化工环保论文:基于LEAP模型的城市能源规划与CO减排研究———以景德镇为例

(17页)

'化工环保论文:基于LEAP模型的城市能源规划与CO减排研究———以景德镇为例'
化工环保论文:基于LEAP模型的城市能源规划与CO减排研究———以景德镇为例摘 要:未来城市能源供给面临巨大的压力,同时温室气体减排也成为经济发展的一项硬约束.为探索节能减排和低碳发展背景下城市的能源需求和CO2排放变化,本文基于LEAP(Long range Energy Alternatives Planning System)模型框架,建立起针对基准情景和节能低碳情景的能源消费和CO2排放的预测技术.以景德镇市为例,利用建立的LEAP模型预测两种情景下能源需求和CO2排放变化.结果表明,节能低碳情景下2020年景德镇市能源需求和CO2排放增速显著减缓,其中能源需求相比基准情景将降低27%,单位产值CO2排放则降低37%.关键词:LEAP模型;能源需求;节能减排;情景分析传统的能源规划侧重能源供需平衡分析,但能源消耗的外部性对生态环境的影响不容忽视.2010年中国向世界承诺“在2020年单位GDP温室气体排放量在2005年基础上减少45%”,碳减排已成为中国经济发展的硬性约束.为此在城市能源规划中,既要注重能源供需平衡,也要考虑温室气体的减排约束.目前,城市能源系统分析与规划方法主要集中在能源总量的需求及其影响因素分析上,其中能源预测方法包括弹性系数法、投入产出法、时间序列分析法等[1-2].这些方法可以识别和探讨能源体系中的主要影响因素、相互关系和联合作用,但难以模拟系统结构变化比较大的情况,不适合能源的中长期预测[3],而且也未能关联环境影响,不能为决策者提供综合的支持.LEAP模型是一个基于情景分析的能源环境经济综合模型,可以在对经济、产业或技术的重大演变提出各种关键假设的基础上,构想未来较长时期能源及其环境影响的各种可能方案,得出相应的预测结果[3-4].目前LEAP模型已广泛应用于交通能源及大气污染物预测[5]、化学吸收工艺环境和经济评价[6]、填埋气环境经济评估[7]、钢铁行业CO2减排潜力分析[8]、可再生能源和未来行业能源预测等[9-11].这些研究主要集中在对单项能源政策或某一项措施的环境影响和效益评估,很少涉及对综合的能源政策组合影响进行预测,而且研究尺度集中在国家或某一行业部门,较少利用LEAP模型开展城市尺度下的综合能源体系和节能减排规划.本文基于LEAP框架,构建适用于城市能源需求和节能减排预测的LEAP模型,并以景德镇市为例,预测中长期范围内全市分行业和部门能源需求和温室气体排放情况.1研究方法1.1 LEAP模型框架LEAP模型由瑞典斯德哥尔摩环境研究所及美国波士顿Tellus研究所共同研发,是一个能源-环境情景分析模型,可以进行中长期能源供需平衡分析、能源流通和消费过程中大气污染物及温室气体的排放及成本效益分析,可以用来追踪一个经济体中所有部门之间的资源开采、能源生产和消费行为[12].LEAP模型包括能源供给、能源加工转换、终端能源需求3个环节,可根据项目的要求自由调整模型的结构和数据框架,涵盖了几乎所有的能源需求、转换、传输、分配和终端使用,能够模拟已存在的和即将应用的终端用能技术[13].LEAP模型的应用过程首先是进行发展历史的回顾性分析,然后对未来的趋势做出一系列假定,接着对政策措施、经济状况和技术水平等因素进行有目的的设定,在此基础上建立起数据模型,输入相关参数,最后得出相应的预测结果.1.2能源需求和CO2排放计算LEAP模型对能源需求进行分行业预测.假设有m种能源和n个行业部门,各行业的能源需求由经济活动水平和单位经济活动水平下的能源强度决定,CO2排放由能源需求和碳排放系数决定,公式如下Eti=∑nj=1AtjEtijEtj=∑mi=1AtjEtijC=∑i∑jAtjEtijfij式中,Eti为t时刻第i种能源消费总量;Etj为t时刻第j部门综合能耗;C为CO2排放量;Atj为第j部门在t时刻的活动水平,多以部门产值或产品产量表示;Etij为t时刻j部门单位活动水平下的能源消费强度;fij为第j部门对第i种能源的碳排放系数.