中国钢铁行业节能减排措施的协同控制效应评估研究

以中国钢铁行业为研究对象,对典型行业节能减排措施开展协同控制效应评估分析,试图为制定行业局地大气污染物与温室气体协同控制行动方案和规划提供依据。首先采用排放因子法计算各项措施对各类局地大气污染物和各类温室气体的减排量,并归一化为综合大气污染物协同减排量（ICER),进而采用协同控制效应坐标系、协同控制交叉弹性、单位污染物减排成本以及边际减排成本曲线等评估指标和方法开展协同控制效应评估。结果表明：基于2025年钢铁行业发展情景,6类28项节能减排措施可以实现每年减排SO₂ 51.80万t、NOx 71.35万t、PM10 29.07万t,还可协同减排CO₂ 6.64亿t;除末端脱碳和末端减污措施不具备协同减排效果外,多数措施均具有良好的协同控制效应;高温高压干熄焦（T3）措施单位污染物减排成本最低,超低排放改造（T28）措施减排成本最高;能效提升、原（燃）料替代类措施具有良好的财务收益;结构调整、能效提升和消费减量类措施减排潜力较大。未来应加强协同控制技术研发和协同控制规划,以实现行业局地大气污染物和温室气体协同控制综合效益优化。     

无水印刷技术协同减排污染物与温室气体案例评估

无水印刷技术作为印刷行业源头替代的重要技术之一,主要适用于出版物印刷、包装印刷等平板印刷,在国际上已得到了普遍应用。文中以北京某印刷企业为案例,开展企业层面引进无水印刷技术后挥发性有机物（VOCs）与CO₂协同减排评估,通过实地监测和公开文献获取数据,进行实证研究。结果表明,与基准情景相比,采用无水印刷技术和安装末端治理设施均能减少VOCs的排放量,但采用无水印刷技术的VOCs减排效果更佳,减排率为60%左右。采用无水印刷技术后CO₂排放量显著下降,安装末端治理设施会增加CO₂排放量。以无水印刷为代表的源头替代技术可以实现VOCs和CO₂的协同减排。     

未来中国纯电动汽车的节能减排效益分析

采用燃料生命周期方法,选取能耗、CO₂、NO_x和SO₂排放等关键节能减排指标,对我国纯电动汽车、汽油汽车和混合动力汽车进行比较分析。通过对2010年和2020年两个时间点的考察,发现推广纯电动汽车并不一定有利于节能减排：在2010年技术水平和能源结构下,纯电动汽车的燃料周期能耗和CO₂排放低于燃油汽车（包括汽油汽车和混合动力汽车),但NO_x和SO₂排放要高出燃油汽车50%以上;到2020年,若国家相关规划目标得以实现,纯电动汽车的燃料周期能耗和CO₂排放将比2010年下降30%左右,NO_x和SO₂排放将比2010年下降80%以上,但由于发动机技术迅速改进等原因,届时纯电动汽车的燃料周期CO₂、NO_x和SO₂排放等都高于混合动力汽车。在此基础上,进一步分析了纯电动汽车节能减排效益的不确定性,并提出改善纯电动汽车节能减排效益的政策建议,如将纯电动汽车的推广与电力系统改造行动结合起来、基于能耗水平对纯电动汽车和燃油汽车进行分类管理等。     

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CO₂排放源,是中国实现碳中和目标的关键点。CO₂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CO₂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CO₂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 CO₂。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CO₂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。     

南京北郊 O3、NO2和 SO2变化特征分析

利用 2008年1-12月南京北郊O₃、NO₂及SO₂质量浓度连续观测资料,分析了南京北郊气体污染物(O₃、NO₂、SO₂) 的质量浓度变化规律。结果表明：南京北郊O₃浓度夏季较高,日变化曲线呈单峰型,NO₂和SO₂浓度夏季较低,日变化曲线呈双峰型,NO₂与O₃的日变化呈现负相关关系,该地区SO₂浓度整体较高,夏季周末效应NO₂和SO₂较O₃更明显。     

汾渭平原CUACE模式空气质量预报性能的检验订正及环境评估

利用2019年1—6月地面环境监测资料和PM_2.5气象条件评估指数，结合滚动偏差订正方法，对汾渭平原CUACE空气质量预报产品进行了检验订正，并对气象条件和污染减排影响进行了评估。结果表明：CUACE模式对空气质量指数(AQI)、PM_2.5和SO₂浓度预报值较接近观测值，PM₁₀、CO和NO₂预报值小于观测值，O₃预报值大于观测值；对首要污染物O₃和PM_2.5及重度和严重等级污染的预报的TS评分最高，漏报率和空报率最小，预报偏差最接近1；滚动偏差订正方法对改善CUACE空气质量预报效果较为明显，尤其是对PM₁₀、O₃和NO₂改善最为明显；汾渭平原2019年上半年气象条件变化使PM_2.5浓度较2018年同期和过去5年同期分别上升了18.26%和11.18%，减排措施使PM_2.5浓度较2018年同期和过去5年...     

