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作物—牲畜—生物能源综合系统对中国农业源温室气体的影响评估

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地理学报 2024年第1期79卷 28-44页

作者：张帆蔡颖邓祥征姜群鸥吴锋中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学北京100049 北京林业大学水土保持学院北京100083

对农作物和畜牧业生产系统中的剩余秸秆和粪便进行生物能源化利用,不仅有利于缓解作物—牲畜系统农业剩余物排放对环境造成的压力,还能通过最终产品的使用来抵消相关的温室气体排放。本文构建了一个作物—牲畜—生物能源一体化的综合系... 详细信息

对农作物和畜牧业生产系统中的剩余秸秆和粪便进行生物能源化利用,不仅有利于缓解作物—牲畜系统农业剩余物排放对环境造成的压力,还能通过最终产品的使用来抵消相关的温室气体排放。本文构建了一个作物—牲畜—生物能源一体化的综合系统框架,基于生命周期评价法估算了2010—2019年中国及各省份作物和畜牧生产系统中各过程的温室气体排放清单;对比了作物—牲畜—生物能源综合系统和传统系统在不同生产环节的排放差异,评估了综合系统对农业源温室气体排放的环境影响。研究结果显示:(1)作物秸秆管理、牲畜肠道发酵和作物生产能源消耗贡献了基准情景下中国主要的农业源温室气体排放,作物和牲畜系统中温室气体来源呈现出显著的地区差异。(2)环境影响强度在部分地区或省份呈现波动变化趋势,其中,华东地区的排放强度下降幅度较大(-0.73×10^(-2)),新疆的增幅最大(0.63×10^(-2))。(3)作物和畜牧生产系统中可利用的剩余秸秆和粪便数量可观,综合系统对农业源温室气体排放起到缓解作用,全国范围内缓解程度不同,最大时可减缓约67%的环境影响。

关键词：作物—牲畜—生物能源系统农业源温室气体生命周期评价环境影响时空演化

碳限额交易下考虑平台推广服务的竞争制造商减排决策研究

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系统工程理论与实践 2022年第12期42卷 3305-3318页

作者：杨建华解雯倩北京科技大学经济管理学院北京100083 北京企业低碳运营战略研究基地北京100083

在碳限额交易机制下,研究了碳限额总量和平台推广服务对减排成本差异化的竞争制造商生产与减排决策的影响.首先,构建并求解了两家制造商同时购买平台推广服务、仅低减排成本制造商购买和仅高减排成本制造商购买三种情形下的优化模型.而... 详细信息

在碳限额交易机制下,研究了碳限额总量和平台推广服务对减排成本差异化的竞争制造商生产与减排决策的影响.首先,构建并求解了两家制造商同时购买平台推广服务、仅低减排成本制造商购买和仅高减排成本制造商购买三种情形下的优化模型.而后,从经济和环境角度分析三种情形下制造商的最优生产与减排决策.研究发现,虽然较低的碳限额总量可以使低减排成本制造商实现最大减排,但较低的总产量会限制制造商和平台发展;两类制造商将在仅有自身购买推广服务时生产最大产量,而在仅有竞争对手购买推广服务时生产最小产量;而当碳限额总量适中时,仅竞争对手购买推广服务会促使制造商提高减排比例.无论制造商做出何种推广购买决策,政府调整碳限额总量对相同类型制造商产量和减排比例的影响趋势是一致的.从经济利润角度看,制造商的推广购买决策受推广服务价格影响;而从环境角度来看,仅低减排成本制造商购买推广服务造成的环境污染最低;但对平台而言,无论是否考虑环境因素,两类制造商同时购买推广服务是最优情形.

