能源转型路径的经济环境健康效益评估——以粤港澳大湾区为例

能源转型是推动“双碳”目标实现的关键举措,文中构建能源转型综合评价模型并以粤港澳大湾区为例,设计了基准情景、转型情景和深度转型情景,评估不同能源转型路径对大湾区经济产业、环境正外部性和健康效益的影响。结果显示,相比基准情景,能源清洁替代促进转型情景和深度转型情景的碳排放分别在2025年和2022年提前达峰,到2035年碳排放分别下降了22.0%和35.9%,转型情景电力结构优化促使碳排放减少了0.59亿t,占全社会减排量的53%;投资结构优化和产业转型升级推动转型情景2035年GDP相比基准情景增长0.68%,而深度转型情景碳限制过于严格,造成GDP损失0.34%;能源转型对环境产生正外部性,2035年转型情景SO₂、NO_X、PM2.5、PM10排放分别下降35%、20%、36%、37%,带来155.6亿元的环境健康效益,约占大湾区GDP的0.05%。综合考虑能源转型对全社会的经济、环境、健康影响,转型情景的经济性较好,2035年相对基准情景增加了0.73%的经济效益。粤港澳大湾区应合理设置碳减排目标,稳步推进能源转型,实现绿色能源转型和能源、经济、环境的协调发展。     

中国2050年碳排放情景比较

从方法论、情景设置、宏观参数、能源消费量、能源消费结构、碳排放量、碳排放强度等几个方面,对国内外有代表性的6个中国碳排放情景研究进行了比较。在维持现有政策框架的基准情景下,尽管中国未来的能源结构持续优化,碳排放强度持续下降,但中国2050年的二氧化碳排放量将显著增长,排放量为119亿～162亿t。通过一定的低碳发展政策,在比较情景下,能源结构的优化和碳排放强度的下降更加明显,2050年碳排放量显著下降,排放量为43亿～95亿t。     

中国交通部门污染物与温室气体协同控制模拟研究

开展交通领域大气污染物与温室气体协同减排研究对于实现能源、环境和气候变化综合管理具有重要意义.文中以我国交通部门污染物与温室气体协同治理为切入点,开展道路、铁路、水运、航空和管道运输等各子部门未来需求预测,并运用长期能源可替代规划系统模型(LEAP),通过构建基准情景、污染减排情景、绿色低碳情景和强化低碳情景,模拟分析...     

城镇化背景下中国长期低碳转型路径研究

在中国经济步入新常态之际,为了研究城镇化背景下的长期碳排放趋势,构建了人口变动与能源系统互动的综合分析框架与社会经济-能源系统模型。结果显示,从2014年至2050年,预计有3亿人口从农村流向城市,并呈现从中小型城市逐步向大型和特大型城市汇集的趋势。人口流动趋势与人民生活质量改善结合,推动中国基础设施建设、工业产品生产和能源服务需求增长。基准情景下,2050年中国一次能源消费总量达到84亿tce,能源相关CO₂排放达到176亿t,比2013年增长83%;而在低碳转型情景下,通过技术创新,2050年中国一次能源消费需求可以控制在61亿tce左右,CO₂排放在2020—2025年间达峰,2050年比基准情景降低78%。低碳转型过程中,非化石能源电力和能效技术的减排潜力最大,工业和电力部门率先在2020年达峰,建筑和交通 ^①（①按照国际通行的能源系统部门划分标准和能耗概念,工业、建筑、交通均属于终端能源消费部门,其中建筑部门能耗指建筑运行能耗,而非建筑建造过程中的能耗;交通部门能耗指所有交通活动能耗,既包括交通运输业营运类运输工具的交通能耗,也包括私人、公务非营运类运输工具的交通能耗 ^[1]。）将在2030年左右达峰。实现低碳转型所需新增固定投资占GDP的1.5%,不会给国民经济带来重大负担。中国实施新型城镇化战略具有技术和经济可行性。     

华南地区未来地面温度和降水变化的情景分析

利用英国Hadley气候预测和研究中心的区域气候模式系统PRECIS,模拟分析基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)2000年发布的<排放情景特别报告>(SRES)中设计的B2情景下华南区域2071～2100年的温度和降水量的可能变化,结果显示:2071～2100年均地面温度相对于气候基准时段(1961～1990年)上升约2～4 ℃;华南区域未来夏季降水量在22°N以北区域较气候基准时段增加,而以南区域减少;冬季降水则表现为华南区域较气候基准时段减少.2071～2100年华南区域的温度气候趋势系数为正值,年均降水气候趋势系数为负值.2071～2100年的高温事件和强降水事件的发生频率均比气候基准时段明显增加.     

