世界炼油工业二氧化碳减排进展

《京都议定书》的生效和哥本哈根全球气候峰会的召开对高能耗高排放的炼油工业的发展产生了很大影响．环保问题尤其是二氧化碳排放将成为决定炼厂能否可持续发展的重要因素。炼厂中二氧化碳排放源比较分散．提供热能、蒸汽和电力的过程会大量排放二氧化碳,制氢过程也是二氧化碳的主要来源。加热炉是炼厂二氧化碳最大的排放源,而催化裂化、制氢等是炼厂主要的高排放装置。不同燃料对炼厂二氧化碳排放的影响也有很大差别。其中排放量最多的是焦炭,最少的是天然气。此外原油质量和产品分布也会影响二氧化碳排放。为保证长期持续的竞争力。国际大石油公司已经开始积极制定减排战略,并在炼厂中采取措施应对二氧化碳排放。这些措施包括提高装置能效、投资可再生能源和开展CCS项目等。我国对CCS技术的发展给予了高度重视。我国炼油工业应积极转变经济增长方式,加快开发自身减排潜力,统筹制定二氧化碳减排战略,积极主动应对温室气体减排压力。     

可再生能源与核电减排二氧化碳经济性分析

大量的二氧化碳排放推动了全球气候变暖。我国从2008年起已成为全球最大的二氧化碳排放国,约占全球排放总量的1/5。电力行业是二氧化碳排放大户,每年的排放量接近我国排放总量的一半,而且主要来自燃煤发电。目前核电、水电、风电和太阳能光伏等清洁能源发电均能实现二氧化碳的近零排放。为此,国家提出了到2020年、2030年非化石能源占一次能源消费比重分别达到15%和20%的目标。采用技术经济评价方法对水电、风电、太阳能光伏发电和核电减排二氧化碳的经济性进行定量分析。分析结果表明,单从减排二氧化碳的经济性看,水电最好,其次为核电,再次是风电和太阳能光伏。如果以水电为基准,核电减排1t二氧化碳的费用是水电的1.24倍,风电减排1t二氧化碳的费用是水电的1.88倍,太阳能光伏减排1t二氧化碳的费用是水电的3.37倍。如果从减排效果看,核电最强。为了降低我国二氧化碳排放量,必须大力发展可再生能源发电和核电,同时发展坚强智能电网和远距离输电技术,加强节能减排发电调度,避免或减少弃水、弃风、弃光现象的发生。     

德国新能源和可再生能源立法模式及其对我国的启示

在欧盟新能源和可再生能源立法的强力推动下,德国针对电力、交通和供热供冷等不同领域进行新能源和可再生能源立法,其中电力领域的立法进行得尤为深入;德国制定的2020年交通领域可再生能源利用目标为17%;2020年可再生能源在供热领域最终能源消费总额中的比例将达到14%。在出台各种法律的同时,德国还制定出新能源和可再生能源法规,典型例子是海上风电和生物质发电。德国新能源和可再生能源相关法律法规健全,其中电力和燃气产业、节能和能效以及气候变化三大领域的法律法规尤为重要。作为一个对化石能源有着巨大需求的国家,德国的二氧化碳减排进行得卓有成效,2007年较之于1990年,二氧化碳排放总量下降17.5%,人均二氧化碳排放量下降19%,一次能源供应和经济产出的碳排放强度分别下降10.9%和37.2%。同时还带动了欧盟的二氧化碳减排。相比于德国,我国新能源和可再生能源电力立法存在明显缺陷,一是缺乏深度,二是缺乏定力,三是缺乏耐心。德国新能源和可再生能源立法模式给予我国的启示是:能源立法应从小处做起,不应避重就轻,能源立法应一揽子化。     

利用PCDM促进我国能源可持续发展

规划方案下的清洁发展机制（PCDM）的有效实施．将会对发展中国家的能源、经济和社会的可持续发展带来良好效益。除开发碳捕获与碳埋存技术之外,联合国气候框架公约执行理事会在我国电力行业其他减排领域均有相关的方法学,可以开发成CDM项目。目前我国已开发的CDM项目主要集巾在可再生能源领域巾的风电、水电、生物质发电方而。PCDM最适宜使用的是小型方法学。以宁夏丰联彭阳太阳灶项目为例．拟定项目基准线情形,计算出年减排量约为35723t二氧化碳当量。PCDM的实施仍存在其本身还不完善、尚无成功经验可借鉴、金融危机下国际碳交易市场萎缩等障碍。建议我国应完善CDM项目管理办法,鼓励多方协作开发PCDM,开发适合我国国情的方法学,积极参与国际PCDM规划的制定与简化。     

