山东省工业结构演变的大气环境效应研究

本文以LMDI分解方法研究山东省1991-2011年工业经济增长的环境规模效应、结构效应、技术效应的变化特征,测度污染密集型产业结构变动带来的大气环境效应。研究发现:①山东省SO2、烟尘、粉尘等大气污染物排放状况总体趋势改善,但污染物排放的产业集聚性特征明显,其中污染密集型产业增加值占工业总增加值的25-45%,而其大气污染物排放量占总排放量的90%以上;②规模效应是造成大气污染物排放总量增加的主要原因,技术效应是控制大气污染物排放量的主要因素,结构效应对大气污染物减排效果并不明显,因此调整工业结构特别是减少污染密集型产业比重是污染物减排的重要途径;③1991-2011年山东省污染密集型产业比重上升或下降1个百分点,工业废气、SO2、烟尘和粉尘排放量将分别增加或减少19.13百亿标m3、5.68万t、2.25万t、3.70万t。依据上述研究结论,需要从大气污染物综合排放标准、区域大气环境管理、环境管理政策、科技支撑体系等方面优化产业结构,推动区域经济与环境的协调发展,应对当前的大气环境问题。     

山东省能源消费分析及其优化策略

基于1980-2012年山东省能源消费统计数据的研究发现,山东省能源消费具有持续增长的演进特征和显著的结构特征。1980-2012年,一次能源消费总量增加了7.18倍,年均增长率21.77%;2000-2012年,终端能源消费量增加了2.46倍,年均增长率18.95%。从能源消费品种看,山东省能源消费具有显著的"高碳"和"非均衡"刚性特征。1998-2012年,煤炭消费量占一次能源消费总量中的比重都在75%-81%之间;2000-2012年,煤品消费量占终端能源消费总量中的比重都在48%以上。从能源消费部门看,具有显著的工业集中和行业集中特征,2005-2012年,工业能源消费量在能源消费总量中的比重都在77%以上。在工业内部,2012年,十大高能耗行业的能源消费占全部能源消费的59.92%,占工业能源消费的比重高达82.12%。交通运输部门的能源消费增长迅速,成为第二大能源消费部门。生活用能呈现快速的稳步增长态势,2000-2012年,生活用能量增加了2.58倍,年均增长率达19.83%;并且,居民生活用能结构由原来的"煤炭为主、电力补充"的消费格局转变到了目前的"电力为主、煤炭补充"的消费格局,生活用能结构的清洁化程度不断增强。能源消费结构的形成对山东省的能源安全和生态环境产生了明显的负面影响,能源消费的碳排放效应显著。1998-2012年,山东省能源消费的碳排放量增长了3.33倍,年均增长率高达22.19%,大于能源消费年均增长率和GDP年均增长率。山东省能源消费结构形成的影响因素主要有能源禀赋约束、经济增长和产业结构、能源利用效率低下、可再生能源开发利用滞后。为此,要推动能源消费革命,以促进能源消费体系转型;推动能源供给革命,以形成市场主导、多能互补、供需互动、内外合作的现代能源供给体系;推进传统产业改造升级、培育发展战略性新兴产业,以转变经济发展方式;综合运用多种市场和经济手段,增强企业自主节能减排、社会公众低碳消费的内生动力。     

煤炭资源税改革对行业发展和节能减排的影响

煤炭是我国重要战略性基础资源,在能源消费结构中占主导地位,煤炭资源税改革对经济增长、行业发展和节能减排影响重大。本文构建动态递归CGE模型,采用GAMS软件以2%、5%和10%的税率区间分析煤炭资源税改革对行业发展、资源效率和减排的影响。研究表明:在节能减排方面,资源税改革能有效降低主要污染物排放、单位GDP能耗和能源消耗总量,提高能源利用效率,当采用10%的税率时节能减排效果最佳,可以有效抑制CO2和SO2排放,但短期内会对经济增长产生极大的负面影响,降低GDP增长,抑制开采业、工业、能源、运输业和农业等产业总产出;从长期看,适度的煤炭资源税税率能在经济增长可承受范围内最大限度降低主要污染物排放,实现节能减排和经济增长的均衡发展。因此,应重点研究资源税率设置的科学性,在不同主体和行业影响基础上,合理选择资源税税负水平,减轻资源税改革对社会经济发展的负面冲击,并通过政策引导其产业升级,提高节能减排效果。     