陶瓷行业减污降碳协同增效案例评估——基于干法制粉的实证分析

干法制粉是陶瓷行业重要的节能减排技术之一,但目前并未得到广泛应用。文中以南、北方各一家代表企业作为案例,针对干法制粉开展减污降碳协同增效评估。通过文献调研和实地考证,采用产排污系数法计算了干、湿法制粉技术大气污染物和CO₂减排量,并进行了对比分析。结果表明,与湿法制粉工艺（天然气）相比,同样生产1 t粉料,干法制粉可以减少51%的CO₂排放;同时大气污染物明显下降,其中颗粒物降低了42%,NO_X下降了45%,SO₂降低了42%。协同控制交叉弹性分析结果进一步表明干法制粉在减排大气污染物的同时可以实现较好的温室气体减排效果。由于南、北方原料含水率的差异,北方干法制粉能耗与南方相比下降51%,在原料含水率较低的北方应用干法制粉减污降碳效果更好。     

中国煤化工行业开展CO2强化深部咸水开采技术的潜力评价

中国是煤转化的技术引领者,已建、拟建和审批了大量煤转化企业;随之带来了严峻的CO₂排放和水资源缺乏的问题。CO₂强化深部咸水开采（CO₂-EWR）技术是大规模CO₂减排和水资源开采的方法,特别适合缺水区域的煤化工行业。煤化工企业工艺排放的高浓度CO₂结合CO₂-EWR技术可以较低成本实现CO₂减排,并部分解决工业缺水的问题。研究首先建立了行业尺度的包括源汇匹配、技术经济评价、CO₂排放量评估和封存场地适宜性评价等方法的全流程碳捕集、利用和封存技术经济评估方法（ITEAM-CCUS),然后采用该方法对2018年的煤化工企业排放的高浓度CO₂开展全流程CO₂-EWR项目的源汇匹配、成本范围及减排潜力进行评价并得到：大部分的源汇组合分布在中国西北、华北及北部等干旱地区;基于煤化工厂2018年的实际产量和100%总产能计算,高浓度CO₂年排放量分别是190 Mt和1726 Mt;当全流程CO₂-EWR项目的平准化成本低于200元/t CO₂时,累计CO₂减排量分别为160 Mt/a与1569 Mt/a,地下水产量分别为241 Mt/a与2353 Mt/a。研究结果表明煤化工CO₂-EWR技术是中国煤化工行业低碳可持续发展的关键技术,也为中国部署大规模CCUS提供了低成本机会。     

工业部门污染物治理协同控制温室气体效应评价——基于重庆市的实证分析

以高能耗为主要特征的工业部门是大气污染物和温室气体的重要排放源。为推动协同管控,文中结合生态环境部在重庆市组织开展的试点工作,对工业企业NOx污染治理协同控制温室气体的效应进行了量化分析。结果表明,以末端治理为手段的NOx治理措施协同控制温室气体的效果为负,即工业企业去除1 t NOx会直接或间接增加CO₂排放1.811 t,采用SNCR技术且选择氨水等非尿素类脱硝剂有助于减少工艺过程和电力间接CO₂排放。2017年工业企业NOx减排导致CO₂排放增加52.57万t,占重庆市能源活动CO₂排放总量的0.3%。电力碳排放因子降低1%和降低5%情景下,NOx减排的总协同度将分别提高0.9%和4.3%,尤以水泥制造业的协同效果改善最明显。减少尿素使用和提高电力低碳化程度有助于降低工业领域NOx减排对CO₂排放的负协同效果。     

碳排放权交易的减污降碳协同效应及影响机制

减污降碳协同共治能够缓解我国环境质量改善和温室气体减排的双重压力。碳排放权交易是减碳的关键市场手段,厘清其对大气污染治理的协同作用至关重要。文中基于2006—2019年我国省级面板数据,使用双重差分法(DID)分析了碳排放权交易试点政策的协同作用,并通过中介效应模型检验了其影响机制。研究发现：碳交易试点具有显著的减污降碳协同效应,其中CO₂与SO₂的协同控制效果最显著,但政策效应的持续性有待增强;政策能通过降低能源消费量、改善能源结构这两条路径降低CO₂与大气污染物排放,但调整产业结构尚不存在该传导作用。为增强碳排放权交易的减污降碳协同效应,文中从加强碳交易监管力度、坚持能源消费提质降耗、扩大全国碳市场行业覆盖范围3个方面提出了政策建议。     

