水泥生产碳排放分类细节校正的分析和探讨

水泥生产碳排放分类是精确测算碳排放因子的前提,基于对水泥生产各环节的生料、熟料、燃煤和窑灰的碳酸盐和有机碳的定量分析,认为对目前主流分类进行细节校正十分必要.抽样分析如下:(1)生料(A)、熟料(B)、燃煤(D)和窑灰(E)均含有无机碳和有机碳,新型干法窑样品的无机碳含量分别为74.00%~82.06%(A),0.01%~0.17%(B)和0.39%~3.12%(D),有机碳含量为0.02%~0.41%(A),0.01%~0.22%(B)和56.78%~88.52%(D),立窑样品的无机碳含量分别为66.93%~76.70%(A),0.01%~0.17%(B)和3.57%~68.52%(E),有机碳含量为2.56%~9.96%(A),0.01%~0.28%(B)和0.04%~7.11%(E);(2)校正后新型干法窑的无机碳排放因子为522 kg CO2/tcl,有机碳排放因子为265 kg CO2/tcl,碳排放因子为787 kg CO2/tcl,立窑的无机碳排放因子为505kg CO2/tcl,有机碳排放因子为334 kg CO2/tcl,碳排放因子为839 kg CO2/tcl.按照该种分类,两种工艺类型的碳排放因子分别较校正前的结果低约50和90 kg CO2/tcl.     

水泥可吸收大量二氧化碳

正水泥生产一直被认为是导致气候变化的元凶之一。据测算,生产这种工业原料的过程及使用的化石燃料排放的温室气体约占全球总量的5%。然而根据一项新的研究,这种现代文明的"积木"可能最终会吸收一部分二氧化碳气体——足以抵消近1/4的生产水泥所排放的温室气体。为了生产水泥,石灰石(碳酸钙)通过高温烘焙至1 000℃被转化成石灰(氧化钙)。这一转化过程向大气中释     

新型冠状病毒肺炎疫情对中国2020年碳排放的影响

中国的二氧化碳减排工作一直承受着国际社会的压力.新型冠状病毒肺炎疫情(COVID-19,简称"新冠疫情")对全球碳排放产生了显著影响.准确估算新冠疫情对中国二氧化碳排放量及其排放趋势的影响,对评估中国对全球变化的贡献有重要意义.本研究系统构建了基于活动数据的中国省级日碳排放数据库,对涵盖了化石燃料燃烧和水泥生产造成的所有人为源二氧化碳排放进行定量化的动态评估.本研究发现中国各省的碳排放在新冠疫情期间受到不同程度的影响.江苏、湖北和浙江三省的碳排放受疫情影响最严重,其碳排放减少量分别占总排放减少量的19.4%、17.0%和12.5%.青海省和西藏自治区受疫情的影响最小.从排放部门方面看,电力部门是多数省份减排量的主要贡献源,对于湖北、重庆、青海和福建等省份,工业部门是碳减排的主要贡献源.对于北京、天津这样的大城市以及四川和黑龙江两省,新冠疫情对交通部门的减排作用最显著.从疫情对碳排放的时间影响看,江苏省的碳排放在2020年1和2月份下降最多, 3月份之后,湖北省的碳排放减少量最为突出.而宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、福建省、陕西省和云南省受疫情影响较小的地区3月份的碳排放已经率先恢复到2019年同期水平.进入4月份,除湖北省的碳排放相比2019年同期下降4.9 Mt二氧化碳外,其他省份均接近或已经恢复到2019年同期水平.     

