水泥行业温室气体减排潜力分析--以安徽省为例

单位代码：单位代码：10359 学学 号：号： 201111170953 密密 级：级： 分类号：分类号： X322 硕士学位论文封面 Hefei University of Technology 硕士学位论文硕士学位论文 MASTERS DISSERTATION 论文题目：论文题目： 水泥行业温室气体减排潜力分析 以安徽省为例 学位类别：学位类别： 工学硕士 专业名称：专业名称： 环境科学与工程 作者姓名：作者姓名： 程婷 导师姓名：导师姓名： 许建 高工 汪家权 教授 完成时间：完成时间： 2014.04 合 肥 工 业 大 学 学历硕士学位论文学历硕士学位论文 水泥行业温室气体减排潜力分析水泥行业温室气体减排潜力分析 以安徽省为例以安徽省为例 作者姓名： 程婷 指导教师： 许建 高工 汪家权 教授 学科专业： 环境科学与工程 研究方向： 环境规划与管理 2014 年 4 月 A Dissertation Submitted for the Degree of Master An analysis of the GHG mitigation opportunities in Anhuicement industry By Cheng Ting Hefei University of Technology Hefei, Anhui, P.R.China April , 2014 I 致致 谢谢 本论文的相关研究得以顺利地展开最先感谢的是我的导师汪家权教授，而本 论文得以顺利完成也离不开我的又一位良师许建导师的大力支持，还要感谢在过 程中一直给予我帮助的胡淑恒老师！ 研究生学习期间我得到了两位导师的指导与爱护，对此我倍感荣幸！两位导 师人品贵重，厚德育人，不仅学术造诣精湛，博学多闻，平日里还乐于与我们沟 通，待我们平易可亲，对我个人而言更是亦师亦友。从两位导师的身上，我学习 到一丝不苟、严谨踏实的科研工作态度，领悟到明确人生目标和坚定信念的重要 性，促使我更加积极地学习、工作、生活，追求梦想！两位导师的悉心指导和良 苦用心将令我毕生铭感在心 再者要感谢胡淑恒老师、朱承驻老师，你们对我的指导和建议使我在课题项 目的学习中收获并成长；感谢程建萍老师在实验过程中给我的提示和帮助；感谢 李云霞老师在实验室管理工作中给我提供的帮助；感谢彭书传院长等院领导，还 有张妍老师，因为你们的勤勉工作，资环学院越来越好，令我们愈加骄傲和自豪！ 此外，我还要谢谢我的同门吕宙、邓瑞、吴文，以及师弟师妹们一直以来对 我课题项目、科研实验、日常管理等方面的协助；谢谢我的室友徐晶晶同学一直 以来对我无微不至的关照和帮助，感谢你们一直以来对我的信赖与支持！和你们 一起度过的时光将成为我研究生期间最美好的回忆！ 最后，特别感谢妈妈一直以来对我无条件的支持与关心！ 感激之词难以言尽，那就祝所有关心我的和我关心的人事业有成！生活美满！ 一切顺利！ 作者：程婷 2014 年 04 月 08 I 摘摘 要要 温室气体减排是当前国际普遍关注的气候问题的一个热议分支话题，为了占 领国际气候谈判的制高点，获得谈判的话语权，保障各自的经济发展权益，温室 气体行业减排方法已然成为各方关注的焦点。本研究正是基于行业的角度来探究 温室气体减排减排潜力。首先，纵观几个典型的温室气体排放部门，构造判断矩 阵来确定研究对象和目标行业，并以安徽省水泥行业为例；然后借助情景分析法 和数学模型工具模拟安徽省 20102030 年的排放情景，根据水泥行业碳排放路径 来分析减排潜力，探讨实现水泥行业碳减排的方法，证实了基于行业设计的减排 方案的有效性和优越性，最后给出相关的政策建议。 水泥行业的情景设计要以安徽省 20102030 年的水泥产量为背景假设，选择 自底向上的 LEAP 核算模型，预估安徽省 20102030 年的水泥产量；之后运用情 景分析法设计水泥行业 CO2减排的各种情景，充分考虑未来以社会经济技术为背 景的种种不确定的因素对 CO2排放的影响，以安徽省水泥行业发展概况和行业规 划，以及相关政策的具体措施和目标为情景设计的主要依据，设计了基准情景、 效率改进情景、配料改进情景、理想情景这四种情景来探究合理的减排措施，最 后把不同情景下的 CO2减排量的范围作为安徽省水泥行业可能的减排潜力。 借助 LEAP 模型产量预测模块分析得知安徽省水泥行业发展符合行业生命周 期曲线，水泥产量将在 2015 年达到峰值，之后将逐年减少。水泥行业碳排放路径 主要是过程排放、燃烧排放以及电力排放，这三种排放路径产生的 CO2排放量的 比例约为 5:3:2。对比三种情景下 CO2的排放情况，最终推测出 20102030 年安徽 省水泥行业 CO2减排潜力为 1.99%10.15%，约累积 CO2减排量 2073906 万吨。 通过分析水泥生产工艺， 可以知道除去水泥产量因素， 能够减小水泥行业 CO2 排放量的措施主要分为效率改进措施和配料改进措施；而进一步通过不同情景下 CO2的排放情况对比可知，配料改进措施对减排的贡献大于效率改进措施；从 3 种不同的 CO2排放过程的角度来看减排潜力，当采取效率改进措施时，燃烧排放 的减排潜力最大，减排贡献为 47%，其次是电力排放、过程排放，减排贡献分别 为 30%、23%；当采取配料改进措施时，过程排放的减排潜力贡献最大(46%)；当 在最理想的情景下时，过程排放的减排贡献(41%)依然大于燃烧排放(34%)，电力 排放的贡献最小(25%)。 最终得出结论认为，安徽省水泥行业效率方面的技术减排潜力已基本挖掘出 来，未来水泥行业减排的重点在于配料的替代与改进。 