時(shí)間:2022-05-07 21:22:02
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇節(jié)能減排論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
1.2中頻電源焙燒熔煉設(shè)施的節(jié)能改造焙燒熔煉的能耗大約占總能耗的50%之多,對(duì)焙燒熔煉設(shè)施進(jìn)行節(jié)能改造也可實(shí)現(xiàn)一定程度的節(jié)能效果。具體的節(jié)能改造途徑如下:(1)恒定功率改造。負(fù)載阻抗在溫度變化過程中還能繼續(xù)保持中頻電源的功率近似不變;(2)焙燒隧洞洞體的增容改造。由50kg增至750kg,可有效提升鑄造效率和降低能耗;(3)輸入電壓的等級(jí)提升改造。輸入電壓由380V升至660V可使得焙燒熔煉設(shè)施的效率大幅提升,且設(shè)施的損耗也能減小。
1.3薄殼減層的節(jié)能改造采用薄殼技術(shù)研究制殼材料、內(nèi)壁涂料、黏結(jié)劑硬化劑和復(fù)合鑄造等工藝,在確保模殼強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的條件下,實(shí)現(xiàn)型具殼壁減薄,這樣可節(jié)省產(chǎn)品輔料的消耗,并在一定程度上降低型殼焙燒能耗。
2精密鑄造節(jié)能減排優(yōu)化分析
2.1焙燒隧洞的節(jié)能改造貫通式焙燒隧洞洞體達(dá)到萬噸級(jí)別以上精密鑄造企業(yè)普遍采用煤氣發(fā)生爐以煤氣燃燒進(jìn)行加熱,節(jié)能減排技術(shù)改造之前每噸產(chǎn)品的煤炭消耗可達(dá)750kg,每萬噸精密鑄件的年洗精煤消耗達(dá)7500t,每噸洗精煤的產(chǎn)氣量達(dá)3.8m3,焙燒年耗煤氣總量為28500m3,煤炭發(fā)生爐的效率值約為78%,煤氣的實(shí)測(cè)熱值約為5407.47kJ/m3,排煙溫度約為450℃,隧洞洞體內(nèi)的空氣過量系數(shù)為1.2,每立方煤氣經(jīng)燃燒可產(chǎn)生2.676m3的煙氣,也就是說,每年高溫?zé)煔獾目偭靠蛇_(dá)到:7500×3.8×0.78×1.2×2.676=71385m3。煙氣的定壓比熱容約為1.8627kJ/m3•℃,每年煙氣損失的熱量為71385m3×450℃×1.8627kJ/m3•℃=59835978kJ。對(duì)U型焙燒隧洞預(yù)熱段合理加長(zhǎng),且控制隧洞內(nèi)的煙氣停滯足夠長(zhǎng)的時(shí)間,按照同等焙燒量來計(jì)算,每噸產(chǎn)品的煤炭消耗大約在630kg,每年萬噸精密鑄件的洗精煤的消耗量在6300t左右,排煙的溫度則控制在200℃以下,隧洞內(nèi)的空氣過量系數(shù)和每立方煤氣產(chǎn)生的煙氣量不變,則每年的高溫?zé)煔饪偭靠蛇_(dá)到6300×3.8×0.78×1.2×2.676=59963m3,200℃的煙氣定壓比熱容約為1.7873kJ/m3•℃。在焙燒爐節(jié)能改造每噸鑄件可節(jié)約的煤炭消耗量不計(jì)入的前提下,每年煙氣損失的熱量為59963m3×200℃×1.7873kJ/m3•℃=21434373kJ。因此,可得到節(jié)能量ΔE1為(59835978-21434373)×0.03412/1000=1310t。
2.2中頻電源焙燒熔煉設(shè)施的節(jié)能改造焙燒熔煉設(shè)施在實(shí)現(xiàn)輸入電壓增大的技術(shù)改造后,按照功率公式W=RI2可知,焙燒熔煉設(shè)施在其中頻電源內(nèi)部和感應(yīng)裝置方面的銅損可大幅降低。因此,對(duì)中頻電源恒定功率、增大爐體容量和增大輸入電壓后,精密鑄件生產(chǎn)可提升20%的耗電利用率,每噸鋼水的耗電由原來的845~960kW•h降至64~770kW•h。按照某企業(yè)每年擁有1萬t精密鑄件的產(chǎn)量來計(jì)算,鋼水的利用率以70%計(jì)算,廢品率為3%。因中頻電源的波動(dòng)現(xiàn)象,每噸鋼水可節(jié)省耗電量為900-730=170kW•h。這樣,每年可節(jié)約電量為2500000kW•h,折合標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能量大致為ΔE2=2500000×0.335/1000=837.5t。
2.3薄殼減層的節(jié)能改造采取薄殼減層的節(jié)能減排技術(shù)手段后,型殼的加固層由4~6層減至2~3層,型殼的厚度變小,大約使得模殼的層厚平均減小1/5,焙燒熱量隨之減少1/5,每噸精密鑄件產(chǎn)品的型殼可節(jié)約煤炭消耗量1/6左右,也就是630kg/t。因此,薄殼減層的節(jié)能改造對(duì)于減少資源消耗、能源消耗和減排的效果相對(duì)比較明顯。按照每年生產(chǎn)10000t精密鑄件來計(jì)算,不考慮節(jié)省原輔助材料的效益,且在型殼減少砂粉材料的效益不計(jì)的前提下只計(jì)算型殼減小厚度以后焙燒節(jié)能量為ΔE5=10000×0.63÷6×0.9=945t。
2優(yōu)化算法在節(jié)能減排調(diào)度中的應(yīng)用
國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)應(yīng)用到火電系統(tǒng)的算法進(jìn)行了大量研究,主要有遺傳算法、差分進(jìn)化法、粒子群算法等,接下來對(duì)各算法一一進(jìn)行分析。
2.1遺傳算法(GeneticAlgorithm)遺傳算法是是模擬達(dá)爾文生物進(jìn)化論的自然選擇和遺傳學(xué)機(jī)理的生物進(jìn)化過程的計(jì)算模型,是一種通過模擬自然進(jìn)化過程搜索最優(yōu)解的方法。遺傳算法是解決搜索問題的通用算法,其步驟一般為復(fù)制、交叉、變異。
2.2差分進(jìn)化算法(DifferentialEvolution)
差分進(jìn)化算法是由Storn等人于1995年提出的,它是一種模擬生物進(jìn)化的隨機(jī)模型,通過反復(fù)迭代,使得那些適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體被保存了下來。本質(zhì)上說,它是一種基于實(shí)數(shù)編碼的具有保優(yōu)思想的貪婪遺傳算法,同遺傳算法一樣,差分進(jìn)化算法包含變異和交叉操作,但同時(shí)相較于遺傳算法的選擇操作,差分進(jìn)化算法采用一對(duì)一的淘汰機(jī)制來更新種群。對(duì)于優(yōu)化問題。
2.3粒子群算法(ParticleSwarmOptimization)
粒子群算法是在1995年由Eberhart博士和Kenned博士提出,源于對(duì)鳥群捕食的行為研究。該算法最初是受到飛鳥集群活動(dòng)的規(guī)律性啟發(fā),進(jìn)而利用群體智能建立的一個(gè)簡(jiǎn)化模型。粒子群算法在對(duì)動(dòng)物集群活動(dòng)行為觀察基礎(chǔ)上,利用群體中的個(gè)體對(duì)信息的共享使整個(gè)群體的運(yùn)動(dòng)在問題求解空間中產(chǎn)生從無序到有序的演化過程,從而獲得最優(yōu)解。粒子群算法和遺傳算法類似,也是一種基于迭代的優(yōu)化算法,但是它沒有遺傳算法中的交叉和變異,而是粒子在解空間追隨最優(yōu)的粒子進(jìn)行搜索。同遺傳算法比較,PSO的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)并且沒有許多參數(shù)需要調(diào)整?;诖?,決定用粒子群算法來解決短期火電系統(tǒng)的節(jié)能減排優(yōu)化調(diào)度問題。
油改電技術(shù)主要涉及RTG的外部電源(市電)的供電和RTG跨箱區(qū)轉(zhuǎn)場(chǎng)移動(dòng)問題。可行的油改電方法是采用電纜卷筒供電、低架滑觸線供電和高架滑觸線供電3種方式。傳統(tǒng)RTG作業(yè)時(shí)產(chǎn)生大量廢氣和有害物質(zhì),油改電后RTG作業(yè)時(shí)無廢氣排放。高架滑觸線油改電方式。RTG油改電技術(shù),在相同裝卸箱量下,節(jié)能30%以上,降低運(yùn)行成本60%以上,實(shí)現(xiàn)零排放。
1.2混合動(dòng)力RTG技術(shù)
