城市能源系统碳达峰路径最优化

为了响应2030年碳达峰和2060年碳中和的目标，我国各行业及区域均需要根据自身资源禀赋和未来发展预期对能源系统发展进行低碳规划。科学的规划可以在一定程度上降低碳减排的成本。该文建立了基于超结构建模方法的能源系统发展规划模型，可用于以碳达峰为目标的发展路径规划。该模型以区域能源系统结构及主要基础设施为规划起始点，综合考虑规划期内不同时间段上多种能源供应、转化、传输、储存、消费技术可能性及相互替代性，从而得到能源系统总成本最优的低碳发展技术路径。该文以某规模以上城市为例，对其2021—2035年间的能源系统发展路径进行了规划设计，将该市的碳排放峰值控制为1.79亿t, 15年内累计减少二氧化碳排放共计1.5亿t。     

甘肃碳减排影响因素分析及对策研究

碳减排是人类社会应对化石能源短缺和气候变化双重挑战的必然选择。2015年,《中国国家自主贡献》明确提出中国到2030年的自主行动目标为:二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰;单位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%~65%。甘肃作为一个经济欠发达地区尚处于工业化和城镇化阶段,能源消费需求会不断扩张,碳减排压力将与日俱增。通过计算甘肃历史碳排放量和碳强度,并依据能源消费状况、产业发展等实际情况,对甘肃碳排放的影响因素进行分析。分析结果表明:能源消费结构、产业结构、技术发展水平和重大工程项目是影响甘肃碳排放的4个主要影响因素,提出了绿色低碳发展的若干建议。     

协同添加剂介导的插层和化学改性为二维材料创造更多可能—— “Additive-mediated intercalation and surface modification of MXenes” 评介

<正>传统化石燃料资源的日益短缺及其大量使用所引发的能源匮乏和环境污染是人类面临的重大问题．光能与电能是当前最受瞩目清洁的能源，其产生与利用方式与新型高性能的纳米材料开发有着密切的联系，也已成为科学界关注的热点．2020年9月我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标．在“双碳”战略背景下，越来越多的国内科学家也将研究目光投向高性能的光电催化材料．     

中国中长期能源发展的环境挑战与战略对策

分析了中国能源开发利用产生的环境问题,指出煤炭生产和使用造成的环境损失为185.6元/t煤。分析了未来40年能源发展面临的CO2排放控制、污染物排放总量约束、能源开采生态保护以及新能源技术的不确定性等环境挑战,提出了在有效改善环境质量、减少温室气体排放的前提下,实现能源中长期可持续发展的目标和指标,定量分析了大气污染物排放总量控制对煤炭消费总量可能产生的约束,提出了实施绿色低碳能源发展的战略措施与政策建议。     

封面图片说明：加快推动能源绿色低碳转型

 能源生产和消费相关活动是最主要的二氧化碳排放源，大力推动能源领域碳减排是做好碳达峰碳中和工作、加快构建现代能源体系的重要挙措。2022年，国家发展改革委员会、国家能源局发布《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》和《"十四五"现代能源体系规划》，要求不断提升绿色发展能力。     

2050年我国低碳能源系统的形态、特征描绘和敏感性分析

碳达峰、碳中和目标将加速我国能源系统的低碳转型。为促进全社会的协同行动,需要一个未来低碳能源系统的清晰、完整图景来提供前瞻性引导。而目前,未来低碳能源系统的形态、特征以及敏感性因素尚研究不足。该文发展了一套能源-物质流耦合及敏感性分析方法,建立了2050年低碳能源系统的计量基础,描绘了其整体能源流向和二氧化碳排放源、汇的关系,并分析了其主要组成部分的结构和效率一旦发生变化对二氧化碳排放总量的影响。结果表明,未来低碳能源系统可能将呈现非化石能源为主的一次能源结构和发电结构以及高比例终端电力占比等基本形态,并可能具有电力部门负排放、工业部门排放最大等基本碳排放特征。该系统的碳排放总量对工业部门的电力占比和化石能源发电的效率变化最为敏感,其次是风电占比提高、更多煤电安装碳捕获和封存(carbon capture and sequestration, CCS)及化石能源发电的余热利用等。为此,该文建议严格控制化石能源的终端直接利用,加速电力部门低碳进程,加强探索难减排部门的低碳路径和非化石非电利用,以及大力建设智慧能源系统来保障多能互补。     

