基于STIRPAT的河北省碳达峰预测研究

我国已宣布力争2030年前二氧化碳排放达到峰值,为确保河北省能够保质保量完成碳达峰目标,采用联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)排放因子法测算河北省2005-2021年化石能源消费碳排放量,选取人口、人均GDP、城镇化率、产业结构、能源强度和能源结构6个因素,构建了河北省碳排放人口、财富和技术影响(stochastic impacts by regression on population, affluence, and technology, STIRPAT)预测模型,通过构建河北省碳排放情景,对河北2022-2040年碳排放量进行了预测。结果表明在基准情景和经济发展情景下,河北省碳排放趋势是持续上升的,未出现达峰点;产业转型、绿色发展和目标导向情景下出现了峰值点,其中目标导向情景在2029年达峰,绿色发展情景在2030年达峰,碳达峰量分别为81 626.658万吨二氧化碳和86 018.255万吨二氧化碳,产业转型情景在2035年达峰,碳达峰量为85 214.349万吨二氧化碳。按照目前情景发展下河北省难以在2030年实现碳达峰,为保质保量完成达峰目标,需要以能源绿色低碳发展为关键手段,同时以科技和制度创新为动力,调整优化产业结构和能源结构。

“双碳”目标下资源型城市韧性发展

依赖高碳发展模式的资源型城市在绿色低碳转型、实现“双碳”目标过程面临诸多风险。通过提升城市韧性将减排压力转化为城市内部减排动力,更好处理“双碳”目标与高质量发展间的协同关系,是最终实现可持续发展的关键。将城市韧性作为资源型城市应对“双碳”目标的实际响应,通过构建资源型城市韧性评估体系,在量化评估2010—2019年中国30个资源型城市韧性水平的差异基础上,比较了碳排放变化与资源型城市韧性二者间变化关系,主要结果如下:①2010—2019年中国30个资源型城市韧性水平均有提升,但差距在不断扩大;在空间演变方面,资源型城市韧性水平整体呈现东部高、西部低的特征,2013年之后的表现更明显;从城市内部韧性系统看,经济韧性与生态韧性的协调度较高,为“双碳”目标下资源型城市韧性提升的良好基础;②资源型城市韧性与碳排放的比较研究表明,二者绝对值变化趋势均呈上升状态,增长速率呈现先下降、后上升的趋势,虽然尚未实现“碳达峰”,但城市韧性的增加速率远高于碳排放增速,城市韧性有望成为应对气候变化、实现“双碳”目标的重要手段。基于上述内容,提出构建“双碳”目标下资源型城市韧性评估体系与保障政策体系建设相关建议。

我国现代煤化工产业清洁高效利用战略研究

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术的集群化部署是推动现代煤化工产业实现清洁高效利用的重要引擎。为了解决我国现代煤化工产业碳排放强度大、碳减排成本高等问题,本文在收集整理我国现代煤化工产业已投产及在建、拟建项目的产量或产能数据的基础上,通过运用二氧化碳捕集潜力计算模型,以及构建的现代煤化工CCUS项目源汇匹配模型,分别研究了我国现代煤化工项目的分布情况、碳排放量情况、CCUS项目的二氧化碳捕集潜力、CCUS项目的源汇匹配情况,以及CCUS项目的全流程成本。研究结果表明:1)当今,我国现代煤化工产业已形成了以“三西(蒙西、陕西、山西)+宁夏”为核心,以新疆、青海2省(自治区)为补充,以东部沿海省份为外延的现代煤化工产业格局。2)在考虑了在建和拟建的现代煤化工项目后,我国现代煤化工产业的碳排放量呈现出了显著上升的趋势。截至2020年,我国在建的现代煤化工项目的二氧化碳年排放量预计为26388万t,拟建的现代煤化工项目的二氧化碳年排放量预计为64479万t。3)截至2020年,我国现代煤化工CCUS项目对二氧化碳的年捕集潜力为55622万t,其中内蒙古、陕西、新疆、山西是我国现代煤化工CCUS项目碳捕集潜力最大的省份(自治区),二氧化碳年捕集潜力分别为14873万t、9988万t、8088万t、4000万t。4)在兼顾了二氧化碳捕集规模与管道运输经济性的省份(自治区)之中,内蒙古及陕西与鄂尔多斯盆地、山东与渤海湾盆地、新疆与鄂尔多斯盆地及准噶尔盆地、江苏及浙江与苏北盆地分别形成了良好的源汇匹配关系。5)从CCUS全流程成本和碳捕集潜力及源汇匹配关系的角度来看,陕西、山东、江苏、浙江4省是适合优先运用现代煤化工CCUS技术的省份。