為了既能保持RTG跨箱區(qū)轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)的機(jī)動(dòng)性,又能實(shí)現(xiàn)RTG的節(jié)能減排,國(guó)內(nèi)外已研制出由柴電機(jī)組和儲(chǔ)能單元(超級(jí)電容器組或鋰電池組)構(gòu)成的RTG混合動(dòng)力系統(tǒng)。柴電機(jī)組和超級(jí)電容組成的RTG混合動(dòng)力系統(tǒng),柴電機(jī)組仍作為主電源,而超級(jí)電容器則作為儲(chǔ)放能單元,回收RTG運(yùn)行中起升機(jī)構(gòu)集裝箱吊重降落時(shí)的位能性再生能量。上海振華重工于2005年研制出超級(jí)電容儲(chǔ)放能的混合動(dòng)力RTG樣機(jī)。振華重工對(duì)普通柴電機(jī)組RTG和超級(jí)電容混合動(dòng)力供電RTG的排放進(jìn)行測(cè)試,前者在頻繁起制動(dòng)時(shí)柴油機(jī)排氣管大量排冒黑煙,后者柴油機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),基本無黑煙排放。目前用于混合動(dòng)力RTG的能量?jī)?chǔ)蓄單元主要有超級(jí)電容和鋰電池2種。超級(jí)電容在能量?jī)?chǔ)存過程中基本不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),具有壽命長(zhǎng)、充放電時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn);但作為RTG的能量?jī)?chǔ)蓄單元,超級(jí)電容也有較大的弱點(diǎn),如能量密度低,單位容積的電量存儲(chǔ)有限。另外,超級(jí)電容的放電電流不穩(wěn)定,作為動(dòng)力電源難以控制。鋰電池具有儲(chǔ)存容量大、放電電流穩(wěn)定、無污染及安全性能好等優(yōu)點(diǎn),是RTG較理想的能量?jī)?chǔ)蓄單元。振華重工試制以大容量鋰電池作為主電源,小功率柴電機(jī)組為輔助電源的RTG。保持與常規(guī)RTG的起重量與起升速度不變,鋰離子動(dòng)力電池組容量為640VDC/200Ah/128kW•h,輔助柴電機(jī)組裝機(jī)功率為50kW,節(jié)約燃油60%以上,RTG在動(dòng)力電池供電狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)廢氣零排放。
1.3RTG和集卡油改氣技術(shù)
近日,由上港集團(tuán)所屬冠東公司、上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司和上海海事大學(xué)在上海市科委項(xiàng)目“LNG動(dòng)力的港口裝備技術(shù)研究及洋山港示范應(yīng)用”(項(xiàng)目編號(hào)13dz1202800)和“混合動(dòng)力輪胎式集裝箱起重機(jī)研制及應(yīng)用”(編號(hào)12dz1200700)中,共同研發(fā)采用液化天然氣(LNG)燃?xì)鈾C(jī)組供電的輪胎吊。RTG油改氣技術(shù)使RTG由柴油發(fā)電機(jī)供電改為L(zhǎng)NG動(dòng)力,顯著降低RTG的廢氣排放。
1.4岸基變頻供電技術(shù)
到港船舶停靠在碼頭需要燃燒大量重油(或柴油)發(fā)電,所產(chǎn)生的污染與上海城市環(huán)境保護(hù)的矛盾越來越突出。靠泊的郵輪和集裝箱班輪濃煙排放見圖6。集裝箱船舶靠港期間停用船舶柴油發(fā)電機(jī)組,改由港口供電,這種方式稱為“岸電”。由于國(guó)外船舶電網(wǎng)頻率大多為60Hz,而我國(guó)港口無法利用現(xiàn)有的50Hz岸電電網(wǎng)直接供電。因此,采用大功率變頻技術(shù),將50Hz交流電變換成適合于60Hz交流電船舶的供電電源。2010年,全球首臺(tái)移動(dòng)式岸基船用供電系統(tǒng)在上海港外高橋二期集裝箱碼頭試運(yùn)行獲圓滿成功。
2成果推廣制約因素及解決途徑
油改電技術(shù):油改電技術(shù)節(jié)能減排效果明顯,但洋山港由于高壓電纜過橋工程復(fù)雜性,電網(wǎng)容量受限,電費(fèi)昂貴(約1.5元/kW•h,是普通工業(yè)用電的2倍),所以該技術(shù)不適合在洋山港推廣。油改電還有初期投資較大、堆場(chǎng)要求規(guī)則等限制,且RTG轉(zhuǎn)場(chǎng)不便。油改氣:技術(shù)上,由于LNG發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力曲線與柴油機(jī)明顯不同,其扭矩相對(duì)要小一些,最大扭矩區(qū)間也比柴油要小,LNG動(dòng)力RTG在吊起集裝箱的時(shí)候和LNG動(dòng)力集卡在啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)動(dòng)力不足,解決辦法是采用氣電混合的方式來加強(qiáng)RTG和集卡動(dòng)力。氣電混合動(dòng)力是下階段的研究重點(diǎn)。洋山港LNG運(yùn)輸非常不便,現(xiàn)在每天只有2個(gè)小時(shí)可運(yùn)輸LNG,且黃色預(yù)警天氣禁止運(yùn)輸LNG。建議相關(guān)部門能再組織專家安全論證會(huì),在安全的基礎(chǔ)上適當(dāng)放寬東海大橋?qū)σ夯瘹怏w槽車的禁令,保障洋山港LNG的順利供應(yīng)。理論分析與實(shí)際測(cè)試表明,LNG動(dòng)力與柴油機(jī)相比,折算成標(biāo)準(zhǔn)煤并不占優(yōu)勢(shì)。LNG動(dòng)力RTG初步測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)煤消耗是柴油機(jī)RTG的1.27倍,LNG動(dòng)力集卡與柴油集卡能耗基本持平。建議有關(guān)部門擬定更全面的評(píng)價(jià)體系以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展?;旌蟿?dòng)力技術(shù):鋰電池混合動(dòng)力RTG節(jié)油效果明顯,但鋰電池成本昂貴,降低鋰電池的成本應(yīng)從2方面考慮。一方面,鋰電池不穩(wěn)定性是在制作過程中所產(chǎn)生的,提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平,將鋰電池的生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到更為清潔干燥的環(huán)境中進(jìn)行,鋰電池的成本就會(huì)逐步降下來;另一方面,提高鋰電池電控技術(shù),通過對(duì)單體鋰電池參數(shù)的獨(dú)立檢測(cè),動(dòng)態(tài)調(diào)整各單體電池充放電的電壓(或電流)等參數(shù)的設(shè)定閥值。研究動(dòng)力電池充電過程發(fā)現(xiàn):對(duì)于串聯(lián)體,充電能量可從較高壓?jiǎn)误w轉(zhuǎn)移到較低壓?jiǎn)误w;對(duì)于并聯(lián)體,充電能量可從較大電流支路轉(zhuǎn)移到較小電流支路;對(duì)放電過程則反之。通過這種能量轉(zhuǎn)移控制方式進(jìn)行混合動(dòng)力RTG能源系統(tǒng)的動(dòng)力鋰電池充放電自動(dòng)均衡控制,提高動(dòng)力電池組充放電效率及電池組使用壽命,從而降低成本。岸電項(xiàng)目:使用岸電后,由于運(yùn)輸成本增加,會(huì)降低碼頭和船方的競(jìng)爭(zhēng)力。目前這是制約“綠色港口”建設(shè)的一個(gè)重要因素,極大地影響著岸電改造和使用單位的積極性。目前,美國(guó)是通過立法形式及費(fèi)用補(bǔ)貼政策推行節(jié)能減排的。例如,美國(guó)洛杉磯港口當(dāng)局通過立法,強(qiáng)制要求轄區(qū)內(nèi)所有碼頭采用岸電技術(shù);2006年5月,歐盟委員會(huì)通過了法案2006/339/EC,提出歐盟港口靠泊船舶使用岸電。國(guó)外政府部門實(shí)施節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的做法對(duì)我們很有借鑒意義。
節(jié)能減排和應(yīng)對(duì)氣候變化已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù),國(guó)家對(duì)此高度重視。與此同時(shí),節(jié)能減排與我們每一個(gè)公民的生活息息相關(guān),參與節(jié)能減排也是每一位公民應(yīng)盡的義務(wù)。
為推動(dòng)全民參與節(jié)能減排工作,科技部組織專家開展了《全民節(jié)能減排潛力量化指標(biāo)》研究。研究工作由“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“全球環(huán)境變化應(yīng)對(duì)技術(shù)研究與示范”重大項(xiàng)目“全球環(huán)境變化人文因素的檢測(cè)與分析技術(shù)研究”課題組承擔(dān),該研究成果已于近日通過了專家論證。
該研究選取了百姓生活中衣、食、住、行、用等六個(gè)方面的36項(xiàng)日常行為,研究了每一項(xiàng)日常行為指標(biāo)的節(jié)能減排潛力。日常行為指標(biāo)的選取遵循以下原則:一是量大面廣,二是貼近百姓生活,三是具有可操作性,四是不降低現(xiàn)有生活水平。研究的結(jié)果表明,個(gè)人生活點(diǎn)滴中的節(jié)能減排潛力巨大,如果大家都積極參與,36項(xiàng)日常生活行為的年節(jié)能總量約為7700萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,相應(yīng)減排二氧化碳約2億噸,經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益十分顯著。
根據(jù)這項(xiàng)研究成果,科技部編制了《全民節(jié)能減排手冊(cè)——36項(xiàng)日常生活行為節(jié)能減排潛力量化指標(biāo)》。希望通過這本手冊(cè)的,向全社會(huì)宣傳普及節(jié)能減排的科學(xué)知識(shí)和方法,提高全民的節(jié)能減排意識(shí)和能力,推動(dòng)全民參與,提倡崇尚節(jié)約、科學(xué)文明的生活方式,形成節(jié)約資源、減少污染、保護(hù)環(huán)境的社會(huì)風(fēng)氣。
