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日博体育威海前沿交叉科学研究院与上海交大等机构合作在Nature Sustainability发文

发布日期:2021年04月06日 15:10 点击次数:

[本站讯]4月5日,日博体育威海前沿交叉科学研究院蓝绿发展研究院联合上海交大、清华大学、复旦大学、伦敦大学学院、上海理工大学、南京航空航天大学、爱丁堡大学、名古屋大学在Nature Sustainability在线发表研究论文“Embodied greenhouse gas emissions from building China’s large-scale power transmission infrastructure”。论文核算了1990-2017年中国输电基础设施建设造成的温室气体排放,并从电网建设、电网运行等方面提出了电网低碳管理措施。上海交通大学魏文栋副教授和日博体育蓝绿发展研究院李佳硕研究员为共同第一作者,蓝绿发展研究院李佳硕研究员、张宁教授和清华大学关大博教授为共同通讯作者。

中国拥有全球规模最大的电力传输基础设施,其建造过程投入了大量温室气体密集的钢铁、水泥,以及各种电气设备,然而输电基础设施引起的隐含温室气体排放规模、主要影响因素、时间演变趋势尚属未知,严重制约了输电基础设施低碳管理。

本研究收集整理了中国191个典型电力传输项目的信息(包含不同电压等级的直流、交流输电项目),通过综合运用过程分析、投入产出分析和回归分析等方法,建立了电力传输基础设施隐含温室气体排放评估框架,计算了中国1990-2017年电力传输基础设施累积隐含温室气体排放。研究发现:2017年中国输电基础设施累积隐含排放相较1990年增长了7.3倍,达到0.89 Gt CO2 eq.。技术进步、效率提升、能源结构调整使输电基础设施投入产品排放强度大幅降低,极大减少输电基础设施建设引起的隐含排放。地形、电压等级、输电线路长度、铭牌容量是输电基础设施隐含温室气体排放的重要影响因素。依据未来输电网传输距离、传输容量等关键参数,研究设计了四种输电基础设施碳排放管理情景,并计算和对比了不同情境下隐含温室气体排放。

研究从输电基础设施建设和运行管理两方面提出了输电基础设施低碳转型策略。具体包括:设置输电基础设施建设的温室气体排放标准,促使电网公司选择低碳的投入品和电力设备,进而倒逼供应链上游企业的低碳转型。针对西部偏远地区,通过建立分布式发电系统、微电网,开发当地可再生能源满足该地区的电力需求,减少输电基础设施建设。设定合理的输电基础设施建设成本参考标准,调整输电价格的定价机制,避免电网公司的过度投资。通过提升现有输电基础设施的利用效率,可以减少输电基础设施建设带来的排放。

该论文由日博体育、上海交通大学、清华大学、复旦大学、University College London等单位的学者合作完成。研究工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者、日博体育青年交叉科学创新群体建设等项目的支持。

图1 1990-2017年中国不同电压等级输电基础设施中累计隐含GHG排放

图2 1990-2017年中国各省份输电基础设施中累计隐含GHG排放的演变。a和b分别为1990年和2017年各省累计GHG排放。c和d分别为1990年和2017年各省单位面积的累计排放。e和f分别为1990年和2017年各省人均的累计排放。g为1990年到2017年各省人均排放的基尼系数。

论文链接https://doi.org/10.1038/s41893-021-00704-8


【供稿单位:威海校区宣传部    作者:张鹏飞    编辑:新闻网工作室    责任编辑:王晓萍 蒋晓涵  】

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