统,并应用于鄂尔多斯盆地延长石油CO_(2)驱油封存示范项目。案例应用研究表明,所开发的CO_(2)泄漏风险管理系统可以全空间动态识别CO_(2)驱油封存过程的各种泄漏风险,有效支撑泄漏风险的动态管理,为CO_(2)驱油封存项目提供全面及时的安全保障。

空间信息技术在二氧化碳封存监测中的应用现状及展望

系统梳理了不同空间信息技术在CO_(2)封存监测中的应用现状,分析了空间信息技术在CO_(2)封存监测中面临的挑战,并对空间信息技术在CO_(2)封存监测中的发展前景进行了展望。目前在CO_(2)封存监测领域应用的空间信息技术主要有涡度相关法、遥感技术、地理信息系统、物联网技术和全球导航卫星系统等5类,涉及监测数据获取、定位与数据传输、数据管理与决策支持等3个环节。空间信息技术在CO_(2)封存监测中面临的挑战主要包括:针对不同监测目的、不同搭载平台以及不同监测场地,需选取与其相匹配的空间信息技术;针对空间信息监测数据来源广、数据量大的特点,需建立有效的数据存储与计算能力;空间信息技术需要与目前成熟的监测技术进行交互验证,促进协同作业。未来需建立空间信息技术监测方案设计方法与标准,建立跨尺度监测技术的协同应用方法,形成空间信息技术与人工智能和高性能计算技术协同应用,加快空间信息技术在中国碳封存项目中的应用。

“双碳”背景下我国中长期能源需求预测与转型路径研究

我国是世界上最大的能源消费和碳排放国家,能源结构“偏煤”、产业结构“偏重”的特点给碳达峰、碳中和(“双碳”)目标实现及能源领域高质量发展构成挑战,因而面向未来的能源转型路径研究较为迫切。本文在梳理我国能源发展现状的基础上,对我国中长期能源需求和转型趋势进行了预测及分析。研究结果表明,2035年我国一次能源需求总量为5.56×10^(9)~5.96×10^(9)tce,单位国内生产总值CO_(2)排放强度较2005年将下降77.6%~81.5%;能源相关CO_(2)排放将在“十五五”时期达峰;能效提高,可再生能源发展,碳捕获、利用与封存技术应用,氢能及可再生燃料替代是降低能源CO_(2)排放的主要技术措施,技术创新是推动重点领域绿色低碳转型的核心驱动力。进一步从推进节能战略,发展可再生能源,加强技术创新,统筹法制、技术和市场等方面提出了发展建议,以期为能源领域高质量发展提供参考。

面向碳中和的汽车行业碳排放核算

汽车行业是我国交通领域碳排放的重点行业。在应对气候变化、实现碳达峰碳中和的形势下,制定适合我国汽车行业现状并引领汽车行业绿色发展的碳排放核算体系刻不容缓。在总结国内外碳排放核算工作研究进展的基础上,从企业/组织层面、产品层面和项目/服务层面阐述了汽车行业碳排放核算范围与用途。提出了从生命周期角度开展我国汽车行业碳排放核算的工作方法与思路,指出了核算过程中有关核算边界确定、数据收集与数据质量评估以及清单结果计算中的关键要点。从碳排放核算标准建立、基础数据库建设、低碳产品标识制度完善等方面给出了汽车行业开展碳排放核算工作的建议。建立并完善汽车行业的碳排放核算体系,不仅有利于摸清汽车企业的碳排放家底,帮助汽车企业识别碳排放关键环节,还可促进汽车行业上下游全产业链的协同减碳,从而推动我国汽车、交通、能源行业的健康可持续发展。

填料塔中混合胺钛基纳米流体对高浓度CO_(2)的捕集试验研究

模拟了石油化工废气排放过程中高浓度CO_(2)(50%,体积分数)尾气处理场景。对伯胺和叔胺溶液进行复配,建立了兼具快速反应性能和高吸收容量的混合胺钛基纳米流体。自主设计并搭建10 t/a规模填料塔CO_(2)吸收-解吸循环试验系统,考察了纳米流体吸收剂在填料塔中的CO_(2)吸收-解吸综合强化机制。研究发现,相较混合胺而言,纳米流体吸收剂最大可提升40%的吸收-解吸循环容量。提高贫液中的CO_(2)负载会削弱纳米颗粒对吸收剂捕集CO_(2)性能的促进作用。当CO_(2)负载达到0.4 mol/mol(1 mol胺负载0.4 mol CO_(2))时,纳米流体吸收剂的体积总传质系数和混合胺吸收剂基本一致。体系中纳米颗粒之间的相互作用增强,使液相内部形成微对流,可提升捕集体系的CO_(2)吸收性能。但当纳米颗粒质量分数超过0.12%时,液相中的微对流和固体穿梭效应会因粒子团聚而削弱。因此,需要在循环过程中采取有效措施对团聚的纳米颗粒进行分散。如何通过耦合外部扰动和内部化学分散来提升纳米颗粒分散的稳定性,将是后续研究的重点方向之一。

