水泥生产能源消耗内含碳排放量分析

基于生命周期理论,根据能源内含阶段的能源消耗碳排放情况,提出能源消耗碳排放内含系数量化能源内含阶段碳排放,结合中国现有统计年鉴数据,计算得到2005-2007年部分能源消耗碳排放内含系数,煤炭和石油产品为1.04～1.08,天然气和火电约为1.4和3.1.通过对中国3种水泥产品生产过程能耗分析,熟料烧成和煤炭消耗分别为过程和能源种类碳排放大户,从水泥生产碳排放量看,P1525和P0425水泥比PS325水泥高50%和35%,通过计算,3种水泥产品生产二氧化碳排放量为295.4～445.6 kg/t水泥.     

秸秆高温干式厌氧发酵的产气特性研究

试验用作物秸秆与活性污泥混合厌氧发酵制备沼气,研究了活性污泥与麦秸、玉米秸和稻草高温干式发酵的产气规律,加N素调节碳氮比(C/N)及添加生物炭对产气的影响.利用作物秸秆与活性污泥投加量1∶1,厌氧发酵原料总固体(TS)20%,在55℃下厌氧发酵.试验数据表明:1)产气从第5 d产气量开始增加,峰值均出现在第6~9 d,发酵15~25 d产气较为稳定,随后产气量缓慢下降.厌氧发酵7 d时,沼气中甲烷含量均能达到60%左右.按厌氧发酵时长45 d计算,稻草的产气量最大,单位TS累积产气量达到413.7 mL·g~(-1);玉米秸和麦秸的单位TS累积产气量分别为365.2 mL·g~(-1)、345.2 mL·g~(-1).2)调节发酵液的C/N至30∶1,可有效缩短沼气启动时间1~2 d;在沼气发酵微生物活性较低时,表现最为明显,可缩短沼气启动时间≥3 d且累积产气量最高可提高44.9%.3)在厌氧发酵液中添加4%(按发酵秸秆干基计算)的生物炭,并调节发酵液的C/N至30∶1,对麦秸厌氧发酵产气而言,累积产气量可提高38.5%,玉米秸和稻草的累积产气量分别提高6.2%和8.0%.     

太阳能热水系统生命周期评价及回收期分析

中国太阳能热水装机容量占世界总量70%左右,且85%以上采用真空管式集热器.面对国内越来越多的集中式系统,本文从运行效果、经济性及环境影响3个方面对集中式真空管和平板太阳能热水系统进行对比研究,包括清单分析、生命周期环境影响以及能源-环境-初投资回收期.结果表明,真空管式太阳能热水系统(ETSHWS)生命周期环境影响所占比例最大的是化石能源耗竭潜值,占比约为30%;而平板太阳能热水系统(FPSHWS)所占比例最大的为矿产资源耗竭潜值,约为65%.相比于生命周期集热量产生的正面环境影响,生命周期总环境影响很小.另外,两系统能源回收期不到3个月,环境回收期不到3 a,初投资回收期在8 a之内;平板式太阳热水系统能源回收期、环境回收期和初投资回收期分别为真空管式太能热水系统的1.5倍、2.7倍和1.7倍,就运行效果、环境影响和经济性而言,真空管式太阳能系统明显优于平板式太阳能系统.若以建筑60 a的使用期来计算,ETSHWS环境影响和正面环境影响均优于FPSHWS,但FPSHWS的初投资要优于ETSHWS.     

