中国钢铁产业能耗与碳排放关系的研究.doc

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1、中国钢铁产业能耗与碳排放关系的研究■摘要I我国钢铁生产流程中二氧化碳的排放量居高不下。在经济下行压力的加剧、产能严重过剩、能源结构亟待调整以及技术水平日趋进步的背景下，我国钢铁产业的能源消耗与二氧化碳排放量之间会呈现怎样的关系？本文基于我国钢铁产业“能源消耗与碳排放”系统动力学的模型，同时分三种不同的低碳情景，分析能源消耗与二氧化碳排放量之间关系的变动。■关键词I钢铁产业；能耗；碳排放；系统动力学■必M■«n4.2«ra.參4.M*■中图分类号iriab;rm■文献标识码lii■文章编号■IV35MW4(2«n)鲁4-W3近年来，我国钢铁企业通过不

2、断提高炼钢技术、升级炼钢设备等措施降低能源消耗和减少二氧化碳的排放量。这些节能减排措施的实施促使我国吨钢综合能耗从m4年Ira千克标准煤/吨下降到aeu年的wiw千克标准煤/吨，年均下降率为然而与发达国家钢铁产业相比，我国钢铁产业的能源利用效率仍然处于劣势，因此，二氧化碳的排放量还有较大的下降空间。I钢铁产业能耗与碳排放关系的研究背景钢铁产业是典型的能源密集型工业，其对煤炭资源的需求占据着主导地位，这也导致我国钢铁产业成为全国工业部门中二氧化碳排放的人户。因此，钢铁产业是我国重点需要节能减排的对象。能源消耗与二氧化碳排放量之间具有较强的正相关性和因

3、果关系。木文利用系统动力学构建了我国钢铁产业“能源消耗与碳排放”的模型，划分为三种不同情景，并分析能源消耗与二氧化碳排放量之间关系的变动。2钢铁产业能耗与碳排放关系的研究方法本文构建了我国钢铁产业“能源消耗与碳排放”的系统动力学模型。其包含了四个子系统，分别是：人口经济、钢铁产业、钢铁生产流程能源消耗和钢铁产业碳排放。其中，人口子系统，如图I所示，其主要反映社会经济的发展趋势，人口总量的变化以及城镇化的发展趋势；钢铁产业子系统，如图2所示，图屮的因素之间存在着动态的反馈关系，影响着钢铁资源供给和消费的变动，同时还影响着能源消耗量的变动，主要反映了钢

4、铁资源的供给状况；能源消耗子系统如图3所示，其主要分为长流程和短流程来反映钢铁生产过程屮的能耗状况；碳排放子系统，如图4所示，反映了生产过程中，由于不同程度的能耗结构和能耗程度所产生的不同碳排放水平。依据W史数据的方法，结果显示模型所得出的数椐和历史数椐之间的误差值基本在I•似内。因此，证明“能源消耗与碳排放”的模型是合理的。5钢铁产业能耗与碳排放关系的情景分析XI情景设定本文设定了三种情景分析钢铁行业能耗和碳排放之间的联动关系。这三种情景分别是基准情景（ke）、弱低碳情景（Lev^、强低碳情景（H^）o基准情景表示在年发展趋势的基础上，进行顺势外

5、推。炼钢生产流程中，转炉炼钢占比不低于处于主要的利用地位。焦炭和煤炭仍属于主要的能源消耗种类。弱低碳情景中考虑国家“十二五”规划中对节能减排的要求。电炉炼钢的A比开始提升，化石能源的使用逐渐下降。经济增长和人口的增长速度均开始放缓。强低碳情景意味着经济增长和人口的增长继续放缓，人门老龄化严重。电炉钢比例有了进一步的提高，化石能源的消耗得到进一步的下降。3.2源消耗与碳排放的关系讨论基于情景分析得到的结果，进行炼钢总能耗与总碳排放量、吨钢综合能耗与吨钢碳排放量之间关系的分析。3.2.I炼钢总能耗与总碳排放量关系的分析从aeo年到年的情景结果可以看出，

6、三种情景下的炼钢总能耗与二氧化碳总排放量都呈现出明显的下降趋势。炼钢总能耗和总碳排放量之间是线性相关的关系，如图《和图fc所示。与总碳排放量的线性关系与总碳排放量的线性关系，如图1所示。从图fc,q屮可以看出，在三种不同情景下，炼钢总能耗和总碳排放关系。在基准情景下，炼钢总能耗与总碳排放之间的线性关系为：>-4.2bThX4E-ir3(I)弱低碳情景下，炼钢总能耗与总碳排放之间的线性关系为：^4n.^cx-ira(2)强低碳情景下，炼钢总能耗与总碳排放之间的线性关系为：22bXr2C-ira(3)3.2.2钢综合能耗与吨钢碳排放量吨钢综合能耗与吨钢

7、碳排放量，如图S和图，所示。与吨钢碳排放量的线性关系与吨钢碳排放量的线性关系，如图I•所/J、O从图《〜图I•屮可以看出，在三种不同情景下，吨钢综合能耗与吨钢碳排放量关系。基准情景下，吨钢综合能耗与吨钢碳排放量之间的线性关系为：>=4.b42XKCM4.22(4)弱低碳情景下，吨钢综合能耗与吨钢碳排放量之间的线性关系为：W34L44(I)强低碳情景下，吨钢综合能耗与吨钢碳排放量之间的线性关系为：(b)4结语通过建立我国钢铁“能源消耗与碳排放”系统动力模型，并依据三种不同情景对其进行分析，得出的结果表明，三种情景下的能源消耗和碳排放量均呈现出正相关的

8、线性关系。根据以上情景结果的分析，可提出钢铁产业相关政策。第一，继续产业结构的优化，淘汰落后产能，增加企业进入钢铁行业的准