碳达峰背景下内蒙古煤炭消费形势与总量控制目标研究

作为我国重要的能源和战略资源基地,内蒙古的产业结构和能源消费结构主要以煤炭为主。然而,高比例的煤炭消费也使内蒙古在实现双碳目标、推进行业转型发展方面面临严峻挑战。在深入分析内蒙古煤炭产业发展现状的基础上,结合内蒙古面临的新形势与新要求,探讨了碳达峰目标下内蒙古煤炭消费总量控制目标,并提出了相应的控煤路径及建议。研究表明,若内蒙古能源相关碳排放要在2030年前实现达峰,则煤炭消费量需稳定在3.2亿~3.4亿tce之间;若控煤减碳工程取得重大成效,可再生能源取得进一步发展,煤炭消费量可降低至2亿tce以下。在煤控情景下,内蒙古的CO_(2)排放将在2032年左右达峰,峰值约9.2亿t;强化煤控情景下,内蒙古的CO_(2)排放达峰时间提前至2025年,峰值约8.1亿t。为实现内蒙古碳达峰目标,需统筹制定煤炭减量发展相关战略规划,制定不同行业差异化管控方案与措施,通过技术创新推进绿色低碳技术的研发与应用,同时建立和完善市场化的调控机制。

不同制氢路线的经济性分析及比较

分析和比较了煤制氢、天然气制氢、电解水制氢和焦炉煤气制氢几种常见制氢方法的生产成本。基于平准化氢气成本模型的研究结果表明,煤制氢在目前条件下经济性最好,电解水制氢在目前平均电力价格下经济性不及煤制氢;原料价格和电力价格是制氢成本的关键影响因素;若使用可再生电力,2030年左右电解水制氢在经济性方面将具有竞争力。研究结果可为降低生产成本、提高经济效益和推动氢能产业发展提供决策依据。

“双碳”目标下能源转型五大趋势

气候变化是当今人类面临的重大挑战之一,业已成为全球性的非传统安全问题,严重威胁着人类的生存和可持续发展。我国政府在2020年作出“力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略决策,彰显了我国积极应对气候变化、走绿色发展道路的决心和努力。在这样的背景下,我认为“双碳”目标对我国有三个重要意义。第一,目前我国煤炭消费占能源结构的一半以上,化石能源占将近85%。

基于多模型融合Stacking集成学习的油田产量预测

基于机器学习前沿理论,提出一种基于多模型融合Stacking集成学习方式的组合预测方法,以国内某特高含水油田区块中多口水驱产油井历年生产历史数据为试验样本,预测其动态产油量。依据不同算法的训练原理,选取极限梯度提升树算法、长短记忆网络(LSTM)、时域卷积网络(TCN)等作为模型的基学习器,采用多元线性回归作为模型的元学习器。结果表明:融合后的Stacking模型充分发挥了各基学习器的优势,相比单一模型,融合后的Stacking模型预测平均误差较小,预测鲁棒性较好。该模型的提出对融合模型在特高含水油藏开发方面具有重要的应用意义。

德国能源转型进程及对中国的启示

总结发达国家能源转型过程中的经验和教训,对中国推动能源转型和实现“双碳”目标具有重要意义。文中回顾了中国和德国电力结构的演变进程,阐述了中国和德国能源转型的机制,并以2022年3月19日为例,分析了德国电力系统灵活性调节的经验。研究表明,健全的法律体系为德国能源转型提供了重要保障,“煤炭委员会”和相关财政支持有效解决了煤电转型过程中的问题,电力市场化是发展可再生主体新型电力系统的重要前提,风力和光伏发电精准预测与管理是可再生能源消纳的关键,煤电和互联互通的欧洲电网是当前德国电力供给的重要保障,过于激进的退煤去核战略是造成2022年德国能源危机的重要原因。最后,从法律保障、市场改革和可再生能源预测与管理等方面提出了中国能源转型的政策建议。

