碳中和目标下中国碳排放路径研究

气候变化是当今人类面临的重大全球性挑战。中国是第一大碳排放国,在全球气候治理中起着关键作用。继2015年气候变化巴黎大会之后,中国在2020年联合国大会一般性辩论和气候雄心峰会等重要会议上,首次提出了争取2030年前碳达峰,2060年前碳中和,2030年碳强度下降65%、非化石能源比重达到25%等中长期战略目标。这一系列里程碑意义的新目标,彰显了中国负责任的大国担当,也是实现中国高质量发展的客观要求。为支撑国家应对气候变化战略实施,围绕碳达峰与碳中和目标,利用自主研发的国家能源技术经济模型（C3IAM/NET）,从自下而上的行业视角,研究了中国中长期CO₂排放的总体目标和实现路径;分析了不同经济增速和减排力度情景下,能源系统、碳捕集与封存技术以及碳汇的贡献程度。研究发现:全国CO₂排放量有望于2025年实现达峰,峰值约108亿吨,最晚于2030年达峰。通过能源系统实施不同减排努力,并结合碳捕集与封存技术部署,到2060年,与能源相关的CO₂排放量仍将存在3亿~31亿吨,主要来自电力、钢铁、化工、交通等行业,需要森林、海洋碳汇来吸收。并针对电力、工业、交通、建筑等重点领域和行业提出了建议。     

城市交通能源结构与碳达峰情景分析——以南京为例

交通部门能源消费结构低碳化转型是城市范围内实现碳达峰与碳中和目标的关键。而交通部门在用能结构、排放形式、功能等方面具有多重差异性,现有研究往往基于宏观模型测算,无法充分体现交通能源消费的差异性和复杂性,本研究基于城市交通能源消费数据,以南京市为例,测算了不同类型城市交通CO₂排放总量,并针对南京市是否可以在2030年前实现交通碳达峰目标展开讨论。结果表明：城市交通能源结构低碳化转型对南京市在2030年前实现城市交通碳达峰具有决定性的作用,私人交通工具使用强度降低对达峰时间影响较小,对降低峰值作用较大,机动车排放控制技术的发展可以有效降低峰值但对达峰时间无明显影响。     

社会经济转型新模式对中国CO2排放影响

近年来中国社会经济发展模式发生较大变化,结合最新情况探究 CO₂排放的社会经济影响因素,有助于为中国在后疫情时代推进 CO₂减排提供决策依据。基于结构分解分析方法探究 2017—2020 年社会经济影响因素变化对中国 CO₂排放变化的贡献,并在现有研究基础上结合修订后的统计数据再次评估 2010—2017 年中国CO₂排放变化的社会经济影响因素。研究发现：2017—2020 年,生产结构和最终需求结构变化由 2015—2017 年的 CO₂减排贡献转变为增排贡献,表明中国在结构性因素调整优化方面具有一定减排潜力。结合修订后的统计数据,2012—2017 年能源利用效率和结构性因素变化对 CO₂排放变化的贡献与现有研究结论存在差异。其中,能源利用效率变化由 CO₂减排贡献转变为增排贡献,这与金属冶炼和压延加工业等高耗能行业单位产出能耗明显增长有关,同时反映了产品结构不合理将驱动 CO₂排放增加。此外,各种社会经济因...     

新冠疫情对中国二氧化碳排放的影响

受新冠疫情影响，中国2020年一季度大量经济活动放缓甚至停摆。发电企业日均耗煤量、煤运港口煤炭吞吐量、炼油厂开工率、钢厂开工率、焦化厂开工率、铁路和民航日发送旅客数等均创历年同期新低。整体而言，本次疫情导致中国一季度CO₂排放同比显著降低约20%。短期来看，为应对疫情，扩大投资将造成中国CO₂排放强度降速放缓；长期来看，“新基建”发力有助于促进中国能源结构转型与2030年气候目标的实现。基于此提出:（1）对冲疫情影响扩大投资与产业低碳化发展相互协调；（2）对冲疫情影响扩大投资与去产能和优化产能结构统筹推进；（3）低碳发展引领乡村振兴；（4）加速推进全国碳市场的建设运行；（5）加快低碳技术研发、示范与成果转化等建议。     

