碳中和愿景下的污水处理厂温室气体排放情景模拟研究

污水处理厂运行过程中大量释放甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O),是重要的人为温室气体排放源。基于2005—2015年统计资料和IPCC核算方法,估算了2005—2015年中国生活污水处理厂CH₄和N₂O排放,分析了其排放特征和影响因素;依据碳中和愿景设定3种减排情景（低减排、中减排和高减排),并预估了2020—2050年排放趋势和时空变化。结果表明：2005—2015年间污水处理厂温室气体排放量呈稳定增长趋势,CH₄从1135.37万t CO₂e上升至1501.45万t CO₂e,N₂O从2651.08万t CO₂e上升为2787.05万t CO₂e,年均增速分别为2.8%和0.5%。3种减排情景下,2020—2050年CH₄和N₂O排放量时间上呈先增后减趋势,低减排情景下CH₄和N₂O排放量分别于2036年和2025年达到峰值,分别为2431万和2819万t CO₂e;中减排情景和高减排情景下CH₄峰值点分别出现在2027和2025年,而N₂O排放峰值均出现在2025年。2050年中减排和高减排情景下CH₄排放量相较于低减排情景减排率约为47%和94%;2050年低减排、中减排和高减排情景下N₂O排放量相较于2015年分别减排了12%、53%和95%。CH₄和N₂O排放量在空间上差异显著,华东地区排放量高,西北地区排放量低,东南区域所在省份排放量整体高于西北区域省份。影响因素中的经济发展程度与温室气体排放量密切相关。     

中国城市矿产开发对温室气体减排的影响分析

随着我国城市矿产开发的大力进行,其各方面的积极效益日益凸显。本文分析了我国城市矿产开发利用现状,并利用IPCC 提供的温室气体排放清单计算方法,对2011-2014 年我国废钢铁、废纸和废塑料的回收引起的CO₂ 和CH₄ 减排量进行统计分析。结果表明：2011-2014 年我国主要城市矿产开发的再生资源累计回收量为803.275 Mt,其中废钢铁、废纸和废塑料回收量最大,分别占2014 年回收总量的62.2%、18.0% 和8.2%;2011-2014 年废钢铁、废纸和废塑料回收引起的温室气体累计减排量分别为27.962 Mt CO₂-eq,954.695 Mt CO₂-eq 和22.502 Mt CO₂-eq,合计 1005.159 Mt CO₂-eq,温室气体减排效益明显。     

港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估

为提高评估结果的准确性,基于“作业活动-方式结构?能耗强度?排放因子”方法（ASIF),引入生命周期评价和费效分析理念,建立港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估模型,并以宁波舟山港为例进行实证研究。结果表明,宁波舟山港集装箱作业设备改造年均节能1.911万tce,减排6.175万t CO₂,节省成本0.696亿元。忽略能源油井到油箱排放对CO₂减排量影响较大,会使结果被低估8.65%或高估40.83%。不考虑设备改造成本对成本节省量影响很大(高估59.63%),但不考虑碳交易成本对其影响较小(低估2.30%)。节能量和CO₂减排量受集装箱吞吐量影响较大,其弹性系数≥1;成本节省量受柴油价格变化影响最大,其弹性系数为2.73。研究成果可为合理评估绿色港口促进政策的节能减排效果提供技术支撑。     

美国气候新政背景下的中国未来CO2排放情景预测

本文应用LMDI分解分析方法对中国2000—2014年生产部门CO₂排放量变化做因素分解分析,同时结合STIRPAT模型建立CO₂预测模型,分析2017—2030年中国的CO₂排放情况。结果表明,经济增长和能耗强度变化对中国CO₂排放量变化的影响分别为114.9%、-22.6%。基于预测模型变量构建未来情景,设定正常路线、减排路线和激进路线3条路线,共包含9种情景。正常路线的低碳情景和减排路线的基准情景下可实现2025年达到CO₂排放峰值,减排路线的低碳情景可实现2020年达到排放峰值。     

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。     

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。     

中国氟化工行业HFC-23减排潜力分析

我国是全球二氟一氯甲烷（HCFC-22）的主要生产国,在HCFC-22的生产过程中,会产生大量的温室气体--三氟甲烷（HFC-23）。通过分析我国11个HFC-23减排清洁发展机制（CDM）项目的监测数据,确定HFC-23的排放因子,估算我国2000-2010年HFC-23的排放量,并预测了2011-2020年HFC-23的排放量和减排潜力。预计到2020年,我国HFC-23的排放量将达到2.3亿t CO₂当量。如果HCFC-22企业能够实现自主减排,那么将为我国2020年CO₂排放强度下降40%～45%的减排目标贡献3.2%～3.6%。     