不同降水情景下广州市人地耦合系统脆弱性评价

脆弱性评价为城市管理决策者制订适应行动提供科学依据,根据脆弱性范围图(vulnerability scoping diagram,VSD)框架建立评价指标体系,基于系统动力学对广州市人地耦合系统2015—2020年间不同经济发展与降水条件进行动态仿真,结果表明:按现状发展的情景1中,预测年(2020年)脆弱性值较基准年(2014年)上升39. 67%;经济按现状发展叠加降水缓慢增长的情景2中,城市适应能力未能及时提升,城市更脆弱;经济高增长、降水较大和适应措施较弱的情景3中,脆弱性值较基准年(2014年)上升42. 78%,系统向着不利方向发展;在情景4中对情景3进行调控,增加45%防洪投资可使脆弱性值降低3. 22%,在经济增长、损失减少、防灾投入中取得平衡。     

全球升温1.5℃和2.0℃情景下淮河上游干流径流量研究

基于ISI-MIP（The Inter-Sectoral Impact Model Inter-comparison Project）推荐使用的5个全球气候模式数据(HadGEM2-ES,GFDL-ESM2M,MIROC-ESM-CHEM,Nor-ESM1-M,IPSL-CM5ALR),驱动SWIM（Soil and Water Integrated Model）水文模型,研究全球升温1.5℃和2.0℃情景下淮河上游干流径流量变化,得出结论：(1)淮河上游干流径流量年际变化在2种升温情景下均呈先减小后增加趋势。全球升温1.5℃时年径流量较基准期(1986—2005年)增长9.5%,而升温2.0℃情景下涨幅更明显,高达17%。(2) 4个季节径流量在2种升温情景下较基准期均有增长,其中春季涨幅最明显,达24.4%,夏、秋、冬季涨幅分别为7.1%、16.1%、13.5%。全球升温2.0℃时淮河上游干流径流量在4个季节较基准期增长率均大于全球升温1.5℃时。(3)不同气候模式输出日径流量最大值相差较大而平均值相差较小。未来2种升温情景日径流量超过王家坝闸设计流量的日次较基准期均有增加,尤其升温2.0℃情景较基准期增多22次,较升温1.5℃情景多5.8次,表明未来升温2.0℃情景下淮河上游出现极端径流事件的可能性进一步增大。     

基于19个站的不同排放情景下贵州21世纪气候变化预估

运用IPCC AR4提供的模式预估结果,分析了基于19个站的不同排放情景下21世纪贵州气候变化特征,结果表明:21世纪贵州省将继续变暖、变湿,且人类排放越大,增温增湿的幅度越大。从未来情景气候预估的区域性特征来看,相对于基准期(1981—1999年),2011—2040年,A2(高排放)、A1B(中排放)和B1(低排放)3种排放情景下全省年平均气温偏暖在1℃以下,且省北部地区偏暖程度略大。2041—2070年,3种排放情景下全省年平均气温分别比基准期偏暖1.6~2℃、1.8~2.4℃和1.2~1.8℃,且均表现为省东北部偏暖幅度大、西南部偏暖幅度小的态势。2071—2099年,偏暖态势亦是东北部多、西南部少,3种排放情景下分别比基准期偏暖3℃以上、2.6~3.2℃和1.8~2.2℃。降水方面,前期(2011—2040年)在A2和A1B情景下相对于基准期全省年平均降水以偏少为主,偏少幅度在2%以内,在B1情景下相对于基准期省西北部降水偏少东南部降水偏多,变化幅度基本在1%以内。21世纪中期(2041—2070年)和后期(2071—2099年)在3种排放情景下全省各区域降水相对于基准期均是偏多。其中2041—2070年,3种排放情景下全省年平均降水分别偏多0%~3%,2%~5%和1%~3%,且偏多态势分布在3种情景下均不一致。2071—2099年,降水偏多的态势为南多北少,具体表现为3种排放情景下分别偏多4%以上,3%以上和2%~5%。     

北京市能源系统气候变化脆弱性分析与适应建议

1951-2014年,北京市年平均气温以0.37℃/10a的速度上升,且热岛效应强度和范围增大。随着北京城市化发展,气候变化给北京市能源系统带来的额外压力也趋于显著。本研究着重分析了气候变化条件下能源系统的脆弱性。研究结果表明,气候变化下北京市能源系统的脆弱性主要表现在高温天气条件下,电力需求负荷超过电力供应系统设计最大负荷;低温条件下,天然气供应短缺;极端天气给能源生产、能源供应和能源运输造成威胁。针对北京市能源系统的脆弱性,借鉴国际经验,提出了北京市能源系统提升气候变化适应能力的短期战略和长期战略,并分别从政策、技术和管理方面提出了短期战略的适应建议。     

