环境约束下工业用地生产效率研究——基于中国33个典型城市非期望产出的考量

工业生产会产生期望和非期望两类产出,以往对工业用地的生产效率评估忽视了非期望产出,本文选取城市工业从业员工人数度量劳动力投入,城市工业固定资本投入总额度量资本投入,城市工业用地面积度量土地投入,城市工业总产值度量期望产出,工业废水排放量、工业SO2排放量和工业烟尘排放量度量非期望产出,运用跨期数据包络分析方法测算了2004年到2011年全国33个城市工业用地的方向性环境距离函数,并将其转换为相应的生产效率值,在考虑非期望产出和不考虑非期望产出的两种情况下,分别运用Malmquist-Luenberger生产率指数和Malmquist生产率指数分析2004年到2011年33个城市工业用地的生产率变化及其分解情况,以便进行对比。研究发现,非期望产出影响工业用地的生产效率,忽视非期望产出会高估工业用地的生产效率,这是由于在粗放的经济发展方式下,资源要素的不合理利用导致非期望产出的高水平排放,使得技术进步被高估,从而生产效率被高估;研究样本中大部分城市的工业用地是非可持续的,但是正在逐步向可持续转变。因此,本研究认为:应摒弃粗放的生产方式,重视土地资源与其他资源的合理配置,释放土地利用空间;鼓励企业的技术创新,尤其是环境保护和污染治理的技术创新,在增加期望产出的同时,减少非期望产出,从而使工业用地生产效率提高,实现工业的可持续发展。     

基于经济利益的区域能耗责任研究

我国区域间存在广泛而密切的经济关系。任何一个区域的能源消耗既满足了本地区的生产和生活需要,同时又支撑了其他地区的经济活动。科学、公平地核算区域能耗责任不仅有助于识别各区域对全国能耗的贡献,也有利于制定有效的跨区域能源政策。由于各类经济主体使用能源的动机是为了获得各种经济利益,因此利益原则被普遍认为是能耗责任核算的基本原则。不过,利益原则的具体含义并不是单一的。根据经济利益的类型,利益原则可区分为生产原则、收入原则、消费原则等三种基本原则及由它们衍生出来的收入加权原则、消费加权原则、综合利益原则及加权综合利益原则等四种共担责任原则。鉴于多区域投入产出(MRIO)模型是刻画各区域之间深刻的经济关联和各种经济利益的有力工具,本文基于MRIO模型建立了各种利益原则下的区域能耗责任核算框架,并将之用于分析中国的省际能源效率和能耗责任。结果表明:不同省份同一产业的能源效率差异显著。各省在不同原则下的能源效率和能耗责任也都具有显著差异。不过,不管采用哪种原则,传统能源密集型产业比重较大的省份(如宁夏、贵州、青海、山西和内蒙古)总是具有较低的能源效率,而一些沿海省份(如浙江、北京、广东、上海、江苏等)的能源效率总是较高。同时,经济规模较大的省份(如广东、江苏、山东)总是具有较大的能耗责任,而经济规模较小的省份(如海南、宁夏、青海)总是具有较小的能耗责任。这些发现具有丰富的政策含义:1宁夏、贵州、青海、山西、内蒙古、新疆、甘肃和云南等能源密集型产业比重较大的省份,以及河北、湖北、湖南、广西等生产责任大于其他责任的省份,其节能的重点在于优化生产方式。2北京、天津、吉林、上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、广东、重庆、四川等消费责任或消费加权责任相对于其他责任较大的省份,其节能政策重点在于优化消费模式并尽可能从能源效率更高的地区调入同类产品。3黑龙江、海南、山东、陕西、辽宁、河南等收入责任或收入加权责任相对其他责任较大的地区,应在积极优化生产方式的同时更多的向能源效率更高的地区调出产品。当然,无论那个区域的节能战略都应包含生产、流通、消费等多个领域的措施,只不过它们的侧重点不同而已。同时,我国还需要努力打破地方贸易壁垒,形成统一的国内市场,使各地区能通过公平竞争充分发挥自己的比较优势,促进跨区域的产业结构优化。     