基于Theil指数的工业碳排放省域差异性分析 ——以低碳试点五省为例

选取17种能源系数法测算低碳试点五省工业碳排放量,并分析比较了1995-2014年试点五省工业部门的碳排放量、能源结构和碳排放强度。结果表明,试点五省工业碳排放量两极分化较大,广东和辽宁的工业碳排放量要远高于云南和陕西;试点五省工业碳排放强度总体均呈下降趋势,并逐渐减缓,广东和云南分别为碳强度最高和最低省份。运用Theil指数研究试点五省工业碳排放强度差异性,将试点五省分为沿海区域和内陆区域,发现试点五省工业碳排放强度的差异总体呈下降趋势,区域内差异是造成总体差异的主要原因,沿海地区内部差异较大。广东的低碳发展情况在试点五省中处于领先地位,其发展模式具有较好的参考价值。根据研究分析结果,提出节能减排的主要着力点,确保试点五省的低碳发展有效顺利地进行下去,并为全国其他省份做好节能减排路径的带头作用。     

基于碳排放约束的山东省沿海城镇带能源发展多目标优化决策

 针对能源发展中的高能耗问题和碳排放问题,以山东省沿海城镇带为研究区域,将二氧化碳排放因子纳入能源消费结构优化之中,采用多目标规划的方法构建了以碳排放成本最小、能源消费产生的污染物治理费用最小为目标函数,以经济发展规划、能源消费总量、能源消费结构及碳排放量为约束函数的山东省沿海城镇带能源消费结构多目标优化模型。研究区2035年的能源发展多目标优化结果为：煤炭消费量占能源消费总数下降为36%;油类能源消费量占能源消费总数的17%;天然气消费量占能源消费总数的25%;清洁能源占能源消费总数的比例提高到22%,各项指标均满足山东省能源消费的多个目标和约束。同时,针对山东省沿海城镇带低碳情景下的未来发展,提出了加快能源供给侧和能源消费侧的结构性改革、实施清洁能源和电能替代等建议,以加快转变高耗能生产方式,促进经济结构优化升级,实现节能减排、低碳环保的可持续发展。     

基于STIRPAT模型的京津冀“碳达峰”预测研究

为了解决京津冀地区碳排放量达峰问题,以河北省为例,研究京津冀碳排放达峰实现路径,对京津冀未来的碳排放量进行预测分析,建立以河北省2004—2021年碳排放相关数据为基础的STIRPAT碳排放预测拓展模型。设置了6个情景,通过综合考虑人口规模、人均GDP、城镇化率、产业结构、能源强度、能源结构数据的变化速度,模拟不同情景下京津冀2022—2040年的碳排放趋势,进而预测京津冀三地的“碳达峰”时间与碳排放峰值。结果表明：北京除清洁发展情景是在2030年达峰,其余情景均在2035年达到峰值;天津除经济放缓情景是在2030年达峰,其余情景均在2035年实现“碳达峰”;河北除基准情景在2035年达峰外,其余情景均是在2030年达到峰值。所提的碳排放预测拓展模型在考虑多情景分析下,就京津冀地区如何控制和减少碳排放量提出相关建议,可为京津冀低碳经济的发展提供一定的参考依据。     

中国城乡能源供给系统的低碳途径

城乡能源供给系统指为建筑和工业生产提供电力、热力和燃料供应的供给系统，包括输配系统、中间转换环节、终端用能和调控。讨论了在零碳情境下新型电力系统和热力系统的结构、特点和调控手段，以及实现零碳能源后燃料系统的走向。在给出未来零碳能源供给系统目标的基础上，按照3个时间节点讨论了各个时期为实现这一零碳目标索要完成的任务，并提出了实现零碳能源供给系统的路径规划。     

