论煤地质学与碳中和

煤基碳排放构成了中国碳排放总量中最重要的部分,做好煤基碳减排和煤炭高效洁净低碳化利用是实现“碳中和”国家目标的重要途径,碳中和背景下的煤地质学发展值得关注。系统评述与碳中和相关的煤地质学研究领域,分析煤地质学在碳中和研究与工程实践中的作用和应用前景,探讨碳中和背景下煤地质学的重要发展方向。取得以下认识:推进清洁煤地质研究、服务煤的高效洁净化燃烧,勘探开发煤系天然气低碳燃料、优化一次能源结构和化石能源结构,开展煤化工资源勘查与开发地质保障研究、推动煤炭的低碳能源转化和新型煤化工产业发展,深化瓦斯地质研究、提高煤矿瓦斯（井下）抽采率、控制煤矿瓦斯的大气排放和泄漏,研究煤层甲烷天然逸散和煤层自燃排放、控制煤层露头的天然排放,发展煤层CO₂地质封存与煤层气强化开发（CO₂-ECBM）技术、推动碳捕获、利用与封存（CCUS）技术发展及其在火力电厂烟气碳减排中的商业化应用,研究煤炭勘查企业的碳足迹、实现企业净零排放,是与煤地质学紧密相关的碳减排技术路径;其中煤层甲烷与煤系气高效勘探开发、深部煤层CO₂-ECBM、煤层露头气体逸散与自燃发火控制、洁净煤地质与煤炭精细勘查是碳中和背景下煤地质学优先发展的重要领域。      

煤矿区碳排放的确认和低碳绿色发展途径研究

开展煤矿区碳排放的系统评价和减排路径的综合分析,是落实我国碳达峰与碳中和愿景的具体行动。针对煤矿区碳排放源边界不清、核算模型缺乏及碳中和背景下发展方向等问题开展分析。通过文献查阅、资料收集等方法,厘清煤矿区碳排放源边界,并建立碳排放量核算模型,明确煤矿区低碳绿色发展方向。结果表明:煤矿区碳排放(CH₄和CO₂)来源可划分为自然排放和人为排放两大类,并细分为5种类型,针对不同碳排放源提出相应的数学模型;同时煤矿区要加大节能和低碳技术的投入,提高综合资源的利用程度和瓦斯的监测力度,加强绿色矿山修复和建设,积极参与碳市场和碳排放权交易及培育适应市场的管理模式等一系列措施,逐步实现低碳、绿色产业体系;此外,煤矿相关单位应高瞻远瞩,深入分析并发挥政府的低碳环保政策的作用,与相关高校加强合作,在我国碳减排目标下,大力推动煤制氢技术的发展,突破CO₂-ECBM和CCUS关键技术中的运输、封存选址、安全稳定性评价、成本降低等瓶颈问题,以期在双碳背景下碳减排过程中实现经济、环保双重效益。      

京津冀地区光伏开发空间适宜性及减排效益评估

京津冀地区作为中国重要的能源消费基地,近年在产业转型与发展中对清洁能源的需求不断增加。光伏发电是中国“十四五”期间加速能源结构转型,早日实现碳中和目标的关键举措与重要抓手。本文以京津冀为研究区,通过构建“地形—气象—成本”光伏开发适宜性综合评价指标体系,计算了光伏开发适宜性指数,刻画出京津冀地区2018年光伏开发适宜性的空间格局特征,进而定量评估不同开发适宜性情景下光伏发电潜力与减排效益。研究表明：① 京津冀地区光伏开发适宜区占到区域总面积的22%,一般适宜区面积最广,“燕山—太行山”一线是适宜区与不适宜区的主要分界线,各类适宜区主要分布在承德、张家口和保定市3个市。 ② 京津冀地区光伏发电发展潜力巨大,开发非常适宜区和较适宜区的年发电潜力是2018年京津冀地区电力消耗的3倍。③ 光伏发电节能减排效果显著。在将非常适宜区和较适宜区全部开发情景下碳减排量为京津冀2018年排放量的47%。④ 土地利用限制、大型输电网络和储能系统是制约光伏发展的主要因素。总体来看,虽然大规模光伏开发仍存在一定的限制条件与技术瓶颈,但在全球气候变化加剧和社会经济发展进入“低碳脱碳”新常态的背景下,京津冀地区的大规模光伏开发仍是助力区域早日实现碳中和目标、优化能源结构和提升人民福祉的重要途径。     

