基于走航监测的煤矿甲烷排放量化

对增温贡献最大的“非二”温室气体--甲烷(CH_(4))排放的准确核算,是制定减排政策与检验减排效果的基础。针对“自下而上”方法对煤矿CH_(4)排放量化的不足,本研究系统考虑山西省晋城市某一示范煤矿区的地形、气象条件和基础设施分布,基于搭载了高精度温室气体分析仪的走航监测平台,结合移动式与下风向静止式两种监测方法,利用AERMOD大气扩散模型反演煤矿CH_(4)排放强度,并获得重点排放源的CH_(4)排放因子。结果表明,非生产状态下,单个风井排放速率为763 kg/h,比正常工况下的企业排放数据低了15.9%;在不考虑无组织排放的情况下,整个园区的CH_(4)排放因子为15.09 m^(3)/t,比“自下而上”清单低了13.8%,说明矿区工况对CH_(4)排放起到较大影响。煤矿园区的主要排放点源为1个风井与2个抽放泵站排气口,而无组织排放源为6个原煤仓;三者的排放因子呈现出递减变化,分别为8.6 m^(3)/t(43%)、6.49 m^(3)/t(33%)和4.87 m^(3)/t(24%)。传统的“自下而上”方法由于缺少对无组织排放源的考虑,即便在非生产状态下,也会造成整个矿区甲烷排放近24%的低估,而基于走航监测的甲烷核算方法能够弥补这一缺失。

碳中和目标下中国燃煤电厂CCUS集群部署优化研究

燃煤电厂作为中国最大的CO_(2)排放源,是中国实现碳中和目标的关键点。CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)技术是目前煤电行业实现深度减排的唯一途径,碳约束情景下,CCUS技术将在实现煤电碳达峰、碳中和目标中发挥不可或缺的作用。研究中首先使用综合环境控制模型(IECM)对燃煤电厂捕集技术环节的成本构成和经济性进行核算,得到中国燃煤电厂逐厂CO_(2)捕集成本和捕集量;其次,基于地质利用封存潜力及分布特征,构建CCUS源汇匹配优化模型,得到碳中和目标下的煤电CCUS项目分阶段布局方案;最后,以优化基础设施建设并通过规模经济降低成本为前提,使用聚类分析方法对煤电CCUS项目集群进行识别,进一步构建改进成本最小生成树模型,得到CCUS项目集群最低成本CO_(2)输送管道网络的路线优化策略。研究表明:碳中和目标约束下,需要对总装机容量约为355 GW的300个燃煤电厂进行CCUS技术改造,2030—2060年间可实现累积减排190.11亿t CO_(2)。煤电CCUS项目集群主要分布在华中、华北和西北地区,通过建立CCUS枢纽以实现CO_(2)运输基础设施共享,在松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地和鄂尔多斯盆地优先开展CCUS早期集成示范项目,能显著降低运输成本,推动CCUS技术大规模、商业化发展。