产能置换情景下钢铁企业防护距离影响研究

基于辽宁省某钢铁企业的污染源排放数据,建立现状和产能置换实施后两种情景,利用CALPUFF模型模拟了两种情景下该钢铁厂各类污染物排放对厂区周边大气环境防护距离和卫生防护距离设置的影响。结果显示:钢铁企业产能置换项目的实施对各主要污染物的减排效果明显,各主要污染物中颗粒物、SO2、NOX分别减排约53.4%、16.2%、50.9%。产能置换项目实施后,相较于现状情景下,钢铁厂周边区域的大气防护距离和卫生防护距离均得到了减少。

全炭黑/白炭黑轮胎全生命周期环境影响的比较研究

为了降低轮胎全生命周期所产生的环境影响,促进废旧轮胎的再生利用,提升轮胎产业的环境效益与经济效益,针对白炭黑在乘用车用半钢子午线轮胎中的应用开展碳足迹研究。基于全生命周期理论,采用亿科eFootprint数据库分别构建了全炭黑和白炭黑体系轮胎模型,并对其生产阶段、运输使用及废弃回收阶段进行全生命周期碳足迹对比分析。研究结果表明:轮胎使用阶段是对碳足迹贡献最大的部分,其次是生产阶段;使用白炭黑替代炭黑作为补强剂可以在提高轮胎性能的同时,显著降低使用能耗,从而减小轮胎全生命周期产生的环境影响。

碳达峰情景下中国民用航空机场大气污染物及碳排放清单研究

基于2021—2022年中国民航局发布的机队配置数据和飞机起飞降落的航班数据,利用国际民航组织(ICAO)提供的标准排放量模型,自下而上编制了2021年及2022年中国内地(不含港澳台地区)民用航空机场高分辨率LTO循环过程的大气污染物及碳排放清单(HC、NO_(x)、CO、PM、SO_(2)、CO_(2)),并开展了污染物排放特征分析.此外,对民用航空机场开展了“碳达峰”情景下不同低碳路径的分析研究,设定并分析了基准情景、飞机性能优化情景和替代燃料情景,以期寻求“碳达峰”情景下机场减污降碳的最佳路径.结果表明,2022年中国民航机场LTO循环NO_(x)、CO、HC、SO_(2)、PM和CO_(2)排放量分别为7.80×10^(4)、6.17×10^(4)、0.51×10^(4)、0.23×10^(4)、0.06×10^(4)、1079.60×10^(4) t,相比于2021年,2022年中国民航飞机LTO循环大气污染物及碳排放总量降低了26.41%.2021年华东地区的CO_(2)排放量最高,在总排放量中占比达25.94%,而2022年中南地区的CO_(2)排放量最高,占总排放量的27.03%.与其他两个情景相比,替代燃料情景到2030年累计碳排放量为16784.48×10^(4) t,减排效率最高,达到28.35%.因此,“碳达峰”情景下民用航空机场减污降碳的最佳路径为选用替代燃料技术.研究结果有助于厘清中国民用航空机场大气污染物及碳的排放特征,为机场实时监管提供数据支持,并为探索有效的航空业减污降碳实施路径提供新思路.