中国黑碳气溶胶排放量及其空间分布

基于国家统计数据、国内最新实测排放因子数据和更符合中国实际情况的机动车排放因子模型计算了中国大陆(不包含港澳台地区)2008年黑碳气溶胶排放清单,并建立0.5°×0.5°的黑碳排放空间分布图.2008年中国大陆黑碳排放总量为160.494×104t.其中工业源和居民生活消费源是最主要的贡献者,分别为69.503×104和63.602×104t,占总量的82.9%;交通运输黑碳排放量为19.463×104t,贡献了总量的12.1%;但不同省市各行业源贡献比例差异显著,可分为工业源贡献区、居民生活源贡献区、工业源和居民生活源共同贡献区,以及交通源贡献区.从能源类型看,黑碳主要来源于煤炭和生物燃料燃烧,分别占51.0%和32.2%.黑碳排放空间分布不均匀,呈东高西低的趋势,与区域经济发展情况和农村人口密度一致;其中高排放量地区以全国总面积的5.7%贡献了总排放量的41.2%,山西、河北、山东、河南以及四川等地具有较高的排放量.     

中国减缓气候变化评估

本文对中国碳排放状况、分部门减缓碳排放的技术潜力与成本、实现2020年GDP碳排放强度比2005年水平下降40%~45%目标的关键领域与技术、碳排放峰值的条件与不确定性等问题进行了分析与评估,提出了中国促进碳排放峰值目标实现的减缓气候变化对策,指出需要加快经济结构调整和增长方式转变,控制能源需求总量的过快增长,建立以新能源和可再生能源为主体的可持续能源体系,分行业、分地区地推进碳排放峰值目标的实现.     

论熟料库基础大体积混凝土施工

文章以新绛县威顿水泥有限责任公司水泥生产线一期工程中的熟料库基础为例,阐述了大体积混凝土施工的各个步骤.     

近期碳排放趋势对气候变化历史责任归因的影响

以减排为目的的国际谈判依赖于对气候变化历史责任的归因.近年来发展中国家快速的工业化使其工业碳排放量不断增加并超过了发达国家,这对以往的不含近期碳排放影响的气候变化历史责任划分提出了新的挑战.本文利用耦合了碳循环过程的CESM(community earth system model)模式,模拟研究了发达国家和发展中国家近期的工业碳排放对气候变化历史责任归因的影响.结果表明:将以往研究中的1850~2005年的历史责任归因延长到2011年,模拟的工业革命初期以来大气CO2浓度的升高、大气升温、海洋暖化以及北半球海冰的消融,有55%~62%的责任来自于发达国家的工业碳排放,其余38%~45%来自于发展中国家的碳排放.与不包含近期(2006~2011年)碳排放计算的结果相比,发达(发展中)国家对气候变化的历史责任减小(增大)了1%~2%,因此近期的碳排放趋势对长期的气候变化历史责任归因的影响很小.此外,尽管统计的近年来发展中国家的碳排放量显著增长并超过了发达国家,但忽略了国际贸易带来的发达国家向发展中国家转移碳排放量,从而转嫁历史责任的问题,未来需要进一步考虑排放转移对气候变化历史责任归因的影响.     

2020全球十大新兴技术

化学 太阳能化学 为满足人类日常需要,许多化学品的制造消耗了大量矿物燃料,也增加了CO2的排放.一种新方法可利用阳光将废弃的CO2转化为人们所需的化学物质,从而在两个方面减少碳排放:一是以CO2为生产原料,二是利用阳光而非化石燃料为生产化学品提供能源.     

碳循环对气候变化历史责任归因的影响

全球碳循环是气候变化的根本问题,其长期演变决定了人类导致的气候变化的速度和程度,也决定了稳定大气CO2浓度的减缓政策的制定和减排技术的施行.本研究利用2个参与了第5次耦合模式比较计划的耦合了碳循环过程的地球系统模式CESM和BNU-ESM,模拟研究了工业革命以来碳循环对气候变化历史责任归因的影响.模拟结果表明,以大气CO2浓度的升高为衡量指标,相比通常研究中以累积排放量为指标,发达国家碳排放的历史责任减小了6%~10%,发展中国家增大了6%~10%.这是由于历史时期(1850~2005年)发达国家占主导的工业碳排放对这一时期海洋和陆地固碳量的增加贡献了61%~68%和61%~64%,而发展中国家贡献了32%~39%和36%~39%.因此发达国家排放情景下,相对较大的全球碳汇固碳量减小了发达国家碳排放的历史责任,但也由于海洋吸收了更多的碳,使得发达国家对全球海洋的酸化负主要责任(68%).而且发达国家的高排放降低了全球碳汇的固碳效率,可能影响未来长期的固碳量,加剧全球增暖的程度.因此未来在制定减排方案时,需要进一步考虑到碳循环过程对减排方案的响应和影响.     