科學(xué)節(jié)能,大有技巧,全民減排,貢獻(xiàn)不小。讓我們每一個(gè)公民行動(dòng)起來,從我做起、從點(diǎn)滴著手、從現(xiàn)在做起、從身邊做起,積極參與節(jié)能減排,為實(shí)現(xiàn)國(guó)家的節(jié)能減排目標(biāo)作出自己的貢獻(xiàn),共同創(chuàng)造更加節(jié)約、更加潔凈、更加文明的可持續(xù)的美好生活。
2我國(guó)鍋爐采取有效的節(jié)能減排措施
2.1大力推廣使用清潔無污染能源在當(dāng)前人們環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng),以及運(yùn)行成本不斷增大的大環(huán)境下,針對(duì)大耗能的鍋爐,應(yīng)該對(duì)生產(chǎn)中使用的清潔無污染的新能源進(jìn)行推廣。除此之外,企業(yè)也要加快對(duì)相關(guān)生物工程的改造,盡可能地使用秸稈、稻殼、天然氣來作燃料。如此不但會(huì)使煤炭等能源的使用量減少,還不會(huì)產(chǎn)生更多的污染物,從而減少了對(duì)環(huán)境的危害。
2.2不斷提高鍋爐操作人員的技能水平在鍋爐生產(chǎn)中,為使能源被高效地利用,同時(shí)能將節(jié)能減排工作落到實(shí)處,那么鍋爐操作人員的技能水平就要不斷的提高,從而確保鍋爐系統(tǒng)能高效安全地運(yùn)行。企業(yè)中,鍋爐操作人員的業(yè)務(wù)知識(shí)水平和技能培訓(xùn)需要不斷加強(qiáng),這樣鍋爐操作人員對(duì)鍋爐設(shè)備的使用就更加熟練。此外,鍋爐操作員還要定期試驗(yàn)鍋爐設(shè)備,積極聯(lián)系檢修,進(jìn)行設(shè)備消缺工作,以確保鍋爐設(shè)備處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)的最佳狀態(tài)。
2.3積極改造鍋爐的燃燒系統(tǒng)要通過鍋爐設(shè)備來達(dá)到節(jié)能減排的目的,就需積極改造和升級(jí)當(dāng)前的鍋爐設(shè)備,例如對(duì)鍋爐中的燃燒室進(jìn)行不斷優(yōu)化。某電廠改造機(jī)組低碳燃燒器,即讓燃燒器各噴口標(biāo)高和一次風(fēng)噴口結(jié)構(gòu)型式保持不變,在燃燒器上方增加四層SOFA風(fēng)以達(dá)到爐膛空氣分級(jí)燃燒的目的。對(duì)二次風(fēng)噴口面積進(jìn)行重新設(shè)計(jì),確保二次風(fēng)速。改造后,優(yōu)化鍋爐運(yùn)行的配風(fēng)方式。利用爐膛空氣分級(jí)燃燒和優(yōu)化配風(fēng)技術(shù),使鍋爐NOx的排放量低于450mg/Nm3,同時(shí)改善鍋爐結(jié)焦積灰的情況。
2.4在企業(yè)中積極推廣鍋爐水的相關(guān)處理技術(shù)按照相關(guān)測(cè)算,鍋爐內(nèi)的水垢厚度每增加1mm,那么鍋爐的熱效率就有約3%的下降率,并且這對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生影響。企業(yè)要加大技術(shù)創(chuàng)新及改革力度,在鍋爐工作場(chǎng)所對(duì)新的水處理技術(shù)和除垢技術(shù)積極推廣,從而加強(qiáng)對(duì)鍋爐中給水、原水、回水及鍋水的質(zhì)量分析和檢驗(yàn),以實(shí)現(xiàn)鍋爐無水垢運(yùn)轉(zhuǎn)的目的,促進(jìn)鍋爐熱效率的進(jìn)一步提高。
2.5氣化小油槍改造從根本上實(shí)施節(jié)能減排工作。在鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃及運(yùn)行啟停時(shí),還要關(guān)注助燃油的消耗成本。某電廠改造了兩臺(tái)330MW機(jī)組的氣化小油槍,即利用壓縮空氣的高速射流,直接把燃料油擊碎并霧化成超細(xì)油滴,從而進(jìn)行燃燒,而燃燒產(chǎn)生的熱量再對(duì)燃油進(jìn)行預(yù)熱,擴(kuò)容,后期加熱,對(duì)此油滴的蒸發(fā)氣化在短短的時(shí)間里就完成了,直接把燃油變成了氣體燃料,進(jìn)而使燃燒效率和火焰的溫度大大提高了。60kg/h是單只小油槍的出力,而單只大油槍的出力為300kg/h,兩者有差不多的助燃的功效,消耗的成本也大大縮減了,這樣的改造使得低負(fù)荷穩(wěn)燃及開停機(jī)的成本節(jié)省了很多,節(jié)能方式的成效十分突出。
“十一五”期間,我國(guó)鋼鐵工業(yè)在節(jié)能減排方面取得的成績(jī)有目共睹,但節(jié)能減排是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)期戰(zhàn)略方針,“十二五”節(jié)能減排約束性指標(biāo)更加嚴(yán)格。因此在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),需要進(jìn)一步尋找差距和潛力。
(1)淘汰能源利用效率低的落后設(shè)備的工作依然艱巨。我國(guó)鋼鐵行業(yè)仍有大約1億多噸鋼的落后產(chǎn)能,影響了鋼鐵行業(yè)能源利用效率進(jìn)一步提高。
(2)各企業(yè)發(fā)展程度不平衡,很多大型企業(yè)節(jié)能減排水平已經(jīng)很高,各種節(jié)能減排措施基本配備,技術(shù)上可挖掘潛力空間變小。但一些中小企業(yè)水平比較低,存在很多能源浪費(fèi)現(xiàn)象,節(jié)能措施配備不完善,能源利用效率低,需進(jìn)一步挖掘潛力。
(3)主要二次能源種類,特別是煤氣損耗絕對(duì)數(shù)量仍然偏大。從總體來看,盡管近兩年鋼鐵行業(yè)高、焦、轉(zhuǎn)爐煤氣的損失率逐年降低,但由于生產(chǎn)規(guī)模增加,各種煤氣發(fā)生總量也在增加,因此損失率降低還不能說明損失總量的減少。重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)鋼鐵企業(yè)2010年焦?fàn)t煤氣損失量超過6.5億m3,高爐煤氣損失量超過281億m3,因此,提高企業(yè)副產(chǎn)煤氣綜合利用率是鋼鐵行業(yè)重要的節(jié)能方向。
(4)余熱資源的利用效率有待進(jìn)一步提高。“十一五”鋼鐵行業(yè)在各生產(chǎn)工序的余熱回收上取得一些成績(jī),開拓出一些新的利用技術(shù)和領(lǐng)域,但總體上說還有較大差距。主要是因?yàn)檫@些余熱的品質(zhì)低,壓力波動(dòng),含水量高等不利因素,供給生產(chǎn)利用問題較多;其次,由于余熱汽源比較分散(熱軋系統(tǒng)),壓力、溫度不統(tǒng)一,很難形成“規(guī)?!被惺褂玫?,導(dǎo)致余熱資源利用效率較低。總體判斷“十一五”鋼鐵行業(yè)余熱資源的利用效率大約40%左右,仍有一定的節(jié)能空間和潛力。
(5)企業(yè)能源管理工作仍有待進(jìn)一步加強(qiáng)。目前大部分企業(yè)已認(rèn)識(shí)到能源管理在節(jié)能降耗方面的重要作用,近年來各企業(yè)對(duì)于能源管理工作也越來越重視,但總體管理水平仍然不高,有進(jìn)一步提高的空間。
鋼鐵工業(yè)“十二五”節(jié)能減排對(duì)策措施建議
轉(zhuǎn)變鋼鐵工業(yè)發(fā)展方式對(duì)節(jié)能減排工作提出了更高的要求?!颁撹F工業(yè)‘十二五’發(fā)展規(guī)劃”中要求“淘汰400m3及以下高爐(不含鑄造鐵)、30t及以下轉(zhuǎn)爐和電爐。重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t干熄焦率達(dá)到95%以上。萬元工業(yè)增加值能耗和二氧化碳排放分別下降18%,重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)鋼鐵企業(yè)平均噸鋼綜合能耗低于580kgce,萬元工業(yè)增加值用水量降低10%,噸鋼耗新水量低于4.0m3,噸鋼SO2排放量低于1.0kg,下降39%,噸鋼化學(xué)需氧量下降7%,固體廢棄物綜合利用率97%以上”。因此,“十二五”期間,鋼鐵工業(yè)要調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略,將節(jié)能減排作為轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重要抓手,降低能源消費(fèi)在成本構(gòu)成中的比重,提高能源資源的利用效率和效益。推動(dòng)節(jié)能減排工作向更深層次發(fā)展,是實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)發(fā)展方式的根本轉(zhuǎn)變的必然。
1加快淘汰落后產(chǎn)能,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提升技術(shù)水平