可持续能源转型:模型构建与分析

为研究可持续能源系统转型路径,以转型理论为概念框架,从宏观、中观和微观多层次对能源系统进行分析,建立了基于代理的系统动力学转型模型。模型选取当前能源消费结构中占较大比重的煤炭、石油、天然气、风能、水电、光伏和核能作为复杂代理,选取消费者作为简单代理,根据中国能源数据对其进行参数化,并模拟运行了能源系统从2016—2050年间各种类型能源消费比重变动的情形。研究结果显示:①外部景观信号的输入对于能源系统的可持续转型有着至关重要的作用。随着景观信号的输入,各类能源的相对比重发生复杂的相互作用,景观信号持续时间越长、强度越大,向可持续能源系统转型的速度越快、规模越大。②到2050年,可持续能源将占一次能源消费比重的60%左右,实现能源系统的可持续转型,其中,水电将在能源系统的可持续化转型中发挥重要的作用。③2030年以前,石油和天然气将是能源系统中煤炭消费比重下降的主要替代品,因为它们的应用技术已经发展成熟,而且它们更适应当前的基础设施,从短期来看相比可持续能源石油和天然气更有优势,在这种情形下,仍然需要继续支持可持续能源的发展,否则能源系统的可持续转型将不会发生。该研究主要探索通过当前能源系统的景观压力强度以及转型的进度,来量化未来需要输入的景观压力强度;通过模拟转型发生的具体情景,对转型的进展进行更清楚的界定,借此来评估二氧化碳的排放路径;模拟模型也可以评估各类能源在不同时间点上的各种可能性,以及探索各类可持续能源的发展潜力。     

中国区域污染与经济增长实证:基于面板数据联立方程

考虑区域污染与区域经济增长的双向作用机制,构建联立方程模型,利用我国1998-2008年30个地区的面板数据,实证研究了6类区域污染物指标与区域经济增长的内在关系,对环境库兹涅茨曲线假说进行验证,探讨区域污染的主要影响因素。研究结果表明:①仅工业粉尘、工业SO2与GDP存在倒U型曲线关系,符合环境库兹涅茨曲线假说;工业废水、工业固废与GDP存在正的线性关系,工业废水中污染物化学需氧量、工业烟尘与GDP存在负的线性关系,不支持环境库兹涅茨曲线假说。指出并非经济发展到一定水平,区域污染问题就会得到全面解决。②人口规模对区域污染排放影响不显著;科技水平和能源利用率的提高能有效降低区域污染排放;政府环保管制未能有效控制区域污染排放;加大贸易开放程度对污染排放影响有正有负;产业结构不合理会加剧区域污染排放。③工业烟尘、工业SO2污染对区域经济增长有反作用。现阶段,我国区域污染对区域经济增长的反馈机制较弱,给我们敲醒了环保警钟。指出转变经济增长方式,走经济增长与环境保护协调发展的路子是我国今后的必然选择。     

1990-2009年中国省际环境污染综合评价

本文以中国省级经济单元为分析对象,以环境污染为研究中心,基于"纵横向"拉开档次法的动态综合评价原理,通过构建具有"三维"特征的环境污染动态综合评价模型,计算了各省1990-2009年的环境污染综合指数,研究了影响环境污染变动的决定因素。结论认为,在样本考察期内,污染物排放最少(即环境质量最好)的省份依次为:青海、天津、北京、宁夏、新疆、甘肃、上海、吉林、福建、云南,这10个省份的环境污染综合指数都在1.50以下;要完成"十二五"主要污染物排放比2010年下降8%的减排目标,四川、河北、山东、辽宁、山西、江苏、河南、广东、湖南、广西是重点监控省份。分地区看,西部地区环境污染最小,依次为中部和东部。污染物排放变动的影响因素分析表明,提高经济发展水平、增加污染治理投资、加强企业环境管制能力对降低污染物排放具有一定的积极作用,第二产业所占比重、国有及国有控股工业所占比重及煤炭消费所占比重增加具有显著增加污染物排放的作用,外资进入对环境污染有一定的影响。据此提出了优化环境质量的对策建议。     

北京市终端能源消费碳排量研究

本研究通过分析北京市1990-2012年间终端能源消费总量以及主要能源的消费量,研究了北京市终端能源消费结构特征以及终端能源消费的直接碳排放量的变化。结果表明,在所研究的时间段内,北京市能源消费总量增加了1.65倍,占据北京市能源消费结构中比重较大的煤炭消费量占总能源消费量的比例呈逐年下降的趋势,而油类、天然气和电力消费量所占比例呈不断增加的趋势。北京市单位GDP碳排放量、单位能耗的碳排放量及人均碳排放量都呈下降之势,碳排放总量在1990-2007年间逐年增长,在2008-2012年间逐年下降,总体上增加了20.3%。通过对煤炭消费比例和碳排量的相关性分析发现,煤炭消费比例减少,单位能耗碳排放量就随之减少。     

广西生态足迹与能源消费的库兹涅茨曲线分析

基于1990-2007年广西生态足迹、能源消费及其构成数据,构建生态足迹压力与能源消费库兹涅茨曲线计量经济模型,对广西能源消费与生态足迹之间的动态关系进行了实证研究。结果表明:广西的生态足迹与能源消费总量之间呈倒"U"型曲线关系,而煤炭、石油消费与生态足迹之间为三次库兹涅茨曲线关系,它们之间的演化规律基本符合库兹涅茨曲线的特征,而水电消费与生态足迹之间的库兹涅茨曲线关系不明显。由于能源消费总量及煤炭、石油消费对生态足迹压力的影响明显,其增长率的提高会加大生态足迹压力,促使生态足迹曲线更加陡峭,并延缓库兹涅茨曲线拐点的到来。广西政府应强化对生态足迹压力增大问题的重视、应对治理的决心和实施的政策手段,以便通过能源消费与生态足迹之间的统筹达到二者协调发展的目的。     