关键词：碳限额与交易机制竞争制造商平台推广环境影响

直接空气碳捕集技术生命周期评价的研究进展及挑战

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煤炭学报 2023年第7期48卷 2748-2759页

作者：王珺瑶何松严家辉曾雪兰邓帅雷励斌田志鹏广东工业大学材料与能源学院广东广州510006 广东工业大学环境生态工程研究院广东广州510006 天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室天津300035

直接空气碳捕集技术(DAC)能够从空气中直接移除二氧化碳,在全球净零排放路径中具有重要作用。但该技术的可行性始终受高能耗及其伴生环境影响的质疑,其实际碳移除效率需通过生命周期评价(LCA)方法评估。概述了现有代表性直接空气碳捕集... 详细信息

直接空气碳捕集技术(DAC)能够从空气中直接移除二氧化碳,在全球净零排放路径中具有重要作用。但该技术的可行性始终受高能耗及其伴生环境影响的质疑,其实际碳移除效率需通过生命周期评价(LCA)方法评估。概述了现有代表性直接空气碳捕集技术,其中基于高温再生的溶液吸收法(L-DAC)和固体吸附的变温吸附法(S-DAC)DAC系统技术成熟度较高,目前在商业化推广阶段。依据生命周期评价框架,从目标和范围、清单分析、影响评价结果及解释3个方面对DAC生命周期评价研究现状进行分析和评述。L-DAC和S-DAC技术均能够实现净碳移除,但DAC系统的生命周期碳移除效率区间较大,为10%~95%,且极大程度上取决于系统的能耗及能量来源。在DAC生命周期碳排放过程中,系统的热力和电力消耗所造成的温室气体排放占比超过80%,DAC运行过程中所需吸附剂、吸收剂消耗以及工厂建设产生的温室气体排放占比均小于10%。此外,DAC系统的生命周期水耗、材料消耗及土地利用等伴生环境影响也受到关注,初步估算DAC技术的水耗范围在0~50 Gt/Gt CO_(2),利用光伏、风电等可再生能源驱动DAC系统会导致其生命周期土地利用面积大幅增加。最后,对DAC生命周期评价发展趋势与挑战进行了梳理并展望了未来研究方向。目前,针对DAC系统的生命周期环境影响评估研究仍处于起步阶段,缺乏标准化的分析框架及实际项目数据支撑,且亟需扩展针对新型DAC技术的生命周期评价,DAC动态生命周期评价以及DAC与其他负排放技术的对比分析研究。

关键词：空气碳捕集生命周期评价碳移除负排放环境影响

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秸秆生物炭的固碳减排潜力及其环境影响

中国环境科学 2024年第1期44卷 396-403页

作者：刘阳靳晨生张海亚张新波张玉盼天津城建大学环境与市政工程学院基础设施防护和环境绿色生物科技国际联合研究中心天津300384 中国环境科学研究院水生态环境研究所北京510280

以最为普遍的慢速热解得到的秸秆生物炭作为研究对象,生物炭施用土壤为应用场景,利用全生命周期评价方法对生物炭在固碳封存过程中的固碳潜力和环境危害潜势进行了探讨与分析.结果表明,每年1t秸秆生物炭的制备及应用(秸秆生物炭系统)可... 详细信息

以最为普遍的慢速热解得到的秸秆生物炭作为研究对象,生物炭施用土壤为应用场景,利用全生命周期评价方法对生物炭在固碳封存过程中的固碳潜力和环境危害潜势进行了探讨与分析.结果表明,每年1t秸秆生物炭的制备及应用(秸秆生物炭系统)可减少二氧化碳当量(CO_(2e))排放5.50×10^(3)kg,封存CO_(2e)约5.53×10^(3)kg,对温室气体减排具有较为显著作用.在环境危害潜势上,秸秆生物炭系统有效地缓解了非生物耗竭潜势(-5.15×10^(-5)kgSb_(e))和富营养化潜势(-5.35×10^(-3)kg PO_(4)^(3-)e),而对酸化潜势(0.0576kgSO_(2e))、臭氧层耗竭潜势(8.28×10^(-14)kgR_(11e))、光化学氧化潜势(7.38kg C_(2)H_(4)e)和人体毒性潜势(2.01kgDCB_(e))产生了负面影响,但影响有限.