西北地区居民生活碳排放结构及其影响因素

为揭示西北地区居民家庭生活碳排放现状与规律, 基于家庭生活碳排放相关数据的调查, 综合利用《IPCC国家温室气体清单指南(2006)》、《中国温室气体清单研究》、投入产出分析方法和生命周期评价方法, 对西北地区居民家庭生活碳排放情况进行了评估分析. 研究发现: 西北地区人均生活碳排放只有2.05 tCO₂/(人 年); 生活碳排放主要来源于煤炭、电力和食品消费, 化石燃料消费所产生的直接碳排放占39.29%, 电力等家庭消费活动所产生的间接碳排放占60.71%; 生活碳排放主要受地理环境、家庭规模、经济收入、年龄结构等因素影响, 不同省区和城乡人口之间的排放量存在一定差别.     

基于多燃烧控制技术的灵活燃料发动机

提出了一种柴油机燃烧控制策略, 主要运用内部废气再循环(internal exhaust gas recirculation, EGR)技术、分段喷射技术、可调供油提前角技术和使用代用燃料, 大幅降低柴油机碳烟和氮氧化物的排放. 根据该燃烧控制策略, 研制了一台灵活燃料发动机. 实验表明, 该发动机可以燃用柴油、乙醇和碳酸二甲脂(DMC)等燃料. 它的碳烟排放很低, NO_x排放下降, 而HC和CO排放可以维持在较低水平; 在中、高负荷时, 发动机燃用代用燃料时的有效热效率比燃用柴油时的有效热效率提高2%~3%. 使用该发动机, 既可以使排放大幅降低, 又可以解决不易压燃的代用燃料在柴油机上的应用问题.     

青藏高原沼泽与高寒草甸草地退化对生长期CO2排放的影响

采用静态箱-便携式红外色谱法对青藏高原风火山地区沼泽草甸和高寒草甸两类生态系统CO₂排放通量进行了研究. 结果表明, 生长期内两类生态系统之间及同一生态系统内部不同的退化程度之间CO₂排放通量均存在较大差异. 沼泽草甸CO2排放通量随着退化程度的加剧而逐渐降低, 而高寒草甸除5月份之外, CO₂排放通量随着退化程度的加剧而逐渐提高; 未退化沼泽草甸较高寒草甸CO₂的排放通量同比高出65.1%~80.3%; 中度退化沼泽草甸较高寒草甸CO2的排放通量同比高出22.1%~67.5%; 然 而, 严重退化的高寒草甸比沼泽草甸CO₂的排放通量反而高出14.3%~29.5%. 5 cm处土壤水分、5 cm处土壤温度和地上生物量与CO₂排放通量显著相关, 是控制CO₂排放主要环境因子     

氢动力飞机载客起飞指日可待

正减轻燃料箱的重量,推动燃料电池技术不断进步,是氢燃料在航空业变得有竞争力的关键。随着各国为实现"净零碳经济"而努力,商业航空将成为最难脱碳的行业之一。持该论点的人士认为,化石燃料的能源密度优势实在难以战胜,与其硬碰硬,不如继续在客机中使用石油,并利用某些负碳排放技术来抵消其排放,可能更有意义。     

中国区域主要颗粒物及污染气体的排放源清单

利用政府部门公布的最新数据, 包括社会-经济数据、化石燃料和生物质燃料消耗数据等,同时采用一些新的、中国特有的排放因子, 计算了中国大陆2007 年高时空分辨率的颗粒物及污染气体的排放源清单. 计算的年排放量分别是: PM_2.5 1321.2 万吨, BC 139.9 万吨, OC 294.6 万吨,SO₂ 3158.4 万吨, NO_x 2324.8 万吨, NH₃ 1601.7.0 万吨, CO 16485.6 万吨, VOCs 3546.4 万吨. 计算出的全国和各地区的排放量采用0.5°×0.5°的网格来图示, 表明沿海地区及部分中部地区的排放强度明显高于西部地区; 部分污染物的排放具有较强的季节性, 主要是由于自然因素及居民采暖、农业秸秆的露天焚烧的季节性等所致. 分析对比表明, 本文计算的排放结果与其他清单基本相当, 但在不同污染物分类别的排放量上则不尽相同; 估算误差相对以往清单小.     