中国民用航空机场大气污染物及碳排放清单

基于2017~2020年中国民用航空局飞机起降数据、机队配置数据和国际民航组织(ICAO)飞机发动机排放因子数据库等数据,自下而上编制了2017~2020年中国民用航空机场高分辨率飞机起飞着陆(LTO)循环大气污染物及碳排放清单,在此基础上探究中国民用航空机场大气污染物和碳排放时空分布特征.分析2000~2020年3次疫情(2003年非典、2012年中东呼吸症、2020年新冠疫情)对机场大气污染物及碳排放影响.结果表明,2020年中国民航机场LTO循环NOx、CO、HC、SO_(2)、PM和CO_(2)排放量分别为10.90,8.22,0.96,0.28,0.06,1360.27万t;HC、CO、SO_(2)、CO_(2)在滑行阶段排放量最大,分别占总排放量的92.80%、91.56%、41.81%、41.81%.NOx、PM在爬升阶段排放量最大,分别占总排放量的47.93%、37.39%;2017~2019年我国民航机场飞机LTO循环大气污染物及碳排放总量呈现逐年增长的趋势,受新冠疫情影响2020年排放总量下降22.39%;排放集中在经济较为发达的华东地区.在2000~2020年3次疫情中,新冠疫情对我国民航机场飞机LTO循环排放量影响最显著.

消费驱动下黄河流域隐含碳流动特征研究

黄河流域在中国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位,资源和能源聚集导致该流域内产生了高CO_(2)排放。现有研究中少有聚焦黄河流域CO_(2)减排的,且对排放的规律性尚待进一步挖掘。基于黄河流域生态保护和高质量发展背景及“双循环”发展新格局对消费驱动的要求,基于多区域投入产出(MRIO)分析框架,利用2015年多区域投入产出表,对黄河流域消费驱动下的产业与CO_(2)流动进行核算,并分别从省级层面和部门层面进行分析,研究各省份、各部门的产出与CO_(2)排放在黄河流域内外双循环中的特点。结果表明:黄河流域上游地区经济发展及CO_(2)排放受外省消费驱动较小;中下游地区CO_(2)排放量较高,主要受流域外省份消费驱动。带来高CO_(2)排放的主要产业为电力、煤气及水的生产和供应业,应开发可再生能源电力产业,促进清洁高效发展。

山东省垃圾焚烧电厂PCDD/Fs排放清单及其环境影响

基于2018年现场实测数据,以山东省为典型案例研究,综合考虑现有生产技术、生产规模、炉型工艺及年垃圾焚烧量等因素,自下而上构建山东省垃圾焚烧发电厂PCDD/Fs排放清单,并采用空气质量模型CALPUFF定量评估现状及不同情景下垃圾焚烧PCDD/Fs排放及其环境影响.结果表明:PCDD/Fs排放因子范围为24.68~290.90ng TEQ/t,平均值为75.11ng TEQ/t,年排放量为1.07g TEQ,排放因子、排放量均低于已有研究.从炉型维度分析:炉排炉排放因子低于循环流化床,表明其PCDD/Fs排放控制水平较好;从空间分布维度分析:潍坊市,济宁市和淄博市的垃圾焚烧量最大,其排放量与大气模拟浓度也相对较高;从情景对比维度分析:标准加严、垃圾焚烧率提高的未来情景更符合山东省垃圾焚烧电厂的未来发展规划要求,同时也可达到降低PCDD/Fs排放及其环境影响的目标;相比2018年基准情景,该情景下的年排放量以及年均浓度贡献将分别下降22.73%,24.19%.

运用大数据助力行业和企业高质量发展

中国石油和化工行业发展指数研究是服务于石油和化工行业高质量发展和企业管理水平提升的一项公共产品。该指数的测算依据是中国石油和化工行业上市公司的年报及社会责任报告中的数据,借鉴道琼斯可持续发展指数等国际标准,按照国际惯例,建立评估体系和评价模型,通过一系列方法计算这些化工上市公司的综合得分而得出的一个数据,这个数据可以直观地反映石油和化工行业在本年度的全面发展概况。目前该指数具备三大功能:一是对行业和企业发展程度的衡量;二是给企业对标管理提供参照依据;三是具有对企业现有状况的咨询诊断的作用。

