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。     

碳排放配额分配规则对煤电收益的影响研究

依据中国煤电现状及碳电市场发展趋势,在6种碳价及3种传导率组合的碳配额分配规则下,利用经济调度模型对1000 MW、600 MW和300 MW燃煤机组发电收益影响进行模拟研究。结果表明,300 MW机组对配额基准线与拍卖比例的变化较为敏感。在碳价为50.0元/t、79.9元/t及碳价传导率为20%的碳电市场耦合初期阶段下,配额基准线下降至0.74 t CO₂/(MW·h)或拍卖比例升高至50%,300 MW和600 MW机组存在负收益情况。若碳价及其传导率增加,配额基准线与拍卖比例改变对煤电机组造成的负效应更可控;核证减排量比例扩大对提高机组收益影响甚微,可以作为碳市场的一种有益补充并加以监管。因此,在充分考虑煤电承受力和竞争力前提下,制定碳配额分配规则应适应碳电市场发展阶段,积极推动碳电市场耦合传导碳成本,配合抵销机制来加速碳减排。     

基于CGE模型的电力低碳转型速度调控策略研究——以粤港澳大湾区为例

为探讨粤港澳大湾区实现碳中和及电力低碳转型过程的供应安全,构建粤港澳大湾区动态CGE模型,设计51种情景模拟各类型发电量的年均变化幅度,以全社会福利最大化为评价指标,研究煤电退役到保底容量、煤电完全退役和气电达峰容量的最优时间节点和发展速度.结果表明:2020年煤电发电量以年均降低66亿kW?h幅度退役到2032年保底...     

中国碳中和目标内涵与实现路径综述

碳中和已成为引领中国中长期可持续发展的纲领性目标.通过对已有研究成果的梳理与评述,从目标内涵和实现路径两个方面探讨了"碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革"这一重要命题.中国碳中和目标与全球温控2℃/1.5℃目标内涵一致,需要以阶段性减排成效为基础制定中期行动方案来逐步实现长期减排目标.作为实现碳中和目标的两个主...     

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。     

气候变化约束下中国电力系统低碳转型路径及策略

为理清应对气候变化约束下推动电力系统转型中面临的挑战和潜力,形成有效精准抓手,研究从气候变化约束对电力需求的影响出发,系统梳理温升目标下电力系统转型路径相关研究,并通过综述在低碳转型过程中与电力系统密切相关的煤电退出问题、可再生能源并网问题以及电网优化问题提出相应政策建议。研究发现,温升约束下煤电规模需快速下降,可再生能源发电大规模并网及远距离输送将成为最显著的特征,气电将承担比现在更重大的责任,核电需抛开争议加速发展。加快完善市场化机制、严控煤电规模、着力提升能效、统筹加强灵活性资源管理以及优化跨区负荷管理应成为监管部门重点推进的方向。     

中国电力行业碳排放达峰及减排潜力分析

推动电力行业低碳发展是中国有效控制CO₂排放和推动尽早达峰的重要抓手。在分别利用学习曲线工具和自下而上技术核算方式分析风电、光伏两类主要的可再生电力和其他各类电源发展趋势的基础上,综合评估了既有政策和强化政策条件下2035年前中国电力行业能源活动碳排放变化趋势。研究发现,既有政策情景下电力行业碳排放在2030年左右达到峰值,届时非化石能源在发电量中比重为44%,而通过强化推动能源绿色低碳发展的相关政策,2025年前即可达到电力行业碳排放峰值,2030年非化石电力在发电量中比重可以提升至51%,其中可再生电力加速发展将分别贡献2025、2030和2035年当年减排量（相对于既有政策情景）的45%、54%和62%。尽管从保障电力稳定安全供应角度,煤电装机仍有一定增长空间,但考虑到电力行业绿色低碳和可持续发展的长期需求,仍应加强对煤电装机的有效控制,“十四五”期间努力将煤电装机控制在11亿kW左右的水平。     

中国燃煤电厂碳捕集与生物质掺烧碳捕集改造的经济性

碳捕集与封存（CCS）技术作为解决全球气候变化问题的重要手段之一,能够有效减少CO₂排放。中国作为碳排放大国,当前电力的主要来源仍是煤电,碳捕集（CC）改造在燃煤电厂中有很大的应用潜力。经济性对CC改造的部署至关重要。为此,本文计算了中国各省典型电厂CC改造前后的平准化度电成本,比较了不同省份的CO₂捕集成本与CO₂避免成本,分析了不同掺烧率下生物质掺烧结合碳捕集(bioenergy with carbon capture,BECC)改造的经济性。研究发现,CC改造会导致不同地区的燃煤电厂度电成本增加57.51%~93.38%。煤价较低的华北和西北地区（青海除外）CC改造经济性较好,BECC改造则更适合华中地区。建议在推进燃煤电厂CC和BECC改造时要充分考虑区域资源特点,完善碳市场建设,形成合理碳价以促进CC和BECC部署。     