中国公众CO2减排的支付意愿：来自4个省市的案例

利用非市场价值评估的方法——条件价值法,通过估算公众对CO₂减排政策的支付意愿,评估中国减缓气候变化政策的价值。利用从北京、上海、山东、福建4个省市收集的1653份有效调查问卷,建立支付意愿模型。结果表明,绝大部分参与者对CO₂减排政策持明显的支持态度,平均每人每年愿意支付201.86元人民币以支持减排行动。其中,北京地区的参与者CO₂减排的支付意愿最高,其次为福建和山东,上海参与者的支付意愿最低。模型显示,年轻、男性和中共党员参与者愿意支付较高的额度支持CO₂减排行动,收入水平高、对目前的生活状况满意、对气候变化问题有较好理解的参与者支付意愿也高。这一研究的政策启示是：中国低碳发展需要将公众对气候政策的支持意愿转化为切实的低碳行动,在设计碳税等减排机制时还要关注不同地区和收入群体在支付意愿和能力上的差异。     

中国三氟甲烷处置政策分析及建议

通过分析减排量核查报告,得出2014年政策实施带来了6078.20万t CO₂e的三氟甲烷（HFC-23）减排,占“十二五”氢氟碳化物（HFCs）累计减排目标的21.7%。此外,通过分析政策面临的问题,从监测方法学、政策设计和后续运行监管3个方面,对政策的后续运行及2020年后HFC-23的减排提出了建议。     

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。     

基于CGE模型的碳税政策模拟——以广东省为例

科学设置碳税政策是控制二氧化碳排放量和推动能源结构优化的重要基础,文中以广东省为例,利用2012年的广东省投入产出表、广东统计年鉴、广东财政年鉴、中国统计年鉴等数据构建社会核算矩阵,通过构建静态的可计算一般均衡模型（CGE),进行区域的碳税政策模拟,分析不同程度的碳税税率对化石能源消费量及各宏观经济变量的影响。结果表明：征收碳税对减排效果有明显的正向作用,当碳税水平为60元/t时,广东省减排效果为3.90%;在碳税定价上,60元/t较为合适;减排贡献率最高的化石能源为煤炭,其次为石油,最低为天然气;碳税冲击下能源消费量下降,最明显的为煤炭,其次是火电;碳税冲击也能显著减少各部门对煤炭的消费量;碳税政策对广东省GDP和社会福利有负向作用,但对总体碳排放强度有正向作用。未来广东省应严格控制煤炭消费量,同时对火电部门进行低碳改造。     

A two-dimensional zonally averaged ocean carbon cycle model

An ocean carbon cycle model driven by a constant flow field produced by a two-dimensional thermohaline circu-lation model is developed. Assuming that the biogenic carbon in the oceans is in a dynamic equilibrium, the inorganic carbon cycle is investigated. Before the oceanic uptake of CO2 is carried out, the investigation of 14C distributions in the oceans, including natural and bomb-produced 14C, is conducted by using different values of the exchange coefficient of CO2 for different flow fields (different vertical diffusivities) to test the performance of the model. The suitable values of the exchange coefficient and vertical diffusivities are chosen for the carbon cycle model. Under the forcing of given preindustrial atmospheric CO2 concentration of 280 ppmv, the carbon cycle model is integrated for seven thousand years to reach a steady state. For the human perturbation, two methods including the prescribed at-mospheric pCO2 and prescribed industrial emissions are used in this work. The results from the prescribed atmospher-ic pCO2 show that the oceans take up 36% of carbon dioxide released by human activities for the period of 1980-1989, while the results from the prescribed industrial emission rates show that the oceans take up 34% of car-bon dioxide emitted by industrial sources for the same period. By using the simple method of subtracting industrial emission rate from the total atmosphere+ocean accumulating rate, it can be deduced that before industrial revolution a non-industrial source exists, while after 1940 an extra sink is needed, and that a total non-industrial source of 45 GtC is obtained for the period of 1790-1990.     

水泥熟料生产企业CO2直接排放核算模型的建立

为快速掌握区域内全部水泥企业的碳排放情况,在部分企业实际生产数据未知时,也能建立其生产碳排放清单,文中基于熟料生产特征,构建了可根据设备设计产能和运行时长两种参数来核算企业CO2排放的数值模型.以京津冀地区59条典型水泥熟料生产线的生产数据作为统计样本,借助Eviews对生产线的实际产能、熟料烧成煤耗与设计产能间的关系...     

碳税和碳交易机制的行业减排成本比较优势研究

碳税和碳交易机制是控制温室气体排放的环境管理工具,对工业行业的减排成本造成不同的影响。以污染控制政策的稳态总期望社会成本函数为基础构建碳减排成本函数,比较碳税和碳交易机制下水泥行业减排成本,发现影响两种环境管理工具成本的要素。以广东和山东水泥行业的实证数据进行模拟分析,得到如下结论：当碳价和碳税税率差距不大时,由于碳交易机制需要较高的建设成本,碳税更具成本优势;短期内,由于减排技术投入成本较高,与强制性的行政管理手段相比,碳交易机制更具成本效益;碳价、碳税税率、最佳可获得技术的价格、企业预期、碳交易建设与管理成本都会影响碳交易机制和碳税在减排成本上的比较优势。建议设计互补型碳排放管理政策组合,使碳税和碳交易机制发挥各自的制度优势。     

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...     