规模化养殖场沼气工程温室气体减排选址优化模型研究

我国严峻的能源现状和不断加大的生态环境压力亟需大力开发可再生能源.在规模化养殖场建沼气发电工程,不仅能减少养殖场温室气体的排放,还对电力企业的减排做出了贡献.根据沼气发电的现状和特点,运用整数规划求解方法,结合联合国政府间气候变化专门委员会提供的温室气体估算方法学及缺省值,以规模化养殖场沼气发电工程减排温室气体的二氧化碳当量为优化目标,建立规模化养殖场温室气体减排选址优化模型.案例分析表明:优化后,项目比原方案每年多减排温室气体2.0×1010t二氧化碳当量.     

美国的能源研究与开发

美国的经济发展依赖于可靠的、可支付得起的能源供给。为了改善城市空气质量和减少全球气候变暖的危险，美国的能源研究与开发不仅着眼于经济，还从环境、安全和世界大国的现状等因素考虑，主要从能源效率、核聚变、核裂变、可再生能源、化石燃料等五个领域加强投入。1998年美国应用技术的预算总额为14．16亿美元，其中能源效率研究4．54亿美元，核裂变4600万美元，化石燃料3．46亿美元，核聚变2．25亿美元，可再生能源3．45亿美元。目前，能源效率的提高使美国消费者每年节约开支约1700亿美元，使空气污染物和二氧化碳排放减少约1／3。能源…     

日本2009年重启太阳能补贴政策

欧洲议会全体会议近日批准了欧盟能源气候一揽子计划。计划包括欧盟排放权交易机制修正案、欧盟成员国配套措施任务分配的决定、碳捕获和储存的法律框架、可再生能源指令、汽车二氧化碳排放法规和燃料质量指令等6项内容。欧盟到2020年将温室气体排放量在1990年的基础上至少减少20％,可再生清洁能源占总能耗的比例提高到20％,化石能源的消费量减少20％。     

中国可再生能源发展分析

全球正面临着化石资源枯竭和气候变化的双重危机,中国作为一个迅速崛起的发展中国家,节能减排的压力巨大,而大规模发展可再生能源是我国调整能源结构、发展低碳经济的有效途径.介绍了我国目前化石资源短缺、温室气体排放、可再生能源发展的概况,阐述了我国从自身国情出发开发可再生能源的必要性和紧迫性,并指出我国可再生能源产业在政府强有...     

关于推行低碳经济促进科学发展的若干思考

低碳经济是低碳发展、低碳产业、低碳技术、低碳生活等一类经济形态的总称。低碳经济以低能耗、低排放、低污染为基本特征,以应对碳基能源对于气候变暖影响为基本要求,以实现经济社会的可持续发展为基本目的。低碳经济的实质在于提升能效技术、节能技术、可再生能源技术和温室气体减排技术．促进产品的低碳开发和维持全球的生态平衡。这是从高碳能源时代向低碳能源时代演化的一种经济发展模式。     

生物质再燃降低燃煤锅炉NOx排放研究综述

我国能源结构以化石燃料为主,不可再生且污染严重,开发和推广应用可再生能源,逐步调整与优化能源结构,意义重大.生物质能是一种清洁可再生能源,也是当前世界能源研究热点之一.重点介绍了生物质再燃利用技术的原理和应用现状,生物质再燃技术包括直接再燃、气化再燃以及高级再燃,使用生物质用于燃煤锅炉再燃,既可以合理利用生物质,又能有效降低燃煤锅炉的NOx排放,NOx减排率可达50%～90%,具有广阔的推广和应用前景.     

低碳发展时代的世界与中国能源格局

哥本哈根会议认定了"2℃"和"在2050年前全球排放量减到1990年的一半",到2050年,碳减排要求世界人均能耗不高于2.5t标煤/a。能源碳强度ω是一个反映碳排放与能源结构关系的新指标,利用它与一次能源消费中生成并排放二氧化碳的各种形式能源所占比率γ的关联式ω=2.4γ进行推算:按照450情景方案,二氧化碳排放峰值307×108t出现在2020年,而能耗峰值在2030年左右;按照丹麦方案,二氧化碳排放峰值320×108t出现在2025年,能耗峰值也大约在2030年,将达到273×108t标煤/a,人均3.3t标煤/a。碳排放峰值年越推迟,达到2050年远期目标的难度越大。按照丹麦方案,2030~2050年的20年间,需平均每年减排10×108t二氧化碳,同时与450情景方案相比,大气中二氧化碳总量将增加400×108t以上。根据中国政府宣布的2010~2020年的减排目标推算,2020年能耗为41×108t标煤,二氧化碳排放约74×108t,中国只要能做到能耗强度每5年降低20%,就能够实现此目标。中国应在2020年之前快速发展非化石能源、加速产业转型、大力发展天然气、大幅提高能效,这样就完全能够与世界减排同行。     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅵ)——碳捕集与封存排放目标讨论

