基于中国TIMES模型体系的低碳能源发展战略

为研究中国未来的低碳能源发展战略,应用系统分析原理建立了中国TIMES模型体系(China TIMES model system,C-TMS)。在对未来经济和社会发展进行合理假设的基础上,对2010—2050年间中国终端能源和一次能源的消费及构成进行了研究,并对2020年非化石能源在一次能源中的占比进行了分析,给出了未来低碳能源的发展战略。结果显示:在参考情景和政策情景下,中国的能源消费在2020年前均将处于持续快速增长态势,2020年的一次能源消费将分别达到49.1、47.6亿t标煤。在政策情景中,2020年不包括非商品能源的非化石能源,按供电煤耗折算将超过7亿t标煤,在一次能源消费的占比将达到14.8%。     

未来中国的SO2和CO2排放控制对策

应用能源 -环境耦合的 MARKAL模型研究未来中国的 SO2 和 CO2 排放控制对策。模型的运行结果表明 :若2 0 5 0年 SO2 排放量控制在 10 Mt,终端能源消费构成中天然气的份额需达 3 2 .2 8% ,而有脱硫作用的高效先进煤电及油气发电机组的装机容量在总装机容量中的份额将达49.44 % ;若 2 0 5 0年 CO2 排放控制在 2 1亿 t(以碳计 ) ,核能、水电以及风能、太阳能、地热能等新能源在一次能源消费构成中的份额需达 3 4.91%。因此 ,SO2 排放控制的主要对策在于城市清洁能源的大规模应用以及有脱硫作用的高效先进火电机组的推广 ;而 CO2 排放控制的主要对策在于新能源与可再生能源的大力开发与应用     

西部可持续能源开发利用模型

为了研究中国西部可持续的能源开发利用战略,建立了西部可持续能源开发利用模型。该模型以能源系统优化模型——MARKAL模型为内核,耦合了能源服务需求预测模块、水资源需求模块、污染物排放模块、经济分析模块和内生技术学习模块。应用该模型研究了2000—2050年间西部地区终端能源需求、一次能源供应、电力消费及构成、水资源需求以及污染物排放等。并分析了“能源东送”方案对西部能源系统的影响。结果显示,2050年中国西部终端能源消费量将达到12.43亿t,一次能源消费量将达到14.67亿t。预计“能源东送”方案实施后,一次能源消费、电力需求、水资源需求和污染物排放均会有较大幅度增加。     

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。     

我国经济增长、能源消费与二氧化碳排放实证分析

对我国的经济增长与能源消费、二氧化碳排放等的关系进行实证研究在当前具有十分重要的意义.采用SPSS软件建立的回归模型,对未来十年我国的二氧化碳排放量及排放强度进行了估计:我国未来的二氧化碳排放总量仍然会有很大增幅,并且二氧化碳排放效率在短期内不会有明显的改善.     

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。     

中国未来能源需求趋势分析

为给中国能源发展规划提供参考,分析预测了中国未来能源需求状况。采用了国际间比较分析的方法,对不同国家在不同发展阶段人均国民生产总值(GDP)与人均能源消费总量、GDP能源消费强度、人均电力消费、交通用能之间的关系进行分析。结果表明,随着中国未来经济的发展,中国能源消费总量还将大幅度增长;中国未来GDP能源强度还有一定的下降空间,电力消费和油品消费在终端能源中的比例将进一步提高。     

碳约束下的京津冀2035年能源消费路径分析

化石能源消费产生二氧化碳,二氧化碳排放量增加导致气候变化,因此,京津冀地区能源消费将会受到二氧化碳（CO2）排放量（碳排放）的制约。首先,利用经典的时间序列模型预测了驱动因素,如国内生产总值（GDP） 、人口、城市化率、产业结构和能耗强度等。然后将驱动因素预测值作为自变量,能源消费作为因变量,采用神经网络方法计算出北京、天津和河北的能源消费量。并利用排放系数法计算实际碳排放量作为约束量,根据内增原理对煤炭、石油、天然气和其它能源消费量进行优化,优化结果作为京津冀在应对气候变化的能源消费可行路径。研究表明：经济和社会是驱动能源消费量增长的主要驱动因素,碳约束下的能源消费路径核心在于控制煤炭和石油消费,天然气和电力供应是能源结构调整的关键。     

安徽居民生活能源消费碳排放测度及影响因素分析

随着我国社会经济发展、城市化进程加快和人口数量增长,居民直接能源消费人均二氧化碳排放量持续走高,雾霾影响人们生活.文章根据IPCC碳排放计算指南中的计算公式和二氧化碳排放系数缺省值,建立了居民直接能源消费二氧化碳排放计算模型,测算出2005-2013年安徽省居民直接能源消费二氧化碳排放量,接着对碳排放的影响因素进行了实证分析,最后提出了相应的二氧化碳减排对策措施.     

中国能源活动碳排放峰值方案及政策研究

2014年11月,中国政府通过《中美气候变化联合声明》首次正式提出于2030年左右实现二氧化碳排放峰值.该研究从中国2015-2050年经济、产业、人口等发展指标假定出发,预测出相应时期的能源服务需求量,并考虑已有能源政策目标的硬性约束,采用能源系统优化模型作为工具,对2015-2050年能源消费总量和结构进行了测算,提出了能源活动二氧化碳排放于2030年达到峰值的能源消费方案.并以方案分析为基础,从税制改革、促进天然气发展、推广公私合作伙伴关系(PPP)吸引民间资本等角度,提出促进我国能源活动碳排放2030年达峰的政策建议.     

