构建基于IFLP方法的碳减排优化模型研究

2019-02-23郭倩男

资源节约与环保 2019年1期

郭倩男

（东北林业大学黑龙江哈尔滨 100041）

1 研究背景

我国积极推行多种技术手段的二氧化碳减排相关政策，引进二氧化碳减排、捕获、封存相关技术。综合考虑经济-环境-能源之间的相互关系，将系统反馈作为模式内部的可调机制或外部调节来模拟，构建基于IFLP方法为处理主观不确定性问题，调整经济结构、能源规划使得优化模型的决策结果更加稳定。

2 目标函数和约束条件的确定

2.1 目标函数的设置

式中：f—2020年二氧化碳减排总成本；XGOi—2020年各行业目标产值，为决策变量UECij—行业i的单位产值对能源j的消耗量；α—1百万吨标煤燃烧释放二氧化碳量；ECij—行业i对能源j的二氧化碳减排成本。

2.2 约束条件的确定

（1）二氧化碳排放总量控制约束

温室气体减排目标约束单位GDP温室气体排放量降低40-45%，即：

式中：β—2020年我国单位GDP二氧化碳减排目标；BCI—2005年我国单位GDP二氧化碳排放强度；TGDP—2020年我国国内生产总值。

（2）能源消费总量控制约束

《关于印发能源发展战略行动计划的通知》：2020年能源消费总量在48亿吨标准煤左右，化石能源占能源消费约为40.8亿吨标准煤。

式中：TEC—2020年我国化石能源消费总量控制目标，百万吨标煤。

（3）国内经济增长约束

各行业产值之和应满足我国经济增长需求。通过模型优化保障国民经济发展增速不降低。

式中：δ—我国经济年增速目标，%；IGDP—2015年我国国内生产总值，亿元。

（4）行业经济增长总约束

每个行业的经济增长应在一定的范围内适当的调整。

式中：LGO—行业最低产值，亿元；UGO—行业产值上限，亿元。

（5）各行业经济增长约束

优化后的能源消费组成方案需满足这一行业的能源需求。

式中：DIE—分行业最低产值，亿元；UIE—分行业产值上限，亿元。

3 模型运算结果讨论分析

3.1 经济产出结构分析

将27个行业分为能源重化产业、装备制造产业和轻纺其他产业。结果表明，能源重化类产业显著降低了[12.59，14.61]%。调整提高装备制造类产业和轻纺其他类产业增长幅度分别在[5.6，7.25]%和[5.31，9.01]%。基于IFLP方法优化到了合理的经济结构范围。

3.2 能源消费结构分析

优化结果为能源消费总量为[47.57，47.78]亿吨，我国四种能源的消耗量排序仍为煤炭＆gt;石油＆gt;电力＆gt;天然气。石油加工、炼焦及核燃料加工业，金属冶炼及压延加工业，和电力、热力的生产和供应业为能源消费控制幅度较大前3位行业的煤炭消耗量的高耗能产业，合计占2010年煤炭总消费量的68.82%，其能源消费下降[29.38，32.45]%。同时，将交通运输设备制造业，通信设备、计算机及其他电子设备和交通运输、合储和邮政业4个为能源消费均有显着提高的行业，其能源消费较2010总比提高[14.33，15.81]%。

3.3 二氧化碳排放分析

优化得出中国碳CO2排放量区间为[3410，3720]亿吨，并且在严格执行该模型的指导建议的情况下完全可以充分文成规划任务量。可预测天然气和电力能源的的使用上升可分别达到[1.85，2.03]%和[2.40，2.68]%。

3.4 二氧化碳减排成本分析

二氧化碳减排成本越高越能抑制企业发展非良性发展，应该加大对石化工业等这些能源密集行业的技术投入，加速其技术设备改造及更新换代，降低能源消耗，提高利用效率，减少CO2排放，这对环境保护事业的进步，控制高排放企业限制其恶性发展有着巨大的贡献。除其他产业外，化学工业，非金属矿物制品业，金属冶炼及压延加工业，建筑业，交通运输和邮政业为减排成本元较高产业，其占总减排成本的为[57.20，58.00]%，均属于减排较有潜力的行业。