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。     

21世纪上半叶我国可持续能源体系的发展战略

鉴于化石能源开始耗竭,大量使用化石能源引起的环境污染和气候变化日趋严重,自21世纪开始,全世界向可持续能源系统过渡的进程已经启步,我国也应把过渡到可持续能源系统作为能源发展的目标,给予充分的重视。     

对中国绿色低碳能源战略的探讨

本报告是中国工程院"中国能源中长期(2030/2050)发展战略"咨询研究的一个综合汇报。内容包括:能源形势与挑战;我国能源中长期发展战略的指导思想和原则;2050年前我国能源发展阶段的战略定位;我国科学、绿色、低碳能源战略的基本内涵,对其中的六项子战略进行了阐述;科学、绿色、低碳能源战略是经济、环境双赢的战略,也是应对气候变化国家战略的重要组成部分,无论对气候变化有多少质疑,中国能源走向绿色、低碳都是必须的;科学、绿色、低碳能源战略需要强有力的科技支撑,能源战略不仅将催生新的经济增长点,也将推动科技创新和抢占新的战略制高点;本世纪上半叶,我国能源发展展望;最后提出了若干实施科学、绿色、低碳能源战略的重大建议。     

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。     

减排二氧化碳发展低碳经济首先要重视节约使用化石能源

分析了能源消费和经济发展的规律,可再生能源的特点、大量开发利用存在的技术瓶颈和减排二氧化碳的效果,认为我国能源消费总量正处在持续增长期,未来40年内可再生能源不可能成为我国的主要能源,化石能源仍将是我国能源的主体,提出减排二氧化碳、发展低碳经济,要首先重视节约使用化石能源。归纳了我国化石能源开发利用取得的成就和存在的问题,提出了节约使用化石能源的对策,一是确定比较合理的GDP增长速度,建立化石能源消费总量控制指标体系;二是建立化石能源加工利用过程全寿命周期能效及二氧化碳排放的评价方法,通过不断优化提高化石能源利用效率;三是从我国化石能源资源状况出发,研究建立符合国情的低碳现代化生活消费模式;四是充分利用财政税收政策和行政手段鼓励和强制节能;五是加强节约使用化石能源的技术、材料、产品的研究开发和推广应用;六是加大资金投入,实现化石能源的优化利用和节约使用。     

中国的科学、绿色、低碳能源战略

首先分析了国际能源发展的战略态势和我国能源的形势、存在的主要问题和面临的挑战。接着提出我国能源中长期发展战略的指导思想和原则,强调中国特色的新型能源战略必须体现科学发展观,以科学的供给保障合理的需求。给出了21世纪上半叶我国能源发展阶段的战略定位,阐述了我国“科学、绿色、低碳能源战略”的基本内涵,包括它的6个子战略：a.强化“节能优先,总量控制”战略,提出了煤炭石油消耗“天花板”的概念;b.煤炭的科学开采、洁净高效利用和战略地位的调整,提出了“煤炭科学产能”的概念和“洁净化度”的概念;c.确保油气的战略支柱地位,把天然气作为能源结构调整的重点之一;d.积极发展水电和非水可再生能源,使之成为我国的绿色能源支柱之一;e.积极发展核电是我国能源可持续发展的重大战略选择;f.发展中国特色的适应电源多元化的高效安全智能电力系统,发展非上网等用电方式和储能技术。“科学、绿色、低碳能源战略”是经济与环境双赢的战略,也是应对气候变化国家战略的重要组成部分。“科学、绿色、低碳能源战略”的实施需要强有力的科技支撑,提出了科技支撑的3个层次,给出了21世纪上半叶我国能源发展的展望,最后提出了为实施“科学、绿色、低碳能源战略”的若干重大建议。     

低碳视角下我国能源发展战略研究

能源低碳化是我国能源战略定位的根本,也是我国顺利实现低碳经济的重要保证。通过分析低碳能源内涵,阐述我国发展低碳能源面临的机遇、挑战和现实路径,以期对我国经济的转型发展有一定参考意义。     

