新旧动能转换背景下煤炭产业碳减排路径仿真研究——以山东省为例

运用系统动力学方法,在新旧动能转换背景下,以煤炭产业碳排放为研究对象,构建了山东省煤炭产业碳减排路径仿真模型.设置了规模调控下的基准情景、以能源结构调整为主导路径和以技术进步为主导路径三类情景,进行了山东省煤炭产业碳减排路径仿真预测.结果显示:三类情景中以能源结构调整为主导的减排路径效果最优,在规模调控路径基础上,新能源占比每提高一个百分点,将实现碳减排35万吨;其次是以技术进步为主导的减排路径,技术进步率每提高一个百分点,将实现碳减排21.7万吨;但是仅靠单一路径难以实现到2020年较2005年碳排放强度降低40%-45%的目标,技术进步、能源结构调整等"多管齐下"是实现减排目标的合理途径.     

基于改进GM(1,1)模型的新疆煤炭消费预测

科学地预测煤炭消费量可为煤炭生产、进口、消费提供可靠的理论依据,建立了1998-2015年新疆煤炭消费的非线性回归的GM(1,1)模型,并预测了2016-2030年的值.研究表明:改进GM(1,1)模型的预测效果良好,新疆煤炭消费量在2016-2030年将持续出现增长趋势,但增速有所下降.     

基于GRA模型的混联电网碳减排路径及效果评估

我国一次能源与电力负荷的逆向分布状态使得区域间负荷匹配与协调问题突出,同时加剧了风电、光伏等低碳电力的消纳难度.考虑到负荷中心电力供应的迫切需求和2030年节能减排目标等诸多因素,国家电网大力发展适用于远距离、大容量输电的特高压交、直流混联电网.本文结合混联电网的发展现状和发展前景,探讨混联电网在电力系统发电侧、输电侧、用电侧、储能侧的碳减排实现路径,并运用灰色关联度分析(GRA,Grey Relation Analysis)模型就其建设里程与输电数量两项指标的碳减排效果进行综合评估,验证混联电网技术具有促进碳减排的作用.算例利用我国已投产的特高压交、直流混联电网相关数据进行计算与分析,定量验证了其在节能减排方面的内在潜力,为远期电网清洁化发展提供参考依据.     

国家能源战略下的新疆煤制油煤制气产业投入产出分析

我国"富煤、贫油、少气"的资源禀赋决定了我国石油天然气的高对外依存度和燃煤在一次能源使用中的高占比,这在影响国家能源安全的同时,也造成了较大的碳减排压力.在主要煤炭基地发展煤制油和煤制气产业对提升我国的能源安全程度和煤炭资源的利用效率具有重要意义.通过对新疆煤制油和煤制气已投产项目的资料进行收集分析的基础上,结合新疆2012年投入产出表,按照价值生成和产品分配两个维度新增了新疆煤制油和煤制气产业的投入产出数据,并据此分析了煤制油和煤制气产业对新疆区域经济发展的影响.研究结果表明:煤制油和煤制气产业除对煤炭采选业、交通运输行业、仓储行业、电力热力生产和供应行业以及供水行业有明显的拉动作用外,还和化学工业和金融业有着密切的联系,这对相关产业政策的制定具有参考价值.     

中国省际能源环境效率评价及碳减排责任分摊

在碳排放权总量控制目标下,进行中国各省区碳减排责任的分摊,是实现中国二氧化碳减排的首要问题.文章首先基于非期望产出SBM模型对我国各省份的能源环境效率进行评价,探讨中国省际能源效率和碳减排潜力的差异,分析各省区生产无效率的来源;其次从效率最大化视角出发,构建零和收益SBM模型,对碳排放权总量固定条件下的省际碳减排责任进行分摊;再次,综合考虑公平性与效率性原则,选取相关指标,构建多准则决策分析模型,进行公平与效率权衡下的碳减排责任分摊;最后,对不同碳排放权分配方案的优劣进行比较分析,并给出相关政策建议.     

中国碳排放灰色预测

中国碳排放问题成为世界关注的焦点问题.预测中国未来碳排放有助于实现2020年的碳减排目标.选取2002-2009年中国碳排放数据,通过灰色GM(1,1)模型,对中国碳排放进行了短期预测.模型检验结果表明:预测精度为二级,关联度、均方差比值和小误差概率均为一级,预测结果与实际值出入较小,到2015年中国碳排放量将超过三十二亿吨碳,"十二五"期间二氧化碳减排形势严峻.针对研究结果,提出发展低碳经济,提高能源效率和发展非化石能源来降低碳排放的策略.     

基于计量经济模型的煤炭消费与经济增长关系实证研究——以世界主要煤炭消费国为例

经济的发展和能源(包括煤炭)的利用有着密不可分的关系.运用国际上研究能源消费与经济增长之间关系的重要工具-协整分析、格兰杰因果关系检验对世界主要煤炭消费国家(中国、美国、印度、俄罗斯、日本和南非)1981-2005的煤炭消费与GDP之间因果关系及其内在规律进行了分析和研究.实证研究结果表明,这些国家能源消费结构、经济政策不同,煤炭消费同经济增长之间的因果关系也不完全一致,中国、日本和南非存在经济增长对煤炭消费的因果关系,俄罗斯存在煤炭消费对经济增长的因果关系,而印度煤炭消费和经济增长之间则不存在因果关系.据此各国根据自身能源国情及国际比较形势,制定科学的能源战略与政策.     

