碳捕获与封存技术潜在的环境影响及对策建议

作为减缓气候变化行动的选择方案之一,碳捕获与封存（CCS）技术受到国际社会特别是发达国家的格外关注,但是能否得到广泛应用,除了要取决于其技术成熟度、成本,在发展中国家的技术普及和转让及其应用技术的能力,政策法规等因素外,其潜在的环境影响及其管理也是目前备受关注的一个问题。因此,针对CCS技术潜在的环境影响以及目前发达国家关于CCS技术环境影响的管理进行了分析,并对我国未来CCS技术的环境管理提出了一些对策建议。     

节能减排与中国经济的低碳发展

 自1978年实行改革开放以来,中国走的是一条赶超型或压缩型的工业化道路。伴随着经济的高速增长,发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的种种资源和环境问题在中国集中显现。面对资源短缺、环境污染和气候变化对经济增长的瓶颈性约束,国家在"十一五"规划纲要中提出了节能减排的具体目标。文章概述了"十一五"规划提出节能减排目标的背景,分析了其对控制温室气体排放的重要意义,总结了目前节能减排工作取得的成绩和存在的困难,提出了中国发展低碳经济的政策建议。     

节能减排与中国经济的低碳发展

自1978年实行改革开放以来,中国走的是一条赶超型或压缩型的工业化道路。伴随着经济的高速增长,发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的种种资源和环境问题在中国集中显现。面对资源短缺、环境污染和气候变化对经济增长的瓶颈性约束,国家在"十一五"规划纲要中提出了节能减排的具体目标。文章概述了"十一五"规划提出节能减排目标的背景,分析了其对控制温室气体排放的重要意义,总结了目前节能减排工作取得的成绩和存在的困难,提出了中国发展低碳经济的政策建议。     

中国水泥行业节能潜力和CO_2减排潜力分析北大核心CSCD

中国水泥行业生产了全球水泥总产量的一半以上,能耗和CO2排放仅次于电力行业.通过国际比较和宏观经济驱动力分析,预估了水泥产量在2010-2030年间3种可能的发展趋势.采用基于工艺流程的自底向上核算方法,评估了每种产量趋势下中国水泥行业在2010-2030年间的节能潜力和CO2减排潜力.结果显示,相比基准情景,在最佳技术情景下,水泥行业存在13.4％～ 14.6％的节能潜力和15.3％～ 16.3％的CO2减排潜力,分别带来平均4.2亿t标煤的累积节能量和37.2亿t的累积CO2减排量.总体上,燃料和熟料替代措施的节能减排效应要优于能效提高措施.在3种CO2排放源中,过程减排约贡献了总减排量的42％,其次是燃烧减排(36％)和电力减排(22％).     

中国二氧化碳地区间排放差异分析及减排政策建议

利用统计数据,参照政府间气候变化专门委员会（IPCC）的方法,对2008年我国各省区CO₂的排放情况进行了计算分析,并对东西部地区进行对比得出：东部发达地区在人均排放量和排放密度等方面均高于西部欠发达地区,但东部地区的排放强度却明显低于西部地区。国家经济战略,东、西部地区技术、经济社会发展水平差异是造成这一趋势的主要原因。提出了我国实现温室气体减排目标、分解减排任务的建议。     

面向福祉和公平的需求侧减排路径、潜力与政策

需求侧减排是协同实现碳中和目标与民生福祉、社会公平改善的重要抓手,也是以“人”为中心连接不同可持续发展目标的关键纽带。IPCC第六次评估报告首次独立成章（第五章）介绍应对气候变化的需求侧解决方案。报告将需求侧减排与福祉、公平等目标关联起来,依循“避免-转变-改进（ASI）”的战略框架,梳理了需求侧的减排措施和减排潜力;揭示了社会文化、心理活动、技术水平和基础设施等因素对需求侧减排的关键驱动作用,指出多种驱动因素之间相互依赖,呈现叠加效应;明确了激发需求侧减排的动力和能力需要科学的行为干预和政策设计以推动系统性变革。文中对该章主要结论做扼要解读,同时就该章节对中国的相关研究和政策启示展开讨论。     