乐观地估计,如果2050年允许中国排放二氧化碳80×108t,其中50×108t可排入大气层,剩余30×108t需要地质封存,碳捕集与封存(CCS)任务十分艰巨。预计可物理或化学利用的二氧化碳总量微乎其微,不会超过1×108t。从增产原油角度看,EOR将起到重大作用,但所占比率太小,从减排的宏观层面还应优先考虑"封存"。中国圈闭卤水层分布很广,潜在容量很大,选址相对容易,需加大适合二氧化碳地质封存的卤水层的地质选址研究。中国土壤有机碳储量仅50~100Gt碳,平均单位面积储碳量仅48.8t碳/ha,如果及时采取有效措施增加中国土壤的有机碳,今后40年应该可争取增储37Gt二氧化碳,相当于这期间累积二氧化碳排放量的1/10,可缓解碳排放的压力。岩溶对回收大气、附近地区土壤和水中的二氧化碳有明显作用,中国是名副其实的岩溶大国,宣传岩溶碳汇的作用,保护岩溶地区的地质、地貌和森林植被应该得到足够的重视。中国工业(制造业)部门排碳量太大,现在已超过欧盟。外贸输出了大量高耗能产品,净出口产品的二氧化碳排放量已占到国内二氧化碳排放量的13%～15%,这种高排碳量的外贸出口结构极不合理,调整产业结构、加大服务业的比重和增加外贸产品的科技含量有利于减少中国的二氧化碳排放量。中国目前关于CCS的文件和法规略显深度不够,执行力度不足,仍然是条块分割,划分为多个部门,各自为战,不利于CCS目标的实现。CCS工程所需资金额巨大,涉及社会、法律、教育、安全、金融等多方面工作,迫切需要政府集中力量,统筹安排,编制今后40年的CCS路线图和不同预案,纳入各时期的五年国民经济发展规划。     

我国二氧化碳排放的特点、趋势及政策取向

改革开放以来。我国二氧化碳排放总量从1978年的148329×10^4t增加到2008年的689654×10^4t．年均增长5．3％。与此同时,二氧化碳排放强度总体上呈较快下降趋势,但1999年以后下降速度放缓。我国二氧化碳排放强度明显高于国际水平。分析其原因,从需求结构看是经济增长过度依赖出口：从产业结构看是由于过度依赖工业,尤其是重化工业：而以煤为主的能源资源结构和能源生产结构,直接导致我国单位能源使用排放的二氧化碳高于其他国家。我国2015年二氧化碳排放量预测值在82．28×10^8-90．508×10^8t之间,减排形势不容乐观。由于我国还处在工业化、城镇化加快发展阶段,在以煤为主的特定资源禀赋条件下,减缓二氧化碳排放的主要路径是减少能源消费,即节能。节能的主要着力点在于充分发挥政府和市场的作用,加快提高能源技术效率,包括深化能源产品定价机制改革;加强政府的社会性管制,使环境社会成本充分内部化;建立绿色税收体系,支持低碳经济发展;培育碳排放交易市场。     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅶ)——中国能源需求暨碳排放情景分析讨论

预测世界二氧化碳排放量峰值40Gt/a出现在2025年,此后年均下降4.1%,2050年才能达到IEA Blue Map情景要求的14Gt/a,届时人均排放量为1.5t,由于总降幅未达到80%,仍需努力减排,争取2070年世界二氧化碳排放量达到10Gt/a。中国2005~2025年累积二氧化碳排放量约160Gt,2025~2050年间约194Gt,2050~2070年间约75Gt,2005～2070年间合计约472Gt,约占当时世界份额的27%。希望中国碳排放峰值出现在2025年而不是2030年,即使能控制当年二氧化碳排放量达到10.5Gt/a的水平,此后年均下降2.9%,2050年达到5Gt/a的较高水平,年人均排放量降低到3.4t,仍高于世界均值。为了与世界总降幅同步,还需要进一步减排,争取2070年二氧化碳排放量达到2.5Gt/a。为了在2050年达到期望的碳减排目标,必须优化中国的产业结构和能源结构,发电、钢铁、水泥是中国节能减排的重点。受生物质资源不足、煤化工生产油品只能适度发展、氢燃料替代目前尚无确切时间推广节点的制约,预计2050年中国替代石油燃料的比率在20%左右,低于欧美地区50%～70%的比率。但通过提倡绿色出行、提高发动机燃油效率、乘用车过渡到以纯电动汽车和混合动力汽车为主、石油替代步伐加快且替代方式多样化、提高石油加工轻质化程度、加大天然气在CHP或DES/CCHP的高效利用等措施,将2050年的原油消费量控制在6.0×108t仍然有可能。加工6×108t原油可生产1.08×108t化工轻油,CBTL生产的油品总量中还包含1200×104t石脑油,合计化工轻油量为1.20×108t,加之还可由煤化工MTO/MTP生产一定量的烯烃,可满足基本有机化工原料的需求。只有通过各部门的综合努力,低碳排放的A或B情景才有可能实现,任何部门的牵制都将影响全国碳减排目标的实现。     