AERMOD模型地表参数更新对模拟效果影响

基于2018年高分辨率土地利用数据,对2012版AERSURFACE集成系统进行了更新,以沧州市合围区为例,研究了地表参数更新对AERMOD模型模拟效果的影响,并利用沧州市大气环境监测系统(国控站、省控站、微站)进行了验证.结果表明,AERSURFACE集成系统土地利用数据更新可为AERMOD模型提供更准确的地表参数,使得模拟结果与实测值的相关系数提升,对国控站日均值和小时值年相关系数最大提升值分别为0.073和0.024;从统计学角度分析,该提升显著,使模型模拟结果与实测值的变化趋势更加一致,说明地表参数更新对模型模拟具有正向作用.从时间尺度上看,土地利用数据更新对冬、春季的模拟效果提升比夏季更大;对日均值的模拟效果提升比小时值更大.

基于全生命周期理论的半钢子午线轮胎环境影响

轮胎产业作为传统制造行业,在创造巨大经济效益的同时,也带来了巨大的环境问题。为了分析轮胎产业的潜在环境影响,寻找轮胎的减排减能潜力,基于全生命周期理论,以半钢子午线轮胎为研究对象,考虑轮胎生产、运输、使用直至废轮胎利用的生命周期闭环全过程,建立碳排放模型和能量消耗模型,并构建回收利用阶段的碳减排—削减清单和能量排放—削减清单,对比分析废轮胎连续低温热解、间歇低温热解和催化裂解的碳减排量、碳减排率、净碳盈余指标和能量削减量、能量削减率、净能量盈余指标。结果表明:1 t轮胎在整个生命周期中,共计消耗了3.52×10^(5) MJ一次能源,排放了1.01×10^(4) kg二氧化碳;在轮胎整个生命周期中,运输和使用阶段的碳排放量以及能量消耗最大。针对轮胎各阶段环境影响分析,可知轮胎生产阶段关键碳排放元素包括炭黑、电、合成橡胶以及钢丝帘线等;关键能源消耗元素包括合成橡胶、炭黑以及蒸汽等;3种资源利用方式中连续低温热解的碳回收效果最好,催化裂解的能量回收效果最好;再生回收物是废轮胎碳削减和能量削减的最主要的贡献来源。

核泄漏大气扩散与环境风险模拟:以山东半岛为例

以山东半岛为研究区域,利用CALPUFF模型定量模拟了2018年1月1日—12月31日虚拟核电站在不同沿海网格内的放射性核素泄漏扩散情况.在此基础上,采用综合考虑人群影响与污染物浓度情况下的网格环境风险值的计算方法,表征核泄漏事故过程中潜在的核素环境风险影响,从而得到研究区域内的最优和最不利的厂址布点.此外,结合最优和最不利的厂址所在区域的风场资料,分析了不同季节的I-131的大气扩散情况.结果表明,位于威海市的44号网格总环境风险值为1.73×10^(10),总环境风险最低,为本研究中核电站的最优布局点.而位于青岛市的35号网格总环境风险值为9.98×10^(11),总环境风险值最高,不适合作为核电站布局点.I-131的大气扩散主要受所在区域主导风向的影响,最优和最不利的情景中I-131的月均浓度最大值均出现在夏季.对于核电厂的选址,应综合考虑风向、地形和人口因素,人口少、处于主导风向下风向的沿海地区更适合作为核电厂厂址.研究结果可为定量评估核电站布局选址的潜在核泄漏环境风险提供方法学参考,并为核电站现有的布局和选址方法提供新思路和技术支持.

资讯

编读往来。留住阳光,需多方发力。贵刊第10期的报道《民营炼化能否留住阳光》,对我国几个知名民营炼化企业发布的年度报告进行剖析和展望,有一定借鉴意义。从年度报告来看,恒力、恒逸等民营炼化企业总体情况不错。近年来,我国民营炼化可谓是蓬勃发展。随着恒力石化、浙江石化等大型炼化一体化项目相继投产,我国民营炼化项目正式跃入“千万吨级”时代,这标志着民营炼化行业在规模和产能上取得了显著突破。