我国能源活动CO2排放在2020—2022年之间达到峰值情景和可行性研究

全球到2100年实现将温度上升控制在和工业化前相比2℃以内,已经成为一个政策目标。本文结合中国能源环境政策综合评估（IPAC）模型的近期研究结果,分析了实现全球2℃温升目标下我国能源活动的CO₂排放情景,并对其关键因素进行研究,得到实现这些情景的可行性。研究表明,考虑到我国经济转型、能源效率提升、可再生能源和核电的发展、碳捕获和碳封存技术,以及低碳生活方式的转变,我国能源活动的CO₂排放是可以在2025年之前,甚至更早（如在2020—2022年）实现排放峰值,峰值总量在90亿t左右,之后开始下降,这和我国在全球2℃温升目标情景中给予的碳空间相一致,支持我国未来在全球温室气体减排中的国际合作路径,以及国内低碳发展政策的制定。实现这样的减排路径,需要在既有的环境和能源政策之外制定针对气候变化减缓的明确和长期的政策,如碳定价。     

1.5℃温升目标下中国碳排放路径研究

《巴黎协定》提出1.5℃目标以及中国2060年前达到碳中和的目标背景下,为研究实现1.5℃目标的技术路径,构建了综合性的能源-经济-环境系统模型,研究中国在2℃情景基础上实现1.5℃目标的额外减排要求、部门贡献和关键减排措施.结果显示,1.5℃情景要求到2050年CO2排放量减少到6亿t.一次能源消费总量2045年达峰...     

基于RegCM4模式的华北区域未来洪涝灾害风险预估

基于区域气候模式RegCM4东亚地区25 km分辨率气候变化试验模拟结果,在分析华北区域基准期(1986—2005年)洪涝灾害致灾危险度以及人口和GDP承灾体易损度基础上,建立区域灾害风险评估模型;应用建立的模型预估华北区域RCP4.5和RCP8.5两种情景下近期(2020—2035年)、中期(2046—2065年)和远期(2080—2098年)洪涝灾害风险的变化。结果表明：(1)RegCM4对华北区域基准期洪涝灾害危险度评估指标R_{20 mm}和R_{x5 day}模拟能力较好,基准期洪涝灾害风险Ⅲ级及以上的区域位于北京、天津、河北南部和东部以及山西南部等地。(2)RCP4.5和RCP8.5情景下,未来3个不同时期华北区域大部分地区R_{20 mm}和R_{x5 day}、洪涝致灾危险度以及风险增加,RCP8.5情景下增加更明显。风险等级Ⅲ级及以上范围在两种情景下均在中期最大。     

气候变化对水文季节性迁移的影响：以水库汛期分期和极值降水为例

气候变化影响下水利工程的可靠设计和安全运行是广大决策者、研究者和公众共同关注的热点问题。以清江流域为研究对象,首先采用模糊集合分析法对不同温室气体排放情景(A2、A1B和B1)下的逐日降水资料进行汛期分期,再通过广义极值分布(GEV)函数对各分期的极值降水序列进行频率分析。结果表明,降水季节性迁移直接影响汛期分期;3种排放情景下未来各时段(2011—2030年、2046—2065年和2080—2099年)的主汛期较基准期均推迟且有缩短趋势。对于极值降水量级,未来情景下明显小于基准期,且这种差距随着重现期的增大而增大;主汛期明显大于前汛期和后汛期,且在时段之间的差异明显大于排放情景之间的差异。     

消息

《IPCC排放情景特别报告(SRES)》中的排放情景A1情景族描述了这样一个未来世界:经济增长非常快,全球人口数量峰值出现在本世纪中叶并随后下降,新的更高效的技术被迅速引进。A1情景族进一步划分为3组情景,分别代表着化石燃料密集型(A1FI)、非化石燃料能源(A1T)、以及各种能源之间的平衡(A1B)。     

中国交通部门中长期低碳发展路径研究

交通部门在中长期具有很高的碳排放增长潜力,对我国低碳转型有重要影响。构建自下而上的能源系统模型PECE-LIU2017及其交通模块,设置未来交通发展的基准、NDC和低碳3个情景,深入分析交通需求背后的驱动因子及发展趋势,制定交通部门中长期低碳发展路径。结果显示,随着经济发展和人均收入水平提高,未来我国交通需求将持续增长。NDC情景下,交通部门有望在2038年左右达峰。在低碳情景下,我国交通部门2050年CO₂排放将从基准情景30亿t降低为6亿t,并在2030年左右达峰,为我国中长期低碳发展目标贡献17.5%的累计减排量。2016—2050年低碳交通固定投资需求为15.7万亿元人民币,占我国中长期低碳投资总需求的53%。通过提高燃油经济性、推广新能源汽车以及发挥城市公共出行最大潜力,交通部门能够以技术可行的方式实现低碳转型,并对我国长期低碳发展战略做出重要贡献。     