鄂尔多斯盆地CO2地质封存适宜性与潜力评价

针对目前利用层次分析法对CO₂地质封存进行适宜性评价过程中,极少结合研究区域实际计算低层次评价指标权重,对适宜性评价结果又缺少进一步的分析,结合鄂尔多斯盆地的地质特征,通过计算指标组成权重和适宜性得分对盆地开展了CO₂地质封存适宜性评价,并以适宜区杏子川油田长4+5盖层为例,开展了盖层封闭性评价实验研究。同时,采用相应的计算方法对鄂尔多斯盆地深部咸水层和油藏的CO₂地质封存潜力进行了计算。结果表明：鄂尔多斯盆地在三叠系开展CO₂地质封存的适宜性最好,石炭-二叠系和奥陶系则次之;杏子川油田三叠系延长组长4+5盖层对区域开展CO₂地质封存具备良好的封闭性;鄂尔多斯盆地深部咸水层和油藏的CO₂有效封存量分别为1.33×10 ¹⁰ t和1.91×10 ⁹ t,且在延长石油吴起、靖边及杏子川油田共有56个CO₂地质封存适宜区,其CO₂有效封存量可达1.77×10 ⁸ t。     

供热行业碳排放基准线研究——以沈阳市为例

根据沈阳市72家供暖企业调研数据,利用IPCC温室气体清单方法核算供热企业碳排放量。结果表明：在151 d供暖期内,不同热源形式碳排放强度差异显著,小型分散锅炉房平均碳排放强度为58.25 kg CO₂/m²,区域锅炉房为53.42 kg CO₂/m²,热电联产为49.87 kg CO₂/m²,组合式热源（燃煤锅炉+热泵）为34.49 kg CO₂/m²,清洁能源为21.58 kg CO₂/m²。基于不同热源形式碳排放强度和清洁发展机制推荐的基准线确定方法,设置了实际排放、历史排放、单体容量40 t/h以上区域锅炉房排放、热电联产排放、技术水平领先前30%和40%企业排放6种基准线情景。通过各个碳排放基准线值比较,结合沈阳市的经济技术发展水平和未来碳交易市场计划,建议选择技术水平领先前40%企业排放情景下的碳排放基准值46.57 kg CO₂/m²作为沈阳市2013年供暖行业的碳排放基准线。以此基准线为起始基准线,对2014-2020年的碳排放基准线进行了预测。     

2018年冬季鲁西北大气污染特征及影响因子分析

利用2018年12月至2019年2月滨州、德州和聊城PM_2.5、PM₁₀、NO₂、SO₂、CO和O₃逐日质量浓度及其对应的气象资料,分析了鲁西北大气污染特征和影响因子。结果表明：2018年冬季鲁西北大气污染比较严重,聊城、德州和滨州轻度及以上污染天数分别占61%、60%和54%,重度以上染污天数分别占24%、11%和9%;首要污染物均为PM_2.5、PM₁₀和NO₂,其中PM_2.5占60%以上。PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂和CO日变化呈双峰双谷型,谷值分别出现在04-07时和15-17时,且下午比清晨更低,峰值出现在上午和下午交通高峰期后2-3 h,且峰值上午大于下午;O₃呈单峰型分布,09时出现极小值,18-19时出现极大值。PM_2.5是鲁西北主要的首要污染物,与PM₁₀、CO、NO₂均为显著正相关,并通过0.01水平显著性检验,与NO₂的相关性在低相对湿度(< 60%)时大于高相对湿度(≥ 60%),与CO的相关性在高相对湿度时大于低相对湿度;污染时段(PM_2.5>75 μg·m^-3)的平均相对湿度和平均温度明显大于清洁时段(PM_2.5 ≤ 75 μg·m^-3),清洁时段风速和气压比污染时段明显偏大。     

贵阳市大气污染物浓度特征及降水的清除作用

本文利用2013年1月1日~2015年6月30日贵阳市9个环境监测站的6种主要大气污染物(SO2、NO2、O3、PM10、CO、PM2.5)监测数据,分析了贵阳市主要大气污染物的年变化、日变化特征及降水对首要污染物浓度变化的影响。发现SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5浓度为单谷型年变化,夏季浓度最低,冬季浓度最高;O3浓度为双峰型年变化,4、10月分别有两个极大值、11~2月与7月分别为两个极小值;SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5浓度日变化呈双峰型特征;O3浓度日变化为单峰型特征;郊区SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5日平均浓度低于市区,而郊区O3日平均浓度高于市区。降水对O3的湿清除效果不好,对其余大气污染物的湿清除效果较好,尤其夜间降水对颗粒污染物(PM2.5、PM10)的清除效果优于白天降水,但会使O3浓度明显上升。