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。     

基于CGE模型的CO2减排对中国经济的影响

为有助于中国在气候谈判过程中科学有效地维护国家利益,应用一个综合描述中国经济、能源、环境系统的递推动态“可计算一般均衡”(com pu tab le genera l equ ilibrium,CGE)模型,分析在中国实施碳减排政策的经济影响。以2010年实施碳税政策为模拟情景,定量描述了减排政策下国内生产总值(GDP)、能源价格、资本价格等宏观经济变量的变化。结果表明:当减排率为0~40%时,GDP损失率在0~3.9%之间,减排边际社会成本是边际技术成本的2倍左右。在中国实施CO2减排政策将有助于能源效率的提高,但同时也将对中国经济增长和就业带来负面影响。     

国际合作碳减排机制模型

开展清洁发展机制(CDM)项目活动可促进中国的可持续发展.为了研究未来全球碳市场的情况,分析了为实现<京都议定书>目标附件I国家所需的碳减排量以及主要国家或地区碳边际减排成本曲线,开发了一种国际合作碳减排机制模型.该模型能处理完全竞争以及前苏联与东欧、中国、印度等垄断的碳市场结构.结果表明 中国、印度具有全球总CDM潜力的70%左右,若形成寡头垄断,则对碳市场有重要影响; 各种可能的碳市场结构下, 2010年碳排放均衡价格在0～66美元*t-1之间,全球和中国的CDM以碳计的排放潜力分别在0～210 Mt和0～120 Mt之间.因此,中国应抓紧时机在提高能源效率、开发新能源与可再生能源以及回收利用甲烷和煤层气等重点领域积极开展CDM项目活动.     

城市碳中和措施的边际减排成本分析——以北京市为例

城市是碳中和的主阵地,随着“双碳”目标的提出,将鼓励更多的减排技术和政策在城市低碳转型中发挥作用.基于此,本研究运用边际减排成本方法,以北京市为例,结合北京市低碳政策推广情况,对具体减排技术的减排潜力和减排成本进行分析,绘制了具有35项减排措施的北京市边际减排成本曲线,识别出有较高经济性的优先减排措施,为北京市实现碳中和目标提供技术措施优先级排序和实施路径建议.研究表明：1)筛选出的电力部门、交通部门、建筑部门减排技术的减排潜力分别为14.96亿、7.66亿、2.55亿t.平均碳边际减排成本为485.12元·t^-1,电力部门、交通部门、建筑部门的平均减排成本为154.56、417.56、688.28元·t^-1;北京市应大力推广电力减排措施,保证北京市碳排放进入快速下降通道;2)在35项减排措施中,11项的减排措施的边际减排成本为负,成本有效的CO2减排潜力为39 967万t,占39.15%;减排初期应大力推广电动出租车、电动公交车和电动轻型货车、照明节能等负成本措施;3)高边际减排成本措施的减排潜力较大,但不具有成本优势,实施难度大,为促进此...     

二氧化碳减排对中国未来GDP增长的影响

在未来二氧化碳排放基准情景构造的基础上设计了6种减排情景.应用中国MARKAL-MACRO模型进行模拟分析.给出了各种减排情景下减排实施当年的国内生产总值(GDP)损失率函数.定量地描述了各种减排情景下减排对GDP增长影响的时间模式.比较了不同减排情景下规划期内未贴现的GDP总损失.结果表明:当减排率为0～45%时实施减排约束当年的GDP损失率在0～2.5%之间,且越早开始实施减排GDP损失率越大;碳减排对GDP增长的影响在减排实施之前约10年发生,并逐渐增强一直延续到实施减排以后若干年;若从2040年提早到2030、2020或2010年开始实施碳减排,规划期内未贴现的GDP总损失将分别增大0.58～0.74、1.00～1.32、1.10～1.83倍.     

中国发电行业生命周期温室气体减排潜力及成本分析

基于相关规划目标,分析2020年中国发电行业8类减排发电技术的生命周期温室气体减排潜力、减排成本和单位减排成本.结果表明:1)发电行业共能产生2099.0～2070.3 MtCO2e的减排量,其中水电和核电的减排潜力最大,两者占总潜力的62.90％～63.34％;2)发电行业总减排成本为3307.6亿元,其中水电的发电成本最低,为-783.0亿元,生物质发电的成本最高,为1687.5亿元;3)发电行业的平均单位减排成本为157.6～159.8元/tCO2e,其中水电和核电的单位减排成本最低,分别为-104.3～-104.8元/tCO2e和13.2～13.3元/tCO2e,天然气发电的最高,为958.8～1598.0元/tCO2e.总体而言,水电和核电的单位减排成本较低且减排潜力大,未来应重点发展这两种发电技术.     