Electricity sector reforms in four Latin-American countries and their impact on carbon dioxide emissions and renewable energy

This paper analyzes carbon dioxide (CO₂) emissions related to energy consumption for electricity generation in four Latin-American countries in the context of the liberalization process. From 1990 to 2006, power plants based on renewable energy sources decreased its share in power installed capacity, and the carbon index defined as CO₂ emission by unit of energy for electricity production stayed almost constant for all countries with the exception of Colombia, where the index reduced due to increase in hydroelectricity generation in the last years. The paper also presents a new set of policies to promote renewable energy sources that have been developed in the four countries. The paper concludes that restructuring did not bring about environmental benefits related to a decrease in CO₂ emissions because this depend on the existence of committed policies, and dedicated institutional and regulatory frameworks.     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅲ)——石油能源产品在交通运输等行业中的应用和碳减排

在我国中长期的终端能源需求中石油将占约15%的份额,其中55%～60%将被用于交通运输行业。逐步减少交通运输领域石油能源产品的使用量,对减少能源消费总量和二氧化碳排放量十分重要。目前国内外研究机构预测的中国2050年货运周转总量(8×104～9×104Gt.km)及公路货运周转量均明显偏高,造成预测的运输燃料消耗量太高,这也反映出调整中国经济产业结构和进出口贸易结构的紧迫性。减少私人乘用车的拥有量和出行量也是节能减排的关键,采用西方发达国家私人乘用车的比例,预测中国2050年将拥有5×108～6×108辆乘用车不符合中国人口众多、城市中心区人口密度的特点,将乘用车数量控制在3.0×108辆的水平比较恰当。目前全球运输领域二氧化碳排放量约占总排放量的20%～25%,中国运输领域的二氧化碳排放量将逐步上升,占总排放量的份额将从目前的7%提高到2050年的30%以上。应努力采取各种措施,使2050年乘用车的二氧化碳排放强度降低到40g/km的水平。除了减少化石能源石油产品使用量、使用生物质燃料、推广纯电动汽车和开发燃料电池汽车外,改变出行方式、发展方便快捷的公共交通显得十分重要。预计我国2050年燃料电池汽车将占到小汽车保有量的20%左右,纯电动汽车占30%左右,各种混合动力汽车将占50%左右。为了使中国2050年二氧化碳排放总量控制在40×108～50×108t的水平,有可能也有必要将石油的使用量控制在6.0×108t,交通运输领域石油能源产品使用量控制在4.0×108t以下。     

Role of natural gas in meeting an electric sector emissions reduction strategy and effects on greenhouse gas emissions

With advances in natural gas extraction technologies, there is an increase in the availability of domestic natural gas, and natural gas is gaining a larger share of use as a fuel in electricity production. At the power plant, natural gas is a cleaner burning fuel than coal, but uncertainties exist in the amount of methane leakage occurring upstream in the extraction and production of natural gas. At higher leakage levels, the additional methane emissions could offset the carbon dioxide emissions reduction benefit of switching from coal to natural gas. This analysis uses the MARKAL linear optimization model to compare the carbon emissions profiles and system-wide global warming potential of the U.S. energy system over a series of model runs in which the power sector is required to meet a specific carbon dioxide reduction target across a number of scenarios in which the availability of natural gas changes. Scenarios are run with carbon dioxide emissions and a range of upstream methane emission leakage rates from natural gas production along with upstream methane and carbon dioxide emissions associated with production of coal and oil. While the system carbon dioxide emissions are reduced in most scenarios, total carbon dioxide equivalent emissions show an increase in scenarios in which natural gas prices remain low and, simultaneously, methane emissions from natural gas production are higher.     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅱ)——中国煤炭消费过程的碳排放及减排措施

