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钢渣碳酸化用于co_2减排的研究进展与展望

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材料导报 2016年第1期30卷 111-114,121页

作者：王晟岳昌盛陈瑶胡一文勾立争彭犇中国冶金科工股份有限公司北京100028 中冶建筑研究总院有限公司北京100088

利用钢厂钢渣固定co_2的钢渣碳酸化技术是co_2减排的重要研究方向。综述了目前矿物碳酸化技术的研究现状,介绍了我国钢铁行业产生钢渣的组成特点、理化性质和处置现状,重点论述了不同类型钢渣碳酸化固定co_2技术的研究进展,提出采用"以... 详细信息

利用钢厂钢渣固定co_2的钢渣碳酸化技术是co_2减排的重要研究方向。综述了目前矿物碳酸化技术的研究现状,介绍了我国钢铁行业产生钢渣的组成特点、理化性质和处置现状,重点论述了不同类型钢渣碳酸化固定co_2技术的研究进展,提出采用"以废治废"方式和改善钢渣应用性能是该技术的研究重点和发展方向。

关键词：钢渣矿物碳酸化 CO2减排

基于LEAP模型的能源规划与co_2减排研究——以辽滨沿海经济区区域为例

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2017年第6期33卷 1124-1131页

作者：冯国会田川李帅胥富强沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院辽宁沈阳110015

目的为从法规、政策、规划和计划层次上削减碳排,对辽滨沿海经济区区域能源规划及CO2减排进行研究,实现区域能源规划的科学性.方法采用长期能源可替代规划系统LEAP模型,在基准发展情景和区域能源规划发展情景下,分建筑业用能、商业用能... 详细信息

目的为从法规、政策、规划和计划层次上削减碳排,对辽滨沿海经济区区域能源规划及CO2减排进行研究,实现区域能源规划的科学性.方法采用长期能源可替代规划系统LEAP模型,在基准发展情景和区域能源规划发展情景下,分建筑业用能、商业用能和居民生活用能3个部门进行co2排放量模拟预测.结果模拟结果得出:相比于基准情景,区域能源规划发展情景下,2010—2030年co2排放总量减少了7.1×105t,co2的排放量比基准发展情景降低了44%.结论在区域能源规划中引入LEAP模型对区域节能减排进行研究的方法是科学有效的,辽滨沿海经济区区域能源规划对于区域节能减排有着重要作用,为未来区域建筑的低碳节能奠定基础.

关键词：辽滨沿海经济区区域能源规划 LEAP CO2减排

中国水泥工业固废替代的CO2减排研究 ——全生命周期视角

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中国水泥工业固废替代的CO2减排研究 ...

作者：肖静华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

中国城镇化迅速发展的同时带来的能源和资源消费需求也日益增高,水泥行业作为能源和资源密集型产业,占全球能源消耗的12-15%。未来较长的一段时期内,中国的水泥需求不会下降,产量基本保持稳定。中国是世界上最大的水泥生产国,由此引起... 详细信息