混合碳政策对双渠道供应链定价与减排决策的影响研究

构建了不同决策模式下由单一制造商和零售商组成的双渠道供应链Stackelberg博弈模型，通过模型求解得出企业最优定价与减排决策，并分析碳税税率、碳排放限额对产品碳减排率及定价的影响。研究表明，政府针对不同碳排放类型企业应实施差异化混合碳政策：对于高减排投资效率清洁型制造商和高减排投资效率中间型制造商，政府加强碳政策约束能激励制造商减排且不会提高产品价格；对于低减排投资效率清洁型制造商，加强碳政策约束能提高碳减排率但也会提高产品价格，此时政府可对消费者提供适当补贴；对于低减排投资效率中间型制造商和污染型制造商，加强碳政策约束会降低产品碳减排率，且企业会将碳支出成本通过提高产品价格转移给消费者，对此政府可提供适当碳减排技术研发补贴以提高企业减排积极性。     

CO2排放约束下的广东省电力发展研究

为应对气候变化,我国承诺到2020年将单位GDP的CO2排放比2005年降低40 %～45%,广东省也有必要采取相应的减排措施.为此构建了广东省电力系统的能源技术模型以分析广东省电力的CO2排放和减排对策.应用模型分析了在三种减排约束下广东省至2020年电力的发展情景,以及相应的能源消费和CO2排放趋势.分析结果显示广东省电力部门至2020年合理的CO2减排目标可在将单位供电的CO2排放比2005年降低25%左右,主要减排措施包括:继续发展核电,核电装机的比例由2007年的5.8%提高到20%左右;关停200 MW以下小火电约8 000 MW;大力发展风电,风电装机比例由2007年的0.4%提高到10%以上;此外,还需适当发展天然气发电.     

考虑社会责任与低碳宣传的碳标签产品减排决策研究

碳标签制度对引导低碳消费、促进供应链碳减排具有积极意义。本文构建一个二级供应链模型，考察制造商社会责任偏好及零售商低碳宣传对碳标签产品减排决策的影响机制，并分析零售商分担碳减排成本对供应链的协调作用。研究发现：(1)制造商社会责任分担与零售商低碳宣传均能促进碳标签产品减排，二者同时作用时将进一步放大对碳减排的正向影响效应；(2)消费者低碳偏好、低碳宣传效应与碳标签产品减排量正向关联，消费者价格敏感度与其反向关联；(3)零售商适度分担制造商减排成本有利于实现供应链协调优化，分担比例超过一定限额反而不利于供应链优化。     

中国发电行业生命周期温室气体减排潜力及成本分析

基于相关规划目标,分析2020年中国发电行业8类减排发电技术的生命周期温室气体减排潜力、减排成本和单位减排成本。结果表明:1)发电行业共能产生2099.0~2070.3 MtCO2e的减排量,其中水电和核电的减排潜力最大,两者占总潜力的62.90%~63.34%;2)发电行业总减排成本为3307.6亿元,其中水电的发电成本最低,为783.0亿元,生物质发电的成本最高,为1687.5亿元;3)发电行业的平均单位减排成本为157.6~159.8元/tCO2e,其中水电和核电的单位减排成本最低,分别为104.3~104.8元/tCO2e和13.2~13.3元/tCO2e,天然气发电的最高,为958.8~1598.0元/tCO2e。总体而言,水电和核电的单位减排成本较低且减排潜力大,未来应重点发展这两种发电技术。     

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%。     

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。     

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     

基于LEAP的中国钢铁行业CO2减排潜力分析

为了评估中国钢铁行业CO2减排潜力,利用长期能源替代规划系统(long range energy a lternatives p lann ingsystem,LEAP)软件建立了LEAPCh ina模型。用该模型模拟了3个不同情景下中国钢铁行业2000—2030年CO2排放量及相应的减排潜力。根据减排成本评估其可行性并识别重点减排技术。模拟结果表明,相对基准情景,当前政策情景和新政策情景下的年均CO2减排量分别为0.51亿t和1.07亿t,所需要的总的额外资金投入分别为93.4亿美元和809.49亿美元。因此,钢铁行业具有一定的CO2减排潜力,实现减排主要通过行业结构调整和技术进步。如果目前制定的政策措施得到有效实施,那么可以以较低的成本实现减排;但是进一步的减排受制于高昂的成本。     