從總體上看,我國(guó)鋼鐵工業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度還不高,落后產(chǎn)能在不少地方還普遍存在,通過加快淘汰國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和振興規(guī)劃提出的落后裝備,提高產(chǎn)業(yè)集中度,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮現(xiàn)代化、大型化裝備能效高的優(yōu)勢(shì),可以取得較大的節(jié)能效果。例如:降低鐵鋼比,在條件許可時(shí),轉(zhuǎn)爐應(yīng)多“吃”廢鋼,減少鐵前的物料和能源消耗;采用高效連鑄工藝技術(shù),進(jìn)一步提高生產(chǎn)作業(yè)率;提高高爐煉鐵噴煤比,優(yōu)化企業(yè)用煤結(jié)構(gòu);采用連鑄坯熱送熱裝和直接軋制技術(shù),促進(jìn)軋鋼工序節(jié)能;優(yōu)化高爐煉鐵爐料結(jié)構(gòu),多使用球團(tuán)礦等。在推進(jìn)淘汰落后裝備、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的同時(shí),應(yīng)加大燒結(jié)機(jī)變頻調(diào)速和降低漏風(fēng)率技術(shù)、煤調(diào)濕技術(shù)、焦?fàn)t利用廢棄塑料技術(shù)、干式TRT發(fā)電技術(shù)、脫濕鼓風(fēng)技術(shù)、鋼渣顯熱回收技術(shù)、鋼材在線熱處理技術(shù)等各生產(chǎn)工序先進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用推廣力度,依靠技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)節(jié)能減排。
2提高能源利用效率,進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力
“十一五”鋼鐵行業(yè)在二次能源和余熱資源的回收利用方面取得了巨大的成就,但在提高能源利用效率方面仍具有一定的節(jié)能潛力可以挖掘,特別是應(yīng)加大在“二高、一低”,即能源的高效回收利用、高效率的轉(zhuǎn)換利用、低溫余熱回收利用節(jié)能技術(shù)的改造力度。同時(shí)應(yīng)注重企業(yè)電力系統(tǒng)優(yōu)化產(chǎn)生的節(jié)能潛力。
(1)能源的高效回收利用外購(gòu)能源的高質(zhì)高用;二次能源的高水平回收利用,并實(shí)現(xiàn)“零”放散損失。
(2)高效率的轉(zhuǎn)換利用電能高效轉(zhuǎn)換利用;氣轉(zhuǎn)汽、由中溫中壓向高溫高壓轉(zhuǎn)換等。
(3)低溫余熱回收利用低品質(zhì)的余熱在鋼鐵企業(yè)量大、面廣,“十一五”鋼鐵行業(yè)在燒結(jié)工序上的余熱利用進(jìn)展最快,效果明顯;高爐渣顯熱回收節(jié)能潛力很大,但尚未有效利用;轉(zhuǎn)爐余熱的利用率,尚有提高的空間;熱軋一次材的余熱,可采取整合方式進(jìn)一步提高利用率??梢哉f,鋼鐵行業(yè)低溫余熱資源綜合利用將會(huì)成為鋼鐵行業(yè)“十二五”的主戰(zhàn)場(chǎng)和進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力和技術(shù)攻關(guān)的難點(diǎn)所在。
3重視鋼材產(chǎn)品全生命周期的節(jié)能減排
鋼鐵工業(yè)是基礎(chǔ)制造業(yè),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的支撐行業(yè),生產(chǎn)各種鋼鐵產(chǎn)品,為各下游行業(yè)提供原材料。鋼鐵產(chǎn)品整個(gè)生命周期包括鋼鐵生產(chǎn)、制品加工、制品使用階段、廢鋼回收重新進(jìn)入鋼鐵生產(chǎn),或散失于環(huán)境中。因此,鋼鐵工業(yè)的節(jié)能減排要轉(zhuǎn)變方式,不僅僅局限于鋼鐵生產(chǎn)流程本身的節(jié)能減排,還要從鋼鐵產(chǎn)品全生命周期的角度考慮。即,既要考慮到上游生產(chǎn)過程中的低消耗、低排放,又要考慮到產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的高效使用,滿足下游產(chǎn)品節(jié)能減排的要求。
2.環(huán)境監(jiān)測(cè)在節(jié)能減排中發(fā)揮的時(shí)效作用
2.1我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展
現(xiàn)在我國(guó)從80年代就開始注意環(huán)境問題,我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)的發(fā)展也已經(jīng)有50多年歷史[3],因而建立的環(huán)境監(jiān)測(cè)體系也較為成熟,但是還存在著一定的不足之處。我國(guó)不僅僅在國(guó)家級(jí)層面上設(shè)立了環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,還設(shè)立了省、市、縣三級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)站,從事環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的人員也不斷增加,而且從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)也不斷提高。除此之外,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)的設(shè)備也越來越精良,也在逐步實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)的智能化,同時(shí)也向著信息化的方向不斷邁進(jìn)。除了“硬件”配備的不斷發(fā)展,我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)取得的成效也是有目共睹的。環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)是指針對(duì)環(huán)境污染問題而設(shè)立的,融監(jiān)測(cè)和預(yù)防于一體的技術(shù)。首先我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)大氣、水、城市噪音等污染的全面監(jiān)測(cè),也成為我國(guó)污染物減排的三大支持體系之一,為我國(guó)減排工作做出了巨大貢獻(xiàn)。
2.2我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮的作用
首先,我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能將收集到的信息及時(shí)上報(bào),從而可以通過相關(guān)媒體使公眾及時(shí)了解我國(guó)目前污染物的排放情況。例如,當(dāng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)收集大氣中PM2.5的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后,形成一定的報(bào)告,公眾在獲得了該報(bào)告后會(huì)針對(duì)目前的大氣狀況進(jìn)行不同的生產(chǎn)、生活安排。其次,環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)可以成為我國(guó)制定相關(guān)政策法規(guī)的依據(jù)。我國(guó)環(huán)境法規(guī)的制定要根據(jù)具體的國(guó)情,這樣才能有的放矢,以求通過最小的公共成本取得最大的社會(huì)效益。此外環(huán)境監(jiān)測(cè)也是我國(guó)環(huán)境法規(guī)的實(shí)施狀況的一種反饋,并能為相關(guān)職能部門提供執(zhí)法依據(jù)。再者,環(huán)境監(jiān)測(cè)行為有利于社會(huì)公眾的環(huán)保行為。尤其當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曝光后,會(huì)引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注,對(duì)于普通民眾而言,可能反省自身行為并且在以后的生活中提高自身的環(huán)保意識(shí)。對(duì)于商品生產(chǎn)者或者決策者而言也可能做出一些環(huán)保反應(yīng),例如:在以后的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策中可能會(huì)考慮消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)、加大環(huán)保建設(shè)投資,抑或更注重樹立自身的環(huán)保形象,尤其是對(duì)于污染型企業(yè)可能產(chǎn)生更顯著的影響。從這個(gè)角度出發(fā),環(huán)境監(jiān)測(cè)能起到促使企業(yè)從污染型向環(huán)境友好型的轉(zhuǎn)變。[2]最后,環(huán)境監(jiān)測(cè)有利于我國(guó)社會(huì)進(jìn)步。良好的生存環(huán)境是社會(huì)文明的重要標(biāo)志之一,也是社會(huì)進(jìn)步的表現(xiàn),環(huán)境監(jiān)測(cè)可以幫助民眾及時(shí)發(fā)現(xiàn)我們所面臨的環(huán)境問題,并對(duì)將來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行一定的預(yù)測(cè),同時(shí)尋找解決環(huán)境問題的有效措施,以促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定有序的發(fā)展。