中国居民消费间接CO2排放核算及其关键减排路径

不断扩张的居民消费不仅带动上游产业链发展,也造成大量间接CO₂排放。为缓解碳减排压力,基于环境投入产出模型核算了2017年中国居民消费间接CO₂排放量,并对居民消费上游产业链进行详细剖析,以识别关键排放路径。结果表明:（1）2017年中国居民消费间接CO₂排放为28.17亿吨;（2）各部门间接CO₂排放差异较大,其中电力、热力生产,交通运输、仓储和邮政业以及化学原料和化学制品制造业为主要贡献部门,占总排放的75%;（3）居民消费间接CO₂排放主要集中在前四个产业层,占总排放的72%;（4）第0产业层间接排放的关键路径包含电力、热力生产和供应业,交通运输、仓储和邮政业及其他服务业等6个部门;（5）第一至第三产业层排放的关键路径为18条,且存在“部门聚集”和“自循环”特征。基于路径分析结果,指出第0产业层减排应降低电力和交通等重点部门直接CO₂排放强度,倡导食品制造和服务业等部门的绿色消费方式和合理消费需求。第一至第三产业层主要依靠跨部门协作减排,同时应重视电力、农业等关键部门减排的连锁反应。     

中国碳达峰碳中和时间表与路线图研究

实现中国碳中和目标时间紧、任务重,是一项复杂系统工程。科学制定减排的时间表和路线图,需要处理好长期与短期、减排与发展、局部与总体的协同关系。为此,应用自主设计并构建的国家能源技术模型(C³IAM/NET),提出了兼顾经济性和安全性的中国碳达峰碳中和时间表和路线图,明确了中国碳排放总体路径、行业减排责任、重点技术规划等多个层面的具体行动方案。结果表明：当2060年碳汇可用量为10～30亿吨时,为达到低成本和安全实现“双碳”目标的要求,在不同社会经济发展情景下,中国需在2026—2029年间实现碳达峰,峰值不超过127亿吨CO₂(含工业过程排放);2060年的碳排放主要来源于电力、钢铁、化工、交通等部门;为实现碳中和目标,能源结构需加速转型,但2040年前中国仍将是以煤为主的能源格局,2030年煤炭占比不低于44%。在全国和行业路线图基础上,进一步给出了实现全国“双碳”目标对应的钢铁、水泥、有色、化工、建筑、交通、电力等重点行业的碳排放路径和技术布局方案,为中国引领和参与全球气候治理提供了科学依据和可操作性的行动方案。     

2020年中国碳市场回顾与展望

截至2019年，全球已经投入运行的碳排放权交易体系覆盖了全球温室气体排放总量的约8%，未来全球碳市场的规模有望进一步扩大。2017年底，中国启动了纳入发电行业的全国碳市场，未来正式开启交易后预计年配额将达到30多亿吨CO₂，成为超越欧盟的全球第一大碳市场。2018—2019年，中国碳市场主要进行基础能力建设工作，七个试点碳市场仍在继续运行，未来将逐步向全国碳市场过渡。截至2019年底，七个试点共完成线上配额交易量1.8亿吨，实现交易额41.3亿元，其中湖北碳市场成交总量和成交总额最高，北京碳市场成交均价最高，北京、上海、湖北、广东和深圳碳市场表现较为活跃，天津和重庆碳市场表现相对低迷。预计2020年后，全国碳市场将迎来发电行业首单配额交易，“十四五”期间逐步纳入其他高耗能行业。当前中国已经实现了2020年的碳强度在2005年的基础上降低40%~45%的减排目标，未来全国碳市场的顺利运行将对中国低成本实现碳排放在2030年前尽早达峰发挥积极作用。     

新能源产业政策的量化分析及其环保效应

基于2003—2017年中国大陆30个省份的新能源产业政策以及CO₂、SO₂、PM_2.5排放量等数据,利用关键词提取和政策力度的方法量化分析新能源产业政策,并建立空间杜宾模型分析政策的环保效应。研究表明:新能源产业政策侧重点依次为新能源技术研发创新、太阳能和风能产业、新能源汽车,政策力度也呈现出阶段性变化。与之相对应,新能源产业在政策侧重和政策力度较大时发展较快,继而降低大气污染和碳排放。回归模型进一步证实新能源产业政策产生了显著的环保效应,而且具有溢出效应,即本省的新能源产业政策也会降低邻近省份的CO₂、SO₂、PM_2.5排放量。因此,应加强政策内容的导向作用,提升政策力度,合理匹配政策内容与政策力度改善大气环境;同时各个省份应该加强地区间新能源产业政策的协调,共同减少碳排放、联合治理大气污染。     

