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全球城市低碳發展路徑的差異化選擇
北京師范大學環境學院陳彬教授課題組與美國馬里蘭大學、荷蘭格羅寧根大學、清華大學等課題組的合作研究成果在國際知名刊物《Nature Communications》以研究論文（Research Article）形式在線發表。該研究首次在代謝視角下揭示全球城市低碳發展路徑的差異化選擇。 城市作為當下應對氣候變化的核心主體，其經濟社會活動顯著影響著全球碳平衡。為實現《巴黎協定》1.5度控溫目標和聯合國可持續發展目標，如何進行城市低碳發展路徑選擇是一個急需探討的問題。本研究首次融合人類活動占用的物理碳和生產消費的隱含碳排放，系統性追蹤了全球城市的碳流量和存量變化及其對未來氣候變化的潛在影響，為全球城市低碳發展路徑的差異化選擇提供依據。 研究結果顯示（圖1），城市所占用的碳有13-33%隨化石能源燃燒以二氧化碳形式即時排放。此外，8-24%的碳被暫存于城市內部而尚未被釋放（如家庭耐用品等），而這轉變為存量的物理碳與每年的直接碳排放量級相當，其排放的潛力大小將持續影響未來的全球氣候變化。因此，城市的資產性存量（如住房、生產設施和基礎設施）如果在余下生命周期內得不到妥善管理與處置，將可能顯著削弱目前國際社會緩解氣候變化的努力。 由于城市形態、基礎設施規模和居民消費等方面的不同，全球城市人均碳影響、碳強度或碳密度均呈現出了較大的差異性（圖2）。鑒于這些差異性，盡管國際社會已建立了城市間減排聯盟，目前仍難以制定出一種可被簡單復制和推廣的低碳策略。但值得注意的是，城市的發展和收入的提升不一定意味著高碳的生活。實際上，基于完整核算，全球城市可分為低碳低收入、高碳低收入、低碳高收入和高碳高收入等四種差異化路徑?？焖侔l展中的城市（如北京）仍有很大潛力在未來達成低碳高收入的路徑，即在實現生活水平提升的同時，走向低碳甚至零碳社會。一個重要的前提是，不僅要對當前城市碳排放進行嚴格控制，還需對未來可通過存量釋放的碳進行預先管理。這一基于代謝的新視角，將為進一步推進我國新時代綠色低碳城鎮建設、全球城市及區域可持續發展提供理論支持。
北京師范大學
2021-02-01
城市復合空氣污染治理關鍵技術和設備
中國經濟發達城市群，特別是珠三角等地區，工業和人口密集。我國城市空氣污染呈現復合型特點， 除了人們熟知的大氣細顆粒物和臭氧污染等二次污染，還包括甲醛、甲苯等有毒揮發性有機物以及惡臭氣 體和細菌病毒等，而這些污染物往往毒性更大、危害更嚴重，嚴重破壞空氣環境和人體健康，極大制約了 經濟社會的快速發展。復合污染物不僅存在大氣中，也廣泛存在于人類活動的各類室內環境。城市空氣污 染來源廣泛，包括汽車、燃煤、工業過程和生活源等排放的一次污染物，也包括二次污染。目前人們往往 更多關注霧霾和顆粒物污染，而往往忽視了我國大氣污染復合型的特點及其危害，特別忽視了城市建筑等 人類活動場所環境中空氣污染。
中山大學
2021-04-10
城市垃圾的焚燒飛灰熔融制備玻璃陶瓷技術
首次采用冶金電弧爐工藝熔融處理焚燒飛灰，開發了飛灰電弧爐熔融處理技術，降低了設備投資成本，研發了熔渣制備玻璃陶瓷新技術，制備的玻璃陶瓷性能指標優于大理石等天然建材。將垃圾焚燒飛灰熔融技術"嫁接"玻璃陶瓷制備工藝，開發了電弧爐熔渣制備玻璃陶瓷技術，構建了熔渣析晶模型，確定了熔渣制備玻璃陶瓷的配方、成型參數及熱處理最佳工藝，制成的玻璃陶瓷產品性能達到或優于大理石、花崗巖，有效降低了飛灰熔融處理成本。
天津城建大學
2021-04-11
全球城市低碳發展路徑的差異化選擇