“一带一路”沿线国家可持续发展综合评估及分区管控

联合国《2030年可持续发展议程》为全球实现社会-经济-环境协调发展提供了行动方案.通过构建多区域投入产出模型,测算了"一带一路"沿线65个国家的环境足迹,并与基于行星边界分配的承载端相结合,评估了各国在水资源利用、土地利用、碳排放、氮排放和磷排放方面的环境可持续性.进一步测度了各国的可持续发展目标(sustainable development goals, SDGs)实现进程,运用空间计量模型揭示了环境可持续性与社会经济SDGs之间的权衡与协同关系,在此基础上对"一带一路"地区的可持续发展分区管控策略进行了探讨.结果表明:多数国家的土地、碳、氮、磷足迹均已超过其对应环境边界,"一带一路"地区的环境可持续性呈现显著的空间自相关性;减贫、健康等涉及人类基本生存问题的SDGs实现程度较高,而经济增长、可持续生产和消费等SDGs则亟待突破;与环境可持续性呈现协同关系的SDGs应作为社会经济发展的优先目标,而呈权衡关系的SDGs则要防范其实现过程中可能产生的生态环境风险;根据各国的环境可持续性和SDGs实现情况,识别了绿色先行、重点开发、绿色转型和风险防控四类可持续发展分区类型.     

第三代生物炼制的挑战与机遇

化学品和燃料的可持续生产以及缓解温室效应是目前人类面临的两大挑战.传统生物炼制技术可进行石化产品的替代生产,且绿色低碳;然而有些人类活动不可避免地产生碳排放,为了实现碳中和目标,迫切需要发展负排放技术以抵消这些排放.近年来,可直接将二氧化碳转化为燃料和化学品的第三代生物炼制技术为我们塑造低碳经济、实现碳中和提供了一个良好的解决方案.本文首先介绍固定二氧化碳的不同天然途径,随后概述可用于基于合成生物学理念设计的不同人工固碳途径;接着,讨论固碳途径能量的来源,特别强调非生物过程辅助的新型能量供给方式;随后,列举第三代生物炼制的生产实例,并讨论其在工业应用过程中值得注意的问题;最后,展望第三代生物炼制的主要优势和面临的挑战,并对未来的研究方向进行讨论.     

基于入户调查数据的中国居民生活碳排放评估

采用中国大陆31个省区居民生活碳排放调研数据,基于碳排放系数、投入产出和消费者生活方式3种方法对中国整体、城乡、区域居民生活碳排放进行评估,并从户均、人均和排放结构3个角度揭示中国居民生活排放现状,旨在了解当前中国居民生活碳排放的城乡差异和区域差异.研究发现:城镇户均居民生活碳排放是农村的1.48倍;城镇人均居民生活碳排放是农村的1.82倍;西南区户均和人均居民生活碳排放均最小,分别为6.89 t CO_2/户和2.06 t CO_2/人;晋陕内蒙古区户均居民生活碳排放最大,为9.52 t CO_2/户;东北区人均居民生活碳排放量最大,为3.15 t CO_2/人;医疗保健、热力、煤炭、食品和电力消费是居民生活碳排放的主要来源.通过对中国居民生活直接能耗和间接消费产生的碳排放进行基础性和系统性研究,不仅可以明确不同消费行为在居民生活碳排放中的贡献,而且为中国政府提出的减排目标和达峰目标提供数据支撑和科学依据.     

