优博微展2022｜翁宇威：碳中和目标下中国生物质能碳捕集技术的发展及影响研究

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碳中和目标下中国生物质能碳捕集技术的发展及影响研究

The Development and Impacts of Bioenergy with Carbon Capture Under China’s Carbon Neutrality Target

作    者：翁宇威          

指导教师：蔡闻佳

培养院系：地球系统科学系             

学    科：生态学

读博感言：享受过程，体验人生

研究背景/选题意义/研究价值

碳中和目标的提出给中国碳减排带来了新的挑战。生物质能碳捕集与封存（BECCS）作为全球深度脱碳情景中一项具有发展潜力的负排放技术，或将成为中国实现净零排放的关键“托底”技术。本研究基于改进的混合动态可计算一般均衡模型，在不确定性条件下讨论BECCS在中国碳中和目标实现过程中的发展路径与规模，并量化BECCS发展对经济、土地利用的影响，揭示技术成本、减排目标、资源禀赋、上下游部门联动以及商品/要素价格等关键要素对BECCS发展的内在影响机制。

本研究能够为中国中长期深度脱碳战略的制定提供一定科学支撑，同时为国家及地区层面的BECCS部署研究提供一套灵活、可拓展的分析框架。研究结果和结论对于同时面临碳减排和经济发展双重压力的其他发展中国家也具有一定借鉴意义。

主要研究内容

论文主要包含了三项工作：
一是发展了适用于深度脱碳研究的中国混合动态CGE模型，在模型中耦合了关键的负排放技术以及土地利用分配模块，并与元胞自动机模型实现连接；
二是模拟了中国碳中和目标下BECCS技术的发展路径与规模，并探讨了碳预算、技术成本、农业生产率、负排放技术类型等因素对未来BECCS发展的不确定性影响；
三是量化了BECCS发展对于减排成本、GDP、各经济部门产出和价格、以及土地利用格局的影响，揭示了上下游部门的联动关系以及商品/要素价格等关键要素的内在影响机制，深入探讨了边际土地开发利用对于土地利用变化的影响及其不确定性。

主要创新点

1、在可计算一般均衡（CGE）模型中纳入典型负排放技术，实现了对中国碳中和目标下负排放技术发展规模和经济影响的模拟。

2、识别了影响碳中和目标下BECCS技术部署时间和规模的关键因素，并揭示了其发展对经济和土地利用的影响传导机制。

3、通过模型拓展与连接，将宏观经济模型中土地利用影响的模拟从总量层面拓展到结构和空间层面。

代表性创新成果

1、Weng Y, Cai W, Wang C. Evaluating the use of BECCS and afforestation under China’s carbon-neutral target for 2060[J]. Applied Energy, 2021, 299: 117263.

2、Weng Y, Chang S, Cai W, et al. Exploring the impacts of biofuel expansion on land use change and food security based on a land explicit CGE model: a case study of China[J]. Applied Energy, 2019, 236: 514-525.

3、翁宇威, 蔡闻佳, 王灿. 共享社会经济路径（SSPs）的应用与展望[J]. 气候变化研究进展, 2020, 16(2): 215-222.

4、翁宇威, 蔡闻佳, 王灿. 软著：中国生物质能源发展下的土地利用变化情景生成器软件V1.0（登记号：2022SR0632682）

何为优博微展？

优博微展是清华大学应届优秀博士毕业生论文精华的呈现，由清华大学研究生院联合各院系收集并发布，旨在对我校博士研究生的阶段性学术成果和在校时期科研成绩进行简要、集中展示。

作者、图片：翁宇威

组稿、校阅：楚若冰

统筹：研究生院培养办

编辑与设计：研究生院综合办