焦炭和煤气的生产与消费过程均产生CO2排放,本模型按照投入焦炭和煤气生产环节的全部能源进行计算,不再考虑其终端消费产生的CO2.化工生产部门CO2排放按照投入的全部能源进行计算,没有考虑扣除作为原料的部分,因此计算得到的CO2排放量略微偏大.燃料大气污染物和CO2排放系数参见表1和表2.2景德镇案例研究2.1区域背景景德镇市位于江西省东北部,是著名的瓷都,其陶瓷、飞机汽车制造、电子、化工、机械等行业发展迅速,是江西省重要的工业城市.快速的经济发展导致能源消费不断上升,根据景德镇统计局公示的相关数据景德镇2007年单位GDP能耗高于全国平均水平,且“十一五”前三年能源消费强度未能达到规划进度要求.根据“景德镇十一五规划”和《景德镇城市总体规划纲要》,确定未来主要社会经济指标,详见表3.2.2模型构建景德镇市LEAP模型基于LEAP提供的建模基础框架构建,覆盖了终端能源消费部门和加工转换部门,并涵盖了终端能源消费主要的能源品种.考虑数据可获得性,模型以2007年为基准年,研究时间跨度为2007—2020年,模型的驱动因素包括GDP增长、人口规模变化、产业结构调整、能源技术进步和能效提高等.根据景德镇市的产业部门分类和终端能源消费特点,模型将终端能源需求部门划分为第一产业用能、工业用能、建筑业用能、交通用能、商业用能和居民生活用能6个部门.其中工业用能部门细化为建材行业(陶瓷和水泥)、造纸、制药、机械制造、制焦、电力、化学纤维、精细化工等子部门,交通部门分为铁路运输、公路运输和水路运输3个子部门,居民生活用能分为城镇居民用能和农村居民用能.模型中的能源载体有原煤、电力、煤气、天然气等.由于数据来源的限制和数据类型的差异,对各部门设计不同的数据结构,采取不同的计算方式.2.2.1工业用能工业用能以规模以上企业和重点用能企业作为行业代表,按照如下公式进行计算.Et=∑iAA'Ei'ftgtkit式中,Et表示t时刻,某工业部门用能;Ei'表示该行业表示重点用能企业的第i种能源的消费量;A/A'表示整体行业的产出水平与规模以上企业和重点用能企业的产出水平的比值;ft表示该行业未来的产业规模增长系数;gt表示该行业的节能系数;kit为第i种能源的能源结构调整系数.ft、gt、kit在初始时刻(2007年)的值均为1.2.2.2电力用能火电厂将一次能源转化为二次能源———电力供其他部门使用,为避免重复计算,本文对火电厂的计算公式如下H=cf1-(e-e')f2式中,c表示火电厂燃煤量(t);e和e'表示火电厂的总发电量和火电厂的自用电量(kWh);f1、f2分别表示煤炭和电力折合成标煤系数,f1=0.7143kgce/kg,f2=0.1229kgce/kWh(综合能耗计算通则GB/T 2589-2008)2.2.3交通用能景德镇市不属于江西省重要的交通枢纽,其交通用能的估算方法如下Ti'=T4if'1f1f'2f2f'3f3f'4f槡4式中,Ti'、Ti表示景德镇市和江西省交通部门对第i种能源的消费,i表示柴油、汽油、煤炭、综合能耗等;f1'、f2'、f3'、
关 键 词:
化工 环保 论文 基于 LEAP 模型 城市 能源 规划 CO 研究 景德镇
 天天文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:化工环保论文:基于LEAP模型的城市能源规划与CO减排研究———以景德镇为例
链接地址: https://www.wenku365.com/p-44814296.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服点击这里,给天天文库发消息,QQ:1290478887 - 联系我们

本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有【成交的100%(原创)】。本站是网络服务平台方,若您的权利被侵害,侵权客服QQ:1290478887 欢迎举报。

1290478887@qq.com 2017-2027 https://www.wenku365.com 网站版权所有

粤ICP备19057495号 

收起
展开