双向碳减排成本分担下资金约束供应链契约协调研究

国家“双碳”目标对供应链协同减排提出新要求.文章考虑由单一供应商和单一受资金约束制造商构成的低碳供应链,双方通过“双向碳减排成本分担”机制进行协同减排,制造商通过竞争性银行信贷市场获取生产、碳减排及购买不足碳配额所需的运营资金.在求解供应商、制造商、银行在内的参与方博弈均衡策略基础上,探究了以“双向碳减排成本分担合约”为基础的资金约束型低碳供应链多契约协调问题.研究发现:批发价格、双向碳减排成本分担、收入分享契约的组合可实现低碳供应链协调和帕累托优化,而当考虑碳交易市场情形时,还需额外引入碳交易成本分担契约类型.相关研究结果可为“双碳”目标下企业的集成运营、碳减排和融资决策,及供应链主体间协同减排等提供理论指导.     

基于LMDI的中国能源消费碳排放强度变化因素分解

利用IPCC《国家温室气体清单指南》(2006)推荐的参考方法和参数,评估和计算中国1997年-2007年的碳排放量和碳排放强度,并应用LMDI方法对碳排放强度进行因素分解.研究结果表明,能源强度因素对我国碳排放强度变化的贡献率最大,达到139.66%;产业结构效应次之,为-28.23%;能源结构效应最小,为-11.43%.针对实证结果,提出现阶段我国节能减排的重点在于提高能源效率、调整产业结构及优化能源结构.     

中国碳排放变化的因素分解与减排路径研究

能源及其引致的碳排放等相关问题已经成为影响人类社会发展全局和全球政治经济格局的重大战略问题.中国是世界上最大的发展中国家,面临着更严峻的能源挑战.节约能源、大幅度改善能源效率是我国应对能源和气侯变化挑战的一条极其重要且有效途径.本文综合考量了能源结构、能源强度、能源效率及经济增长等4个因素对碳排放的影响,基于因素分解模型,应用LMDI分解方法对中国一次能源利用的CO2排放及碳排放强度变化进行了研究,研究发现二氧化碳排放增加主要是由于经济增长、人口规模扩大引起的.在此基础上提出了碳减排的政策建议.     

考虑碳排放的多机可持续调度问题

考虑多机器生产环境下,研究在加工空档期允许关闭机器的可持续调度问题。同时对工件的指派、工件的开始加工时刻和机器在空档期是否开关机进行决策,以最小化碳排放为目标建立数学规划模型。设计了禁忌搜索混合算法求解模型,首先通过一个企业案例验证了模型和算法的有效性,然后通过仿真算例分析了算法的效率。计算结果表明,可持续调度方式在机器调度层面为企业减少了大量的碳排放。     

中国城市化与碳排放的脱钩关系研究

为反映城市化对碳排放的影响,研究了城市化和碳排放的短期和长期脱钩关系.脱钩研究表明除1996-2001年为弱脱钩或强脱钩外,其他年份基本为扩张性负脱钩;回归分析表明城市化对碳排放具有显著的正向冲击,产业结构和能源强度均对碳排放产生正向影响,城市化与经济发展对碳排放具有交互作用,经济增长有利于降低城市化对碳排放的影响;最后针对研究结论提出了相应的对策建议.     

考虑碳排放的回收再制造决策研究

在强制减排和碳税政策下研究考虑旧产品回收碳排放的制造商生产再制造决策.分别在强制减排和碳税政策下建立两周期生产再制造决策模型,并获得两种减排政策下的最优决策.结果表明,在强制减排和碳税政策下,当旧产品回收充足时,为获取最大利润和降低碳排放量,制造商会选择单位碳排放量较低的回收方式;当旧产品回收不足时,制造商会选择单位碳排放量较高的回收方式.     

基于低碳排放的车辆路径优化问题研究

研究了基于低碳排放的锦州JS配送公司的车辆路径优化问题.首先通过分析目前锦州JS配送公司的车辆路径规划方案发现该公司在规划路径时只关注路径最短,而忽视了碳排放成本.然后通过具体分析配送过程中能源消耗的来源,考虑车辆自重和载重、车辆出行距离等对配送能源消耗的影响,建立了以极小化碳排放成本为目标的车辆路径优化问题的混合整数规划模型,通过求解模型得到新的配送路径优化方案.优化后的配送方案比原先的配送方案减少了14.16万元的碳排放成本.研究结果对物流企业降低碳排放具有指导意义.     