能源补贴政策及其改革：为减排提供经济激励

 作为政府政策干预的一种形式，补贴广泛应用于世界各国和各级政府。然而，针对能源和环境保护的补贴行为，却存在两种截然相反的观点。补贴存在的唯一理由是外部效益内部化。通过分析中国减缓气候变化的能源补贴政策及其效果，指出了中国节能和可再生能源发展政策存在的不足，提出中国在推进减缓气候变化的行动中，需要发挥补贴政策的正面效应，减少负面影响。     

"一带一路"沿线主要国家碳捕集、利用和封存潜力与前景研究

碳捕集、利用和封存（CCUS）技术是世界公认的最有前景的碳减排技术之一,它在不改变能源结构的前提下,实现碳的有效封存,是协调经济发展和环境可持续的双赢策略。为了探讨“一带一路”沿线主要国家CCUS技术的发展前景,文中基于CO₂封存机理和CO₂在油藏和气藏中理论封存量的评估方法,分析了“一带一路”沿线主要国家CO₂的封存潜力。结果表明,“一带一路”沿线主要国家有较高的CO₂封存潜力, 在油藏和气藏中的理论封存量达到6200亿t。虽然目前沿线大部分国家CCUS技术都处于起步阶段,但在政府投资和政策的支持下,CCUS技术将为“一带一路”沿线主要国家碳减排目标的实现做出重要贡献。     

中国废水处理甲烷排放特征和减排潜力分析

废弃物处理温室气体排放的主要排放源之一为废水（生活污水和工业废水）处理CH₄排放。根据统计资料和IPCC提供的方法,选择适合中国的排放因子,分析了中国废水处理2005-2010年的CH₄排放特征和2000-2010年CH₄产生的各驱动因子。并且根据中国的实际情况预测和分析了中国废水处理CH₄排放趋势和排放潜力。结果显示：2010年中国生活污水处理CH₄排放量为61.10万t,工业废水处理的CH₄排放量为162.37万t,造纸等八大行业CH₄排放量达到总CH₄排放量的92%以上,2005-2010年的CH₄排放量逐年增加;到2020年在减排情景下,生活污水处理CH₄排放量为101.36万t,减排潜力为7.63万t,比2010年排放量增加了66%;工业废水处理CH₄排放量233.93万t,减排潜力为25.99万t,比2010年排放量增加了44%。     

国外陆上碳捕获和封存的立法及其启示

碳捕获和封存技术正越来越受到国际社会重视,很多国家通过立法推动碳捕获和封存技术的发展。其中,陆上碳捕获和封存的发展较为引人注目。陆上碳捕获和封存涉及CO2的捕获、运输、注入和封存4个流程,其中捕获和运输可以由各国现行的法律加以规范,而注入和封存则需要新的法律予以制约。根据国外陆上碳捕获和封存技术的立法经验,以及我国现行的相关法律法规来看,为了推动陆上碳捕获和封存在我国的健康发展,应当构建注重监管的公法体系和注重救济的私法体系。     

中国碳捕集、利用与封存立法和监管体系研究

碳捕集、利用与封存技术（CCUS）被认为是进行温室气体深度减排最重要的技术路径之一。为了促进CCUS技术的发展与应用,欧盟、英国、美国等国家和地区一直积极倡导CCUS实施的制度化和规范化。通过对与CCUS相关的国际公约、重点国家和地区的政策、法规进行系统的梳理,以及对中国的法律制度体系和CCUS政策法规现状的整理,中国CCUS立法和监管体系建立的关键在于解决CO₂的定性、地表权和地下权的确定、保障健康、安全和环境、知识产权的转移和保护、项目审批制度以及激励政策体系的建立等,应有针对性地构建CCUS政策法规体系,逐步完善CCUS政策法规环境,从而推动CCUS在中国的健康发展。     