社会水循环碳排放综合测算模型——以黄河流域为例

社会水循环是能源消耗和碳排放的密集区,深入研究其各个环节的能耗和碳排放空间分布及强度特征对实现双碳目标至关重要。该研究基于生命周期评价方法,构建社会水循环碳核算体系及碳排放综合测算模型,以黄河流域66个地市(州)为例,估算社会水循环全生命周期能源消耗和碳排放。研究发现：2017年黄河流域下游地区的单位面积碳排放量最大,约是上游地区的7.4倍;在取水、供水、用水、排水四大环节中,用水环节碳排放量最大,其中居民生活用水的碳排放量最大,占用水环节碳排放的59.7%,占社会水循环总碳排放的54.7%,是社会水循环碳减排的重点环节;黄河流域社会水循环各环节碳排放强度依次为：用水>排水>供水>取水。针对碳减排重点区域和环节,提出了社会水循环节能降碳的建议。     

基于化学回热的沼气冷热电联供系统

为了实现沼气化学能和物理能综合梯级利用,提出一种基于化学回热的沼气冷热电联供系统。新系统引入重整器,利用透平高温排气驱动沼气重整,生成具有更高化学能的合成气,以提升沼气燃烧前热值。利用Aspen plus软件进行仿真模拟,模拟结果表明:通过沼气重整可使沼气转化为化学能更高的合成气,同时可回收大量低温潜热用于沼气池保温。在设计点工况下,新系统效率较参比系统提升了21.88%～31.25%。通过参数分析可知,水蒸气与沼气摩尔比（水碳比）对系统性能影响较大,当水碳比从0.5提升到4.8时,甲烷转换率从0.12增大至0.48,提高了余热回收利用。燃气轮机输入热值的提高使得新系统发电量从13.37%提升到55.55%,最终使得系统的效率从9.68%增大至41.94%。     

世界生物燃料政策对中国的启示

<正>作为最大的发展中国家,中国在2009年12月哥本哈根联合国气候变化会议上,决定在2020年把碳排放量降到目前排量的50%。化石燃料占世界能源消耗比重的80%,而汽车消耗了化石燃料的57%。化石燃料燃烧以后产生的尾气污染占大气污染的60%-70%,其中有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫等。生物能源     

玉米秸秆热解液体产物热值的测定

基于玉米秸秆热解液体产物不易直接被点燃的问题,提出了利用无水乙醇作为助燃剂诱发其燃烧,然后在量热仪上准确测定热值的新方法.实验表明,在该液体产物中加入20%左右的乙醇,可以确保检测样品被点燃.6次实验的平均结果表明:其高位热值为9 561kJ/kg,干基热值为17 383kJ/kg,相对标准偏差为1.42%,这些数据为生物油的应用研究提供了依据.     

河南省交通能耗碳排放的驱动因素及空间格局分析

基于河南省2010-2016年交通能源消耗碳排放量,以河南省18个地级市为研究单元,利用对数指数平均权重法(LMDI)因素分解方法,对河南省交通能耗碳排放变化进行因素分解,并利用地统计分析方法对河南省交通能耗碳排放的空间分布格局进行分析,结果表明,河南省交通能耗碳排放量在2010-2016年呈不断增长的趋势;各类能耗影响因素中,煤炭是影响交通能源消耗碳排放总量变化的主要原因;石油、天然气和电力对其影响较小. LMDI模型因素分解,第三产业经济增加值对河南省交通能耗碳排放产生正向驱动作用,交通运输业经济份额和交通能源强度对交通能耗碳排放产生负向驱动作用,交通能源结构的驱动影响取决于能源利用的合理性,其中,第三产业经济增加值对碳排放的影响最大,交通能源结构对碳排放的影响最小.由于人口分布和经济发展水平的不同,河南省交通能源消耗碳排放沿着东北-西南方向变化较大,此方向上的交通能源消耗碳排放量也较大.整体上,河南省交通能源消耗碳排放呈中部高、四周低的分布格局.     

车用汽油替代燃料生命周期能源消耗和排放评价

建立了石化汽油、乙醇、甲醇、液化石油气、液化天然气、压缩天然气等汽油替代燃料生命周期能源消耗和排放评价模型,提出汽油替代燃料生命周期净能源外部成本指标,并进行生命周期能源消耗和排放评价.结果表明,与汽油比较,乙醇、煤制甲醇的生命周期净能源外部成本升高,天然气制甲醇、液化石油气、液化天然气、压缩天然气的生命周期净能源外部成本降低.从降低生命周期净能源成本角度出发,天然气制甲醇、液化石油气、液化天然气、压缩天然气是优先选择的汽油替代燃料.     