中国城镇化迅速发展的同时带来的能源和资源消费需求也日益增高,水泥行业作为能源和资源密集型产业,占全球能源消耗的12-15%。未来较长的一段时期内,中国的水泥需求不会下降,产量基本保持稳定。中国是世界上最大的水泥生产国,由此引起的能源消耗和各种各样的资源环境问题也日渐突出,这极大地影响了国家的社会和经济发展。我国作为国际气候治理的积极参与者,在第七十五届联合国大会上明确提出我国的co2排放量将争取在2030年前达到峰值,并且努力争取在2060年前实现“碳中和”。为更好地实现碳达峰和碳中和的目标,水泥企业作为高碳行业亟需减碳发展,众多研究表明水泥生产过程中使用工业固废作为替代物可以有效减少co2排放。据统计,我国每年产生约40亿吨的工业固体废弃物,但综合利用率不高,如果将其作为水泥企业的替代原料,以年利用率20%计算,不但能够节省约8亿吨的天然矿产资源,对工业固废进行再利用实现资源最大化的同时,还可以减少co2排放。为推动绿色发展和经济发展战略布局,迫切需要对我国水泥生产工业固废替代的减排潜力及其经济可行性进行全面评估。本文以粉煤灰为例研究工业固废在水泥生产中替代的减排情况,定量结果可推广到其他工业固废的应用上。本文在水泥实际运行生产数据的基础上,有代表性的选取五个省份中各六个水泥企业,运用GB/T 32151.8-2015《温室气体排放核算与报告要求第8部分:水泥生产企业》核算了单位熟料的二氧化碳排放情况,并对其结果进行了分析,结果表明单位熟料排放较少的企业选择了替代原料和余热发电等减排措施,替代原料中以协同处置工业固废为主。其次,在工业固废中选取利用数量最多的粉煤灰作为水泥生产中的替代材料,以生命周期（Life Cycle）为视角,确定了研究边界、功能单位以及物质清单,分阶段研究粉煤灰不同替代率下的二氧化碳排放情况,结果表明:（1）水泥企业与直线距离70 km范围内的燃煤电厂产业共生,满足水泥企业粉煤灰需求的同时,还可有效减少运输阶段co2排放量;（2）保证水泥质量前提下,生料替代率最高可为9%,该替代率下CO2减排量为82.511 kg/t水泥;（3）同时进行生料替代和熟料替代,最多可减少co2排放452.586 kg/t水泥;（4）在清洁电力预测情况下,到2050年CO2减排最大为17.319 kg/t水泥;（5）最高的生料和熟料替代率,结合清洁电力使用,到2050年,减排量为461.675 kg/t水泥,占2020年水泥行业总排放的74.10%。最后,为了保证减排措施可行,对粉煤灰不同替代率下不同阶段单位水泥的经济可行性进行了研究,比较了不同替代情景下水泥生命周期成本的差异。结果表明:（1）粉煤灰替代使内外部成本均减少,且随着替代率的增大成本减少愈多,生料替代9%及熟料替代40%时,内部成本可比BS节约159.123元,外部成本可节约807.809元;（2）粉煤灰替代使余热发电阶段也有成本降低,生料替代9%及熟料替代40%时,可节约成本1003.720元;（3）粉煤灰替代硅酸盐水泥,最大替代率为50%时,其增强的碳酸化效应,到2050年可累计节约成本228.394元;（4）按2020年我国水泥产量,若前十大水泥企业,率先采用粉煤灰最大替代率,可节约成本1.3E+12元;（5）若水泥厂和电厂实现产业共生,粉煤灰最大替代率下,水泥厂还可节约粉煤灰购置成本12.018元。综上,粉煤灰在水泥生产中的CO2减排效果显著且具有一定的经济效益,相应的其他与水泥原料成分相似的工业固废也可实现环境与经济效益最大化,水泥行业应加强工业固废在水泥生产中的利用效率。

关键词：水泥工业固废生命周期 CO2减排经济可行性分析

co_2减排CCS与CCU路线的热力学认识

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四川大学学报（工程科学版） 2013年第5期45卷 1-7页

作者：朱家骅郭鑫楠谢和平夏素兰梁斌谢凌志王子宁四川大学化学工程学院四川成都610065 四川大学CCUS与C02矿化利用研究中心四川成都610065 四川大学能源工程安全与灾害力学教育部重点实验室四川成都610065

基于Gibbs自由能理论提出了以自由能耗散Ω作为CO2减排路线的热力学评价依据,减排的意义在于减少耗散。建立了输出功w与Ω的线性函数关系:w=-1/εΩ/α=-1/(1-β)·Ω/α,参数ε、β、α分别代表自由能耗散比、保留比和不可逆损失。分... 详细信息

基于Gibbs自由能理论提出了以自由能耗散Ω作为CO2减排路线的热力学评价依据,减排的意义在于减少耗散。建立了输出功w与Ω的线性函数关系:w=-1/εΩ/α=-1/(1-β)·Ω/α,参数ε、β、α分别代表自由能耗散比、保留比和不可逆损失。分析计算结果表明,CCS减排路线使自由能耗散增加5.7%且转变为环境负荷,从热力学意义上不可取。CCU减排路线以循环利用为手段,将排放物的自由能转化于再生产品中从而实现自由能回收,降低环境负荷,具有热力学优势。以工业固废磷石膏矿化8×104t/a co2的实例分析表明,CCU是具有经济效益的CO2减排路线,同时带来可观的资源与环境效益。

关键词： CO2减排 CCS CCU Gibbs自由能耗散

钢铁企业炼铁系统碳素流分析及co_2减排措施

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东北大学学报（自然科学版） 2013年第3期34卷 392-394,403页

作者：张琦贾国玉蔡九菊沈峰满东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110819

针对某钢铁企业炼铁系统,建立了炼铁系统碳素流模型;基于碳平衡原理,用实际生产数据计算出碳排放量,分析碳排放的影响因素并分析了碳排放与投入系统能源之间的关系.结果表明:炼铁系统碳排放模型计算的碳排放量更加符合我国实际;能源消... 详细信息

针对某钢铁企业炼铁系统,建立了炼铁系统碳素流模型;基于碳平衡原理,用实际生产数据计算出碳排放量,分析碳排放的影响因素并分析了碳排放与投入系统能源之间的关系.结果表明:炼铁系统碳排放模型计算的碳排放量更加符合我国实际;能源消耗量与碳排放量之间存在协同作用,能源消耗引起的碳排放占系统co2排放的95%,且每种能源的碳排放潜力不同,煤、焦炭等能源的排放潜力较大.指出降低炼铁系统co2排放关键在于改变能源结构、采用清洁能源和开发节能减排新技术.