实行全球能源战略,建立全球供应体系

能源战略问题是世界各国 ,特别是各大国普遍关注的一个重要战略问题。因为能源资源是人类生存、经济发展、社会进步不可缺少的重要物质资源 ,是关系国家经济命脉和国防安全的重要战略物资 ,在现代化建设中具有举足轻重的地位 ,也是我国完成全面建设小康社会和第三步战略目标宏伟任务 ,实现21世纪经济、社会可持续发展的重要物质基础。能源问题的重要意义还在于它是国际外交舞台上的重要筹码 ,是引发军事冲突和战争的重要因素。当年的海湾战争和今天的伊拉克战争都与石油资源问题密切相关。在当今形势下 ,我国应从全面建设小康社会对能源的需…     

低碳经济条件下的能源系统模型研究

低碳经济是一种经济社会发展与生态环境保护相结合的经济发展模式。符合低碳经济发展模式的能源系统模型不仅可以为相关决策者制定低碳经济社会的法制法规提供依据,也可以为相关科研工作者研发节能减排等绿色高新技术提供目标性指导。本文介绍了系统论的概念,同时简介了目前低碳经济社会的相关能量系统模型,旨在为相关决策者和科研工作者提供参考。     

应对低碳经济化石能源研究

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,它以全新的理念变革着经济社会发展方式。为应对低碳经济的发展,必须大力发展绿色化石能源。本文对当前化石能源现状、利用与环境的关系进行了详细的阐述,并对绿色化石能源发展的前景进行了分析。     

基于投入产出模型的武钢炼铁系统能耗与节能潜力分析

针对武钢炼铁系统建立多级能源投入产出模型,采集并分析武钢炼铁系统2010~2013年生产及能源数据,通过该模型计算焦炭、烧结矿及铁水的能值与能耗,运用吨钢能耗e-p分析法计算工序节能量,采用指数平滑法预测未来一年的能源需求量。结果表明,降低焦化、烧结、高炉工序能耗,加大回收余热、余能等二次能源的力度,增加喷煤量以提高煤焦置换比以及优化生产结构等措施均有助于该炼铁系统的能耗降低。     

中国低碳经济发展现状及展望

 兴起于21世纪初期的低碳经济,以能源结构、经济结构低碳化发展为核心。概要总结了党的十八大以来中国低碳经济的发展成就,指出能源绿色低碳转型步伐加快,产业结构不断绿色转型升级,节能减排降碳成效显著,植树造林和循环经济发展降低了碳强度,绿色低碳生活方式成为社会时尚,积极参与气候变化全球治理,开展应对气候变化南南合作,为发展中国家提供了力所能及的支持和帮助。中国碳达峰碳中和目标的提出,激发了低碳经济的发展活力,在分析中国发展面临的机遇和挑战基础上,提出要坚持先立后破、通盘谋划,在降碳的同时确保能源安全,把经济结构优化作为重要任务,将中国特色社会主义现代化强国作为努力方向,实现永续发展。     

基于CNN-LSTM的综合能源系统负荷预测模型

负荷的准确预测是综合能源系统设计、运行、调度和管理的前提。现有的负荷预测模型中大都考虑了气象、日期因素,却没有考虑系统中电、冷、热负荷间的相关性,这会对模型的预测精度造成影响。使用了科普拉理论对系统中3种负荷之间的相关性进行分析。从分析结果看,它们之间具有强相关的关系。基于上述分析结果,提出了一种基于深度学习的智慧综合能源系统负荷预测模型,该模型使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)来提取系统中电、冷、热负荷间的耦合特性相关的特征量。将得到的特征量转换为时间序列后,输入到长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络中进行负荷预测。实验显示,所提出的CNN-LSTM组合模型的预测精度更为精准,可为综合能源系统的负荷预测提供参考。     