不同覆膜处理与行距互作对谷子光合特性和产量的影响

为研究覆膜处理与行距对谷子光合特性和产量的影响,以晋谷21号为试材,设置3种覆盖方式(A1:全覆膜;A2:膜际;A3:不覆膜)与2种行距水平(等行距50 cm、宽窄行60/40 cm)互作栽培,以不覆膜为对照,共设置A1B1(T₁)、A1B2(T₂)、A2B1(T₃)、A2B2-1(T₄)、A2B2-2(T₅)、A3B1(CK₁)和A3B2(CK₂) 7个处理。结果表明,与对照相比,两种覆膜方式均能提高谷子光合能力和产量。其中,A2B1(T₃)处理净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均最高,分别为23.38μmol·m^-2·s^-1、0.17 mol H₂O·m^-2·s^-1,和133.07μmol·mol^-1,A1B2(T₂)处理蒸腾速率最低...     

湖南省CO2排放达峰情景预测研究

文章以能源系数法核算湖南省2010—2017年的CO₂排放,运用LMDI分解法识别湖南省CO₂排放的影响因素,然后在此基础上根据湖南省城镇化率、人均GDP、能源结构和产业结构在不同减排压力下发生的变化速率设置8种情景,利用STIRPAT模型预测8种情景下湖南省2017—2050年的CO₂排放量。研究发现,湖南省预计将在2027年达峰,峰值为31 825.60万吨,但最小峰值30 363.98万吨将在2030年出现,出现了提前达峰还是最小峰值达峰的抉择。此外,在情景比较中发现,非化石能源的消耗占比和第二产业占比对达峰值影响较大,故湖南省在碳达峰策略制定中应考虑提高非化石能源的消耗占比,降低高耗能、高污染的第二产业比重,进一步加快发展第三产业。     

中国火电行业燃煤烟气CO2捕集技术路径探究

碳捕集、利用和封存技术(CCUS)是支撑电力行业在脱碳早期阶段继续使用化石燃料发电的关键。围绕CO₂高效低耗减排,对当前电力行业燃煤烟气碳排放趋势和主要捕集技术进行总结,并对下一阶段火电行业碳捕集技术的发展方向进行预估,为“双碳”背景下中国电力行业的绿色转型和高质量发展提供有益参考。建议未来CCUS部署应从“老、旧、小”设备的淘汰改造着手,在完善政策激励与监管的同时,重点开发高效、低能耗的碳捕集技术,降低整体技术的运行成本。     

安徽省工业碳达峰的多情景分析

工业作为碳排放的主要来源,其排放规律和趋势直接决定安徽省碳达峰的时间和水平。基于核算的2001—2020年安徽省16市工业碳排放数据,结合广义迪氏指数分解模型和蒙特卡罗模拟对2022—2035年皖北、皖中、皖南工业碳达峰进行动态情景分析。结果表明：安徽省工业碳排放区域不均衡性突出,皖北工业碳排放量长期大于皖中和皖南地区;产出规模和产出碳强度分别是工业碳排放的主要促增和促降因素,人口规模在“十三五”时期呈现促降效应;在强化减排情景下,安徽省工业有望实现2030年前碳达峰目标,峰值约为4.74亿吨,基准情景和低碳发展情景下碳排放仍会持续增长。对此,安徽省需加快形成绿色低碳能源供应系统和消费模式,推动非化石能源从补充性能源向替代性能源转变,只有施行严格的节能减排政策,碳排放量才具备2030年前下降的条件和空间。     