3.有效的環(huán)境監(jiān)測(cè)措施探究
綜上所述,環(huán)境監(jiān)測(cè)工作是我國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一項(xiàng)基本工作,是我國(guó)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和有力保障。為了我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的有效實(shí)施,本文在此對(duì)如何有效地實(shí)施環(huán)境監(jiān)測(cè)進(jìn)行了以下初步探究。
3.1完善環(huán)境監(jiān)測(cè)法規(guī),明確政府責(zé)任
我國(guó)目前已經(jīng)建立了較為完善的環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),但是在環(huán)境法規(guī)方面,多是以監(jiān)測(cè)對(duì)象為客體的,很少有針對(duì)監(jiān)測(cè)主體自身的法規(guī),要更好的實(shí)施環(huán)境監(jiān)測(cè)工作,首先要完善相關(guān)法規(guī),更要明確在環(huán)境監(jiān)測(cè)過程中的政府責(zé)任。在環(huán)境監(jiān)管過程中要嚴(yán)格、規(guī)范地執(zhí)行《環(huán)境監(jiān)測(cè)管理辦法》,以保障環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果的規(guī)范性和準(zhǔn)確性,進(jìn)而才能更好地發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測(cè)在節(jié)能減排中的作用。除了立法的角度,政府更應(yīng)該轉(zhuǎn)變環(huán)境監(jiān)測(cè)理念,明確監(jiān)測(cè)過程中的責(zé)任。而且針對(duì)不同地區(qū)不同環(huán)境狀況,各環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的工作也應(yīng)該有所偏重,各級(jí)政府各司其職,才能保證環(huán)境監(jiān)測(cè)工作順利有效的進(jìn)行。
3.2提高環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量,完善監(jiān)測(cè)體系
環(huán)境監(jiān)測(cè)體系是節(jié)能減排的主要支撐體系之一,是節(jié)能減排決策的重要信息源,只要保證環(huán)境監(jiān)測(cè)有效性的前提下,才能確?;?jié)能減排工作實(shí)施的科學(xué)性。要提高環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量首先要加大對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的投入,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,要想實(shí)現(xiàn)更好的監(jiān)測(cè)效果就需要引進(jìn)先進(jìn)的配套設(shè)施,所以資金的投入是必不可少的。在設(shè)施的引進(jìn)上,除了要考慮引進(jìn)大型的、自動(dòng)化、智能化的裝備之外,還要考慮針對(duì)不同環(huán)境和不同污染問題的小型的、便攜式的配套設(shè)施,將生物、光電等高科技技術(shù)不斷的應(yīng)用到其中,實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)施的結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的全面監(jiān)測(cè)。對(duì)于整個(gè)監(jiān)測(cè)體系而言,環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)還需要進(jìn)一步的完善。雖然我國(guó)目前已經(jīng)建立起了較為完善的三級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),但是近幾年環(huán)境污染事件依然頻頻被曝光,這同時(shí)也暴露了我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系存在的漏洞。進(jìn)一步完善我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系首先要保證信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性,進(jìn)而要增加網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)量,做到對(duì)環(huán)境的無死角監(jiān)測(cè)。除此之外還要對(duì)不同的環(huán)境污染類型設(shè)立相應(yīng)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),以及時(shí)應(yīng)對(duì)各種環(huán)境污染事件。
(二)模型數(shù)據(jù)本文的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)為國(guó)家信息中心編制的2002年和2007年中國(guó)區(qū)域間投入產(chǎn)出表———東北區(qū)域17部門投入產(chǎn)出表,部門分類如表1所示。相關(guān)數(shù)據(jù)分別來自于《中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《黑龍江統(tǒng)計(jì)年鑒》、《吉林統(tǒng)計(jì)年鑒》、《遼寧統(tǒng)計(jì)年鑒》。模型中需要預(yù)測(cè)東北地區(qū)2020年各產(chǎn)業(yè)的直接消耗系數(shù)矩陣At,直接消耗系數(shù)反應(yīng)了某一產(chǎn)業(yè)部門單位產(chǎn)出對(duì)其他部門的消耗,又稱為技術(shù)系數(shù)。東北地區(qū)作為經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū),其技術(shù)效率相對(duì)較低,可用經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平較高的東部沿海地區(qū)直接消耗系數(shù)當(dāng)前值替代東北區(qū)域2020年的直接消耗系數(shù)矩陣。另外,對(duì)于模型中的增加值系數(shù)向量Vt,通過2002年和2007年東北地區(qū)投入產(chǎn)出表可以計(jì)算出各個(gè)產(chǎn)業(yè)增加值系數(shù)的年均變化率,進(jìn)而推算出2020年的增加值系數(shù)向量。由于統(tǒng)計(jì)年鑒中缺乏二氧化碳排放數(shù)據(jù),需要通過計(jì)算得到。本文綜合補(bǔ)充了以往的對(duì)碳排放量的計(jì)算方法,首先根據(jù)《IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》提供的方法并結(jié)合東北地區(qū)實(shí)際的能源消耗情況計(jì)算出各種能源的碳排放系數(shù)C。其中,ECj表示第j個(gè)行業(yè)的CO2排放量,F(xiàn)ij表示j行業(yè)對(duì)第i種能源的消耗量。分行業(yè)終端能源消費(fèi)量可以從各省的統(tǒng)計(jì)年鑒中獲得。由于東北地區(qū)分行業(yè)能源消費(fèi)量無法直接獲得,因而需要依照上述方法分別計(jì)算出吉林、遼寧、黑龍江三個(gè)省份分行業(yè)CO2排放量,然后將其加總得出東北地區(qū)17個(gè)行業(yè)CO2排放量,進(jìn)而除以東北地區(qū)2005年GDP計(jì)算得到東北地區(qū)各產(chǎn)業(yè)CO2排放強(qiáng)度。
二、東北區(qū)域低碳約束下產(chǎn)業(yè)優(yōu)化結(jié)果分析