基于LEAP模型的甘肃省电力源温室气体和污染物协同减排情景模拟

以2020年为基准年,构建2020-2030年甘肃省发电量的3种(低速、中速、高速)一级情景和电力结构发展的基准情景、可再生能源发电、清洁燃煤发电(CCFPG)3种二级情景,基于长期能源可替代规划体系(LEAP)模式探究甘肃省电力源碳达峰的最佳路径,探讨污染物及温室气体协同减排的情况.结果表明,预计2025年甘肃省发电量约230.78 TW·h,2030年约272.43～285.26 TW·h CCFPG情景下可实现2030年的碳达峰要求.3种一级情景下CO₂及3种污染物(NO_x、SO₂、PM_2.5)排放量趋势相似,均在2020-2025年迅速增加,此后趋于平缓,中速CCFPG情景下CO₂排放于2029年达峰;CO₂、NO_x、SO₂、PM_2.5的达峰年削减率分别为-24.01%、-22.98%、-26.41%和-26.43%.CCF-PG情景要求甘肃省不仅要保证可再生能源在整体发电中所占的比...     

深耕“蓝色沃土”，海洋能助力实现“碳中和”——访浙江大学教授李伟

 2021年3月15日,习近平总书记主持召开中央财经委员会第九次会议并发表重要讲话强调,实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,拿出抓铁有痕的劲头,如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。“十四五”时期是碳达峰的关键期,大力发展清洁可再生能源成为必然趋势。在海洋这片“蓝色沃土”中,蕴藏着丰富的可再生能源--海洋能,“碳达峰、碳中和”将为海洋能发展带来怎样的机遇与挑战？围绕海洋能的发展,《科技导报》专访了中国可再生能源学会海洋能专业委员会主任、浙江大学教授李伟。     

基于“双碳”目标的甘肃省有色冶金产业网络协同制造模式分析

“2030年碳达峰，2060年碳中和”的“双碳”目标正引领经济结构与产业结构进行深刻的系统性变革。有色冶金产业作为“三高一资”行业，在“双碳”目标约束下，探索新的模式成为未来发展的必然选择。文章首先阐释网络协同制造模式与“双碳”目标之间的作用机理，然后分析甘肃省有色冶金产业发展现状与问题，并在此基础上提出基于“双碳”目标的资源循环产业链企业群共生耦合网络协同制造模式和短流程跨企业共生耦合网络协同制造模式。通过运用新型信息网络技术，加强产业链企业间的信息共享与资源互通，提升有色冶金产业的资源配置和生产效率，加快转型升级，实现绿色低碳循环发展。     

多目标随机规划在区域水资源优化调度中的应用

以经济效益、环境效益和社会效益为目标,考虑水量需求和供给为随机变量,建立区域水资源优化调度问题的多目标随机规划模型,运用机会约束妥协规划将随机模型转化为确定模型。以东营市水资源优化调度为例进行求解。结果表明,在同样的输入参数下,随机规划模型可以得到更好的综合效益,说明随机模型具有较好的实用性。     

用MARKAL-MACRO模型研究碳减排对中国能源系统的影响

建立了能源-环境-经济耦合的非线性动态规划模型——中国MARKAL-MACRO模型,并以此对中国未来能源发展与碳排放的基准方案以及碳减排对中国能源系统的可能影响进行研究。模拟结果表明:若从2030年开始减排,减排率为10％～46％时碳边际减排成本在45～254美元/t之间;实施碳减排将导致化石能源等影子价格的上升、各种能源服务需求的下降,还将引起终端以及一次能源消费结构的变化。最终能源消费量将由于燃料结构的优化和能源服务需求的减少而减少,一次能源在高减排率下煤的比重将大大下降,而低碳和无碳能源特别是核能的比重将大幅度上升。中国未来碳减排的空间是有限的。     

数据要素对区域绿色低碳发展的非线性影响研究

数字经济的崛起，使数据要素成为新的生产要素。实现碳达峰、碳中和是我国的重大战略需求。针对数据要素如何影响区域绿色低碳发展的问题，本研究基于数据要素理论框架，从数据供给、流通和应用3个维度设立指标体系，对区域数据要素综合发展水平进行测度及评价，并采用2013~2021年中国省级面板数据，实证分析了数据要素对区域绿色低碳发展的非线性影响效应，为数据要素更好赋能区域绿色低碳发展提供了政策建议。     

