模型方法学

DPEC模型以中国多尺度排放清单模型(Multi-resolution emission inventory for China, 简称MEIC)为框架开发,在MEIC源分类分级体系基础上,全面考虑每类排放源下未来发展可能出现的部门/行业、燃料/产品、燃烧/工艺技术以及末端控制技术,自第一级至第四级逐级拓展建立完整的未来排放源分类分级体系,以第四级作为排放清单的基本计算单元。目前DPEC模型版本包括了2000多种精细化排放源。根据MEIC模型中历史基础排放数据精度,DPEC模型进一步按照燃煤电厂、水泥厂、钢铁厂、工业锅炉、道路交通源、其他燃料发电部门、供热部门、其他工业部门、非道路移动源、溶剂使用源、民用源、农业源分类开发子预测模型。其中,燃煤电力、水泥和钢铁等重点工业行业在设备层面构建未来排放预测模型;道路交通源基于车队结构构建预测模型;其余排放源基于省级技术分布开发预测模型。各类排放源在统一的方法学框架、社会经济能源驱动和气候环境政策约束下,在省级尺度上动态预测中国未来大气污染物及二氧化碳排放变化。

DPEC模型包含两个主要模块,即综合评估模型驱动的活动水平预测模块和基于技术演替的排放预测模块。活动水平预测模块基于美国西北太平洋国家实验室(PNNL)开发的全球综合评估模型系统框架下中国分省尺度能源系统模型(GCAM-China)构建,通过耦合重点行业政策信息、校正模型基础年份参数和开发模型数据接口,提升活动水平预测精度,并在排放源分类、技术分布和驱动力等层面实现活动水平预测模块和排放预测模块的深度耦合,提供不同社会经济发展假设、能源气候目标下中国未来分省的能源消耗、产品产量等活动水平变化情况。排放预测模块包含行业燃烧/工艺技术演替和末端控制技术演替两个子模块,基于各排放源当前技术分布结构和设备服役生命周期考虑,逐年动态模拟各行业燃烧/工艺技术和设备在政策约束和自然退役下的演变过程和未来分布图景,提供中国未来各行业的燃烧/生产结构和末端控制技术演变情况。通过捕捉未来活动水平的变化和工艺技术的演变,实现对不同政策下未来能源-技术-排放的精细化模拟和动态评估。

DPEC模型通过自主研发的多尺度高分辨率排放源模式完成多尺度高分辨率网格化排放清单的开发,实现了网格化排放情景的实时动态在线计算和下载,可为主流空气质量模型、预测预警模型提供高分辨率的排放情景产品,并且使得用户能够通过在线平台按需定制排放情景数据。

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DPEC中国未来排放情景数据库v1.0版本包含SSP1-26-BHE、SSP1-26-ECP、SSP2-45-ECP、SSP3-70-BAU、SSP4-60-BAU和SSP5-85-BHE六组情景,由五组CMIP6开发的能源经济情景(SSP1-26、SSP2-45、SSP3-70、SSP4-60、SSP5-85)和三组中国污染控制政策(当前政策(BAU)、强化政策(ECP)、最佳政策(BHE))组合而成。DPEC数据库V1.0提供上述六组组合情景中国2015-2050年人为源SO2、NOx、CO、NMVOC、NH3、PM2.5、PM10、BC、OC和 CO2排放数据。

DPEC中国未来排放情景数据库v1.1版本包含Ambitious-pollution-Neutral-goal, Ambitious-pollution-1.5℃-goal, Ambitious-pollution-2℃-goal, Ambitious-pollution-NDC-goal, Current-goals, 和Baseline六组情景,前四组情景分别由中国2060年碳中和目标、全球1.5度温升目标(SSP1-19)、全球2度温升目标(SSP1-26)、中国国家自主减排承诺(SSP2-45)等气候目标下的能源经济转型与最佳污染控制政策(BHE)组合而成;Current-goals由中国国家自主减排承诺和ECP强化污染控制政策情景组合而成;Baseline由SSP4-60能源经济情景和BAU当前污染控制政策情景组合而成。DPEC数据库V2.0提供上述六组组合情景中国2015-2060年人为源SO2、NOx、CO、NMVOC、NH3、PM2.5、PM10、BC、OC和 CO2排放数据。