全球能源系统转型趋势与低碳转型路径

能源是经济社会发展的基础。煤炭、石油等化石能源的转化和使用与碳排放密切相关。自工业革命以来,人类大量使用化石能源,排放CO₂、甲烷、 氧化亚氮等温室气体,造成大气中温室气体浓度快速上升,全球气候加速变暖。因此,控制能源系统碳强度、增加非化石能源占比是应对气候变化的关键举措。目前,全球约70%的碳排放来自于能源部门,21世纪中叶实现CO₂的净零排放首先必须是实现能源系统的净零排放。2022年4月,联合国气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告（AR6）第三工作组（WGIII）报告《气候变化2022:减缓气候变化》正式发布。报告指出,2010—2019年全球温室气体年平均排放量处于人类历史上的最高水平,但增长速度已经趋缓。为实现《巴黎协定》提出的2℃和1.5℃温控目标,各行业都需要实施温室气体深度减排,其中,能源系统减排尤其重要和迫切。为实现1.5℃目标,整个能源系统都需要彻底转型和持续变革,包括大幅减少化石能源的使用、建设由可再生能源为主体的新型电力系统、广泛推行电气化等。在此,基于IPCC AR6第三工作组报告,综述了全球能源转型的特征与趋势,未来的机遇与挑战。     

全国碳市场扩容策略的经济和排放影响研究

为应对气候变化,中国政府提出了雄心勃勃的减排目标,并计划通过碳交易政策促进减排目标的实现。2021年全国碳市场从电力部门展开运行,将逐步覆盖其他部门。构建加入碳交易模块的动态CGE模型,评估中国碳市场不同扩容策略的影响。研究结果显示,中国碳市场在2022年即纳入其他七个碳密集部门的减排成本和宏观经济损失最小。此时,到2030年碳价为110元/吨,较基准情景累计减排5.11%,累计GDP损失为0.18%。若全国碳市场在“十四五”规划时期内未完成扩容,将导致单位减排的GDP损失较加速扩容情景提高32.77%。从部门角度,纳入碳市场的部门中,电力部门在碳交易政策下的减排量和经济损失最大,非纳入碳市场的部门中,煤炭生产加工部门的经济损失最大。此外,还讨论了模型参数和碳市场机制设计的不确定性对结果的影响,并为全国碳市场的发展提出了相应的政策建议。     

碳中和目标下中国能源高质量发展路径研究

高质量发展是中国当前和今后一个时期内发展的主题，能源高质量发展是国家高质量发展的必然要求。为应对全球气候变化、彰显大国担当和责任，中国向世界庄严宣布了碳中和的雄心目标，为实现这一目标，对中国能源高质量发展提出了新的、更高的要求，迫切需要探索碳中和背景下中国能源高质量发展的路径。从中国实际国情和碳减排目标出发，通过与其他国家相比较，得出中国在碳中和目标背景下能源高质量发展面临着能源需求总量和CO₂排放量将继续增加、能源结构转型更加困难等挑战；但面临挑战的同时，也会倒逼能源高质量发展，抢占技术制高点，树立良好的国际形象。从碳中和的定义和目标出发，发现实现碳中和目标意味着要降低能源消费总量、化石能源占比和单位化石能源碳排放量，增加森林碳汇和发展CCS（含CCUS）。在此基础上，提出碳中和背景下中国能源高质量发展三大显性途径，即节能提效、优化能源结构和技术创新；以及一大隐性途径，即思想观念创新。对于全球来讲，应对气候变化是全球共同面临的挑战，需要各国共同努力去应对，必须加强国际间的合作。同时，针对性地提出，应加强顶层设计，出台面向2030年和2060年两大节点的《中国应对气候变化中长期国家行动方案》；围绕技术链和产业链，识别出关键核心技术纳入国家科技计划，并加强示范工程建设与推广应用；针对同种类别废物治理的弊端已经越来越明显，未来碳减排与“三废”协同治理将是大势所趋，建议深入探索协同治理机制。     

低碳经济背景下我国出口贸易的环境效应

贸易与环境关系的核心在于对贸易环境效应的认识。环境是一种世界性的公共产品,污染的外部性可能危及全球,对贸易的环境效应进行深入分析和评价十分必要。以我国CO₂和SO₂排放量作为环境污染的代理变量,将出口贸易的环境效应分解为规模、结构和技术三个方面,选取2001—2014年的分省年度数据对我国30个省、区和直辖市进行面板数据的回归分析。结果发现,当前的贸易在规模和技术上存在明显的环境效应,但结构效应并不明显,同时EKC曲线假说得到了证实。在此基础上,提出降低出口贸易中碳排放的政策建议。     