基于CGE模型的电力低碳转型速度调控策略研究——以粤港澳大湾区为例

为探讨粤港澳大湾区实现碳中和及电力低碳转型过程的供应安全,构建粤港澳大湾区动态CGE模型,设计51种情景模拟各类型发电量的年均变化幅度,以全社会福利最大化为评价指标,研究煤电退役到保底容量、煤电完全退役和气电达峰容量的最优时间节点和发展速度。结果表明：2020年煤电发电量以年均降低66亿kW∙h幅度退役到2032年保底容量,再以年均降低40亿kW∙h幅度在2045年实现完全退役;气电发电量从2020年起以年均增长61亿kW∙h的幅度在2038年达到峰值,然后以年均51亿kW∙h幅度退役到2050年保底容量1323亿kW∙h;进一步依据2020—2050年本地总发电量增速不变得到非化石电力增长速度,此种煤电、气电和非化石电力发展速度组合的经济性最优。相比基准情景,优选出的电力转型组合情景可累积促进化石能源消费量降低1.1亿tce,碳排放降低2.8亿t CO₂,电力部门增加值增长238亿元,其他部门增加值增长172亿元。     

碳市场与电力市场机制影响下发电机组成本分析与竞争力研究

碳市场和电力市场将共同发挥市场对资源优化配置的决定性作用,对共同市场主体发电企业带来经营和发展挑战。在考虑碳成本的基础上,采用发电机组经济性影响模型,定量分析了碳市场不同发展阶段对发电机组发电成本的影响,定量评价不同能源结构投资收益经济性,以及对集中竞价市场出清顺序的影响。结果表明,随着有偿配额比例和碳价增加,碳成本占发电成本比例逐步攀升,燃煤机组碳成本占发电成本比例最高将达29%,燃气机组此比例达6%;在设定碳市场高比例配额有偿分配和高碳价情况下,煤电和气电单位发电收益逐步降低甚至出现亏损,远低于可再生能源,推动投资逐步向清洁高效火电机组和可再生能源倾斜;碳成本将成为竞价市场需考虑的重要因素,并影响发电机组出清顺序,进一步巩固高效率、低排放机组在集中竞价市场中的竞争力。     

全球贸易隐含碳变化及其影响分析

基于最新的GTAP8 (Global Trade Analysis Project）数据库,使用投入产出法,分析了2004年到2007年全球贸易变化下南北集团贸易隐含碳变化及对全球碳排放的影响。结果显示,随着发展中国家进出口规模扩张,全球贸易隐含碳流向的重心逐渐向发展中国家转移。2004年到2007年,发达国家高端设备制造业和服务业出口以及发展中国家资源、能源密集型行业及中低端制造业出口的趋势加强,该过程的生产转移导致全球碳排放增长4.15亿t,占研究时段全球贸易隐含碳增量的63%。未来发展中国家的出口隐含碳比重还将进一步提高。贸易变化带来的南北集团隐含碳流动变化对全球应对气候变化行动的影响日益突出,发达国家对此负有重要责任。     

欧盟"气候行动与可再生能源综合计划"建议草案:核心要点与战略意义

概述了欧盟"气候行动与可再生能源综合计划"建议草案的出台背景、核心要点和主要内容,评价了各方反应及该建议草案的优点和缺点,分析了该建议草案与<京都议定书>第二承诺期气候谈判的联系及其对碳市场的影响.最后,针对中国参与清洁发展机制(CDM)活动,提出了个人的思考和建泌.     

