中国电力 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (4): 205-215.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202411038
张峰1(), 姜继双1, 李超2(
), 夏芝香2, 戴莉1, 王凯歌3, 方梦祥2, 骆仲泱2(
)
收稿日期:
2024-11-11
录用日期:
2025-02-09
发布日期:
2025-04-23
出版日期:
2025-04-28
作者简介:
基金资助:
ZHANG Feng1(), JIANG Jishuang1, LI Chao2(
), XIA Zhixiang2, DAI Li1, WANG Kaige3, FANG Mengxiang2, LUO Zhongyang2(
)
Received:
2024-11-11
Accepted:
2025-02-09
Online:
2025-04-23
Published:
2025-04-28
Supported by:
摘要:
输变电工程建设碳排放量化分析是输变电工程建设绿色低碳实施的前提与基础。基于GHGP标准计算框架与数据处理方法,构建输变电工程建设多层级碳排放通用量化模型与边界优化模型,并以某500 kV变电站工程建设为例,围绕输变电工程建设各分部分项工程、物质流及能量流活动对输变电工程建设碳排放进行分层级量化分析与优化。结果显示,通过该量化模型可获得输变电工程建设全尺度碳排放分布特性,建构筑工程碳排放在输变电工程建设碳排放总量中占比达93.02%,相对能量流,物质流碳排放在总排放量中占比达到90.28%,在物质流碳排放中水泥及其制品类与钢材类消耗性材料碳排放占比达81%。将输变电工程建设碳排放显著性阈值设定为总排放量的0.002%~0.018%时,输变电工程建设90%的单元数据流可被排除在计算边界之外。当在输变电工程建设中使用可再生混凝土与再生钢材时,可产生显著的减排效益。
张峰, 姜继双, 李超, 夏芝香, 戴莉, 王凯歌, 方梦祥, 骆仲泱. 基于GHGP标准体系的输变电工程建设碳排放量化分析[J]. 中国电力, 2025, 58(4): 205-215.
ZHANG Feng, JIANG Jishuang, LI Chao, XIA Zhixiang, DAI Li, WANG Kaige, FANG Mengxiang, LUO Zhongyang. Quantitative Analysis of Carbon Emission from Power Transmission and Transformation Projects Based on GHGP Standard System[J]. Electric Power, 2025, 58(4): 205-215.
消耗性材料 类别 | 材料子类 | |
水泥及其制品 | 水泥砂浆、混凝土、混凝土制品、混凝土附加料及胶泥 | |
钢材 | 钢板、型钢、钢丝 | |
铸铁件 | 铸铁管、铸铁管件 | |
钢管 | 无缝钢管、合金钢管、不锈钢钢管、焊接钢管 | |
有色金属 | 紫铜材、黄铜材、铝材 | |
阀门 | 闸阀、截止阀、止回阀、安全阀、旋塞阀、球阀、加压阀、疏水阀、其他阀门 | |
管件 | 弯头、法兰、堵板、管接头、补偿器、管卡子、三通、大小头 | |
非标加工件 | 垫铁、平台扶梯、设备支架、金属架构及桩帽、箱类及其附件 | |
砖瓦、砂石、沥青、玻璃 | 砂、石、石板、灰、土、渣、砖、瓦、沥青及其制品 | |
装饰材料 | 龙骨吊顶、墙体材料、墙地砖、地板 | |
铝合金材料 | 门、窗、建筑小五金、卫浴用品、消防器材、涂料 | |
焊接材料 | 电焊条、焊丝、焊剂 | |
紧固件 | 螺栓、螺钉、螺母、垫圈、钉、瓦钩、轴承、弹簧 | |
金属丝网 | 金属丝、金属网 | |
水暖器件 | 镀锌水暖管件、非镀锌水暖管件 | |
电气材料、 照明器材 | 导线、电缆、金具 | |
耐火保温材料 | 耐火材料、保温/抹面材料、石棉制品、防火材料 | |
橡胶、塑 料制品 | 橡胶板、橡胶管、橡胶制品、塑料板及薄膜、塑料管、塑料带、塑料管件、塑料制品 | |
油料、化 学制品 | 燃油、润滑油、容积/清洗剂、酸/碱、有机物品、试剂、化工颜料、链接/密封材料、气体 | |
防腐材料 | 防锈底漆、磁漆、调和漆、清漆、专用漆、树脂、沥青漆、管道防腐漆、油漆辅材、建筑防水油膏 | |
水电 | 水、电 | |
周转及易 耗材料 | 周转材料、热处理/探伤易耗材料 | |
其他 | 其他材料 |
表 1 输变电工程建设消耗性材料类别分布