关键词：秸秆生物炭全生命周期评估固碳潜力环境影响

软土深基坑变形及环境影响分析方法与控制技术

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岩土工程学报 2024年第1期46卷 1-25页

作者：王卫东华东建筑集团股份有限公司上海200011 上海基坑工程环境安全控制工程技术研究中心上海200011

随着基坑规模日益增大以及邻近环境设施愈加复杂,合理评估并控制基坑变形及对周边环境影响成为软土基坑工程面临的重要挑战。基于理论分析与工程应用,对软土深基坑变形与环境影响分析方法及控制技术进行了系统研究。首先,在统筹考虑安... 详细信息

随着基坑规模日益增大以及邻近环境设施愈加复杂,合理评估并控制基坑变形及对周边环境影响成为软土基坑工程面临的重要挑战。基于理论分析与工程应用,对软土深基坑变形与环境影响分析方法及控制技术进行了系统研究。首先,在统筹考虑安全与经济的前提下,提出了软土深基坑环境保护等级和变形控制指标,为基坑周边不同类型环境设施的保护提供了依据。其次,系统建立了便于工程应用的基坑变形影响简化分析方法,并提出了基于土体小应变特性的基坑开挖对环境影响的计算分析方法以及确定全套小应变本构模型参数的实用方法,为复杂环境下深基坑环境影响分析提供了重要手段。同时,针对承压水降水影响难以准确量化评估的难题,提出了根据群井抽水试验反演确定关键水文地质参数并评估深层承压水降水对地层和环境变形影响的计算方法,满足了复杂地层承压水降水影响分析的工程需求。此外,还提出了包括支护结构与主体地下结构相结合、数字化微扰动搅拌桩加固、混凝土支撑主动变形控制、承压水控制超深隔渗帷幕等绿色、低碳、环境低影响的基坑变形控制新技术。成果在全国大量工程中成功应用,促进了软土深基坑工程全过程变形影响精细化分析和系统化控制技术的发展,为大规模地下空间的开发利用提供了技术支撑。

关键词：软土深基坑变形控制环境影响承压水降水小应变本构模型支护结构与主体结构相结合超深隔水帷幕

基于CALPUFF模型的山东省独立焦化行业大气污染物分析与预测

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工程科学学报 2024年第7期46卷 1311-1323页

作者：陈晓春李建晖陈少博尤倩陈晓辉伯鑫北京化工大学化学工程学院北京100029 首都经济贸易大学管理工程学院北京100070

基于已建立的2018年山东省高分辨率独立焦化行业排放清单,结合焦化行业制定的相关政策,本研究设置了基准情景(BAU-2018、BAU-2025、BAU-2035)和减排优化情景(ERO-2025、ERO-2035),使用CALPUFF模型模拟了各情景下山东省独立焦化行业SO_(2... 详细信息

基于已建立的2018年山东省高分辨率独立焦化行业排放清单,结合焦化行业制定的相关政策,本研究设置了基准情景(BAU-2018、BAU-2025、BAU-2035)和减排优化情景(ERO-2025、ERO-2035),使用CALPUFF模型模拟了各情景下山东省独立焦化行业SO_(2)、NO_x、PM_(10)及PM_(2.5)的污染情况及各污染物的减排潜力.研究结果表明,在BAU-2018情景中,山东省各市SO_(2)、NO_x、PM_(10)和PM_(2.5)的年均贡献比例的范围分别为0.06%~0.84%、0.01%~0.63%、0.04%~0.19%和0.07%~0.21%;在各阶段中,ERO-2025情景较于现状(BAU-2018)的各污染物排放与贡献浓度降低幅度最大;最优情景ERO-2035较于BAU-2018,SO_(2)、NO_x、PM_(10)、PM_(2.5)和CO_(2)的排放量分别为减少了60.12%、78.24%、75.07%、74.20%和37.47%,SO_(2)、NO_x、PM_(10)和PM_(2.5)年均贡献浓度降幅分别为60.74%、78.56%、75.00%和74.53%.全面执行超低排放标准对污染物减排具有显著效果,同时显示出巨大的污染物与CO_(2)的协同减排潜力.

关键词：焦化 CALPUFF 环境影响超低排放 CO_(2)

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光伏产业与环境支撑体系的耦合协调研究

太阳能学报 2023年第9期44卷 194-203页

作者：何兴王旭许野李薇张慧斌华北电力大学环境科学与工程学院教育部资源环境系统优化重点实验室北京102206

以光伏产业发展与环境支撑体系之间的协同关系评估为主要研究目标,在确定评价指标和利用层次分析法对其进行赋权的基础上,构建二者的耦合协调度模型,计算得到2014—2020年全国总协调度和各个地区的协调度。结果表明:在2014—2020年,全... 详细信息