基于混合建模的城市垃圾厌氧发酵车用沼气生命周期评价

利用ISO“生命周期评价原则与框架”,提出了混合建模(PELCA)的生命周期分析方法,对城市垃圾厌氧发酵车用沼气燃料进行了生命周期能耗和环境排放分析,并对安阳市垃圾厌氧发酵车用沼气燃料进行了生命周期评价.结果表明:城市垃圾厌氧发酵的沼气完全满足国标对车用压缩天然气(CNG)燃料的要求.在城市垃圾厌氧发酵车用沼气燃料生命周期中,全球变暖对环境影响负荷贡献最大,气溶胶最小.车用沼气燃料生命周期环境影响负荷中,车辆运行阶段产生的环境影响最大,燃料阶段最小.城市垃圾厌氧发酵可以作为城市决策者处理垃圾方式的参考依据.     

微藻生物柴油全生命周期分析

以传统柴油为比较基准,采用生命周期评价的方法分析了微藻生物柴油的生命周期化石能耗、石油能耗和温室气体(Greenhouse Gas Emissions,GHG)排放.结果表明:微藻生物柴油生命周期上游阶段的化石能耗比传统柴油的高,石油能耗和温室气体排放较低;微藻生长阶段是化石能耗强度最集中的过程(如大量肥料的使用和电力等过程燃料的投入),其次为油脂提取阶段;使用微藻生物柴油(M-BD100)可减少石油资源消耗和降低温室气体排放;在现有条件下,微藻生物柴油掺混20%(体积比)的传统柴油可降低生命周期化石能耗和温室气体排放.     

橡胶阻尼材料的生命周期清单分析

着重介绍了橡胶阻尼材料的生命周期清单分析方法,并以某国产橡胶阻尼卷材为实例,探讨了国内橡胶阻尼材料在能源消耗和环境排放方面的特点：每功能单位该卷材生命周期的总能耗约为6763.81 MJ,其中石油占79.03%,煤占10.29%,天然气占6.77%,电力占3.91%;共排放大气污染物375.79 kg,其中原材料获取阶段占92.68%,产品生产阶段占5.91%,包装材料生产和用后处理阶段仅占0.63%和0.78%。同时为类似产品的生命周期清单分析提供方法上的借鉴。     

能值分析与碳足迹的建筑可持续性评价方法比较

对一个太阳能建筑案例“Sunny Inside”进行能值分析与碳足迹计算,分析二者结论的一致性与差异性.研究结果表明:在建筑全生命周期中,不可再生资源的能值投入和碳足迹分析结论一致,不可再生能值投入越多,产生的碳足迹也越多;能值分析将自然环境、社会和经济的可再生和不可再生资源都纳入考虑,侧重于从资源消耗的角度对建筑能耗进行计算,且可以直接评价建筑的可持续性;碳足迹方法则着眼于建筑的碳排放,用各个阶段、各种材料的CO₂排放量表示建筑对温室效应的影响.     

Greenhouse gases: low methane leakage from gas pipelines

Using natural gas for fuel releases less carbon dioxide per unit of energy produced than burning oil or coal, but its production and transport are accompanied by emissions of methane, which is a much more potent greenhouse gas than carbon dioxide in the short term. This calls into question whether climate forcing could be reduced by switching from coal and oil to natural gas. We have made measurements in Russia along the world's largest gas-transport system and find that methane leakage is in the region of 1.4%, which is considerably less than expected and comparable to that from systems in the United States. Our calculations indicate that using natural gas in preference to other fossil fuels could be useful in the short term for mitigating climate change.     

