关键词：钢铁产业;系统动力学;情景分析;节能技术;能源结构
摘 要：钢铁产业的二氧化碳排放量占中国社会总二氧化碳排放量的10%以上,降低钢铁产业的二氧化碳排放能有助于减少社会总碳排放量,而提高节能技术水平或者优化能源结构能减少排放。然而我国钢铁产业处于一个复杂的社会经济环境中。那么基于复杂环境分析节能技术和能源结构对我国钢铁产业碳排放影响,有助于更好的发现二者与钢铁产业碳排放的关系,是制定节能减排政策的理论基础。因此本文采取系统动力学方法,站在节能技术和能源结构的角度,构建“能耗—碳排放”系统动力学模型,模拟仿真了四类不同情景下,节能技术和能源结构对我国钢铁产业碳排放的影响。(1)界定了我国钢铁产业“能耗—碳排放”系统边界。“能耗—碳排放”系统是指在国民经济和钢铁产业发展的背景下,由经济、人口、钢铁产业、能源消耗、二氧化碳排放等多种系统要素耦合而成的复杂系统。整个系统模型包括人口经济子系统、钢铁产能子系统、钢铁消费子系统和能耗碳排放子系统。这四个子系统相互关联、互为影响。(2)构建了我国钢铁产业“能耗—碳排放”系统动力学模型。通过建立因果关系图和系统流图将四个子系统的各要素关联起来,从定性和定量的角度分析节能技术和能源结构调整对能耗碳排放的影响。然后对系统进行检验,并对节能技术进步率、天然气消耗占比、焦炭消耗占比、煤炭消耗占比、电力消耗占比等变量进行敏感性分析,结果发现系统中二氧化碳排放对这五个要素敏感。(3)设定四类情景,模拟仿真了2016–2030年节能技术和能源结构对我国钢铁产业碳排放的影响。这四类情景分别为:中国钢铁产业碳排放情景、中国钢铁产业节能技术情景、中国钢铁产业能源结构调整情景、中国钢铁产业综合情景。中国钢铁产业碳排放情景下,当节能技术进步率为0.7%,化石能源消耗占比为89%,电力消耗占比为11%,要满足2020年能耗总量下降10%以上,2020年粗钢产量比2016年的增长幅度不能超过3.9%。中国钢铁产业节能技术情景下,三种情景下钢铁总碳排量之间的差异随着时间的推移而扩大。这意味着,节能技术对于减排的效果逐步增强。中国钢铁产业能源结构调整情景下,三种情景下碳排放强度之间的差距表现为缩小的趋势。碳排放强度虽然在逐年减少,但是从长远来看当化石能源消耗占比仍旧在79%以上时,能源结构调整所起的减排影响不够带来显著的差异性。中国钢铁产业综合情景下,当化石能耗占比超过79%时,高技术进步率、高耗能所带来的减排效果与低技术进步率、低耗能的减排效果,随着时间的推移逐渐趋近。总的来看,四类情景均能达到《钢铁工业调整升级规划(2016–2020年)》和《携手构建合作共赢、公平合理的气候变化治理机制》的节能减排目标。
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