中国能源领域排放的二氧化碳主要来自煤炭,因此煤炭消费过程中的碳减排措施尤为重要。煤炭的主要用户是发电部门,基于应对气候变化的需要,煤电行业的低碳途径不得不考虑采用CCS技术。不论是新建燃煤电厂,还是今后在传统电厂改建过程中增设CCS设施已是大势所趋,预计多数仍将采用MEA法脱除烟气中二氧化碳这一成熟技术。由于MEA法技术经济指标不够先进,估计10~20年内必将出现更先进的脱二氧化碳工艺技术。传统的燃煤锅炉增加CCS的经济效益已经逊于IGCC-CCS,预计2020年后IGCC电厂将成为新建煤电厂的首选方案。20年后采用临氢气化炉与燃料电池FC发电相结合、把高温的热能和甲烷的化学能直接转化为电力的IGFC高效燃煤电厂或将成功应用,IGFC综合能量转化效率比IGCC相对高出1/2~3/4,发展前景不可低估。钢铁、水泥和化工等高耗煤工业部门可通过节能和采用CCS技术降低碳排放,其余用煤的工业部门和分散用户则应考虑节能或用天然气等低碳燃料替代,间接起到减排效果。预计2050年燃煤发电和高耗煤工业总计将排放二氧化碳4.6Gt,如果二氧化碳捕集量是2.9Gt,则净排放量为1.7Gt。加上其他难以捕集二氧化碳的工业、部门及民用煤排放二氧化碳1.0Gt,合计二氧化碳净排放量为2.7Gt(情景A)。如果采用更先进的技术和严格的节能减排措施,可减少煤炭消耗0.31Gt标煤,减少二氧化碳排放0.5Gt,使煤源二氧化碳净排放量减少到2.2Gt(情景B)。无论哪种情景,实施CCS的任务都十分艰巨。     

Prospects of renewable energy - a feasibility study in the Australian context

Given the recent increasing public focus on climate change issues, there is a need for robust, sustainable and climate friendly power transmission and distribution systems that are intelligent, reliable, and green. Current power systems create environmental impacts as well as contributing to global warming due to their utilization of fossil fuels, especially coal, as carbon dioxide is emitted into the atmosphere. In contrast to fossil fuels, renewable energy is starting to be used as the panacea for solving climate change or global warming problems. This paper describes a feasibility study undertaken to investigate the potentialities of renewable energy including the prospective locations in Australia for renewable energy generation, in particular solar and wind energy. Initially, a hybrid model has been developed to investigate the prospects of wind energy for typical Australian region considering production cost, cost of energy, emission production and contribution from renewable energy using the Hybrid Optimization Model for Electric Renewable (HOMER), a computer model developed by the USA’s National Renewable Energy Laboratory (NREL). This model also explores suitable places around Australia for wind energy generation using statistical analysis. Subsequently, the usefulness of solar energy in the Australian context and suitable locations for solar energy generation are also investigated using a similar hybrid model. Finally, the model has been developed to investigate the prospects of renewable energy in particular wind and solar energy including specific locations in Australia that would be suitable for both wind and solar energy generation. From simulation analysis it is clearly observed that Australia has enormous potentialities for substantially increased use of renewable energy; a large penetration of renewable energy sources into the national power system would reduce CO₂ emissions significantly, contributing to the reduction of global warming.     

The analysis of renewable energy policies for the Taiwan Penghu island administrative region

Taiwan dependents on thermal power for 70% of its total energy supply. The high consumption of fossil fuel increases the carbon dioxide (CO₂) emissions and consequently causes global warming and climate change. Thus, Taiwan has proposed new regulations and measures such as “The Framework for Sustainable Energy Policy - An Energy Saving and Carbon Reduction Action Plan“and” The Master Plan of Energy Conservation and Carbon Mitigation” for domestic carbon reduction. These regulations indicate that the urgency to promote renewable energy to the public to achieve sizable reduction of CO₂ emissions. The objective of this paper is to develop a cost-benefit evaluation methodology based on system dynamics (SD) modelling for any given administrative region to evaluate renewable energy policies. This research develops specific SD models with causal feedback loops to assess the effectiveness of policies and the corresponding benefits for solar energy carbon reduction. The solar energy applications on Taiwan's largest island, Penghu, are used to demonstrate the proposed methodology. The SD approaches and the evaluation of the results serve as a reference to promote solar energy in the other regions with reduced costs and reliability.