基于EIO-LCA的燃料乙醇生命周期温室气体排放研究

基于中国2007年EIO-LCA模型和PLCA构建了混合生命周期评价模型, 计算了木薯乙醇生命周期的温室气体排放量, 并将间接排放分解到43个行业部门。研究显示, 木薯乙醇生命周期温室气体净排放总量为96.2 g/MJ, 其中直接和间接排放量分别为130.2和36.9 g/MJ, 光合作用吸收CO₂ 70.9 g/MJ。间接排放中, 排放最多的部门是电力、热力的生产和供应业, 占间接排放总量的32.2%。另外, 相对于传统汽油, 木薯乙醇的减排效果并不明显。混合生命周期评价模型能更全面的计算燃料乙醇生命周期的温室气体排放量, 反映间接排放在生产链各部门的分布情况, 对相关减排政策的制定具有指导意义。     

对未来建筑发展的四种探索

建筑物的暖气、冷气和照明方面的能源消耗占全世界2/3,而且会造成大量能源浪费和环境污染,是全球变暖的主因,因此未来的建筑物必须更加的节能环保。空气胶、混合太阳能照明系统、绿色屋顶、纳米光电电池这四项前卫科技,都可以有效的改善建筑的节能环保,比如更有效的防止热能损失,大幅减少未来建筑冷暖能源花费,并且减少温室气体的排放和污染;使用混合太阳能照明系统,达到节能80%以上的效果,而且更有益健康,得到高品质的照明;构建大规模的绿色屋顶,把大自然带进人工环境,大幅改善都市气温以及热岛效应;利用纳米光电电池技术使用太阳能,减少对石化燃料的依赖,使建筑物可以自行发电。     

村镇能源系统的低成本要素定量化研究

以村镇资源当地化和能源的清洁可再生化为前提,通过将村镇能源系统的成本分解为经济成本和环境成本2部分,建立了村镇能源系统低成本要素定量化评价模型,其中环境成本以生命周期评价清单输出为数据基础.以15年为周期,将我国严寒地区、寒冷地区3个典型村镇的12个能源系统方案作为算例进行综合成本比较,从量化分析结果看,以化石燃料(煤炭、液化石油气)为主的能源系统经济成本较高、环境成本较高;以秸秆、柴薪为主的能源系统经济成本较低、环境成本较高;以秸秆气、沼气为主的能源系统经济成本和环境成本都较低,且人均综合成本小于5 000元,是未来农村能源系统规划的优选方案.     

污水处理厂温室气体排放评估

大气中温室气体(GHG)浓度的上升导致全球气候变化,其中,污水处理厂GHG的排放不容忽视。我国污水处理厂的数量及处理能力逐年攀升,针对污水处理厂GHG排放的研究具有重要意义。该文将污水处理厂GHG排放源划分为直接排放部分、能耗部分、物耗部分及其他部分,提出每部分相应的GHG排放折算因子,构建了相应的评价体系,以指导污水处理厂的低碳运行。利用该评价体系评估了北方一座污水处理厂的全厂GHG排放特征和机制,并对沼气回收前后的排放情况进行比较。结果表明,该厂CO2排放量为5.68×105 kg/d。其中直接排放占排放总量的60%以上;通过沼气产能回收可大量降低GHG排放。     

不同结构建筑的能源消耗与碳排放国外研究述评

综述了国外关于木、混凝土和钢结构等3类建筑能耗、碳排放的研究进展及研究成果.国外研究结果表明,木结构建筑能耗与碳排放比混凝土结构建筑和钢结构建筑低,木结构建筑具有碳储存功能以及木结构废弃物燃烧具有化石能源的替代效应,在建筑施工现场混凝土结构比钢结构消耗更多的能源,在同等边界条件下混凝土结构建筑比钢结构建筑有更低的隐含能与隐含碳,若考虑钢材回收则两者的能耗与碳排放相当.这些研究成果可为国内不同结构建筑能耗与碳排放的研究提供借鉴和参考.