清江隔河岩水电开发的综合碳减排效益分析

doi:10.11988/ckyyb.20230612

长江科学院院报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (11): 49-55.DOI: 10.11988/ckyyb.20230612

清江隔河岩水电开发的综合碳减排效益分析

杜海龙¹(), 王文忠²()

¹ 中央民族大学生命与环境科学学院,北京 100089
² 中央民族大学理学院,北京 100089

收稿日期:2023-06-06 修回日期:2023-10-26 出版日期:2024-11-01 发布日期:2024-11-26
通讯作者: 王文忠(1963-),男,贵州贵阳人,教授,博士,博士生导师,主要从事区域可持续发展及环境治理。E-mail:wzhwang@muc.edu.cn
作者简介:
杜海龙(1991-),男,湖北宜昌人,博士研究生,主要从事水电开发可持续性及能源碳排放研究。E-mail:604021609@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(62175265)

Comprehensive Carbon Emission Reduction Benefits of Geheyan Hydropower Development in Qingjiang River

DU Hai-long¹(), WANG Wen-zhong²()

¹ School of Life and Environmental Science, Minzu University of China, Beijing 100089,China
² School of Science, Minzu University of China, Beijing 100089,China

Received:2023-06-06 Revised:2023-10-26 Published:2024-11-01 Online:2024-11-26

摘要/Abstract

摘要：

以清江流域隔河岩水电开发为研究对象,采用混合分析法对水电开发全过程的综合碳减排效益进行估算。结果显示,隔河岩水电站单位发电碳排放为33.22 g CO_2eq/(kW·h),远低于火力发电。水电开发衍生的旅游业可减排228.21万t CO₂,航运可减排106.03万t CO₂,衍生行业具有显著的碳减排效益。隔河岩水电开发综合年平均碳减排效益为297.55万t CO_2eq。水电开发具有非常明显的碳减排效益,水电开发是碳减排的有力手段;同时衍生行业往往具备低碳性质,在开发过程中需统筹考虑衍生行业的引导,进一步增加碳减排效益。

关键词: 水电开发, 碳排放, 碳减排, 综合效益, 清洁能源

Abstract:

With Geheyan hydropower development in Qingjiang River Basin as analysis object, the comprehensive benefit of carbon emission reduction in the whole process of hydropower development is estimated by hybrid analysis method. The results show that the carbon emission per unit power generation of Geheyan Hydropower Station is 33.22g CO_2eq/(kW·h), which is much lower than that of thermal power generation. And the tourism industry derived from hydropower development can reduce 2 282 100 tons CO₂, the shipping industry derived from hydropower development can reduce 1 060 290 tons CO₂. The derivative industry has significant benefits in reducing carbon emissions. The comprehensive annual average carbon emission reduction benefit of Geheyan hydropower development is 2 975 500 tons of CO₂. Hydropower development has very obvious benefits of carbon emission reduction, and it is a powerful means of carbon emission reduction.At the same time, derivative industries often have a low-carbon nature. In the development process, we need to consider the guidance of derivative industries as a whole to further increase the benefits of carbon emission reduction.

Key words: hydropower development, carbon emissions, carbon emission reduction, comprehensive benefits, clean energy

中图分类号:

X22环境与发展

杜海龙, 王文忠. 清江隔河岩水电开发的综合碳减排效益分析[J]. 长江科学院院报, 2024, 41(11): 49-55.

DU Hai-long, WANG Wen-zhong. Comprehensive Carbon Emission Reduction Benefits of Geheyan Hydropower Development in Qingjiang River[J]. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute, 2024, 41(11): 49-55.

图/表 7

图1 隔河岩水电站示意图

Fig.1 Location of Geheyan hydropower project

图2 水电开发综合碳减排效益研究框架

Fig.2 Research framework of emission reduction of hydropower development

表1 水电站建设期能源碳排放

Table 1 Carbon emission from energy consumption during the construction of hydropower station

主要施工参数	单位	数值	综合柴油消耗		综合耗电量		碳排放/ (t CO₂)
主要施工参数	单位	数值	单位	数值	单位	数值	碳排放/ (t CO₂)
土石方明挖量	10⁴m³	520	kW·h/(100 m³)	8.49	kg/(100 m³)	478.50	78 837
石方洞挖量	10⁴m³	40	kW·h/(100 m³)	133.11	kg/(100 m³)	18.98	520
土石方回填量	10⁴m³	27	kW·h/(100 m³)		kg/(100 m³)	354.75	3 026
混凝土浇筑量	10⁴m³	328.26	kW·h/(100 m³)	451.18	kg/(100 m³)	26.69	10 554
固结灌浆量	10⁴m	18.3	kW·h/(100 m)	768.07			739
帷幕灌浆量	10⁴m	22.9	kW·h/(100 m)	1 709.72			2 058
钢筋钢材量	t	8.3	kW·h/t	70.43			—
材料运输量	t	180×10⁴					12 806
合计							108 540

表2 水电站建设期材料及设备碳排放

Table 2 Carbon emission of materials and equipment during the construction of hydropower station