表4~6①模擬出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率為7.17%(GDP翻一番的增長(zhǎng)率)、8%(正常發(fā)展)和9%(快速發(fā)展)和碳排放強(qiáng)度在2005年基礎(chǔ)上降低40%和45%六種情境下的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化結(jié)果。表4顯示了在滿足2020年的GDP比2010年翻一番的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求時(shí),各產(chǎn)業(yè)部門在兩種低碳約束下模擬得到的最優(yōu)總產(chǎn)出和年均增長(zhǎng)率。由上表可以看出,為了滿足經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和低碳的雙重目標(biāo),各產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出顯著差異,增長(zhǎng)速度分布離散,17個(gè)產(chǎn)業(yè)部門中7個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的增長(zhǎng)率需要達(dá)到兩位數(shù)以上,第三產(chǎn)業(yè)中的商業(yè)、運(yùn)輸業(yè)的年均增長(zhǎng)率需要達(dá)到17%以上,而建筑業(yè)總產(chǎn)出呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng),即應(yīng)該減少其總產(chǎn)出。2020年要達(dá)到增加值翻一番,則2007~2020年的年均增長(zhǎng)率需要達(dá)到9.4%,達(dá)到這一增長(zhǎng)率要求的有10個(gè)產(chǎn)業(yè)部門,包括采選業(yè)、紡織服裝業(yè)、造紙印刷及文教用品制造業(yè)、石化工業(yè)、金屬冶煉及制品業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、其他制造業(yè)、電力熱力及水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、商業(yè)和運(yùn)輸業(yè)、其他服務(wù)業(yè),即這10個(gè)產(chǎn)業(yè)部門應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展,加快其增長(zhǎng)速度。該優(yōu)化結(jié)果表明,東北地區(qū)目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與節(jié)能減排所要求的優(yōu)化結(jié)構(gòu)還有較大差距。另外,在GDP翻一番的前提下,碳排放強(qiáng)度約束由40%增加到45%時(shí),農(nóng)林牧漁業(yè)、紡織服裝業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、機(jī)械工業(yè)、電子機(jī)械及電子通信設(shè)備制造業(yè)及其他制造業(yè)這6個(gè)部門增長(zhǎng)率有小幅度增加,調(diào)增幅度均在0.05%以下,商業(yè)運(yùn)輸業(yè)的增長(zhǎng)率有較大幅度提升,增長(zhǎng)率從17.22%提高到18.17%。這7個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的碳排放強(qiáng)度相對(duì)較小,它們的發(fā)展既能保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,又具有低碳化的發(fā)展空間,對(duì)東北地區(qū)的低碳化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了良好的條件。表5是2010~2020年年均增長(zhǎng)率在8%時(shí)各產(chǎn)業(yè)部門在不同碳強(qiáng)度約束下的發(fā)展趨勢(shì)。17個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的增長(zhǎng)率同樣表現(xiàn)出較大差異,商業(yè)、運(yùn)輸業(yè)及其他服務(wù)業(yè)所屬的第三產(chǎn)業(yè)仍然表現(xiàn)出較大的增長(zhǎng)幅度。換算成以2007年為基期時(shí),年均增長(zhǎng)率需要達(dá)到10.3%,該表中達(dá)到或者超過這一平均水平的部門有10個(gè),與表3中的部門相同,即這10個(gè)部門的發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有明顯的拉動(dòng)作用。與表3情況不同的是,碳排放強(qiáng)度從40%增加到45%時(shí),該種情境下有6個(gè)產(chǎn)業(yè)部門增長(zhǎng)率增加。農(nóng)業(yè)部門、非金屬礦物制品業(yè)和機(jī)械業(yè)的增長(zhǎng)率開始小幅下降,分別需要降低0.27%、0.13%和0.12%,采選業(yè)和交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的增長(zhǎng)率調(diào)增,調(diào)增幅度為0.05%和1%。也就是說,在較高的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的目標(biāo)下,進(jìn)一步加強(qiáng)減排強(qiáng)度時(shí),對(duì)農(nóng)業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)和機(jī)械業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的促進(jìn)作用減弱,對(duì)采選業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較為有利。表6是2010~2020年年均增長(zhǎng)率在9%時(shí)各產(chǎn)業(yè)部門模擬優(yōu)化結(jié)果。換算成以2007年為基期時(shí),年均增速為10.8%,表3和表4中發(fā)展較快的10個(gè)部門在該種情境下繼續(xù)表現(xiàn)出較高的優(yōu)化增速。與表3和表4不同的是,除建筑業(yè)外,其他16個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的增長(zhǎng)差距減小,各產(chǎn)業(yè)部門增速分布相對(duì)更集中,即在更高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求下,碳排放約束對(duì)各產(chǎn)業(yè)部門的影響減弱。建筑業(yè)在6種情境下均出現(xiàn)負(fù)的增長(zhǎng)率,說明建筑業(yè)對(duì)東北區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響很小,應(yīng)該縮減其產(chǎn)業(yè)規(guī)模。另外,在該經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)目標(biāo)下,石化工業(yè)的發(fā)展情況與表3和表4中該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)反向變化,隨著碳排放強(qiáng)度的增強(qiáng),其增長(zhǎng)速度反而需要調(diào)增,表明了該產(chǎn)業(yè)對(duì)東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要作用。為了進(jìn)一步了解產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整方向和調(diào)整力度,本文測(cè)算了17個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力是指優(yōu)化后的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中各個(gè)產(chǎn)業(yè)所占比例與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中各產(chǎn)業(yè)比重之差,這是制定產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案的依據(jù)。正號(hào)表示該產(chǎn)業(yè)存在擴(kuò)大潛力,即該產(chǎn)業(yè)在總產(chǎn)出中的比例調(diào)增;負(fù)號(hào)表示該產(chǎn)業(yè)存在縮小潛力,即應(yīng)該縮減其在總產(chǎn)出中的比重。表7是不同經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與低碳約束下各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力。表7顯示,每個(gè)產(chǎn)業(yè)部門在6種情境下的結(jié)構(gòu)調(diào)整方向是一致的,僅表現(xiàn)為調(diào)整幅度的不同。