北京師范大學環境學院陳彬教授課題組與美國馬里蘭大學、荷蘭格羅寧根大學、清華大學等課題組的合作研究成果在國際知名刊物《Nature Communications》以研究論文（Research Article）形式在線發表。該研究首次在代謝視角下揭示全球城市低碳發展路徑的差異化選擇。 城市作為當下應對氣候變化的核心主體，其經濟社會活動顯著影響著全球碳平衡。為實現《巴黎協定》1.5度控溫目標和聯合國可持續發展目標，如何進行城市低碳發展路徑選擇是一個急需探討的問題。本研究首次融合人類活動占用的物理碳和生產消費的隱含碳排放，系統性追蹤了全球城市的碳流量和存量變化及其對未來氣候變化的潛在影響，為全球城市低碳發展路徑的差異化選擇提供依據。 研究結果顯示（圖1），城市所占用的碳有13-33%隨化石能源燃燒以二氧化碳形式即時排放。此外，8-24%的碳被暫存于城市內部而尚未被釋放（如家庭耐用品等），而這轉變為存量的物理碳與每年的直接碳排放量級相當，其排放的潛力大小將持續影響未來的全球氣候變化。因此，城市的資產性存量（如住房、生產設施和基礎設施）如果在余下生命周期內得不到妥善管理與處置，將可能顯著削弱目前國際社會緩解氣候變化的努力。 由于城市形態、基礎設施規模和居民消費等方面的不同，全球城市人均碳影響、碳強度或碳密度均呈現出了較大的差異性（圖2）。鑒于這些差異性，盡管國際社會已建立了城市間減排聯盟，目前仍難以制定出一種可被簡單復制和推廣的低碳策略。但值得注意的是，城市的發展和收入的提升不一定意味著高碳的生活。實際上，基于完整核算，全球城市可分為低碳低收入、高碳低收入、低碳高收入和高碳高收入等四種差異化路徑?？焖侔l展中的城市（如北京）仍有很大潛力在未來達成低碳高收入的路徑，即在實現生活水平提升的同時，走向低碳甚至零碳社會。一個重要的前提是，不僅要對當前城市碳排放進行嚴格控制，還需對未來可通過存量釋放的碳進行預先管理。這一基于代謝的新視角，將為進一步推進我國新時代綠色低碳城鎮建設、全球城市及區域可持續發展提供理論支持。
北京師范大學
2021-04-10
生物質及城市有機廢物的高效、清潔發電技術
項目研究的背景及用途:本項目的出發點是將我國大量的生物質及城市有 機廢物資源(如農作物廢棄物、林業廢棄物、城市垃圾中豐富的有機物、造紙造 漿中的廢物、酒精生產廠的廢液廢渣、動物糞便、食品加工中的廢棄物、家庭中 有機垃圾、草類廢棄物，產量約每年 30 億噸)高效轉化為清潔的電力。我國當前 的生物質及城市有機廢物資源沒有得到合理的利用。 利用生物質作為能源，不僅僅是解決了長期的能源供給問題，更重要的是 大大緩解了環境保護的壓力。本項目的技術路線所排放的其他污染物如硫化物、 粉塵粒子的濃度也大大低于現有的燃煤發電廠。此外，高效、清潔的氣化發電技 術可以克服現有的城市垃圾處理處置方式的缺點。與現有垃圾焚燒爐技術相比， 本項目的技術路線具有以下優點:(1)發電效率高;(2)炭轉化率高、能量利用率高;(3) 排放的二次污染物少;(4)初投資和遠行費用低。 本項目的目的是有效地利用生物質及城市有機廢物，通過流化床氣化的方式 將其轉變為電力。確保生產電力的成本可以與現有的燃煤電廠競爭，同時確保生 產過程符合環境友好性要求，沒有明顯的二次污染。 成果水平及主要技術指標:本技術水平處于國內領先水平,在國際上也是領先 的。目前正在申報發明專利 2 項。天津大學科技成果選編 所需廠房占地面積:需要穩定的生物質或生活垃圾原料供應(年需要量為 8000 噸左右);設備相對比較簡單，但需要由相關的廠家定制生廠;廠房面積約為 15000～20000 平方米;投資規模在 500 萬左右。 市場分析及效益預測:本項目的市場前景很大。以天津市為例，天津市 每年約有 600 萬噸生物質資源，可發出功率為 90～100 萬千瓦的電。若考慮大量 種植能源作物，則可以發出更多的電，而且隨著發電規模的擴大，可以顯著降低 成本。如果單座發電廠的規模在 2000～4000 kW，該發電成本與燃煤電廠相當。 為天津市大量的生物質廢物找到一條合理的利用途徑，同時解決了因城市有機垃 圾堆置而帶來的環境污染問題。 以 2000 千瓦的發電能力為例，投資回收期為 2.2 年，年盈利為 220 萬 左右。 6 海洋生物質能源技術與裝備 7 生物質催化轉化制備生物燃料及高值化學品檢測平臺