中国旅游业碳减排潜力的空间关联网络结构及其影响因素

基于2000—2018年中国省际面板数据,利用“自下而上”法和Super-SBM模型测度30个省（区、市）的旅游业碳减排潜力,借助修正的引力模型和社会网络分析方法探究其空间关联网络特征及影响因素。结果表明：①中国旅游业碳减排潜力的空间关联日趋紧密,网络密度和网络关联数呈增长态势,网络效率和网络等级度呈下降态势;②东部区域在空间关联网络中居于核心位置,对降低旅游业碳减排潜力所需要素的掌控与支配能力较强;西部区域在网络中居于边缘位置,难以影响和控制其他省（区、市）;③北京、天津、江苏和上海属于“净受益”板块,广东、浙江和福建属于“经纪人”板块,吉林、内蒙古等23省（区、市）属于“净溢出”板块;④空间邻接关系、经济发展水平差异、产业结构差异、技术创新水平差异和旅游业人数规模差异共同驱动着中国旅游业碳减排潜力空间关联网络结构的形成与演化。     

城市公共自行车自愿碳减排机制初探——以北京市为例

公共自行车系统是待开发的交通自愿碳减排项目。本文采用CCER方法学中的“快速公交项目”,计算北京市2012年公共自行车系统自愿碳减排量,并估算收益。结果显示：北京市2012年公共自行车自愿碳减排量为43.95 t CO₂,出售可获得1538元的收益。同时估算得到北京市2015年公共自行车碳减排量为6874.5 t CO₂,出售可获得约24万的收益。因此,北京等交通需求膨胀的特大型城市,随着公共自行车系统的持续壮大发展,公共自行车运营企业的经济效益有望通过碳交易实现较大提升空间。     

中国碳减排目标的地区分解方法研究述评

碳减排目标的区域分配是中国当前控制CO2排放的紧迫问题。通过文献研究,评述了国际上针对国家之间的碳排放权的区域分解方案以及中国碳减排目标的国内区域分解方案,提出了要想真正公平、公正、可行以及可持续地进行碳减排目标的地区分解,必须明确以下几个方面的关键和核心问题:分配对象、分配原则、分配方案必须考虑的因素、分配标准、分配方法、分配模型以及分配结果的可靠性和合理性。     

微藻生物技术在二氧化碳减排和生物柴油生产中的应用研究进展

温室气体过度排放引起的全球气候变化已经成为世界各国需要共同应对的首要环境问题,其中化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放被认为是引起全球气候变暖的主要因素,所以减少二氧化碳排放可能是逆转全球气候变暖的主要措施。大规模微藻培养可以在减排二氧化碳的同时处理废水、     

经济层面和技术层面的碳减排研究

相关资料和事实表明,全球气候发生了很大的变化。二氧化碳是温室效应中最重要的温室气体,碳减排工作是缓解温室效应的一项重要措施,为当前科学研究热点之一。本文主要从经济和技术两个方面,较为系统和全面地介绍了当前碳减排方面的研究进展。经济层面的研究,包括数量化模型、碳税机制和碳减排附加效应几个方面。专业技术方面的研究,包括对碳行为的源汇和贮量的计算研究、碳循环研究、以及减少碳排放的工业技术的运用等。文章还简要提出了中国在碳减排研究方面应采取的几点措施。     

《京都议定书》缔约国履约相关状况及其驱动因素初步分析

基于《联合国气候变化框架公约》和国际能源署的相关数据,评估了《京都议定书》缔约国温室气体减排方面的进展情况。研究发现,受金融危机等经济活动的影响,2008年~2011年期间各国温室气体排放量呈现动态变化的趋势。从国别排放看,伞形国家的碳排放量自1990年始,总体上呈增加的趋势,实现减排目标基本无望;欧盟国家整体完成了8%的减排目标,但各个国家完成情况不尽相同;经济转型国家减排幅度最大。通过能源利用强度和碳排放强度两个指标分析减排力度较大国家的排放轨迹,发现欧盟国家主要通过能源结构的调整(表现为煤炭比重下降和天然气比重上升)和外贸转移排放实现排放强度的降低,而经济转型国家的排放变化主要缘于其经济社会结构的变化。总体来看,缔约国的能源消费结构和利用方式基本稳定,能源利用强度与碳排放强度降低趋缓,在现有能源消费结构下减排潜力有限。     

CO2地质封存与利用示范工程进展及典型案例分析

CO₂地质封存与利用工程实施具有十分可观的CO₂减排效果,推行CO₂地质封存与利用项目对于缓解全球气候变暖、践行我国可持续发展战略具有重要意义。梳理了目前主要的CO₂地质封存与利用方式,统计了全球范围内的CO₂地质封存与利用示范工程,重点介绍了我国典型CO₂地质封存与利用示范工程案例,并对CO₂地质封存与利用技术发展趋势进行了展望。目前,CO₂地质封存与利用方式主要包括CO₂驱油封存、CO₂驱替煤层气封存、CO₂咸水层封存、CO₂枯竭油气藏封存、CO₂驱替页岩气封存、CO₂深部咸水层封存与采水、CO₂封存与增强型地热发电、CO₂封存与铀矿地浸开采等;国内外在CO₂驱油封存、CO₂咸水层封存以及CO...