清華新聞網(wǎng)10月23日電 近日，清華大學(xué)化工系胡山鷹課題組在中國(guó)過(guò)程碳排放及伴生可利用尾氣研究中取得新進(jìn)展。研究從碳中和背景下的尾氣協(xié)同利用視角出發(fā)，系統(tǒng)性量化了中國(guó)省域和行業(yè)尺度的過(guò)程碳排放及伴生可利用尾氣的規(guī)模與驅(qū)動(dòng)力，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的數(shù)據(jù)空白，為工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型及尾氣利用技術(shù)部署提供了科學(xué)模型和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
過(guò)程碳排放因其難減排特性，對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)構(gòu)成了關(guān)鍵挑戰(zhàn)。隨著清潔電力的發(fā)展使能源碳排放持續(xù)減少，過(guò)程碳排放在中國(guó)及相似工業(yè)大國(guó)減排戰(zhàn)略中的地位日益凸顯。資源化利用是消除過(guò)程碳排放的重要方式之一。在過(guò)程碳排放資源化利用環(huán)節(jié)中，能源碳排放、CO、H2等伴生成分的存在會(huì)影響利用規(guī)模與方式，現(xiàn)有宏觀(guān)研究大多僅討論單一碳排放，缺乏從實(shí)際生產(chǎn)出發(fā)、綜合多種關(guān)聯(lián)成分的系統(tǒng)性定量分析。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)自下而上的核算方法，構(gòu)建了2000年以來(lái)包括4類(lèi)成分、15個(gè)行業(yè)、28種尾氣的中國(guó)省域排放數(shù)據(jù)庫(kù)，并基于共享社會(huì)經(jīng)濟(jì)路徑（SSP）情景、生產(chǎn)端和消費(fèi)端低碳策略情景，將排放規(guī)模外推至2060年。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)分解（LMDI）模型對(duì)人口（P）、經(jīng)濟(jì)水平（GDPP）、生產(chǎn)強(qiáng)度（PI）、排放強(qiáng)度（EI）等驅(qū)動(dòng)因素開(kāi)展分析。研究結(jié)果表明，中國(guó)過(guò)程碳排放及伴生可利用尾氣規(guī)?？捎^(guān)，2023年過(guò)程碳排放（CO2(P)）、伴生能源碳排放（CO2(AE)）、伴生CO、伴生H2規(guī)模分別達(dá)到18.2億噸、12.5億噸、1.7億噸、0.3億噸，具有較大利用潛力。在綜合減排情景（se09）下，到2060年低碳策略可分別減少82%和94%的CO2(P)和CO2(AE)。當(dāng)前碳減排主要依賴(lài)工業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，未來(lái)將轉(zhuǎn)向技術(shù)驅(qū)動(dòng)。
圖1.中國(guó)過(guò)程碳排放及伴生尾氣的規(guī)模與驅(qū)動(dòng)力
基于所構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步揭示了中國(guó)過(guò)程碳排放及關(guān)聯(lián)行業(yè)的地域遷移規(guī)律。研究結(jié)果表明，中國(guó)過(guò)程碳排放重心總體呈現(xiàn)向西遷移的趨勢(shì)。對(duì)于關(guān)聯(lián)行業(yè)，資源密集型產(chǎn)業(yè)重心向中西部省份遷移，技術(shù)密集型與市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)重心向東部沿海省份遷移。
圖2.中國(guó)過(guò)程碳排放及關(guān)聯(lián)行業(yè)的重心遷移
研究成果以“追蹤中國(guó)過(guò)程碳排放及伴生可利用尾氣”（Tracing Process-Related Carbon Emissions and Associated Utilizable Exhausts in China）為題，于10月7日發(fā)表于《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》（Environmental Science & Technology）。
清華大學(xué)化工系2021級(jí)博士生張臻燁為論文第一作者，化工系教授胡山鷹為論文通訊作者。清華大學(xué)化工系教授、中國(guó)工程院院士金涌，清華大學(xué)化工系2022級(jí)博士生趙凱、2020級(jí)博士謝鑫參與了研究工作。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c07804
供稿：化工系
編輯：李華山
審核：郭玲