天津大學
2021-04-11
城市道路交通設計輔助系統軟件
城市道路平面交叉口通常是制約城市交通的“瓶頸”所在。科學合理的交叉口交通 設計對緩解城市交通擁堵有著重要的意義。然而，交叉口交通設計所涉及的內容和程序 相當復雜，需要量化的工作繁多，如何進行交叉口的優化設計，如何對交叉口設計進行 科學評價，如何將設計、評價有機地結合起來，在國內還未有完備的手段和工具，特別 是沒有針對中國城市道路與交通特點而開發的交通輔助設計工具。 本次系統開發在建立完善的交通設計理論體系基礎上，包括交通設計模式的劃分、 渠化方案的生成、信號配時方案的生成、交叉口方案的評價與優化等，運用軟件工程的 思想開發完成。 系統界面友好，功能完備，內核模型適應我國的道路交通實際情況，能夠提供不同優化 目標函數和不同道路斷面組合的交叉口設計評價指標輔助用戶完成交叉口的設計工作， 并可以動態生成交叉口交通設計簡圖和交叉口信號配時方案，大大提高了交通設計的效 率和科學性。同時，系統為城市交通控制軟件和仿真軟件留有接口，便于將來系統功能 的擴充和集成。
同濟大學
2021-04-11
德陽城市軌道交通職業學院
德陽城市軌道交通職業學院
2021-02-01
基于GIS的城市重大危險源風險管理系統
1. 社會意義本項研究對基于GIS技術的城市重大危險源風險管理進行了深入系統的研究，設計與開發了先進性和實用性強的軟件系統?；诶碚摮晒O計開發的軟件系統可推廣應用于城市重大危險源的風險評價，已初步取得了顯著的社會效益和經濟效益。此項成果改變了國內城市重大危險源風險管理技術成果與安全生產實際應用嚴重脫節的現象，軟件系統從一定程度上改變了國內在該軟件領域長期依賴從國外高成本引進的被動局面，為服務于政府安全監督管理部門對城市重大危險源的管理工作提供了有力的工具和手段。該軟件系統可廣泛應用于城市重大危險源管理，對于指導城市重大危險源防災救災及日常的安全技術管理具有重要意義，應用前景廣闊。成果的應用推廣將提高城市重大危險源監管工作水平，降低重大危險源事故發生幾率，控制事故規模，將帶來顯著的社會經濟效益。2. 技術內容本項研究采用實際調研、統計分析、理論研究、計算機模擬和系統設計等研究方法。運用爆炸理論、反應動力學、熱流體學、環境流體力學及傳熱傳質學等多學科理論，結合國內外事故或模擬試驗結果，深入研究并建立各類重大危險源事故模型，尋求快速高效的適合工程應用的算法進行相關模型的求解，借助計算機可視化編程技術，建立重大危險源事故后果評價模型庫?；贕IS技術構建城市重大危險源管理平臺，實現重大危險源定位、信息查詢，建立重大危險源二級聯動管理的模式。利用數據庫技術、GIS技術和事故后果模擬及動態應急救援輔助決策技術研究成果，采用面向對象設計方法結合災害過程模擬仿真結果。在三維GIS場景中基于事故后果評估結果動態輔助應急救援決策，包括人員撤離路徑、消防車路徑和緊急救援通道的最短路徑分析、交通管制設置等，進行應急資源的快速調查和優化調度。以南京市為研究對象，設計開發基于GIS的城市重大危險源風險管理系統，有效地指導城市重大危險源日常信息管理和輔助應急救援決策工作。將開發的系統分別應用于南京市和南京市江寧區重大危險源管理和應急救援演練，檢驗與完善所開發的系統。本項目擁有自主知識產權，可以應用于城市重大危險源風險評價與風險管理，項目已經通過江蘇省軟件檢測中心測試，并已經獲得應用。