Carbon Capture and Storage From Fossil Fuels and Biomass – Costs and Potential Role in Stabilizing the Atmosphere

The capture and storage of CO₂ from combustion of fossil fuels is gaining attraction as a means to deal with climate change. CO₂ emissions from biomass conversion processes can also be captured. If that is done, biomass energy with CO₂ capture and storage (BECS) would become a technology that removes CO₂ from the atmosphere and at the same time deliver CO₂-neutral energy carriers (heat, electricity or hydrogen) to society. Here we present estimates of the costs and conversion efficiency of electricity, hydrogen and heat generation from fossil fuels and biomass with CO₂ capture and storage. We then insert these technology characteristics into a global energy and transportation model (GET 5.0), and calculate costs of stabilizing atmospheric CO₂ concentration at 350 and 450 ppm. We find that carbon capture and storage technologies applied to fossil fuels have the potential to reduce the cost of meeting the 350 ppm stabilisation targets by 50% compared to a case where these technologies are not available and by 80% when BECS is allowed. For the 450 ppm scenario, the reduction in costs is 40 and 42%, respectively. Thus, the difference in costs between cases where BECS technologies are allowed and where they are not is marginal for the 450 ppm stabilization target. It is for very low stabilization targets that negative emissions become warranted, and this makes BECS more valuable than in cases with higher stabilization targets. Systematic and stochastic sensitivity analysis is performed. Finally, BECS opens up the possibility to remove CO₂ from the atmosphere. But this option should not be seen as an argument in favour of doing nothing about the climate problem now and then switching on this technology if climate change turns out to be a significant problem. It is not likely that BECS can be initiated sufficiently rapidly at a sufficient scale to follow this path to avoiding abrupt and serious climate changes if that would happen.     

中国氟化工行业HFC-23减排潜力分析

我国是全球二氟一氯甲烷（HCFC-22）的主要生产国,在HCFC-22的生产过程中,会产生大量的温室气体--三氟甲烷（HFC-23）。通过分析我国11个HFC-23减排清洁发展机制（CDM）项目的监测数据,确定HFC-23的排放因子,估算我国2000-2010年HFC-23的排放量,并预测了2011-2020年HFC-23的排放量和减排潜力。预计到2020年,我国HFC-23的排放量将达到2.3亿t CO₂当量。如果HCFC-22企业能够实现自主减排,那么将为我国2020年CO₂排放强度下降40%～45%的减排目标贡献3.2%～3.6%。     

碳普惠制下市民乘坐地铁出行减碳量核算方法研究——以广州为例

碳普惠制是一种以城市居民为主体的温室气体自愿减排机制。将乘坐地铁出行作为低碳行为纳入碳普惠制,是建设全民参与型低碳社会的重要探索。本文提出了替代法和均值法两种市民乘坐地铁出行减碳量的核算方法,并以广州市为例,计算了2015年广州市民乘坐地铁出行的减碳量。结果显示：替代法下广州市民乘坐地铁出行的减碳量约为0.5419 kg CO₂/人次,均值法下约为0.5155 kg CO₂/人次,如果按2015年广州市地铁系统的客运量计算,替代法和均值法下全市地铁系统的年减碳量分别约为130万t CO₂和124万t CO₂。其中,替代法主要参考已有的CCER方法学设计,具有一定的理论基础,但其替代出行模式的确定受被调查对象的主观影响较大,而均值法以城市现有的机动化出行模式为基准线,较少受到人为因素的干扰,均值法被认为更适合于计算碳普惠制下市民乘坐地铁出行的碳减排量。     

Uncertainty in Carbon Capture and Storage (CCS) deployment projections: a cross-model comparison exercise