Table 1 Distribution of consumable material categories in power transmission and transformation engineering construction
消耗性材料 类别 | 材料子类 | |
水泥及其制品 | 水泥砂浆、混凝土、混凝土制品、混凝土附加料及胶泥 | |
钢材 | 钢板、型钢、钢丝 | |
铸铁件 | 铸铁管、铸铁管件 | |
钢管 | 无缝钢管、合金钢管、不锈钢钢管、焊接钢管 | |
有色金属 | 紫铜材、黄铜材、铝材 | |
阀门 | 闸阀、截止阀、止回阀、安全阀、旋塞阀、球阀、加压阀、疏水阀、其他阀门 | |
管件 | 弯头、法兰、堵板、管接头、补偿器、管卡子、三通、大小头 | |
非标加工件 | 垫铁、平台扶梯、设备支架、金属架构及桩帽、箱类及其附件 | |
砖瓦、砂石、沥青、玻璃 | 砂、石、石板、灰、土、渣、砖、瓦、沥青及其制品 | |
装饰材料 | 龙骨吊顶、墙体材料、墙地砖、地板 | |
铝合金材料 | 门、窗、建筑小五金、卫浴用品、消防器材、涂料 | |
焊接材料 | 电焊条、焊丝、焊剂 | |
紧固件 | 螺栓、螺钉、螺母、垫圈、钉、瓦钩、轴承、弹簧 | |
金属丝网 | 金属丝、金属网 | |
水暖器件 | 镀锌水暖管件、非镀锌水暖管件 | |
电气材料、 照明器材 | 导线、电缆、金具 | |
耐火保温材料 | 耐火材料、保温/抹面材料、石棉制品、防火材料 | |
橡胶、塑 料制品 | 橡胶板、橡胶管、橡胶制品、塑料板及薄膜、塑料管、塑料带、塑料管件、塑料制品 | |
油料、化 学制品 | 燃油、润滑油、容积/清洗剂、酸/碱、有机物品、试剂、化工颜料、链接/密封材料、气体 | |
防腐材料 | 防锈底漆、磁漆、调和漆、清漆、专用漆、树脂、沥青漆、管道防腐漆、油漆辅材、建筑防水油膏 | |
水电 | 水、电 | |
周转及易 耗材料 | 周转材料、热处理/探伤易耗材料 | |
其他 | 其他材料 |
情景 | 再生混凝土 使用比例/% | 再生钢材 使用比例/% | 生物柴油 使用比例/% | |||
情景1 | 20 | 15 | 10 | |||
情景2 | 40 | 30 | 20 |
表 2 情景分析参数设置
Table 2 The setting of scenario parameters
情景 | 再生混凝土 使用比例/% | 再生钢材 使用比例/% | 生物柴油 使用比例/% | |||
情景1 | 20 | 15 | 10 | |||
情景2 | 40 | 30 | 20 |
名称 | 碳排放因子 | |
C30再生混凝土/(kgCO2e·m–3) | 188 | |
C40再生混凝土/(kgCO2e·m–3) | 204 | |
C50再生混凝土/(kgCO2e·m–3) | 218 | |
C60再生混凝土/(kgCO2e·m–3) | 249 | |
再生中小型材/(kgCO2e·kg–1) | 1.21 | |
生物柴油/(kgCO2e·kg–1) | 1.184 |
表 3 再生建材与生物柴油碳排放因子
Table 3 Carbon emission factors of recycled building materials and biodiesel
名称 | 碳排放因子 | |
C30再生混凝土/(kgCO2e·m–3) | 188 | |
C40再生混凝土/(kgCO2e·m–3) | 204 | |
C50再生混凝土/(kgCO2e·m–3) | 218 | |
C60再生混凝土/(kgCO2e·m–3) | 249 | |
再生中小型材/(kgCO2e·kg–1) | 1.21 | |
生物柴油/(kgCO2e·kg–1) | 1.184 |
1 | 李江, 范袁铮, 刘博. 计及水泥厂直接碳排放碳责任的源-荷低碳优化运行方法[J]. 中国电力, 2025, 58 (1): 141- 152. |
LI Jiang, FAN Yuanzheng, LIU Bo. A source-load low carbon optimization methodology considering carbon responsibility for direct carbon emissions from cement plants[J]. Electric Power, 2025, 58 (1): 141- 152. | |
2 | 刘含笑, 单思珂, 魏书洲, 等. 基于生命周期法的煤电碳足迹评估[J]. 中国电力, 2024, 57 (7): 227- 237. |