碳减排外包下的契约优化与选择研究

在政府碳配额、碳交易市场机制和消费者低碳偏好背景下,研究了制造商与低碳服务提供商合作下的碳减排外包问题。对技术交易型契约和合作共享型契约两种契约进行了优化,分别得到了两种契约下的最优决策和契约可达成条件,并进一步分析了制造商和低碳服务提供商对两种契约的偏好,最后利用转移支付的方式对契约偏好冲突问题进行了协调。研究结果表明,单位减排成本和碳排放权市场价格均是影响技术交易型契约和合作共享型契约可行性的关键因素;当单位最小碳排放量、单位减排成本和碳排放权市场价格同时满足一定条件时,两种契约可同时达成;制造商总是偏好技术交易型契约,但低碳服务提供商对于契约类型的偏好并不是确定的;利用转移支付协调的方式可以解决合作双方的契约偏好冲突问题,并使得双方最终达成技术交易型契约。     

结构变动与二氧化碳排放库兹涅茨曲线特征研究——基于分位数回归与指数分解相结合的方法

本文兼顾能源、产业与人口构成与驱动结构变动对CO_2排放量的影响。首先使用分位数回归检验三者构成结构变动与C02排放量之间的弹性系数关系。进而使用LMDI(Logarithmic Mean Divisia Index)指数分解方法将总体、生产、生活三大领域CO_2排放分解为规模、结构与强度驱动量,并使用分位数回归方法验证不同驱动诱因、不同分位点下CO_2排放的库兹涅茨曲线特征。结果表明:城市化率、第二产业、第三产业与非煤能源比重对CO_2排放的弹性系数分别成线性、倒N型、N型与U型关系。能源消费规模驱动下CO_2排放量具有较强的伴随人均GDP增长的趋势,能源消费结构驱动下CO_2排放量的演变过程滞后于排放总量的演变过程;生产领域,单位增加值CO_2排放强度驱动下的排放量处于"环境库兹涅茨增长区间"的时间长于其它驱动因素;生活领域,城乡人口结构变动驱动下的排放量处于"环境库兹涅茨增长区间"时间长于人口规模扩大驱动下的排放量。     

基于最小碳排放的逆向物流回收网络优化

针对目前日益加剧的环境问题,在逆向物流的回收网络规划中,加入了碳排放的因素,构建了一个两阶段的逆向物流回收网络模型,重点在于解决逆向物流过程中的回收中心、加工中心的选址问题,回收路径的选择问题以及客户回收需求的分配问题.选取实例,并采用lingo11.0编码求解,结果表明当单位碳排放系数达到一定数值时,企业基于碳排放最小的逆向物流回收网络选择方案所产生的固定费用要优于企业不考虑碳排放时所选择的方案所产生的费用.并且,考虑碳排放的逆向物流的社会总成本是更优的,这更有利于社会的资源配置.     

基于双边匹配-动态博弈的碳减排技术投资决策

在Cap-and-Trade规制下,本文通过匹配-博弈机制研究双寡头制造商(寡头)碳减排技术投资决策问题,考虑了碳交易(CET)过程。从纵向角度,构建寡头与碳减排技术供应商(供应商)的双边匹配模型,研究寡头最佳碳减排技术选择、供应商最佳投资者选择问题;从横向角度,以产量为决策变量,以供应商技术研发人员的努力程度为辅助变量,构建双寡头Stackelberg动态博弈模型,以确定最优产量和碳减排技术投资决策,有效实现碳减排。最后,通过数值模拟实验加以论证。研究发现,第一,寡头-供应商匹配对的整体期望效用与CET价格存在正相关关系;第二,寡头环境绩效对自身技术应用效率较敏感,而对对手技术应用效率不敏感;第三,CET实施与否会直接影响寡头-供应商匹配对效用最大化目标的实现。     

福建省碳排放影响因素分析及情景预测

基于福建省经济增长、能源消耗及环境污染现状的基础上,采用联合国政府间气候变化专门委员会规定的碳排放计算方法,测算福建省2003-2015年的能源消费碳排放量.运用灰色关联分析法研究经济增长水平、产业结构、能源结构、能源强度、城市化率和贸易密度与碳排放量的关联度,分析各因素对福建省碳排放量的影响.同时探讨在四种经济增长情况下,福建省2015-2020年人均碳排放量变化趋势.结果显示GDP增速越快,人均碳排放量增长也越快,而当GDP增速维持在9%时,福建省的人均碳排放量可以实现逐年下降的趋势.     

碳减排政策下多周期供应链网络均衡决策

为研究碳减排政策对多周期供应链网络均衡决策的影响,分析了供应链网络结构中各层的最优条件,建立了多周期碳减排供应链网络均衡模型.首先将其转化为等价的变分不等式问题,然后利用变分不等式的投影收缩算法进行求解.并通过模型仿真分析了在不同周期下不同碳限额、单位碳排放量对供应链网络均衡的影响结果发现企业在环境绩效和经济绩效之间存在冲突,适当的控制碳税和调整产品的单位碳排放量可以缓解这种冲突.同时,政府对于碳限额的值过于宽松,对于碳减排的实施起不到明显作用.