基于STIRPAT模型的河北省碳达峰预测与实现路径研究

实现双碳目标前提是省级地区率先实现碳达峰,河北省作为京津冀现代化发展示范区重要组成一环,积极开展区域碳达峰时间及峰值预测研究,探索实现路径,将有助于实现我国的低碳绿色发展。本文基于河北省2004—2019年历史相关数据,构建扩展STIRPAT模型,基于情景分析法,预测河北省2020—2040年碳排放“碳达峰”时间与碳排放峰值,最后通过对比各类情景,对区域“碳达峰”实现路径提出建议。结果表明:(1)在构建的6个情景中,除基准情景S1、产业升级情景S2在2035年实现碳达峰之外,其余情景均在2030年达到峰值;(2)在可实现“双碳”目标的节能发展情景S3、清洁发展情景S4、绿色发展情景S5、经济放缓情景S6中,经济放缓情景下可实现较低的碳排放峰值9.352×108 t;(3)通过对比各类情景影响因素,经济发展是影响碳排放最主要的因素。     

基于Stacking集成学习的福建省火电行业碳足迹情景预测

火电行业是中国碳排放的最主要来源之一，其碳足迹研究对中国实现2030年碳达峰目标至关重要。为此，提出一种基于Stacking集成学习的福建省火电行业碳足迹情景预测方法。首先，基于扩展Kaya恒等式识别火电行业碳排放的主要影响因素；然后，以决定系数(coefficient of detemination, R2)和平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error, MAPE)作为评价指标优选模型的初级学习器与元学习器，构建融合不同学习器优势的Stacking集成学习碳足迹预测模型。最后，设置了基准发展、产业优化、技术突破、低碳发展四种碳达峰行动情景，以福建省为例对其2021~2035年火电行业的碳达峰进行计算。结果表明，所提方法能够准确预测火电行业的碳足迹，预测系数R2高于0.97、误差MAPE低于0.01。在此基础上，计算了不同碳达峰行动情景的火电行业碳排放峰值，得出在低碳发展情景下该省可在2027年实现碳达峰战略目标。相关研究为中国火电行业碳达峰预测提供理论依据与借鉴价值。     

2017年我国能源形势分析及2018年预测

2017年,全国能源消费总量约44.9亿吨标准煤,同比增长2.9%,增速较上年提高1.5个百分点,能源行业呈现“消费全面回升、供给质量提升、结构持续优化、供需总体平衡”等特点。展望2018年,受宏观经济小幅放缓、经济结构转型升级加快、能源消费总量过快增长得到有效控制、能源供需结构清洁低碳化趋势明显等因素影响,预计2018年能源消费增速小幅回落,全年能源消费约45.8亿吨标准煤,同比增长2.1%,增速较2017年回落0.8个百分点,总体呈现“一减两稳一增”态势,即煤炭再次转为负增长、石油和电力稳定增长、天然气快速增长,能源供需宽松格局仍将延续。2018年亟须以解决新时代能源行业新矛盾为核心,从“坚持能源规划指导、提高能源供给质量、补齐能源民生短板、深化体制机制改革”四个方面重点着力,为建设美丽中国构建清洁低碳安全高效的能源体系     

浙江华云信息科技有限公司: 数字化驱动能源互联网产业创新发展

2020年,《国家创新驱动发展战略纲要》明确提出,我国将步入世界创新型国家行列,2035年进入世界创新型国家前列, 2050年建成世界科技强国."科技强国"作为我国"十四五"暨中长期科学技术发展战略思想,是实现"两个一百年"奋斗目标的必然要求.在科技强国战略要求下,技术创新不断渗透至经济、社会、文化等各个方面,数字建设是技术创新的发展趋势,对于国家增强竞争力、社会提升运行效率、行业转型升级都带来了发展机遇.同时,国家明确提出要实现2030年碳达峰、2060年碳中和目标,低碳清洁能源需求迫切,能源结构正在面临快速变化与转型升级,能源行业须向信息化、数字化、智慧化发展,能源企业须从单一向多元化功能转化.