碳捕捉与封存技术(CCS)商业化运营的融资激励机制

碳捕捉与封存（CCS）技术发展的最终目标是形成一个投资者自发参与、利益与公益并存的商业化运作模式，这一目标的实现必须有金融体系的支持。但由于CCS项目的高成本、高风险导致融资存在渠道狭窄、供不应求的困境。因此，设计了“政府财政补贴、风险分担+金融全业态联盟+供应链成本分担”的融资机制，并在政府作为外部因素的基础上构建了能源企业、CCS运营商和金融机构三方之间的演化博弈模型，以探讨不同时期CCS商业化运营的最优融资机制。研究结果显示:（1）政府财政补贴是几种融资机制中作用效果最快的，而金融全业态联盟则是最持久的；（2）在银行信贷风险方面，相比于政府针对银行的风险分担机制，降低当前CCS运营商面临的碳价风险更为有效；（3）在供应链融资机制中，CCS运营商的成本分担比例应适中，过高或过低都不利于CCS商业化的发展。此外还发现，CCS项目的运营模式应因企业而异，不可一概而论:商业化模式更适合于那些CO₂累积排放量较低的中型能源企业，而那些CO₂累积排放量较高的大型能源企业则更适合自营模式。CCS商业化运营模式及其融资机制的不断完善，将有效加快全社会减排效率的提升。     

中国碳市场建设成效与展望（2024）

碳交易通过显性碳定价原则,将排放的负外部效应内部成本化,为处理经济发展与减排关系提供了一种解决方案。截至2023年,全球共28个碳交易体系投入运行,覆盖的温室气体排放量超过全球排放总量的17%,实施区域从发达国家逐步拓展至发展中国家,从欧洲、北美等地逐步拓展至拉美、东亚等地,更多的区域选择将碳市场减排目标与宏观减排目标绑定,并通过不断优化制度提高市场有效性,碳市场影响力逐步提高。2023年中国全国碳市场核算、核查、配额分配、数据管理、自愿减排等制度方法取得重要突破,全年配额成交2.12亿吨,是2022年的4.2倍,成交均价68.15元/吨,较2022年上涨23.24%,较第一个履约周期上涨59.04%。经过两个履约周期的建设,全国碳市场已形成要素完整的全流程制度框架,责任主体分工明确,支撑平台安全运转,碳排放数据质量大幅提高,碳价格发现机制初步形成,碳减排激励约束效果初显,推动碳市场成为中国实现“双碳”战略目标的重要政策工具。下一步全国碳市场将扩大行业覆盖范围,梯次纳入水泥、民航、电解铝、钢铁等行业;优化配额分配方法,适时引入有偿分配机制;调整履约机制,明确结余配额结转规定;出台多项中...     

基于振动信号的柴油机NOx排放虚拟传感研究

对行驶过程中车辆的NO_x排放进行实时监测有助于缸内燃烧过程的控制和改善,实现对排放的闭环控制和瞬态排放的有效评估,从而满足日益严苛的排放要求。提出了一种基于结构振动信号的NO_x虚拟传感方法。基于振动信号和缸压信号的时频图谱相似性分析方法实现了缸压信号的重构并从中提取与排放相关的信息,建立了用于预测NO_x的主成分回归(principal component regression, PCR)模型。在单缸柴油机试验台架上对预测模型进行了验证。结果表明：所提出的PCR模型对各种工况下的NO_x排放都能较好预测,与红外光谱式排放测量系统相比具有更快的响应速度。     

跨层结构“据V单”的演化过程及影响因素

借助语料考查分析了跨层结构“据V_单”的来源形式、发展演变过程以及影响因素,以及“据V_单”的性质和功能。跨层结构“据V_单”的初始结构为“据+NP+V_单”,在语言经济性原则和话语交际“适量准则”的推动下省略NP变为“据+Ø+V_单”结构,“据”和V_单在省略和外部句法环境的双重推力下功能悬空,其后语用需求和语用推理导致构式“据V_单”产生并表传信功能。在构式压制的作用下,构式内的“据”和V_单弱化和改变其本身的意义和用法,与构式整体相和谐。同时,词汇也反过来压制构式,迫使构式“据V_单”具备动词的性质和一部分V_单的句法功能。“据V_单”在现代汉语中具有动词性,具备传信功能、话题标记和话语标记功能。但受同类差异和竞争的影响,构式“据V_单”的内部成员使用和发展是不平衡的。