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摘 要

随着大气中二氧化碳含量逐年升高，温室效应、极端天气等全球环境问题日益突出。温室气体主要来源于煤、石油等化石燃料的消耗所产生的二氧化碳，而电力行业作为我国二氧化碳主要的排放源，承受着巨大的碳减排责任和压力，因此火电行业是二氧化碳减排的重点行业。我国已经实施了一系列针对火电厂碳减排的政策措施。火电企业面对国家碳减排的要求，如何选择合适的碳减排技术或改变发电策略关系到自身的发展。本文采用成本效益的经济学方法，构建电力企业的成本函数，分析不同碳减排技术产生的成本和环境影响，并用水晶球进行蒙特卡洛模拟，预测数据的不确定性和各因素敏感性。进而采用层次分析法，结合不同技术的成本和环境影响，分析电厂可选的最优碳减排方式，为火电行业选择合适的技术提供参考。结果发现IGCC CCS技术的环境经济效益最好，其次是电除尘高频电源技术和辅机综合改造技术。

关键词：电力行业 碳减排 层次分析法

Research on CO₂ emission reduction strategy in power industry

Abstract

As the carbon dioxide content in the atmosphere increases year by year, global environmental problems such as the greenhouse effect and extreme weather are becoming increasingly prominent. Greenhouse gases are mainly derived from the carbon dioxide produced by the consumption of fossil fuels such as coal and petroleum. The power industry, as the main source of carbon dioxide emissions in China, is under tremendous carbon emission reduction responsibility and pressure. Therefore, the thermal power industry is a key industry for carbon dioxide emission reduction . my country has implemented a series of policies and measures aimed at reducing carbon emissions from thermal power plants. Faced with the national requirements for carbon emission reduction, thermal power enterprises have to do with how to choose appropriate carbon emission reduction technologies or change their power generation strategies. This paper uses cost-effective economics methods to construct a cost function for power companies, analyze the cost and environmental impact of different carbon emission reduction technologies, and use a crystal ball to perform Monte Carlo simulation to predict the uncertainty of data and the sensitivity of various factors. Furthermore, it uses the analytic hierarchy process, combined with the cost and environmental impact of different technologies, to analyze the optimal carbon emission reduction methods available for power plants, so as to provide references for the thermal power industry to choose the appropriate technology. The results found that the IGCC CCS technology has the best environmental and economic benefits, followed by the high-frequency power supply technology for electric dust removal and the comprehensive transformation technology for auxiliary machines.

Key Words：Power industry；Carbon emission reduction；AHP

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1. 研究背景和意义 1

1.1.1. 研究背景 1

1.1.2. 研究意义 2

1.2. 国内外研究现状 2

1.2.1. 碳减排模型研究 2

1.2.2. 碳减排成本效益研究 3

1.3. 研究内容与技术路线 4

1.3.1研究内容 4

1.3.2技术路线 4

第二章 电力行业二氧化碳减排措施 6

2.1改变能源结构 6

2.2过程控制 6

2.3末端治理 8

2.4管理层面 9

2.5本章小结 9

第三章 电力行业碳减排成本效益研究 11

3.1碳减排成本与碳排量放核算 11

3.1.1成本核算模型 11

3.1.2数据获取 12

3.1.3核算结果 14

3.2碳减排策略选择 20

3.2.1层次分析法 20

3.2.2层次分析过程与结果 22

3.3其他协同效应 27

3.3.1 CO₂与其他大气污染物协同效应 27

3.3.2人群健康效应 27

3.4本章小结 28

第四章 结论与展望 29

4.1结论 29

4.2展望 29

参考文献 31

致谢 35

绪论

研究背景和意义

研究背景

当前全球降雨量重新分配、冰川雪山消融以及海平面上升等问题与气候变暖紧密相关，不仅对生态系统造成影响，而且对人类生活条件和生存环境构成威胁，成为了世界实现可持续发展所面临的巨大挑战。在引起全球变暖的诸多因素中，根本原因是人类消耗过多化石燃料而排放出大量的CO₂，使其成为主要的温室气体。电力行业是全球碳排放体系中的排放大户，世界CO₂总排放量的40%都来源于电力行业^[1]。因此控制电力行业尤其是火电行业的CO₂排放是减缓全球变化的关键。

为减缓全球气候变暖效应，减少温室气体的排放对环境造成的影响，我国政府积极参与全球碳减排工作，并实施了一系列举措。在2009年哥本哈根气候大会上，中国政府制定了基于2005年的2020年碳减排方面三大目标，单位GDP碳排放量下降40%左右，非化石燃料比重达到15%，另外森林和绿植覆盖面积要增加4000万公顷；在2015年巴黎气候大会上也承诺了2030年的目标基于2005年在碳减排方面的目标，单位GDP碳排放量要下降60%左右，并且将于2030年或在更早的时期使二氧化碳排放达到峰值，非石化燃料比重达20%左右，森林和绿植覆盖面积要增加45亿立方米左右。为达到此目标，我国采取了一系列碳减排政策和措施，例如编制宏观策略来实行温室气体减排计划目标、拟定专项规划应对变化、深入展开低碳试点工作、积极联合市场规则和金融方法控制温室气体的排放、努力提升温室气体名单制定水平等。《中国电力减排研究2015》显示，我国电力行业从2006到2014年8年间已总计实现60亿吨碳减排^[2]。虽然我国为了减少二氧化碳已经付出了大量的努力，但今后可持续发展的任务依然艰巨。

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