Carbon Capture and Storage (CCS) can be a valuable CO₂ mitigation option, but what role CCS will play in the future is uncertain. In this paper we analyze the results of different integrated assessment models (IAMs) taking part in the 27th round of the Energy Modeling Forum (EMF) with respect to the role of CCS in long term mitigation scenarios. Specifically we look into the use of CCS as a function of time, mitigation targets, availability of renewables and its use with different fuels. Furthermore, we explore the possibility to relate model results to general and CCS specific model assumptions. The results show a wide range of cumulative capture in the 2010–2100 period (600–3050 GtCO₂), but the fact that no model projects less than 600 GtCO₂ indicates that CCS is considered to be important by all these models. Interestingly, CCS storage rates are often projected to be still increasing in the second half of this century. Depending on the scenario, at least six out of eight, up to all models show higher storage rates in 2100 than in 2050. CCS shares in cumulative primary energy use are in most models increasing with the stringency of the target or under conservative availability of renewables. The strong variations of CCS deployment projection rates could not be related to the reported differences in the assumptions of the models by means of a cross-model comparison in this sample.     

Time Discounting and Optimal Emission Reduction: An Application of FUND

Time preferences are a dominant influence in cost-benefit analyses of long-term issues such as climate change. FUND, a model for optimal emission control, is used to spell out this influence. Classic discounting at various rates is contrasted with Heal discounting where the discount factor depends logarithmically on the time distance (it does linearly in the classic case), and Rabl discounting where the discount rate is set to zero at a certain point in the future. The choice of the discount rate has a strong influence on total and short-term emission reduction. The effect of Rabl and Heal discounting is like lowering the classic discount rate. International cooperation has a larger effect on optimal emission reduction, however, than does the discount rate. Larger still is the influence of explicitly taking up long-term goals for atmospheric concentrations in the welfare function, using a modification of the Chichilnisky criterion.     

中国二氧化碳排放源现状分析

通过对20世纪90年代中国几个主要温室气体研究项目中关于二氧化碳(CO2)排放源研究结果的综合分析,结合最新资料,对1990年的中国CO2排放源进行了收集和完善,对1994年中国CO2排放源重新做了计算.其中,工业生产过程的CO2排放,在以前的研究中仅仅计算了水泥一项,本研究中我们增加了石灰、钢铁、电解铝三项,力求使结果更接近实际情况.结果表明,1990年和1994年中国CO2矿物燃料燃烧和工业过程总排放分别为2218.9×106t(合605.1×106t碳)和2787.8×106t(合760.3×106t碳),分别占当年全球CO2总排放的10.2%和12.7%.能源和工业生产活动的CO2排放均有不同程度的增长.矿物燃料燃烧是中国CO2的最大排放源,占总排放的90%以上.对CO2排放源的不确定性分析表明,中国CO2排放存在大于10%的减排潜力.     

一种飞机空中积冰潜势诊断指数与检验评估

飞机积冰是影响飞行安全的重要危险天气,准确的积冰诊断对民航运行与安全具有重大意义,特别是对国产大飞机适航取证具有重要作用。本文参考改进的CIP(Current Icing Potential)指数,使用垂直速度和云中液态水含量对积冰潜势诊断指数进行优化得到SCIP(Simplified Current Icing Potential)指数,该指数直接基于大气层结资料给出较为准确地飞机积冰潜势,具有命中率高、实用性强的特点。用2021年2月28日至12月31日民航航空器报告对原CIP指数和SCIP指数进行对比验证评估,发现相比于原CIP指数,SCIP指数具有更优异的ROC曲线(Receiver Operating Characteristic Curve)和TSS评分(True Skill Score)。但是对于不同程度的积冰,原CIP指数和SCIP指数均表现出较一致诊断效果,表明SCIP指数对诊断飞机积冰潜势具有重要作用,但无法判断积冰强度。根据2020年3月16日陕西区域飞机结冰个例验证表明增加垂直速度和云中液态水含量的影响对飞机积冰的描述更加细致,对提升积冰潜势诊断效果具有重要意义...