2014-2019年临沂市大气颗粒物污染对慢性呼吸道疾病的影响研究

目的 探讨大气颗粒物污染对临沂市人群慢性呼吸道疾病的短期暴露效应。方法 基于2014—2019年临沂市大气颗粒物(PM_(2.5)和PM_(10))浓度例行监测和同期呼吸道疾病门诊数据,采用分布滞后非线性模型研究颗粒物对慢性呼吸道疾病门诊患者的暴露风险和滞后效应。结果 PM_(2.5)浓度为86μg/m^(3)时,慢性呼吸道疾病相对危险度(Relative Risk,RR)最高,为1.67(95%CI:1.27~2.17);PM_(10)浓度为90μg/m^(3)时,RR值最高,为1.56(95%CI:1.25~1.96);慢性呼吸道疾病门诊量在低-中PM浓度(PM_(2.5)≤87μg/m^(3)、PM_(10)≤165μg/m^(3)),累计滞后风险从lag03开始显著,高浓度(PM_(2.5)≥166μg/m^(3)、PM_(10)≥273μg/m^(3))时,累积滞后1 d(lag01)即产生相对风险;性别与年龄的修饰作用,PM_(2.5)对男性影响大于女性,PM_(10)对女性影响大于男性;PM_(2.5)对≤65岁人群疾病风险显著,而PM_(10)对全年龄段人群均存在风险。结论 临沂市颗粒物浓度仍处于较高水平,人群暴露及慢性呼吸道疾病风险较高,需严格执行和实施大气污染减排政策及措施。

WRF模式最优参数化方案在不同空气质量模式的应用

精准的气象场和适用的空气质量模式是优化大气污染模拟的重要途径.为提升四川盆地冬季大气污染模拟效果,利用WRF模式25组参数化方案组合,进行气象场模拟试验,基于最优方案数据,以四川盆地某大型钢铁厂为例,分别驱动AERMOD模式和CALPUFF模式,通过研究区域4个国控站数据对模拟结果进行对比验证.结果表明,WRF模式参数化方案选取对地面风场、高空风场和地面湿度场模拟效果影响较大,对地面温度场、高空温度场和高空湿度场模拟效果影响较小,SLAB陆面过程方案、Dudhia短波辐射方案分别与YSU、ACM2、BouLac和MRF边界层方案的组合,均能较好地模拟四川盆地冬季地面风场、温度场和湿度场的变化趋势,结合高空风温湿统计参数综合分析可知,第1组方案适用于达州气象场模拟,第13组和第17组方案分别适用于成都白天和夜间时段气象场模拟.CALPUFF模拟结果与监测值的相关性整体优于AERMOD,从站点角度分析,CALPUFF在国控站3号的模拟效果相较AERMOD提升较大,在国控站2号的模拟效果提升较小,从大气污染物角度分析,4个国控站CALPUFF对NO_(x)和PM_(10)的模拟效果相较AERMOD均有不同程度提升,由Q-Q图分析,CALPUFF对SO_(2)、NO_(x)和PM_(10)的模拟结果相较AERMOD,与监测值更加吻合.

基于整数规划算法的大气排放源优化方案快速效果评估

基于空气质量模型模拟结果,利用0~1整数规划算法,建立了排放量与污染物环境浓度的多情景快速反应决策模型,实现了大气污染管控目标下大气污染物排放源调整方案的快速决策。以大气环境考核重点关注区域河北省沧州市高速合围区为例,采用AERMOD模拟分析了各排放源一次PM_(10)对国控点贡献排名情况,利用0~1整数规划模型求解了在贡献浓度调整下各排放源组的最优控制方案。结果表明:沧州市高速合围区内颗粒物排放源对国控点的污染浓度贡献中,道路源排放占比最高,其次为非道路移动源;此外,在实现合围区内排放总量调整最小且对国控点(市环保局、沧县城建局、电视转播站站点)贡献浓度均降低至少1.5μg/m^(3)的目标下,对“新华区省道”“运河区土壤扬尘”源组的管控方案达到最优,源组总排放量为791.30 t/a,下降幅度为15.66 t/a,对各国控点年均贡献浓度为7.80,10.09,7.87μg/m^(3),分别下降了1.75,2.00,1.52μg/m^(3)。该方法可实现在既定的大气污染源调整方案下的快速效果评估,并提供最优减排方案。