不同情景达到碳中和下中国区域气候变化的预估

利用第6次耦合模式比较计划（CMIP6）中的9个全球气候模式的模拟结果,通过CO₂浓度达峰时间确定SSP1-1.9和SSP1-2.6两种情景下的全球碳中和时间,预估了全球碳中和下中国区域气候较历史参考期（1995—2014年）的未来变化,分析不同时间达到碳中和下气候响应差异,并与未实现碳中和的SSP2-4.5情景下的气候变化对比。结果表明,SSP1-1.9和SSP1-2.6情景下全球达到碳中和的时间分别为2041年和2063年,相较于历史参考期,SSP1-1.9/SSP1-2.6下中国区域平均年气温上升1.22/1.58℃,平均年降水量增加7.1％/9.9％。SSP1-2.6（晚碳中和）较SSP1-1.9（早碳中和）情景下年均温增高约0.36℃,最大升温区位于西南及高原地区。对降水而言,晚碳中和较早碳中和全国平均年降水量增加约2.7％。全年及夏季降水量显著增加区主要在西北,新疆地区出现降水增加超过8％的大值区,冬季则集中于黄河中下游,增幅也超过8％。未碳中和的SSP2-4.5情景下中国区域的升温显著强于SSP1-2.6（碳中和）情景,年平均气温高约0.61℃,西北地区是升温差别大值区,其中新疆部分地区增加升温超过0.8℃。SSP2-4.5较SSP1-2.6情景年降水量在西北地区增加显著,内蒙古西北部最大增加超过10％。有无碳中和对冬季降水影响更大,SSP2-4.5情景下新疆部分地区降水增加比SSP1-2.6下多20％左右,云南部分地区则少15％左右,表明有无碳中和对气候的影响远大于早晚碳中和。     

“千分之四全球土壤增碳计划”对中国的挑战与应对策略

《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第21次缔约方大会通过《巴黎协议》之际,法国农业部提出了"千分之四全球土壤增碳计划",随后被UNFCCC宣布正式启动。本文分析了该计划的背景与土壤固碳技术要求及其对中国固碳减排和气候变化外交的可能挑战。考虑到中国温室气体排放高,土壤碳库和当前固碳速率较低,而且预估的固碳潜力不确定性较大导致固碳目标设置困难,建议中国暂缓加入该计划,并可基于中国农业废弃物炭化技术可以达到较高的固碳减排效益,提出以生物质废弃物治理为中心的农业能源-土壤-肥料一体化减排增碳计划,主动应对新的气候变化减排外交,推进农业减污减肥减排的生态文明建设。     

基于涡度相关法的中国农田生态系统碳通量研究进展

农田生态系统是受人为活动强烈控制和干扰的系统,对其碳源/汇的评价是全球碳循环研究的热点.首先概括了以涡度相关法为手段的中国农田生态系统碳通量的研究进展,重点总结了中国农田生态系统碳通量的时间变化、驱动机制和模型模拟等方面的研究成果,并在此基础上对今后中国农田生态系统碳通量研究提出了建议,认为长期观测与研究、多因子协同作用、模型开发与尺度推绎、数据质量监控和评价是今后研究的重点方向.     

中国民航参与国家碳市场框架方案研究

基于民航业特点及中国民航发展阶段,提出中国民航参与国家碳市场的框架性方案,重点对中国航空CO2排放总量控制目标设计及目标分解方案进行了论述,并从公平性和经济成本角度对所提方案进行分析。分析的结论是:方案不会在中国航空企业之间造成实质性竞争扭曲,不同情景下行业购买碳配额的成本每年增加1.7亿~14.3亿美元,若考虑中国民航至少60%的成本转嫁能力,方案不会对中国民航发展造成严重制约。     

中国碳强度的影响因素

 基于自回归分布滞后模型,分析1980—2007年中国碳强度的主要影响因素。结果表明,碳强度与人均GDP、能源效率、工业增加值比重之间存在长期均衡关系。能源效率改进使碳强度下降,工业增加值比重上升使碳强度上升。人均GDP与碳强度之间存在倒U型关系。中国碳强度在20世纪90年代初就达到了转折点。但是,由于近年来能源效率下降和工业比重上升,中国的碳强度又出现反弹。     

台风过程对广西红树林净生态系统碳交换的影响研究

为研究台风过程对广西红树林净生态系统碳交换的影响,利用北海红树林生态观测试验站涡度相关系统观测的红树林碳通量和气象观测数据,分析台风"韦帕"登陆前后红树林净生态系统碳交换变化特征及其与气象因子的响应关系.结果表明:(1)红树林净生态系统碳交换碳汇峰值在台风登陆前递增并达到极值,台风登陆时碳汇峰值迅速降低,而在台风登陆后...     

河南省人工影响天气工作现状和持续发展思路

1 人影工作发展现状 河南省人工影响天气工作始于1958年.1958～1960年,仅开展了地面防霜冻工作;1974～1979年,开展了飞机撒播盐粉的人工增雨工作.之后,此项工作搁浅.     

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...