17個(gè)產(chǎn)業(yè)部門中9個(gè)表現(xiàn)出不同程度的正的結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力,尤其是第三產(chǎn)業(yè)(商業(yè)、運(yùn)輸業(yè)和其他服務(wù)業(yè))在不同的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和碳減排約束下均具有很大的調(diào)整潛力,調(diào)整幅度達(dá)到5%以上,即相對(duì)于2007年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)而言,2020年經(jīng)過優(yōu)化后的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中,第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出中的比例至少應(yīng)該提高5個(gè)百分點(diǎn)。其次,電力、熱力及水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)也具有較大的正向調(diào)整潛力,不過可以看出隨著碳減排約束程度的加大,其正向調(diào)整潛力幅度明顯降低,主要由其行業(yè)本身特征決定,在生產(chǎn)電力、熱力的過程中會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳,使其具有較高的碳排放強(qiáng)度。另外,注意到具有較高碳排放強(qiáng)度的交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)(5.12噸/萬元)、石化工業(yè)(6.62噸/萬元)和金屬冶煉及制品業(yè)(12.15噸/萬元)在總產(chǎn)出中的比重也具有增加趨勢(shì),它們的平均調(diào)增幅度分別為2.6%、1.01%、0.88%,雖然這些產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出的減少對(duì)于CO2減排有比較明顯的效果,但它們對(duì)東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響遠(yuǎn)高于其他行業(yè),東北三省“十二五”中也均將它們作為重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。紡織服裝業(yè)和包括儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)、工業(yè)品及其他制造業(yè)、廢品廢料在內(nèi)的其他制造業(yè)也都呈現(xiàn)出正向調(diào)整潛力,但調(diào)整幅度均較小,分別為0.07%和0.42%,這些產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度較小,產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)發(fā)展水平不高。此外,在這些產(chǎn)出調(diào)增的部門中,隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度的加快,其調(diào)增幅度在減緩,這說明東北地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在著調(diào)整潛力,但這種潛力是有限度的,在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時(shí)還應(yīng)注意產(chǎn)業(yè)部門技術(shù)效率的提高。同時(shí),17個(gè)產(chǎn)業(yè)部門中8個(gè)產(chǎn)業(yè)部門存在負(fù)向調(diào)整潛力。農(nóng)林牧漁業(yè)在6種情境下的平均調(diào)減幅度為2.44%,該調(diào)整幅度基本符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,并且隨著低碳約束的加強(qiáng)其縮減幅度下降,但縮減幅度很小,說明第一產(chǎn)業(yè)受低碳約束的影響很小。優(yōu)化后的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中建筑業(yè)呈現(xiàn)出較大幅度的縮減,平均調(diào)減幅度達(dá)到5.13%,雖然其碳排放強(qiáng)度很小,僅為0.22噸/萬元,但建筑業(yè)對(duì)東北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)貢獻(xiàn)很小,并非優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),因而應(yīng)該在一定程度上減少其在總產(chǎn)出中的比重。對(duì)于機(jī)械工業(yè),在低碳強(qiáng)度約束相同時(shí),其縮減比例的絕對(duì)值隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的加快而增大,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)為7.17%、8%和9%時(shí)對(duì)應(yīng)的縮減幅度分別為0.99%、1.11%和1.14%,在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較慢(7.17%)和較快(9%)時(shí),該產(chǎn)業(yè)縮減幅度隨著碳強(qiáng)度約束的加強(qiáng)而增加,在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)處于中間時(shí)(8%),碳強(qiáng)度約束由40%增加到45%時(shí),其縮減比例反而有所降低。采選業(yè)、木材加工及家具制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、電氣機(jī)械及電子通信設(shè)備制造業(yè)也都應(yīng)該縮小它們?cè)诳偖a(chǎn)出中的比重,縮減比例均在1%以下,表明現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中這些產(chǎn)業(yè)部門所占的比重是較為合理的。
三、結(jié)論與啟示
結(jié)合東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量的實(shí)際情況構(gòu)建含有經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和低碳雙重目標(biāo)的投入產(chǎn)出優(yōu)化模型,測(cè)算三檔經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率和兩檔碳排放強(qiáng)度目標(biāo)下各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)方向和各行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力。結(jié)果顯示:
1.從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方面看,調(diào)整碳排放強(qiáng)度和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)各產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率都有一定的影響,但影響程度存在較大差異。一些產(chǎn)業(yè)部門在不同經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率和碳排放強(qiáng)度約束下都呈現(xiàn)出較高的增長(zhǎng)潛力,包括采選業(yè)、紡織服裝業(yè)、造紙印刷及文教用品制造業(yè)、石化工業(yè)、金屬冶煉及制品業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、其他制造業(yè)、電力熱力及水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、商業(yè)和運(yùn)輸業(yè)、其他服務(wù)業(yè),這10個(gè)部門對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有明顯的帶動(dòng)作用,是需要重點(diǎn)關(guān)注的產(chǎn)業(yè),尤其是第三產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)潛力遠(yuǎn)高于其他行業(yè)。在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)目標(biāo)較低時(shí),低碳約束的增強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)、紡織服裝業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、機(jī)械工業(yè)、其他制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較為有利;在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)目標(biāo)較高時(shí),隨著低碳約束的增強(qiáng),采選業(yè)、石化工業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)這些碳排放強(qiáng)度較高的產(chǎn)業(yè)反而有著更高的增長(zhǎng)潛力;電氣機(jī)械及電子通信設(shè)備制造業(yè)、商業(yè)及運(yùn)輸業(yè)由于無論是在高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)還是低經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)目標(biāo)下,碳排放約束越強(qiáng),它們的增長(zhǎng)潛力越大。