中国未来国际海运CO2排放量预测

在充分调研国际海运CO2排放量计算方法及预测模型的基础上,建立了中国国际海运CO2排放量预测模型,并结合航运经济与物流研究所(ISL)等国际海运相关机构发布的数据以及政府间气候变化专门委员会(IPCC)排放情景特别报告(SRES)的基准情景,对中国2010—2050年国际海运CO2排放量进行了预测。并进一步分析了国际海事组织(IMO)意推的市场机制(碳税)对中国进出口贸易和国际海运运营成本的影响,为中国气候变化国际谈判、国际海运减排谈判和行业发展等提出相关政策建议。结果表明,未来20～30年,中国国际海运CO2排放量仍将快速增长。基准情景下2050年中国国际海运CO2排放量将达到2 337～5 790万t,为2010年的0.7～1.8倍。当碳税税率在15～45美元/t(以CO2为基准)时,将导致中国国际海运运营成本提高0.96%～9.76%。     

2050年中国碳排放量的情景预测——碳排放与社会发展Ⅳ

在简要评价碳排放预测方法和模型的基础上,对我国2050年的碳排放量进行了预测。结果表明,我国2050年碳排放量最佳可能范围为2.4～3.3PgC/a;人均碳排放量为1.7～2.3tC。最佳可能上限预测的碳排放量峰值年为2035年,碳排放量峰值为4.4PgC/a,人均碳排放量峰值为3.0tC。2006—2050年我国累计碳排放总量的最佳可能范围为102～156PgC,人均累计碳排放量为71～109tC。人均累计排放最佳预测上限低于美国同期累计人均排放,与发达国家同期累计人均排放相差不大,但在1850—2005年,我国累计人均排放分别是发达国家和美国的约1/10和1/20。这些表明就人均累计排放而言,我国与发达国家间仍然有较大的差距。     

2050年前中国压水堆核燃料循环几种假定情景分析

 根据中国核电中长期发展战略目标,以中国的两种主流堆型——大亚湾M310和三代AP1000为研究对象,假定2050年前中国压水堆核燃料循环的几种情景并利用DESAE软件计算了假定情景的铀钚需求,由中国拟建快堆的性质分析了假定情景的可行性。计算结果可为中国核能发展策略提供数据参考。计算结果的比较与分析表明,天然铀的节省程度主要取决于装载MOX燃料的在运营压水堆规模。     

用MARKAL模型研究中国未来可持续能源发展战略

为研究中国未来可持续能源发展战略 ,在对未来社会经济发展进行合理的假设基础上 ,应用中国 MARKAL 模型 ,对 1995～ 2 0 5 0年间中国终端能源消费及构成、一次能源消费及构成、电力构成、二氧化碳排放量等进行了研究。分析了终端能源消费中油气电比重的增加、先进高效的火电机组以及新能源与可再生能源和核能的应用对减排二氧化碳的作用。此外 ,还应用该模型对由煤制油品、煤制氢等满足未来急剧增长的交通运输燃料的需求以及由煤制合成气实现城市清洁能源的大规模应用进行了研究。     

Impact of technology advances on China’s CO2 emission reduction

Global warming tends to be the major characteristics of the dramatic global climate change. To deal with these changes, the impact of reducing greenhouse gas (GHG) emission on Chinese future economic and social development has to be assessed. In this paper, a Regional Integrated model of Climate and the Economy (RICE), which is well known and accepted widely, has been used for Chinese economic assessment of climate change after introduction, assimilation and verification. Based on a sensitivity analysis of technical parameters in the RICE model and constrained targets proposed for energy saving and emissions reduction technological advance programs of China from 2000 to 2050, the economic impact of the programs is examined. The results indicate that when technology advances, Chinese CO₂ emission, climate loss, and the growth rate of atmospheric CO₂ concentration and temperature will all decrease. It is assumed that in 2010, the CO₂ emission is 20% lower than in 2005, CO₂emission in 2050 would only double the level in 2000, the accumulative CO₂ emission would be decreased by 12.4 GtC, and the atmospheric CO2 concentration and temperature in 2050 would reduce by 35 GtC and 0.04°C respectively from 2000 to 2050. The accumulative climate loss from 2000 to 2050 will drop down by 4.6 billion dollar, which only accounts for 6% of the global total benefits. However, the economic benefit the developed countries will obtain is 10 times that for China under such a technological advance scenario. The decrease of the CO₂ emission control rate is 1% in cooperation policy while 4.6% in non-cooperation policy, which would relieve China’s burden in the control of CO₂ total emission and thereby benefit China in participation of the international cooperation for CO₂ emission reduction.