高分辨岩心曲线构建在测井岩性识别中的应用

在利用测井资料进行岩性识别时,为提高岩性识别的准确率通常会结合钻井取心实验,但取心过程复杂、成本高,油田的取心井数据一般较少,而人工智能、特别是机器学习技术的发展和应用为测井岩性识别提供了新的技术途径。以民丰洼陷北带盐22井区为例,采用机器学习算法开展地层岩性的自动识别,通过学习低分辨率(深度间隔0.125 m)的测井曲线数据,拟合出需要在实验室测试所得的高分辨率(深度间隔0.01 m)岩心伽马曲线,并将该曲线作为特征之一输入不同模型中进行地层岩性识别。结果显示,在多种机器学习模型中,拟合的高分辨率岩心伽马曲线不仅可以提高岩性识别的精确度,还可替代实测岩心伽马曲线在岩性识别中应用。其中,XG Boost模型表现最为突出,其岩性识别精确度最高为94.39%,为测井岩性识别提供了基于机器学习算法的有益探索。

中国木薯生产水足迹时空特征及水影响研究——以两广地区为例

[目的]木薯是我国重要的生物燃料原料作物,研究我国木薯主产区的生产耗水特征对木薯产业发展、水资源管理和政策制定具有重要意义。[方法]文章基于水足迹理论及应用探索性空间数据分析(ESDA)方法,选取2004—2020年广东和广西(简称“两广地区”)木薯主产区45个气象站点气象数据和相关农业数据,对两广地区木薯水足迹时空演变规律及其对当地水资源的影响进行研究。[结果](1)研究期间,两广地区木薯生产水足迹总体呈现下降趋势。其中,广西木薯水足迹高于广东,绿水足迹占比大于蓝水足迹。(2)两广地区木薯水足迹在平水年2004年、枯水年2011年和丰水年2019年空间分布略有差异,整体有从广东东南方向至广西西北方向递增的趋势。(3)两广地区木薯水足迹具有很高的空间相关性和强空间聚集性。水足迹高高聚集区(H—H)主要分布在广西北部和中部,低低聚集区(L—L)主要分布在广东经济发达地区。(4)枯水年2011年有着相对较高的水压力程度。广西木薯生产对当地水资源产生对影响更大。[结论]两广地区木薯生产及其需水量随年份发生了明显的变化,用水效率及水消耗量空间差异较大,具有明显的空间聚集特征。因此,应调整两广地区木薯种植结构,制定区域内合理灌溉制度,提升水资源和种植结构的匹配度,从而达到促进木薯产业可持续发展和缓解当地水资源压力的目的。

碳中和愿景下的能源变革

气候变化是当今人类面临的重大挑战之一,已成为全球性的非传统安全问题,严重威胁着人类的生存和可持续发展。我国碳达峰、碳中和承诺的提出,对我国建设人与自然和谐共生的社会主义现代化强国具有重要战略意义。面对我国如期实现碳达峰、碳中和的挑战,文章提出通过能源变革,大力推进能源供给侧的电力脱碳与零碳化、燃料零碳化,以及能源需求侧的能源利用高效化、再电气化和智慧化,构建以新能源为主体,“化石能源+二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)”和核能为保障的未来清洁零碳、安全高效能源体系。

CO_(2)驱油封存泄漏的环境风险评估和预警体系研究

二氧化碳驱油(CO_(2)-EOR)封存是一项新兴的大规模碳中和技术,然而CO_(2)驱油封存过程具有一定的泄漏风险,准确识别和评估以及及时预警和控制封存过程的泄漏风险,对于保障CO_(2)驱油封存项目的顺利实施至关重要。过去的研究主要从不同的层面、不同角度、不同的影响,应用现场监测和试验模拟识别和预测CO_(2)的泄漏风险,普遍停留在技术的验证或是碎片化的决策支持,缺少专门的预测和预警技术体系,导致难以为驱油封存示范项目提供全面和及时的泄漏安全保障。基于环境监测、过程模拟以及风险分析,通过建立不同级别的泄漏风险与泄漏变化的时空关系,构建包括风险识别、风险评估、风险预测、风险预警和风险控制的CO_(2)驱油封存泄漏评估和预警体系,该技术体系可以全方位、全时空地反映CO_(2)泄漏风险,有效支持CO_(2)驱油封存示范项目的环境风险评估和预警管理。

Aulr@InGaN纳米组装体人工光合成C_(2+)燃料联产H_(2)O_(2)

以太阳光为能量输入,二氧化碳(CO_(2))和水(H_(2)O)为原料,经人工光合作用合成可再生燃料和化学品,为解决能源危机和气候变化等核心挑战提供了一条有潜力的策略^([1]).与电催化、热催化和生物催化等固碳方式相比,光催化具有配置简单、成本低廉或环境友好等优点.然而,在无牺牲剂和无外加热能或者电能的条件下.