以光伏产业发展与环境支撑体系之间的协同关系评估为主要研究目标,在确定评价指标和利用层次分析法对其进行赋权的基础上,构建二者的耦合协调度模型,计算得到2014—2020年全国总协调度和各个地区的协调度。结果表明:在2014—2020年,全国光伏产业与环境支撑体系的总协调度呈逐年递增趋势;其中,海南与重庆的耦合协调度最低;甘肃、青海与西藏等地高度耦合。为了更好地评估全球气候变暖导致的辐照变化可能给光伏产业发展带来的影响,在运用区域气候模式PRECIS预测得到未来气候变化条件下(RCP4.5与RCP8.5两个情景)辐照量的基础上,计算了气候变化条件下2030—2060年全国总协调度和各个地区的协调度。相较于现状评估结果,未来辐照量的增加、光伏发电技术的不断发展和配套基础设施的逐渐完善,全国的总协调度和各个地区的协调度均高于现状值,在合理的政策支持和技术创新条件下,有望进一步达到高度耦合协调甚至是优质耦合协调状态。

关键词：光伏发电环境影响层次分析法耦合协调度区域气候模式

工业固体废弃物材料制作冷粘结人造轻骨料的研究进展

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材料导报 2023年第18期37卷 127-144页

作者：刘军李振林张伟卓靳贺松邢锋深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳518060

利用固体废弃物制作的冷粘结轻质骨料作为新型环保材料,满足资源再利用和节约能源、减少环境污染以及可持续发展战略的要求,是设计环保型混凝土的主要研究方向和推广方向。目前,提高绿色人造轻质骨料混凝土性能的重要手段之一就是克服... 详细信息

利用固体废弃物制作的冷粘结轻质骨料作为新型环保材料,满足资源再利用和节约能源、减少环境污染以及可持续发展战略的要求,是设计环保型混凝土的主要研究方向和推广方向。目前,提高绿色人造轻质骨料混凝土性能的重要手段之一就是克服人造轻骨料的缺陷,如吸水率大、坚固性差、孔洞多、干裂等。现有利用固废制备的人造轻骨料性能提升方式主要从造粒工艺、养护制度着手,如CO_(2)养护、烧结养护、挤压造粒等。同时通过调整固体废弃物材料种类、掺量也可以有效提升人造轻质骨料的性能。此外,借助不同的微观分析手段(如扫描电镜、水化热分析、热重分析、X射线分析等),并通过分析骨料力学性能、物理性能的影响因素,如化学组成、造粒设备参数等,也可以优化出有效提升人造骨料性能的方法,如纤维增强、碱性处理等。本文主要总结了工业固体废物的种类及造粒性能,综述了人造轻骨料的造粒方式、养护工艺、力学强度、物理性能和微观性能等研究进展,并指出了未来人造轻骨料的研究任务和完善方向。

关键词：人造轻骨料制备工艺力学性能物理性能微观性能环境影响

不同生物质原料的气化合成制航煤的环境影响评价

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太阳能学报 2023年第5期44卷 10-16页

作者：潘小天仲兆平汪维郑翔沈钊丞邓玥东南大学能源热转化与过程测控教育部重点实验室南京210096 东南大学能源与环境学院南京210096

采用生命周期评价方法对玉米秸秆、稻壳和杨木3种生物质的气化合成航空煤油工艺路线进行环境影响评价。选取全球变暖、酸化、富营养化、光化学污染、人体毒性和固体废弃物6种环境影响类型,对3种工艺路线的全生命周期进行环境影响潜值计... 详细信息

采用生命周期评价方法对玉米秸秆、稻壳和杨木3种生物质的气化合成航空煤油工艺路线进行环境影响评价。选取全球变暖、酸化、富营养化、光化学污染、人体毒性和固体废弃物6种环境影响类型,对3种工艺路线的全生命周期进行环境影响潜值计算。计算结果表明:系统全生命周期中生产阶段排放最多的是CO_(2),占比为69.13%~74.36%;运输阶段环境影响最小,在各环境影响潜值中占比不足7%;玉米秸秆是3种生物质中环境影响最小的原料,减少费托合成反应器的耗电量可降低玉米秸秆工艺的环境影响。

关键词：生物质能生命周期环境影响航空煤油气化合成清单分析