关键词：关键词：行业减排；水泥行业；情景分析；减排潜力 I ABSTRACT Greenhouse gas emissions has becoming a hotly debated topic while the whole world pay close attention to the climate issues. In order to occupy the commanding heights of the international climate negotiations, obtain the right of speech, and guarantee the rights of economic development, the sector-based approach to reduce emissions of greenhouse gases has attracted publics attention.This study is based on the perspective of sectors to explore the greenhouse gas mitigation opportunities.First of all, make a general survey of several typical sectors of greenhouse gas emissions,then construct a judgment matrix to determine the research object and the target sector,select cement industry in Anhui province as an example; Second,with the tools of scenarios analysis method and mathematical model to simulate the emissions scenarios in Anhui province during 20102030.Then analyze the greenhouse gas mitigation opportunities according to the cement industry carbon emission paths,and discuss the realizing methods of the cement industry carbon emissions reduction, then confirm the validity and superiority of the reduction scheme based on sector design. At last, this study will give some reasonable policy suggestions. The scenario design of cement industry should based on cement production in Anhui province in 20102030,in this study I choose the bottom-up accounting model called LEAP(Long-range Energy Alternatives Planning System) to forecast the cement production in Anhui province in 20102030; After that I use scenario analysis to design various scenarios of CO2 emissions in cement industry. By giving full consideration to the various uncertain factors in the future which have effects on CO2 emissions, especially the social economic technologies, and according to the general development situation and the sector planning and the related policy measures and goals of cement industry in Anhui province, this study designed four scenarios to explore reasonable measures to reduce emissions, they are baseline scenario, efficiency improved scenario, ingredients improved scenario, and the ideal scenario. And finally we choose the scope of the reduction of CO2 emissions as the possible mitigation opportunities of cement industry in Anhui province. With the analysis of the output prediction module of LEAP model,we could know that the development of cement industry in Anhui province is in line with the industry life cycle curve. We