南京工業大學
2021-04-13
超臨界水氧化技術處理城市污泥項目介紹
截至2013年3月底，全國設市城市、縣累計建成城鎮污水處理廠3451座，污水處理能力約1.45億立方米/日，較2012年底新增污水處理廠111座，新增處理能力約300萬立方米/日。產生含水率80%的污泥超過2000萬噸。隨著城鎮化水平和污水處理量的增加，污泥的產量以每年10%的速度在增長，將很快突破3000萬噸。隨著污水處理設施的普及、處理率的提高和處理程度的深化，污水處理廠污泥量急劇增加，且每年仍以10%左右的速度增長。根據有關內部統計數據，中國目前有近17％的城鎮污水處理廠產生的污泥去向不明，同時大約67％的污泥以簡單填埋為最終出路。針對目前城市污泥難處理及市場巨大的特點，采用超臨界水氧化技術處理城市污泥，實現城市污泥的無害化處理。超臨界水氧化技術（Supercritical Water Oxidation，簡稱SCWO）是利用水在超臨界狀態下所具有的特殊性質，使氧化劑和有機物完全溶解在超臨界水中并發生均相氧化反應，迅速、徹底地將有機物轉化成無害化的CO2、N2、H2O和無機鹽等小分子化合物。相比傳統的城市污泥處理方案，SCWO具有突出的優勢，能取得巨大的經濟、環境和社會效益。
西安交通大學
2021-04-11
城市軌道交通基于通信的CBTC系統
列車運行控制系統是確保列車行車安全和高效運營的核心技術和關鍵裝備?；谕ㄐ诺牧熊囘\行控制系統（CBTC）是列控技術的發展方向。 該成果應用之前，此項關鍵技術裝備全部依賴引進。在國家有關部委及北京市持續支持下，本項目瞄準城軌交通安全高效運營的重大需求，歷經十多年努力，突破了CBTC核心技術，為城軌交通建設、安全高效運營提供了技術支撐。 主要創新點： 1.提出了基于列車運行復雜場景的失效傳播模型和涵蓋全生命周期的系統設計開發方法，構建了滿足CENELEC標準的最高安全完善度等級SIL4的安全保障管理體系和集成研發平臺，研制了車載和地面兩個信號專用、可移植的安全計算機平臺以及CBTC整套技術裝備。整套產品和應用工程均通過了國際獨立第三方SIL4級安全認證，屬我國首次。 2.提出了基于移動閉塞的CBTC系統設計理論與方法，攻克了列車安全防護技術和最佳化自動駕駛技術，實現了列車最小間隔90秒的安全追蹤、平穩運行和精確停車。 3.提出了多模通信方式的融合方法、通信參數自適應優化策略、專用安全通信協議(SFP)和數據傳輸冗余網絡結構，在世界上首次研制了兼容無線自由波、漏泄波導管、漏泄電纜等三種傳輸方式的車地通信設備，實現了不同傳輸媒質間無縫切換，保證了復雜線路條件下安全數據的可信傳輸。 4.構建了覆蓋全生命周期的完備性測試案例庫（包含12.4萬條測試案例），提出基于最小系統的仿真測試方法，開發了硬件在環的CBTC系統仿真測試平臺，實現了虛實互換和虛實互控的系統功能與故障注入測試驗證，降低了現場調試安全風險，減少了現場測試工作量。 項目共形成國家標準2項；申請發明專利50項，其中已授權25項；軟件著作權111項；獲2010年度北京市科技進步一等獎。 自2008年，先后在大連快軌3號線、北京亦莊線、昌平線及重慶單軌3號線運用，所控制的79組列車已累計安全運行1974.6萬公里。運營考核表明，自主研發的CBTC系統技術先進、安全可靠，各項性能指標均達到或超過國際標準，填補了國內空白，使我國成為世界第四個掌握該項技術的國家，迫使引進系統降價30%。
北京交通大學
2021-04-13