关键词：炼铁系统碳平衡碳素流节能 CO2减排

太阳能-燃煤机组热力系统耦合方式优化和碳减排分析

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煤炭学报 2015年第S2期40卷 524-531页

作者：韩中合白亚开王继选电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003 河北工程大学水电学院河北邯郸056021

为了全面的评价耦合系统的生产性能,以某600 MW燃煤机组为研究对象,研究了太阳能-燃煤机组耦合系统。利用热力学和热经济学理论,建立了耦合系统的物理模型和热经济学模型,提出了耦合系统CO2减排量、投资节煤比、热经济学发电成本、火用... 详细信息

为了全面的评价耦合系统的生产性能,以某600 MW燃煤机组为研究对象,研究了太阳能-燃煤机组耦合系统。利用热力学和热经济学理论,建立了耦合系统的物理模型和热经济学模型,提出了耦合系统CO2减排量、投资节煤比、热经济学发电成本、火用效率、火用经济系数、煤耗等评价指标,确定了可行性耦合方案。结果表明,投资回收期最短的耦合方式为太阳能集热系统产生的蒸汽取代机组第1段抽汽,此时投资节煤比最高,为0.049 9 g/(k W·h·元);热经济学发电成本最低、煤耗最少、污染物减排量最大的耦合方案为取代机组的第2段抽汽,该方案下热经济学发电成本为0.344 5元/(k W·h),煤耗相对于原机组降低了13.49 g/(k W·h),CO2减排量为17.80 t/h。综合考虑,取代第2段抽汽为超临界600 MW机组耦合太阳能集热系统的可行性方案。

关键词：太阳能燃煤机组耦合方案热经济学 CO2减排

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技术进步作用下中国co_2减排的可能性

生态学报 2006年第2期26卷 423-431页

作者：王铮蒋轶红吴静郑一萍黎华群华东师范大学地理信息教育部重点实验室香港中文大学乔治梅森大学弗吉尼亚220304444

建立了包含技术进步作用的CO2减排经济影响的宏观经济模型,基于这个模型,开展了中国减排co2经济影响的政策模拟,研究发现,中国每年降低排放0.2%的排放量(少增0.2%),到2050年GDP会比不控制下降5.12%,但是最高还能保持GDP年增长率为7.2%左... 详细信息

建立了包含技术进步作用的CO2减排经济影响的宏观经济模型,基于这个模型,开展了中国减排co2经济影响的政策模拟,研究发现,中国每年降低排放0.2%的排放量(少增0.2%),到2050年GDP会比不控制下降5.12%,但是最高还能保持GDP年增长率为7.2%左右,如果中国承担年少排0.5%的减排任务,从2000年到2050年相当于50a少排放12.4%,GDP的年增长率的平均值为6%左右。如果中国加大教育科研投资0.5%GDP,则不仅减排的影响可以克服,而且到2050年GDP提高25%左右。

关键词：技术进步 CO2减排政策模拟

吉林省钢铁行业多阶段co2排放特征与达峰路径研究

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吉林省钢铁行业多阶段CO2排放特征与达峰路径研究

作者：后春辉吉林大学

学位级别：硕士

《巴黎协定》宣布全球平均气温升幅要控制在1.5℃以内,中国政府承诺2030年前碳达峰,在2060年前碳中和。要实现这两个宏伟目标,必须寻求以低碳的方式发展社会经济。作为支持工业化和城镇化的重要产业部门,钢铁行业碳排放占中国二氧化碳... 详细信息