基于能源消费的江苏省碳排放特征及规律分析

基于江苏省能源消费的统计数据,利用碳排放方法分析了2002—2010年不同能源消费类型和不同产业部门的碳排放特征．结果表明：碳排放量是随着能源消费量的增加而增加的,碳排放强度由于GDP的快速增加,呈现了快速下降的趋势．在碳排放总量中,第二产业的能源消费是主要的碳排放来源,年均增长率为14．9％,其中,工业占主导地位,年均碳排放量为51．84Mt;生活消费和第三产业碳排放次之,年均增长率分别是2．23％和3．4％．而在第二产业中,原煤是工业碳排放的主要来源,年均碳排放量为31．15Mt．江苏省能源消费碳排放总量增长速率小于GDP的增长速率,导致各年碳排放强度以年均5．2％的幅度下降,进一步表明在经济快速发展的同时,还未实现CO2绝对减排．     

中国化石能源与电能利用碳排放足迹研究

基于碳足迹、碳足迹产值和碳足迹生态压力等指数,研究中国2000—2007年能源利用情况,分析2007年我国各地区的碳足迹状况及产生原因,在此基础上提出我国在优化能源利用方面可采取的措施.结果表明:2000—2007年总碳足迹和人均碳足迹均呈上升趋势,人均碳足迹从2000年10.45hm2/人增加到2007年28.61hm2/人,增幅达274%;2000—2007年我国能源利用碳足迹生态压力和人均GDP均呈上升趋势,碳足迹生态压力从2000年的9.77增长到2007年的26.74,增加值为16.97,但这段时期内,我国能源利用碳足迹产值却在下降,从751.96元/hm2减少为682.44元/hm2;2007年各地区碳排放差别较大,排放量最大省份是河北省,为2.98×1013 t,最小省份是青海省,为2.25×1012 t;地区间碳足迹产值与生态压力差异明显,但存在高峰值现象,并且两个峰值均出现在上海市.     

中国核能现代化发展战略

 中国自主三代核电品牌开发不断取得突破、先进核能系统创新稳步持续推进,核能对中国能源清洁低碳转型和整体创新发展的战略支撑作用已充分体现。面对党中央和国务院对中国能源中长期发展的重大战略决策,面向2035年,对标全球技术发展趋势,主动应对复杂国际形势,紧密结合核能与经济社会发展及其能源供应需求、构建清洁低碳安全高效的能源体系和构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统（“两个构建”）的发展路径,开展能源领域核能发展战略的多种情景研究,依据行业发展规律,总结提出中国核能产业现代化发展的标志和路径建议。重点围绕行业内部在实现零碳规模化发展、核能引领科技创新、实现核燃料闭式循环和长远发展等方面的发展趋势分析,提出核能现代化发展战略目标;在新型电力系统安全稳定运行、拓展核能供应体系多样化保障城镇化、核能工艺热助力能源消费领域实现能效提升、核能制氢和构建低碳复合能源系统促进能源向资源转型等领域进行发展情景预测,力争用15年左右的时间基本实现核能产业现代化,并在更长时间内支撑中国“双碳”等战略目标实现。     

我国绿色能源产业发展的制度路径

“低碳经济”已经成为经济社会发展的主导模式,鉴于我国能源产业存在的一系列问题,有必要开辟一条新的能源发展路径.从风能、水能、太阳能、生物质能发电方面分析了发展中可能遇到的障碍,并提出了相应的制度路径.     

低碳钢碳氮析出物的热力学计算

钢中的碳氮析出物通过细晶强化和析出强化方式对钢的力学性能有非常重要的作用. 基于规则溶液的双亚点阵模型(其中一个为金属亚点阵,另一个为间隙原子亚点阵)建立了碳氮化钛、氮化铝以及硫化锰的热力学计算模型用以研究析出物的析出开始温度、给定温度的奥氏体成分,并将这一结果应用于CSP过程. 经计算得Ti(CxN1-x),MnS和 AlN的析出温度分别是1 200 ℃,1 440 ℃和1 010 ℃,最大的体积分数分别为2.315×10-5,4.18×10-4和3.1×10-4. 对比发现热力学的计算结果与Thermo-Calc的计算结果和有关文献的实验数据有较好的一致性.