电网发展、清洁电源接入与地区能源效率

鉴于我国已经建成全球规模最大的超高压和特高压电网,彻底弥补了电力跨区配置的电网基础设施短板,并且为清洁电源并入电网和跨区消纳提供了完善的基础设施,不仅克服我国电力负荷中心和能源基地的区域布局不协调,而且有益于缓解日益严峻的能源利用率低下和环境污染问题。本文利用1991—2012年全国29个省市面板数据实证研究了清洁电源并网对地区全要素能源效率的影响。为保证实证结果稳健性分别在线性和非线性实证框架下采用系统广义矩估计(SYS-GMM)和面板平滑转换模型(PSTR)两种方法估计了清洁电源接入高压、超高压和特高压电网的地区全要素能源效率异质性效应。实证结果显示:(1)我国电网基础设施对地区全要素能源效率具有明显的增进效应,特别是超高压电网在促进全要素能源效率提升上表现的最为突出,在特高压骨干网架尚未形成的情况下起到了支柱性作用。(2)高压、超高压、特高压与清洁电源交互项的估计系数始终位于负数区间,反映清洁电源并网的能源效率绩效并不明显,受限于并网规模和机制缺陷,还没有发挥出全要素能源效率提升作用。(3)随着人均GDP的不断提高,各等级电网对地区能源效率的益处越来越明显,并且存在着门槛效应。(4)特高压电网对地区能源效率的积极作用主要表现在东部沿海高收入省份,这些省份作为电力消费负荷中心,大规模接入清洁电源对能源效率改善裨益明显。接下来,需要根据地区的能源禀赋结构选择清洁电源的并网模式,完善的电网基础设施、合理的电源结构还需要配置以高效的清洁电源并网机制才能不断增进地区全要素能源效率。     

不同诱导条件对结晶产物形貌特征的影响

在流化床反应器中,以含铜废水为处理对象,重点考察了诱导条件改变对结晶系统运行效率及结晶产物形貌特征的影响。结果表明,进水200 mg/L,进药比([Cu2+]/[CO2-3])1∶1.2,p H为10.2的条件下,铜离子去除率可接近100%,诱导晶种表面平滑,诱导颗粒生长成致密杆状晶体结构,以碳酸盐为沉淀剂的诱导结晶系统依赖于体系的p H,高p H体系下发生的共结晶现象是影响系统运行的主要原因;随着进药摩尔比的增加,结晶产物由短杆状向球状转化,晶体机械强度显著降低大量破碎,影响出水水质;进药比1∶1.2,p H为11的条件下,含铜废水浓度为500 mg/L时,系统去除率可达95%以上,微晶产率低于5%。     

基于启发式元胞自动机模型的群落演替初期营养级联结效率研究

保护和维持生态系统平衡,非确定性模型的发展使得人们掌握了除确定性模型求解以外的另一条建模途径。在解决生态系统这种复杂系统的问题时,要求我们寻找一种可以满足时空特异性与非线性的途径。群落演替的驱动机制与作用规律是生态研究的一个重要问题,本文通过建立群落演替初期第一第二营养级间相互作用关系的元胞自动机模型研究了营养级联结效率的问题,提出了一种除holling模型以外的捕食者——被捕食者模拟方法,并对各自具有不同特征的生态系统的模拟问题提出了建议。     

环境空气自动监测系统钼转换效率的误差问题研究

环境空气自动监测系统是对城市环境空气各项技术指标进行自动监测的系统。系统提供的环境质量现状及变化趋势的数据判断环境质量,是制定解决现存或潜在的环境问题环境措施的依据。本文首阐述了化学发光法NO-NO2-NOX自动监测仪特点,然后比较了手动操作与中心控制室软件远程操控数据的差别,并根据数据结果分析误差产生的原因,并提出相关解决措施。     