《巴黎协定》宣布全球平均气温升幅要控制在1.5℃以内,中国政府承诺2030年前碳达峰,在2060年前碳中和。要实现这两个宏伟目标,必须寻求以低碳的方式发展社会经济。作为支持工业化和城镇化的重要产业部门,钢铁行业碳排放占中国二氧化碳排放总量的20%。因此,研究钢铁行业co排放,分析钢铁行业碳排放特征,探索钢铁生产的碳达峰、碳减排路径,对于助力1.5℃目标以及中国碳达峰碳中和目标实现是有必要的。本文以钢铁行业多阶段co排放特征与达峰路径为研究对象,将生命周期评估(LCA)和长期能源替代计划(LEAP)模型相结合构建LCA-LEAP模型,设置碳排放基准情景、新政策情景和低碳情景三种情景,系统测算2020-2030年钢铁生产多个阶段和技术的co排放,量化钢铁生产生命周期各阶段内各工艺不同能源使用导致的co排放,分析评估钢铁生产生命周期中引入设备大型化、电炉炼钢占比、氢还原炼铁技术、技术升级和能源结构变化5个方面措施不同应用水平的co排放减排效益。最后根据研究结果提出了未来钢铁行业低碳发展的潜在路径。研究结果表明:(1)基准情景在2027年达到峰值30.71 Mt,随后逐渐下降至2030年26.93Mt。新政策情景在2025年达到峰值29.02 Mt,随后在2030年降至24.75 Mt。低碳情景在2023年达到峰值27.33 Mt,在2030年降至23.18 Mt。新政策情景和低碳情景的吨钢碳排放较基准年分别下降8.08%和13.90%。三种情景的co排放达峰年份不同,但均呈现先上升后下降的趋势。基准情景模拟现有钢铁行业技术水平,于2027年达峰。新政策情景和低碳情景co排放因逐步引入氢还原炼铁技术、提高电弧炉比例、提高设备大型化等措施,而使其峰值提前、峰值量变小。(2)钢铁行业包含原材料获取、材料加工、制造和回收利用四个阶段。在钢铁行业多阶段碳排放中,材料加工阶段使用了最多的化石能源,其co占总排放量的80.67%-86.55%,这主要是因为材料加工阶段的炼铁工序中的高炉炼铁能耗较高;其次为制造阶段(10.81%-16.53%)、原材料获取阶段(2.31%-2.49%)和回收利用阶段(0.15%-0.45%)。从能源类消费类型来看,三个情景钢铁生产使用洗精煤而排放的co最多,占比为20.19%,其次为无烟煤、煤气和电力等。(3)不同措施碳减排效果不同,设备大型化措施的co减排效益最大。在低碳情景中,各类工序设备大型化的程度达到100%后,其co的减排贡献最大,为30.05%,但已无后续减排潜力。对于氢还原炼铁技术发展,当氢还原炼铁技术占比提升到30%,该技术co减排贡献占比将达到19.55%。电炉炼钢替换25%的转炉炼钢将贡献14.74%的co减排。长流程和短流程作为钢铁生产主要的两类流程,长流程能源使用co排放强度是短流程的2.5倍以上。电弧炉技术的应用受到废钢回收量的限制。到2030年,与基准年相比低碳情景中长流程和短流程的吨钢co分别下降了5.05%和11.09%。(4)未来钢铁行业低碳发展将依赖完成设备大型化、进一步提升氢还原炼铁技术占比和电弧炉炼钢占比,同时需通过技术革新提高钢铁生产电气化率和使用零碳电力。本研究所构建的LCA-LEAP模型也适用于开展其他行业能源使用与co排放研究,帮助研究者获取系统性和精细化的排放和减排数据。研究成果和发现可以决策部门制定钢铁行业低碳发展政策,加速实现钢铁行业碳达峰提供重要科学依据。

关键词：工业生态学生命周期可持续性评估钢铁生产长期能源替代计划(LEAP) 情景分析 CO2减排

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森林管理在全球co_2减排中的作用

应用生态学报 2006年第4期17卷 709-714页

作者：胡会峰刘国华中国科学院生态环境研究中心系统生态重点实验室北京100085

综述了各种森林管理措施在全球CO2减排中的作用.这些管理措施主要包括减少森林砍伐速度,增加森林覆盖面积,加强对现存森林的肥料、火灾及病虫害管理,以薪材替代化石燃料等.同时探讨了中国的森林管理存在的优势和不足.目前中国森林生态... 详细信息

综述了各种森林管理措施在全球CO2减排中的作用.这些管理措施主要包括减少森林砍伐速度,增加森林覆盖面积,加强对现存森林的肥料、火灾及病虫害管理,以薪材替代化石燃料等.同时探讨了中国的森林管理存在的优势和不足.目前中国森林生态系统主要是植被碳库,在全球碳循环过程中扮演着“碳汇”的角色,但其“碳汇”功能较小.因此,如何加强对新建人工林的抚育、病虫害和火灾管理,增强中国森林的“碳汇”功能,充分发挥其在CO2减排中的作用,是我们面临的重要工作.

关键词： CO2减排森林管理碳汇