材料及设备	排放系数	系数来源	排放量/ (t CO₂ )
混凝土(8 640 000 t)	79.0 kg CO₂/t	文献[17]	682 600
钢筋、钢材(34 000 t)	2.2 t CO₂/t	文献[18]	74 800
机电设备(640.35 百万美元)	644.0 t CO₂/ 百万美元	EIO模型:其他发动机设备制造	997 800
合计			1 755 300

图3 隔河岩水库100 a生命周期温室气体释放预测结果

Fig.3 Prediction of greenhouse gas release in the 100-year life cycle of Geheyan Reservoir

表3 水电站运行期碳排放

Table 3 Carbon emission during operation of hydropower station

时期	类别	面积/ hm²	参数及来源			温室气体释放/t		碳排放合计/ (tCO_2eq)
时期	类别	面积/ hm²	tCO_2/ (hm²·a)	kgCH₄/ (hm²·a)	来源	CO₂	CH₄	碳排放合计/ (tCO_2eq)
运行维护								3 991 200
蓄水后前20 a	水库	6 000	—	—	—	1 138 354.48	19 788.55	1 633 068
蓄水后21~100 a	水库	6 000					53 719.24	1 342 981
蓄水前	旱地	842.61	13.70		文献[23]	11 543.69		-12 696.21
	水田	290.73	27.30	156.20	$CO 2$ [23], $CH 4$ [24]	7 937.06	45.41
	经济林	1 200.01	-27.76		文献[25]	-33 312.28
	其他				—
隔河岩水电站生命周期内淹没区本底碳排放								-126 9621
运行阶段总和								8 236 870

表3 水电站运行期碳排放

Table 3 Carbon emission during operation of hydropower station

时期	类别	面积/ hm²	参数及来源			温室气体释放/t		碳排放合计/ (tCO_2eq)
时期	类别	面积/ hm²	tCO_2/ (hm²·a)	kgCH₄/ (hm²·a)	来源	CO₂	CH₄	碳排放合计/ (tCO_2eq)
运行维护								3 991 200
蓄水后前20 a	水库	6 000	—	—	—	1 138 354.48	19 788.55	1 633 068
蓄水后21~100 a	水库	6 000					53 719.24	1 342 981
蓄水前	旱地	842.61	13.70		文献[23]	11 543.69		-12 696.21
	水田	290.73	27.30	156.20	$CO 2$ [23], $CH 4$ [24]	7 937.06	45.41
	经济林	1 200.01	-27.76		文献[25]	-33 312.28
	其他				—
隔河岩水电站生命周期内淹没区本底碳排放								-126 9621
运行阶段总和								8 236 870

表4 隔河岩水电开发衍生旅游业碳减排效益

Table 4 Benefits of carbon reduction in tourism derived from Geheyan hydropower development

年份	旅游综合收入/(亿元)	隔河岩水电站衍生贡献/%	碳减排参数/ (t CO₂ /万元)	综合碳减排效益/ (t CO₂)
2005	2.74		0.88	9 645
2010	12.76		0.19	9 698
2015	58.30		0.97	226 204
2020	41.84	40	0.63	105 437
2025				105 437
2030				105 437

[1]	胡兴娥, 曹瑞. 三峡工程蓄水运用20年综合效益发挥与展望[J]. 长江科学院院报, 2024, 41(6): 1-9.
[2]	龚文婷, 曹瑞, 谭政宇, 邢龙, 王玮玉, 朱文丽, 李帅. 金沙江下游梯级水库提前蓄水策略[J]. 长江科学院院报, 2024, 41(1): 1-8.
[3]	彭瑞, 吴丹, 高洁, 呼和涛力. 2000—2017年江苏省县域尺度碳平衡时空变化特征分析[J]. 长江科学院院报, 2023, 40(12): 65-72.
[4]	齐帅, 王现勋, 曾坤, 汤正阳, 姚华明. 水风光打捆模式下新能源占比对水电机组效率的影响[J]. 长江科学院院报, 2023, 40(1): 43-50.
[5]	孙桂凯, 石锐, 刘思怡, 王国帅, 赵荣娜, 莫崇勋. 基于长期与中长期嵌套的水库优化调度[J]. 长江科学院院报, 2022, 39(8): 23-28.
[6]	陈秋艳, 张凤秋, 吴强建中, 罗培. 川东北方山丘陵地貌区水资源保护措施[J]. 长江科学院院报, 2018, 35(10): 48-52.
[7]	杨坤, 胡馨, 石越. 基于RS和GIS的土地利用变化碳排放现状及预测分析[J]. 长江科学院院报, 2016, 33(7): 137-141.
[8]	殷大聪, 刘强, 桑连海. 长江上游水电开发生态环境制约的协调对策探讨[J]. 长江科学院院报, 2011, 28(12): 43-47.
[9]	陈济生. 长江上游水电开发与水力学研究[J]. 长江科学院院报, 1996, 13(1): 1-8.
[10]	陈济生. 三峡水库特性及对航运影响的宏观分析[J]. 长江科学院院报, 1985, 2(1): 1-7,101.

清江隔河岩水电开发的综合碳减排效益分析

Comprehensive Carbon Emission Reduction Benefits of Geheyan Hydropower Development in Qingjiang River

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

相关文章 10

编辑推荐

Metrics

本文评价