工业锅炉PM2.5产排特性试验研究

采用荷电低压颗粒撞击器(ELPI)对哈尔滨市两台燃用烟煤的工业锅炉PM2.5排放特性进行了研究.研究结果表明:PM2.5的粒数和质量浓度分布曲线均呈现单峰分布,前者峰值出现在0.12~0.2μm粒径范围内,这部分粒子主要是由无机物气化-凝结形成的亚微米颗粒物和挥发分未完全燃烧形成的炭黑粒子,而后者峰值出现在0.32μm处,粒子主要是由炭黑粒子形成的亚微米颗粒和残灰粒子形成的超微米颗粒.同时发现,旋风除尘和湿法除尘对PM2.5各级颗粒均有一定的去除效果,采用多管旋风和冲击水浴除尘器联合除尘效率比单种水膜除尘器除尘效率高;湿法脱硫系统对PM2.5的脱除也有明显的作用,由于除雾器不能全部去除小雾滴,这些雾滴中固体颗粒被干燥和水溶性物质结晶析出,PM0.32颗粒物粒数浓度有所增加,而PM0.32~2.5的颗粒物粒数浓度有所减少,但总质量浓度降低.     

含固率和接种比对叶菜类蔬菜垃圾厌氧消化的影响

通过叶菜类蔬菜垃圾中温批式厌氧消化实验,比较了含固率(3%、5%、7%)和接种比(1.5、2.5、3.5)对产甲烷效果的联合影响.结果表明,在研究实验参数范围内,含固率越低、接种比越高,越有利于缩短产甲烷反应迟滞期,平均日产甲烷速率越快.经过52d的培养,在含固率为3%、接种比为3.5的工况中,平均日产甲烷速率最快,达到9.5mL/(gVS·d),日最大产甲烷速率最快,达到49.8mL/(gVS·d),最早进入快速产甲烷期.当接种比为3.5时,随着含固率的升高,产甲烷速率下降,迟滞期延长,但单位底物累计产甲烷量增大,含固率7%时单位底物累计净产甲烷量为481mL/gVS.而当接种比为1.5时,含固率为5%和7%的工况均无法启动甲烷化反应,含固率为3%的工况的产气迟滞期达15d.挥发性有机酸的累积抑制甲烷化反应的启动,迟滞期随着液相中有机酸浓度的增加而延长,当有机酸浓度低于1260mg/L,甲烷化反应没有明显的迟滞期.     

Enhanced struvite recovery from wastewater using a novel cone-inserted fluidized bed reactor

The feasibility of struvite recovery at low （12.5 mg/L） and high （120 mg[L） phosphorus concentrations was studied by constructing a novel fluidized bed reactor with cones （FBRwc） and without cones （FBRwoc）. The crystallization process was continuously operated for 133 days under different hydraulic retention times （HRT = 1-10 hr）, pH （7.5-10）, and molar ratios of Mg/P （0.75-1.75）, N/P （1-10） and Ca/Mg （0-2）. The optimum operating conditions of HRT, pH, Mg/P and N/P molar ratios were found to be 2 hr, 9, 1.25, and 7.5, respectively. Under these optimum conditions, the phosphorus precipitation efficiencies of FBRwc were 93% for low and 98% for high phosphorus influent; however, the efficiencies were 78% and 81% for FBRwoc, respectively. Due to crystal losses at each junction （17%-31%）, the crystal recovery efficiency of FBRwoc was relatively low （47%-65%） for both influent concentrations. However, the losses were minimal in FBRwc, which showed 75% and 92% crystal recovery for low and high phosphorus concentrations, respectively. At low calcium concentration, crystal chemical analysis showed the product to be pure struvite （〉 99%）. The scanning electron microscope and X-ray diffraction results further confirmed that the crystal recovered from FBRwc contained pure struvite, which could be considered a high quality fertilizer. Except HRT, all parameters （pH, Mg/P, N/P and Ca/Mg） were found to be influencing factors for FBRwc performance. Overall, inserting cones in each part of the reactor played a significant role in enhancing struvite recovery from a wide range of phosphorus-containing wastewater.     

环境空气颗粒物湿式净化技术研究

研究设计了一种用于环境空气中颗粒物净化的喷淋净化装置,并进行了效率、不同粒径颗粒物去除情况以及单级和累积效率的测试研究。并研究了喷淋量、雾滴粒径大小等对净化效果的影响以及雾滴携带情况,对湿式喷淋净化空气中颗粒物研究提供了参考。