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1、中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)能耗與碳排放關(guān)系的研究■摘要I我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)流程中二氧化碳的排放量居高不下。在經(jīng)濟(jì)下行壓力的加劇、產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩、能源結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整以及技術(shù)水平日趨進(jìn)步的背景下，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的能源消耗與二氧化碳排放量之間會(huì)呈現(xiàn)怎樣的關(guān)系？本文基于我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)“能源消耗與碳排放”系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的模型，同時(shí)分三種不同的低碳情景，分析能源消耗與二氧化碳排放量之間關(guān)系的變動(dòng)?！鲫P(guān)鍵詞I鋼鐵產(chǎn)業(yè)；能耗；碳排放；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)■必M■?n4.2?ra.參4.M*■中圖分類號(hào)iriab;rm■文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼lii■文章編號(hào)■IV35MW4(2?n)魯4-W3近年來(lái)，我國(guó)鋼鐵企業(yè)通過(guò)不
2、斷提高煉鋼技術(shù)、升級(jí)煉鋼設(shè)備等措施降低能源消耗和減少二氧化碳的排放量。這些節(jié)能減排措施的實(shí)施促使我國(guó)噸鋼綜合能耗從m4年Ira千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸下降到aeu年的wiw千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，年均下降率為然而與發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵產(chǎn)業(yè)相比，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的能源利用效率仍然處于劣勢(shì)，因此，二氧化碳的排放量還有較大的下降空間。I鋼鐵產(chǎn)業(yè)能耗與碳排放關(guān)系的研究背景鋼鐵產(chǎn)業(yè)是典型的能源密集型工業(yè)，其對(duì)煤炭資源的需求占據(jù)著主導(dǎo)地位，這也導(dǎo)致我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)成為全國(guó)工業(yè)部門中二氧化碳排放的人戶。因此，鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重點(diǎn)需要節(jié)能減排的對(duì)象。能源消耗與二氧化碳排放量之間具有較強(qiáng)的正相關(guān)性和因
3、果關(guān)系。木文利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)構(gòu)建了我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)“能源消耗與碳排放”的模型，劃分為三種不同情景，并分析能源消耗與二氧化碳排放量之間關(guān)系的變動(dòng)。2鋼鐵產(chǎn)業(yè)能耗與碳排放關(guān)系的研究方法本文構(gòu)建了我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)“能源消耗與碳排放”的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。其包含了四個(gè)子系統(tǒng)，分別是：人口經(jīng)濟(jì)、鋼鐵產(chǎn)業(yè)、鋼鐵生產(chǎn)流程能源消耗和鋼鐵產(chǎn)業(yè)碳排放。其中，人口子系統(tǒng)，如圖I所示，其主要反映社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，人口總量的變化以及城鎮(zhèn)化的發(fā)展趨勢(shì)；鋼鐵產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)，如圖2所示，圖屮的因素之間存在著動(dòng)態(tài)的反饋關(guān)系，影響著鋼鐵資源供給和消費(fèi)的變動(dòng)，同時(shí)還影響著能源消耗量的變動(dòng)，主要反映了鋼
4、鐵資源的供給狀況；能源消耗子系統(tǒng)如圖3所示，其主要分為長(zhǎng)流程和短流程來(lái)反映鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程屮的能耗狀況；碳排放子系統(tǒng)，如圖4所示，反映了生產(chǎn)過(guò)程中，由于不同程度的能耗結(jié)構(gòu)和能耗程度所產(chǎn)生的不同碳排放水平。依據(jù)W史數(shù)據(jù)的方法，結(jié)果顯示模型所得出的數(shù)椐和歷史數(shù)椐之間的誤差值基本在I?似內(nèi)。因此，證明“能源消耗與碳排放”的模型是合理的。5鋼鐵產(chǎn)業(yè)能耗與碳排放關(guān)系的情景分析XI情景設(shè)定本文設(shè)定了三種情景分析鋼鐵行業(yè)能耗和碳排放之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系。這三種情景分別是基準(zhǔn)情景（ke）、弱低碳情景（Lev^、強(qiáng)低碳情景（H^）o基準(zhǔn)情景表示在年發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行順勢(shì)外
5、推。煉鋼生產(chǎn)流程中，轉(zhuǎn)爐煉鋼占比不低于處于主要的利用地位。焦炭和煤炭仍屬于主要的能源消耗種類。弱低碳情景中考慮國(guó)家“十二五”規(guī)劃中對(duì)節(jié)能減排的要求。電爐煉鋼的A比開(kāi)始提升，化石能源的使用逐漸下降。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人口的增長(zhǎng)速度均開(kāi)始放緩。強(qiáng)低碳情景意味著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人口的增長(zhǎng)繼續(xù)放緩，人門老齡化嚴(yán)重。電爐鋼比例有了進(jìn)一步的提高，化石能源的消耗得到進(jìn)一步的下降。3.2源消耗與碳排放的關(guān)系討論基于情景分析得到的結(jié)果，進(jìn)行煉鋼總能耗與總碳排放量、噸鋼綜合能耗與噸鋼碳排放量之間關(guān)系的分析。3.2.I煉鋼總能耗與總碳排放量關(guān)系的分析從aeo年到年的情景結(jié)果可以看出，
6、三種情景下的煉鋼總能耗與二氧化碳總排放量都呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)。煉鋼總能耗和總碳排放量之間是線性相關(guān)的關(guān)系，如圖《和圖fc所示。與總碳排放量的線性關(guān)系與總碳排放量的線性關(guān)系，如圖1所示。從圖fc,q屮可以看出，在三種不同情景下，煉鋼總能耗和總碳排放關(guān)系。在基準(zhǔn)情景下，煉鋼總能耗與總碳排放之間的線性關(guān)系為：>-4.2bThX4E-ir3(I)弱低碳情景下，煉鋼總能耗與總碳排放之間的線性關(guān)系為：^4n.^cx-ira(2)強(qiáng)低碳情景下，煉鋼總能耗與總碳排放之間的線性關(guān)系為：22bXr2C-ira(3)3.2.2鋼綜合能耗與噸鋼碳排放量噸鋼綜合能耗與噸鋼
7、碳排放量，如圖S和圖，所示。與噸鋼碳排放量的線性關(guān)系與噸鋼碳排放量的線性關(guān)系，如圖I?所/J、O從圖《?圖I?屮可以看出，在三種不同情景下，噸鋼綜合能耗與噸鋼碳排放量關(guān)系。基準(zhǔn)情景下，噸鋼綜合能耗與噸鋼碳排放量之間的線性關(guān)系為：>=4.b42XKCM4.22(4)弱低碳情景下，噸鋼綜合能耗與噸鋼碳排放量之間的線性關(guān)系為：W34L44(I)強(qiáng)低碳情景下，噸鋼綜合能耗與噸鋼碳排放量之間的線性關(guān)系為：(b)4結(jié)語(yǔ)通過(guò)建立我國(guó)鋼鐵“能源消耗與碳排放”系統(tǒng)動(dòng)力模型，并依據(jù)三種不同情景對(duì)其進(jìn)行分析，得出的結(jié)果表明，三種情景下的能源消耗和碳排放量均呈現(xiàn)出正相關(guān)的
8、線性關(guān)系。根據(jù)以上情景結(jié)果的分析，可提出鋼鐵產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策。第一，繼續(xù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，淘汰落后產(chǎn)能，增加企業(yè)進(jìn)入鋼鐵行業(yè)的準(zhǔn)