地源熱泵系統(tǒng)具有高效率、低能耗、節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn),能效比可以做到1:4-1:6之間,從而我們能看出,在所有的建筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)中,地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)是相對(duì)最成熟的。利用熱泵機(jī)組向建筑物內(nèi)輸送制冷和熱量,還可以制造生活熱水的中央空調(diào)系統(tǒng)。輕盈的建筑材料可以減少材料的使用,節(jié)約環(huán)保;建筑的通透性可以增加室內(nèi)的人們同外界大自然的對(duì)話。環(huán)保生態(tài)建筑意味著該建筑材料使用的越少越好,該建筑在使用期間的建筑、生活能耗越低越好,并且所有的建筑材料都要盡可能的做到可循環(huán)再利用?,F(xiàn)代建筑在運(yùn)用現(xiàn)代建筑技術(shù)的同時(shí),還要具有生態(tài)環(huán)保,并體現(xiàn)材料本身的美感、輕盈通透等方面。同時(shí),充分使用自然光,節(jié)能環(huán)保。建筑室內(nèi)的每個(gè)不同的功能房間沒有很清晰明確的分割。建筑單元的核心主要由廚房和衛(wèi)生間組成,圍繞單元的核心可以布置不同的功能空間,如臥室、起居室、書房、餐廳等。這樣的核心單元是由建筑外墻圍合的生活封閉空間。
(一)資源與環(huán)境的要求大家都知道
一個(gè)城市的發(fā)展和建設(shè)與資源的耗費(fèi)是離不開的。但在生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中,大部分資源特別是礦產(chǎn)資源都是不可再生資源,一旦消耗完畢,將面臨能源枯竭的境地。當(dāng)前伴隨著我國(guó)快速推進(jìn)的城市化進(jìn)程,更是給生態(tài)環(huán)境和資源帶來了巨大的沖擊。面對(duì)城市建設(shè)和發(fā)展過程中的環(huán)境污染,人們已經(jīng)花費(fèi)的高昂的治理費(fèi)用。城市建設(shè)與發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)期的過程,需要不間斷的消耗資源與原料,因此實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約與循環(huán)利用,建設(shè)生態(tài)城市已經(jīng)顯得十分必要。
(二)可持續(xù)發(fā)展的需要
城市發(fā)展和建設(shè)并不僅僅是為了滿足我們當(dāng)代人的需要,更是為了給我們的子孫后代留下美好生態(tài)家園的需要。假如我們當(dāng)代城市建設(shè),只是一味的搞粗放型發(fā)展,浪費(fèi)與消耗資源,并不顧對(duì)環(huán)境的破壞,那么帶來的不僅僅是人們健康狀況惡化、城市競(jìng)爭(zhēng)力減弱的問題,更是讓后代子孫面臨無法生存的問題,因此,建設(shè)生態(tài)城市,利用科技創(chuàng)新和進(jìn)步節(jié)約資源,減少?gòu)U棄物的排放,實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用已迫在眉睫。城市的可持續(xù)發(fā)展是關(guān)系我國(guó)能否長(zhǎng)期保持繁榮昌盛的戰(zhàn)略性問題。
(三)城市化發(fā)展的必然
城鎮(zhèn)化進(jìn)程已經(jīng)成為拉動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高人們生活水平和質(zhì)量的必有之路。但在當(dāng)前的城鎮(zhèn)化進(jìn)程當(dāng)中,并沒有很好的總體系統(tǒng)規(guī)劃,生態(tài)環(huán)境恢復(fù)和建設(shè)更是一片空白,致使在城鎮(zhèn)化進(jìn)程,導(dǎo)致良好的生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。如果一味的進(jìn)行粗線條的城鎮(zhèn)化發(fā)展道路,不僅不能體現(xiàn)城市靈魂和形象,更是不能夠充分體現(xiàn)生態(tài)美學(xué)和以人為本的價(jià)值取向。環(huán)境保護(hù)與生態(tài)文明應(yīng)該受到城市建設(shè)的重視,必須要發(fā)展成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、環(huán)境良好、生態(tài)協(xié)調(diào)的發(fā)展環(huán)境。
二、環(huán)境工程在生態(tài)城市建設(shè)中的應(yīng)用
環(huán)境工程作為建設(shè)生態(tài)城市的重要一環(huán),已成為當(dāng)前國(guó)際通用的方法和技術(shù)。本文,針對(duì)目前城市建設(shè)過程中出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境問題,并結(jié)合環(huán)境工程技術(shù)和理論在生態(tài)城市建設(shè)過程中的經(jīng)驗(yàn),,提出以下幾點(diǎn)措施。
(一)生態(tài)城市建設(shè)過程中污水回收利用
工程針對(duì)城市建設(shè)過程中出現(xiàn)的水污染和隨處排放現(xiàn)象,現(xiàn)在處理污水需要將集中與分散兩種處理方式相結(jié)合,不斷形成點(diǎn)源、面源以及區(qū)域這三個(gè)不同層次中水回用循環(huán)體系,將城市污水資源的總利用率進(jìn)行提高。同時(shí),針對(duì)學(xué)校、賓館、家庭、政府機(jī)關(guān)等相關(guān)生活過程中產(chǎn)生污染不是太嚴(yán)重的水資源進(jìn)行回收利用,達(dá)到基本用水水平后,可以用于綠化、景觀、保潔、衛(wèi)生沖廁、工業(yè)用水等。同時(shí),在城市建設(shè)過程中,相關(guān)企業(yè)和政府應(yīng)加大對(duì)污水處理廠的建設(shè),對(duì)城市生產(chǎn)、生活過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水進(jìn)行集中處理,防止污水資源的擴(kuò)散。
(二)生態(tài)城市建設(shè)過程中的固體廢棄物循環(huán)利用
工程針對(duì)城市建設(shè)過程中固體廢棄物,政府和相關(guān)單位應(yīng)實(shí)施綜合管理,制定嚴(yán)格措施,防止廢棄物亂丟現(xiàn)象。同時(shí),應(yīng)加大宣傳力度,提高人們的環(huán)保意識(shí),實(shí)現(xiàn)固體資源的循環(huán)利用。針對(duì)城市建設(shè)過程中的生活垃圾圍城、工業(yè)廢物堆積的現(xiàn)象,還應(yīng)該建設(shè)垃圾處置系統(tǒng),推行垃圾分類收集試點(diǎn),消除各類垃圾對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)建立廢物回收利用系統(tǒng),提高經(jīng)濟(jì)效益,降低資源的消耗與浪費(fèi)。
(三)生態(tài)城市建設(shè)過程中企業(yè)節(jié)能減排技術(shù)
工程生態(tài)城市的建設(shè)不僅需要企業(yè)采取節(jié)能減排,企業(yè)自身的發(fā)展壯大也需要以先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為依托,節(jié)能減排,提高資源利用率。對(duì)于企業(yè)行業(yè)來說,要調(diào)整和優(yōu)化企業(yè)結(jié)構(gòu),控制高耗能、高污染行業(yè)過快增長(zhǎng),加快淘汰落后生產(chǎn)能力,完善促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的政策措施,積極推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,促進(jìn)服務(wù)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。同時(shí),對(duì)于企業(yè)來說,要加大對(duì)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的研發(fā)力度,適時(shí)促進(jìn)設(shè)備更新,保證資源利用效率最大化,當(dāng)然,針對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物,可以建立相關(guān)回收利用部門,進(jìn)行深度開發(fā)和回收利用。