论能源革命与科技使命

能源是一个国家强盛的动力和安全的基石。世界能源发展正处在由煤炭、油气向新能源第三次转换的新阶段,形成石油33%、天然气24%、煤炭28%、新能源15%"四分天下"新格局。中国正处在以煤炭为主的能源时代,"富煤但油气不足"的资源禀赋造就煤炭59%、石油19%、天然气8%、新能源14%的"一大三小"结构,需开展能源结构转型革命,迈向煤炭40%、油气31%、新能源29%"三足鼎立"新局面。中国石油工业正在由常规油气向非常规油气发展,形成"常-非并举"格局,开展从单体圈闭"油气藏"到大面积"甜点区"的理论革命、从直井天然能量到水平缝网"人工油气藏"的技术革命、从人工作业到信息智能化低成本开发的管理革命、从能源政治到重塑能源新版图的战略革命。中国能源转型道路选择"减煤稳油增气、大力发展新能源"两大方向,面临煤炭清洁化利用、油气对外依存度攀升、新能源未来支柱产业不明朗"三大挑战",需布局煤炭、油气、新能源"三大战略领域",开展能源供给侧、能源消费侧、能源技术侧、能源体制侧"四大革命",把握现行国家政策、"一带一路"战略、新一轮油价回暖、天然气规模发展、新能源技术革命方向"五大机遇",完成中国能源转型的历史使命。社会文明发展和科学技术进步是驱动能源转型的两大动力,社会文明发展是内在动力,科学技术进步是根本动力,从传统化石能源向非化石新能源转型是能源发展的必然趋势和必然选择。     

CO2减排情景下中国能源发展若干问题

全球应对气候变化对中国社会经济发展带来越来越大的压力。按中国目前大力推进节能和优化能源结构的战略,到2020年能源消费和相应CO2排放仍会有较快增长,其后尽管增长速度放缓,但2050年前尚不能实现CO2排放的零增长。如果采取强力措施力图到2030年左右实现CO2排放零增长,并考虑改善国家能源安全,降低石油供应的对外依存度,除超常规发展低碳能源供应技术外,尚需大力发展与清洁煤发电相结合的碳埋存技术和煤基液态燃料,但这将降低能源系统的效率并导致能源总需求量的上升,同时也会大幅提高能源供应系统的成本。面对日益紧迫的全球减排温室气体形势,中国需要对外努力争取合理的碳排放空间,对内则应积极应对,大力推进能源领域的技术创新,尽快形成核能、风能、生物质发电和纤维素乙醇等低碳能源技术的大规模产业化的体系,为全球减缓温室气体排放做出积极贡献。     

不同自燃性煤氧化阶段的表征差异

对3种不同自燃倾向性煤样进行低温氧化实验,利用CO体积分数与煤体温度间变化的计算模型,求解出活化能和煤氧化过程发生转变的特征温度,同时结合热重-差示扫描量热(TGDSC,theremogravimetric analysis-differential scanning calorimetry)实验结果,分析了不同自燃性煤氧化特性和活化能的低温表征规律。结果表明:1)低温氧化阶段,CO生成量、耗氧量和耗氧速率随着煤自燃倾向性增强而增大;不同煤样在实验过程中出现同样的CO生成量和耗氧速率急剧上升的温度拐点,且煤的自燃性越强,该拐点温度越低,同时CO体积分数的变化具有明显的阶段性。2)不同自燃性煤氧化阶段活化能变化规律存在显著差异,当各煤样的温度到达活性温度时,活化能快速减少,且活化能变化点对应于煤氧化过程发生转变的特征温度点。3)根据煤特征温度和活化能的变化规律,把煤低温氧化进程分为4个阶段,分别为表面氧化、氧化自热、加速氧化和深度氧化。     

中国电力行业的能耗变化与节能效果

 介绍了中国电力行业的能耗变化,分析了节能的效果。研究表明,电力行业节能途径可分发电电网两方面。关停小火电机组减少供电能耗和线损率发展可再生能源等是提高节能效果的有效方法。     

Status in quo and future of geothermal energy in China

Energy saving and CO2 emissions reduction are critical tasks currently,and great effort has been made by Chinese government. Renewable energy consumption and CO2 emissions and reduction plan in China are introduced in this paper. Analysis is also made on present status and prospect of geothermal power generation and direct use in China respectively. Now,there is a new understanding of geothermal resources,and hot dry rock,considered as the future of geothermal resources,is likely used to generate electricity.     

黑龙江省一次能源消费总量和消费结构预测研究

以黑龙江省一次能源为研究对象,选取其1995~2014年一次能源消费的历史数据,构建了改进的BP神经网络模型来预测黑龙江省2015~2020年一次能源的消费总量;重构马尔科夫模型,预测黑龙江省2015~2020年一次能源的消费结构。结果表明：构建的模型模拟预测结果误差小,预测准确度良好。2015~2020年黑龙江省一次能源消费总量基本稳定在9200万吨标准煤;能源消费结构中煤炭、石油和天然气的份额均有所降低,清洁能源占比呈增长趋势;到2020年,一次能源消费结构中煤炭占比仍高达65.39%,清洁能源占比仍处于弱势。建议：降低一次能源的消费总量,尤其是煤炭和石油在一次能源消费中的占比;合理调整一次能源的消费结构,降低煤炭在能源消费结构中的占比;政府出台相关政策,引导消费理念,优先使用清洁能源。