LIU Hanxiao, SHAN Sike, WEI Shuzhou, et al. Life-cycle carbon footprint assessment of coal-fired power generation[J]. Electric Power, 2024, 57 (7): 227- 237. | |
3 | 王栋, 冯景丽, 李达, 等. 基于区块链的园区碳排放可信监测模型[J]. 中国电力, 2024, 57 (7): 182- 187. |
WANG Dong, FENG Jingli, LI Da, et al. A credible monitoring model for carbon emissions in industrial parks based on blockchain technology[J]. Electric Power, 2024, 57 (7): 182- 187. | |
4 |
DONG Y H, JAILLON L, CHU P, et al. Comparing carbon emissions of precast and cast-in-situ construction methods-a case study of high-rise private building[J]. Construction and Building Materials, 2015, 99, 39- 53.
DOI |
5 | ROH S, TAE S. Building simplified life cycle CO2 emissions assessment tool (B-SCAT) to support low-carbon building design in South Korea[J]. Sustainability, 2016, 8 (6): 567. |
6 | SHARRARD A L. Greening construction processes with an input-output-based hybrid life cycle assessment model[D]. Pittsburgh: Carnegie Mellon University, 2007. |
7 |
WU X Y, PENG B, LIN B R. A dynamic life cycle carbon emission assessment on green and non-green buildings in China[J]. Energy and Buildings, 2017, 149, 272- 281.
DOI |
8 | 周原冰, 张士宁, 侯方心, 等. 电力行业碳达峰及促进全社会碳减排影响分析[J]. 中国电力, 2024, 57 (9): 1- 9. |
ZHOU Yuanbing, ZHANG Shining, HOU Fangxin, et al. Analysis of carbon peaking in power sector and its impact on promoting whole-society carbon emissions reduction[J]. Electric Power, 2024, 57 (9): 1- 9. | |
9 |
陈兆中, 蔡锦波, 窦长亮. 输变电工程绿色建造路径探索[J]. 中国电力企业管理, 2022, (30): 28- 29.
DOI |
10 | 欧文琦. 基于绿色发展的城市输变电工程安全文明施工费计取与管理措施研究[C]//福建省电机工程学会2020年学术年会获奖论文集(下册). 2021: 311–314. |
11 |
华伟, 许海清, 程亮, 等. 绿色输变电工程的创新设计和发展[J]. 节能, 2019, 38 (6): 30- 31.
DOI |
12 | 殷占全, 徐波. 宁夏黄河流域输变电工程绿色建造项目的构建与实施[J]. 光源与照明, 2022, (9): 145- 147. |
13 |
黄轶康, 许海清, 程亮, 等. 绿色输变电工程施工期环境评价指标量化研究[J]. 价值工程, 2020, 39 (21): 46- 47.
DOI |
HUANG Yikang, XU Haiqing, CHENG Liang, et al. Quantitative research on environmental assessment index of green power transmission and transformation project during construction[J]. Value Engineering, 2020, 39 (21): 46- 47.