中国参与长期（2000-2050年）CO2减排的情景选择

利用国外较为成熟的气候与经济综合评估模型（DICE/RICE）,通过调整CO₂排放控制率,对我国2000-2050年的若干CO₂排放情景进行了设定,在保证大气CO₂总量稳定的前提下开展了若干CO₂减排方案下我国CO₂排放量、经济发展水平和效用水平的影响评估。研究结果表明,若干CO₂减排方案都可以使未来200年的全球平均地表温度增量控制在3.2℃的气候安全阈值范围内,都可以有效地保护全球气候安全。当我国到2050年的CO₂排放量从2000年的253%控制为50%时,国内生产总值(GDP)的下降幅度从0.33%增加到12.22%,相对应的效用值的下降幅度从0.00422增加到0.09946,其下降幅度都随CO₂减排额度的加大而增加。为此,我国将要追加621.96亿～13784.73亿美元的气候投资,占GDP的0.19%～10.5%。因此,从最大程度地减少实施减排所需要的气候投资和对我国经济影响的角度出发,我国应该优先选择到2050年CO₂排放量控制为2000年的253%这个方案。     

Leviathan carbon taxes in the short run

A cap is imposed on the carbon tax rate if the total tax revenue is not allowed to increase. Using recent data on the carbon-intensity of the economy and the overall tax take, I show that this cap constrains almost any climate policy in at least some countries. A larger number of countries, emitting a substantial share of global carbon dioxide, cannot fully participate if the carbon tax (or equivalent alternative regulation) is high enough to meet the 2?°C target. For that target, the carbon tax revenue in 2020 is greater than 10?% of total tax revenue in every country.     

Tax and trade: a hybrid climate policy instrument to control carbon prices and emissions

This article describes a ‘tax and trade' emission regulations system that controls both emission costs and emission quantities. Emitters are taxed at a fixed price on carbon emissions and the government uses the tax revenue to buy carbon offsets on existing emissions markets. Unlike a traditional carbon tax, regulated firms may also produce carbon credits which may be sold to the government. Thus, the government bears the compliance cost risk rather than an individual firm and has control over the number of offsets purchased and the effective emission reduction. This unusual form of hybrid has potential political advantages of creating an economic incentive on corporate choices (at the margin) substantially greater than the actual trading price, and with lower financial transfers than in most schemes.

Policy relevance

The article presents a hybrid carbon emissions system that adds to the growing discussion of hybrid policy instruments which could be implemented by policy makers, particularly in nations without current cap and trade policies.     

基于卫星遥感的南海海-气CO2通量研究

海洋是地表环境中最重要的碳库,准确估算CO2在海洋与大气之间的交换对于进一步阐明其变化过程机理具有重要意义。利用南海2011—2020年的海温、风速、海平面气压等多种遥感反演数据,基于海-气分压差算法,构建了海-气CO2通量遥感估算模型,并分析其时空变化特征。结果表明：（1） 遥感估算模型在整个南海海域具有较好的通用性,对比实测区域数据,估算结果的平均绝对误差和均方根误差分别为1.04和1.37 mmol/(m2·d);对于源汇区的识别准确率达到90.63%。（2） 南海总体表现为弱碳源,CO2通量的季节变化呈现出夏秋季高、冬春季低的特征,夏季和冬季分别为全年最高和最低。空间分布特征为南北部差异大。碳汇高值区始终位于北部,且冬季为强碳汇,而碳源高值区夏季出现在中南半岛东南部,秋季则转移到南海东北部。（3） 南海三种典型区（北部陆架陆坡、中部海盆、南部陆坡）的CO2通量随时间推移均呈现降低的趋势,且北部下降速度最快。2011—2020年,南海年均向大气净释放碳1.51×107 t,但其碳释放量呈降低趋势,降低速度为2.03×106 t/a,南海总体的“碳源”强度有所减弱。研究结果可为制定碳排放及碳交易政策提供科学参考。     

中国交通行业实施环境经济政策的协同控制效应研究

目前,交通行业已成为中国局地大气污染物和温室气体的重要排放来源之一,而且随着交通运输规模的不断扩大,与工业和生活排放相比,交通排放贡献占比呈相对增加趋势。文中构建了“CGE-CIMS联合模型”,对中国交通行业实施环境经济政策的局地大气污染物和CO₂协同控制效应进行量化评估。结果显示,与BAU情景相比,环境税、碳税、成品油消费税以及政策组合情景均促进了交通行业的电力消费替代汽油、柴油等石油制品,即使考虑政策实施后电力消费增加导致的间接排放,各情景下综合大气污染物协同减排量（ICER）仍为正值,即各项环境经济政策均具有较好的协同控制局地大气污染物和CO₂的效果。本文最后提出了包括聚焦高排放交通工具,以补贴低碳交通方式配合绿色税制改革,以及电力行业低碳发展等交通行业实施环境经济政策的配套措施建议。