全球升温1.5℃和2.0℃情景下中国乡村振兴核心区极端降水的变化特征北大核心CSCD

中国乡村振兴核心区生态环境较脆弱,暴雨洪涝等气象灾害频发,在此背景下,定量、科学地评估乡村振兴核心区全球升温情景下极端降水的变化特征,能够为乡村振兴核心区防止因灾返贫策略等的制定提供一定的科学依据。本研究基于CMIP6(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6)气候模式下不同SSPs-RCPs(Shared Socioeconomic Pathways-Representative Concentration Pathways)组合情景模拟数据,对全球升温1.5℃和2.0℃情景下中国乡村振兴核心区极端降水事件频次、强度和持续时间的变化特征进行了分析。结果表明:(1)相对于基准期(1995~2014年),全球升温1.5℃情景下,乡村振兴核心区受极端降水影响明显增大,面积占比60.91%的区域极端降水频次增加,面积占比88.19%的区域极端降水强度增强,面积占比81.07%的区域极端降水持续时间增加;(2)全球升温2.0℃情景下,乡村振兴核心区三项极端降水指标变化与升温1.5℃情景下相似,相对于基准期有增加趋势,极端降水频次、强度和持续时间面积占比分别为55.78%、85.24%、79.33%;(3)从空间角度分析,全球升温1.5℃和2.0℃情景下,乡村振兴核心区中西部相较东部可能更易受极端降水的影响,西藏片区频次和持续时间增加显著,尤其值得关注;(4)当全球升温从1.5℃到2.0℃情景,乡村振兴核心区整体极端降水特征的变化未表现出明显增减趋势及空间特征。相比1.5℃较基准期的变化,2.0℃情景下极端降水频次、强度、持续时间的增加区域范围均缩小,但平均增幅均变大,对于发生极端降水事件的乡村振兴核心区区域而言可能面临更大的风险。     

未来气候变化背景下我国橡胶树寒害事件的变化特征

利用1981—2010年历史气象数据和2031—2060年（RCP2.6和RCP8.5）气候情景数据,根据橡胶寒害等级指标,结合插值分析、提取分析和地图代数等空间分析方法,研究在未来气候情景下我国橡胶树寒害事件的变化特征。结果表明：(1) RCP2.6和RCP8.5气候情景下2031—2060年我国橡胶种植适宜区基本呈现寒害发生降低的趋势,其中次适宜区（III）和局部可植区（IV）的降低幅度较为明显,有向高一等级适宜区转化的趋势。(2)我国橡胶树寒害中心的纬度,由1981—2010年的22.5°~23.5°N向北移动至2031—2060年RCP2.6情景下的24.0°~24.5°N和RCP8.5情景下的23.5°~24.0°N。(3) 2种气候情景下,2031—2060年我国海南、广西、广东、福建等植胶区橡胶树寒害发生概率（较基准时段1981—2010年）主要呈现降低趋势,云南植胶区在2种气候情景下有明显的差异,表现为RCP2.6情景下,轻度和特重寒害呈现降低趋势,中度和重度寒害呈现增加趋势;RCP8.5情景下,轻度和重度寒害呈现降低趋势,中度和特重寒害呈现增加趋势。(4)对比2种气候情景较基准时段的变化情况,RCP2.6情景对橡胶树轻度和特重寒害影响较大,RCP8.5情景对橡胶树中度和重度寒害影响较大。     

《IPCC排放情景特别报告（SRES）》中的排放情景

A1情景族描述了这样一个未来世界：经济增长非常快，全球人口数量峰值出现在本世纪中叶并随后下降，新的更高效的技术被迅速引进。A1情景族进一步划分为3组情景，分别代表着化石燃料密集型（A1FI）、非化石燃料能源（A1T）、以及各种能源之间的平衡（A1B）。     

赴美国加州大学欧文分校学术访问总结

1项目背景与任务应美国加州大学欧文分校先进能源与能量计划部(APEP)主任Scott Samuelsen教授和水文气象与遥感研究中心(CHRS)主任Soroosh Sorooshian教授的邀请,湖北省气象局武汉区域气候中心秦鹏程于2019年6月14日至8月2日赴美国加州大学欧文分校进行技术访问,执行中美清洁能源联合研究中心能源与水技术研究项目(CERC-WET)双边合作任务。     

赴美国加州大学欧文分校学术访问总结

1项目背景与任务应美国加州大学欧文分校先进能源与能量计划部(APEP)主任Scott Samuelsen教授和水文气象与遥感研究中心(CHRS)主任Soroosh Sorooshian教授的邀请,湖北省气象局武汉区域气候中心秦鹏程于2019年6月14日至8月2日赴美国加州大学欧文分校进行技术访问,执行中美清洁能源联合研究中心能源与水技术研究项目(CERC-WET)双边合作任务。