DOI |
|
14 | 王海龙, 王蓓. 绿色输变电工程施工环境评价指标量化探讨[J]. 光源与照明, 2021, (4): 51- 52. |
15 |
史鹏辉. 道路基础建设的碳排放现状与碳减排路径研究[J]. 资源节约与环保, 2024, (9): 1- 3, 16.
DOI |
16 | 鲍学英, 任海涛, 刘北胜, 等. 铁路工程铺轨基地碳排放测算及影响因素研究[J/OL]. 重庆大学学报, 1–12[2024-10-21]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/50.1044.n.20241018.1752.002.html. |
17 | 施庆利, 高艳艳, 王新, 等. 公路建设期全生命周期碳排放量化研究[J]. 市政技术, 2024, 42 (10): 24- 30. |
SHI Qingli, GAO Yanyan, WANG Xin, et al. Study on quantification of carbon emissions during the whole life cycle of highway construction[J]. Journal of Municipal Technology, 2024, 42 (10): 24- 30. | |
18 | 刘迁, 姜华, 张冉. 基于工程量的内河航道典型护岸型式建设期碳排放核算[J]. 中国水运, 2024, (19): 81- 83. |
19 | 陈发强, 郝国郡. 广东省高速公路建设期碳排放核算方法研究及应用[J]. 交通节能与环保, 2024, 20 (5): 37- 41. |
CHEN Faqiang, HAO Guojun. Research and application of carbon emission accounting methods during the construction period of highways in Guangdong Province[J]. Transport Energy Conservation & Environmental Protection, 2024, 20 (5): 37- 41. | |
20 | 王志会, 陆汉东, 陈伟哲, 等. 电力工程建设施工阶段碳排放计算研究[J]. 价值工程, 2024, 43 (22): 126- 128. |
WANG Zhihui, LU Handong, CHEN Weizhe, et al. Research on carbon emission calculation in the construction stage of electric power engineering[J]. Value Engineering, 2024, 43 (22): 126- 128. | |
21 | WRI, WBCSD. The GHG protocol corporate accounting and reporting standard[S]. USA: 2011. |
22 | WRI, WBCSD. The GHG protocol corporate value chain (scope 3) accounting and reporting standard[S]. USA: 2011. |
23 | WRI, WBCSD. The GHG protocol product life cycle accounting and reporting standard[S]. USA: 2011. |
24 | 蔡雨亭, 王舜, 戴胡蝶, 等. 混凝土复合材料碳排放因子测算方法研究[J]. 建筑技术, 2024, 55 (9): 1122- 1125. |
CAI Yuting, WANG Shun, DAI Hudie, et al. Research on carbon emission factor calculation method of concrete composite materials[J]. Architecture Technology, 2024, 55 (9): 1122- 1125. | |
25 | 中国建材检验认证集团股份有限公司, 住房与城乡建设部科技与产业化发展中心. 碳足迹与绿色建材[M]. 中国建筑工业出版社, 2017, 104. |
26 | 戴文杰. 再生水泥基砂层注浆材料研发及加固试验研究[D]. 济南: 山东大学, 2021. |
DAI Wenjie. Research on preparation and consolidation tests of recycled cement-based sand medium grouting materials[D]. Jinan: Shandong University, 2021. | |
27 | 罗智星. 建筑生命周期二氧化碳排放计算方法与减排策略研究[D]. 西安: 西安建筑科技大学, 2016. |
LUO Zhixing. Study on calculation method of building life cycle CO2 emission and emission reduction strategies[D]. Xi'an: Xi'an University of Architecture and Technology, 2016. |
[1] | 向世林, 向月, 王晏亮, 卢宇. 计及负载响应特性的多数据中心时空协同运行优化策略[J]. 中国电力, 2025, 58(4): 170-181. |
[2] | 于继来, 郭钰锋, 盛玉和, 张伟, 王松岩. 电网能量流-经济流耦合分析[J]. 中国电力, 2022, 55(6): 42-52. |
[3] | 罗金满, 赵善龙, 封祐钧, 刘卓贤, 董文杰, 杨艳红. 考虑综合需求响应不确定性的电-气综合能源系统优化运行[J]. 中国电力, 2020, 53(12): 119-126. |
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