哨兵5号欧洲业务二氧化硫产品在中国的准确性评估

2017年11月欧洲空间局发射的哨兵5号搭载了新一代光谱仪(对流层大气监测仪, TROPOMI),可实现包括二氧化硫(SO_2)在内的对流层大气成分高空间分辨率全球监测.欧洲空间局提供的SO_2数据(TROPOMI欧洲业务SO_2产品)对中国大气污染监测有重要支撑作用,然而数据有效性尚需验证.通过对比地基多轴差分吸收光谱仪数据(MAX-DOAS)和生态环境部中国环境监测总站(国控站点)数据,发现该数据明显高估中国北方SO_2浓度.相对于地基MAX-DOAS站点高估61%～140%,且相关性小于0.5,相对于国控站点平均高估约54.6%.进一步研究表明,反演算法是造成显著性差异的原因.为了检验TROPOMI高光谱数据的适用性,自主研发的最优化估计方法也用于处理光谱数据,反演得到的SO_2柱总量(中国科学技术大学(中国科大)SO_2产品)与地基MAX-DOAS的偏差大幅降低(-4.8%～22%),相关性显著提高(0.72～0.89).与国控站点数据的平均偏差更小,为-25.8%.TROPOMI欧洲业务SO_2产品相对于中国科大SO_2产品偏高41.3%,并且标示了更大范围的重污染区域,与中国SO_2大幅减排的事实相悖.而中国科大SO_2产品大大提高TROPOMI结果在中国应用的准确性和价值.     

青藏农村生活能源结构及一次PM2.5排放估算

在我国农村地区,生物质和煤炭等固体燃料被广泛地用于居民生活炊事和取暖等活动,对区域空气质量、室内空气和居民健康产生危害.本研究基于在青藏农村地区开展的能源消耗实地调研,分析了两地农村居民生活能源消费结构,测算了农村生活燃烧源一次细颗粒物的排放量.研究表明,在西藏和青海农村家庭的炊事活动中,27%和8%的时间用气或电,而大部分时间仍使用固体燃料.西藏地区农村生活能源消费中,薪柴和畜粪消耗量分别占44%和53%.在青海省农村地区,薪柴和畜粪的消耗量占比分别是17%和37%.西藏和青海农村居民生活能源消费总量388.22万t(380.41万t～396.11万t)和428.27万t(327.86万t～530.60万t).炊事和取暖消耗燃料总量几乎相当.在市级层面,就某一种燃料而言,其消耗量与人口并没有显著的相关关系(P0.05),但是居民生活燃料总消耗量与人口数之间有非常显著的正相关关系(r=0.993, P0.001),反映出户均能源消费量基本相近.根据调查的能源消耗量,初步测算的青海和西藏地区农村居民生活源排放的一次PM_(2.5)分别是3.21万t(四分位区间为3.19万t～3.34万t)和4.27万t(3.31万t～5.37万t).     

二甲醚发动机超细颗粒排放属性实验研究

采用两级稀释取样装置和颗粒粒径分析仪——SMPS, 研究了不同转速和负荷下二甲醚发动机排放超细颗粒的数浓度和粒径分布特征, 并与原柴油机的颗粒排放进行了比较, 发现燃料组分显著影响排气颗粒的数浓度、质量浓度和粒径分布. 二甲醚发动机颗粒质量排放与柴油机相比有显著改善, 柴油机颗粒质量排放高出二甲醚发动机5.7~17.7倍; 高转速下(n = 2200 r/min), 二甲醚发动机颗粒数量排放与柴油机相比有一定程度的改善, 柴油机颗粒数量排放高出二甲醚发动机0.75~2.2倍; 而中间转速下(n = 1400 r/min), 中、高负荷时柴油机颗粒数量排放与二甲醚发动机相比反而下降50%~80%左右. 与二甲醚发动机相比较, 柴油机排放积聚模态数浓度增加 4.2~62.6倍, 积聚模态几何平均粒径增大10~30 nm左右, 这与二甲醚分子结构中不含C—C键以及燃料含氧有关; 二甲醚发动机排放大量核模态粒子, 这与二甲醚发动机排气中的挥发和半挥发性组分的成核和凝结作用有关.