研究进展
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【SDG中心“两计划一基金”项目系列成果(二十)】基于LEAP-LMDI整合模型的碳达峰碳中和路径研究取得进展

发布时间:2025-04-03

近期,2025澳门2025免费原料网(SDG中心)开放研究计划——CBAS卓越科学家项目(CBAS2023ORP04)在碳达峰碳中和路径研究方面取得重要进展,构建了“驱动效应解析-动态情景模拟-减排路径优化”一体化分析框架,成果发表于能源领域顶级期刊Energy。该工作由SDG中心特聘研究员、西北生态环境资源研究院黄春林团队完成。王志伟硕士为第一作者。

为响应我国“2030碳达峰、2060碳中和”战略目标,本研究首次将对数平均迪氏指数分解法(LMDI)与长期能源替代规划系统(LEAP)深度耦合,构建了“驱动效应解析-动态情景模拟-减排路径优化”一体化分析框架(图1)。该模型突破了传统方法中驱动因素静态分析的局限,实现了历史回溯与未来预测的动态衔接,为省级尺度碳中和路径设计提供了方法论创新。

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图 1 对数平均迪氏指数分解法(LMDI)与长期能源替代规划系统(LEAP)耦合框架。

研究以甘肃省2001-2020年能源消费与碳排放数据为基础,结合高分辨率产业活动数据库(涵盖15个工业子部门、6类能源品种),运用LMDI方法量化了经济发展、能源强度、能源结构与产业结构四大驱动因素的贡献率。进一步通过LEAP模型构建了基准情景、强化政策情景和深度脱碳情景,模拟了2021-2060年多维度减排路径。2001-2020年,甘肃碳排放增长131.54万吨,其中经济发展效应贡献率高达176.31%,反映工业化快速推进的核心驱动作用。未来情景(2021-2060年)碳达峰路径:在强化政策情景下,需实现能源强度较2020年下降29.53%,电能占终端能源消费比重提升至46.37%,清洁能源发电占比达到64%,2030年碳排放峰值控制在220.37万吨。碳中和路径:通过深度脱碳技术组合(图2),2060年非化石能源占比超85%,钢铁、水泥行业碳捕集利用率突破60%,林草碳汇量增至800万吨/年,累计减排量达123.84万吨。

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图 2 不同情景下能源结构变化趋势。基础情景 (BAS):该情景是统计模型的结果,代表了一种自然的发展情景。峰值情景 (PK):该情景是根据政府政策规划制定的,旨在到2030年顺利达到峰值目标。提前峰值情景 (E-PK):该情景是PK情景的乐观版本,具有更激进的能源强度降低和能源结构调整。清洁能源使用的比例进一步增加。全电力情景 (ALL-ELE):该情景假设电力消费在总能源消费中的比例超过90%,而电力生产部门的清洁能源发电比例也超过90%。

【文章链接】

https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.133465

【相关研究】

Wang, Z., Huang, C., Zhang, Y., Zhong, F., & Li, W. (2024). Tackling carbon peak and carbon neutrality challenges: A method with long-range energy alternatives planning system and Logarithmic Mean Divisia Index Integration. Energy. DOI:10.1016/j.energy.2024.133465



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