云南省能源消费及二氧化碳排放分析

根据云南省能源消费量,计算了由能源消费产生的CO2排放量及单位GDP碳排放强度。结果表明:近10年来,随着社会经济的快速发展,云南省能源消费及能源消费导致的CO2排放总量也呈现出显著上升的趋势。云南的碳排放强度高于全国平均水平,但人均碳排放量低于全国平均水平。以工业为主的第二产业是能源消费及碳排放的主体,其碳排放占总量的75%。     

京津冀PM_(2.5)的主要影响因素及内在关系研究

大气污染物的源排放是形成灰霾天气的内因,气象条件是形成灰霾天气的外因。本研究通过构建PM_(2.5)浓度的两段式分布滞后模型,结合自然环境因素及经济因素对PM_(2.5)的影响因素进行了综合分析。在第一段模型中构建了PM_(2.5)和大气污染物排放量的分布滞后模型,第二段模型中构建了不同的大气污染源对大气污染物排放量的影响因素模型。大气污染物排放源主要包括工业源、生活源、机动车源、集中式污染治理设施源。在工业源中,工业废气重度污染行业是大气污染物排放主要的贡献者;在生活源中,燃煤消费量对大气污染物排放影响很大,这也是冬季供暖期间PM_(2.5)剧增的原因;在机动车源中,尽管黄标车的保有量仅占汽车保有量的10%左右,但却占据了颗粒物排放量的绝大部分。利用京津冀代表性城市PM_(2.5)日度数据研究得出平均气温、平均风速、日照时数、平均气压、降雨量、平均相对湿度、沙尘暴等因素对PM_(2.5)浓度的负向与正向作用。研究发现,大气污染物排放量对PM_(2.5)浓度具有聚集的滞后效应,当期大气污染物排放量、滞后一期、滞后两期、滞后三期大气污染物对PM_(2.5)浓度具有显著的正向作用,且影响依次递减。构建的大气污染物排放量的污染源影响因素模型揭示一个地区煤炭消费量、工业废气重度污染行业工业增加值、黄标车保有量对该地区大气污染物排放量具有显著影响。本研究对优化能源消费结构和产业结构,减少空气污染物排放提出了对策建议。     

基于ARDL模型长三角碳排放、能源消费和经济增长关系研究

碳排放量、能源消费量和经济增长间存在着密切的关系。长三角地区(研究该区域为上海、浙江、江苏,简称长三角,下同）碳减排措施的实施是否会影响长三角地区的经济增长,能源消费量、能源结构和碳排放量间存在何种联系,这些均是在长三角碳减排政策制定中亟待考虑的问题。利用1990~2010年,长三角的能源经济样本数据,使用ARDL模型和格兰杰因果检验模型（Granger）定量的研究了上述几个因素之间的关系。研究发现：当碳排放量、能源消费和经济增长分别为回归变量时,均存在其它解释变量和每个回归变量间的长期稳定的协整关系。在长期关系中,存在经济增长对碳排放量的负向弹性影响。能源消费对经济增长的影响为正,能源消费每增长1%,经济增长0.67%。碳排放量对经济增长的长期影响为负,碳排放量每增长1%,经济则减少0.49%。Granger因果关系的研究表明：滞后长度分别为3,4时,存在从经济增长到能源消费和碳排放量倒的单向因果关系。不存在从能源消费和碳排放量到经济增长的单向因果关系,且亦不存在碳排放量和能源消费的双向因果关系。在长三角,制定和实施适当的节能减排政策将不会阻碍该地区经济增长。节能减排政策的制定,应首先考虑能源结构优化,降低长三角高碳能源的消费比重     

China's Present Situation of Coal Consumption and Future Coal Demand Forecast

This article analyzes China's coal consumption changes since 1991 and proportion change of coal consumption to total energy consumption. It is argued that power, iron and steel, construction material, and chemical industries are the four major coal consumption industries, which account for 85% of total coal consumption in 2005. Considering energy consumption composition characteristics of these four industries, major coal demand determinants, potentials of future energy efficiency improvement, and structural changes, etc., this article makes a forecast of 2010s and 2020s domestic coal demand in these four industries. In addition, considering such relevant factors as our country's future economic growth rate and energy saving target, it forecasts future energy demands, using per unit GDP energy consumption method and energy elasticity coefficient method as well. Then it uses other institution's results about future primary energy demand, excluding primary coal demand, for reference, and forecasts coal demands in 2010 and 2020 indirectly. After results comparison between these two methods, it is believed that coal demands in 2010 might be 2620-2850 million tons and in 2020 might be 3090-3490 million tons, in which, coal used in power generation is still the driven force of coal demand growth.     

武汉市实施清洁生产的方案构想

分析了武汉市工业特点。认为武汉市仍处于工业化加速发展时期,偏重型的工业结构和落后的总体技术水平造成武汉市工业污染严重,布局不合理则加剧了这一状况。为此,结合矿产资源缺管而水资源丰富的资源特点,提出了武汉市实施可持续发展、推行清洁生产的初步方案。（１）调整工业结构的大力发展轻工业,由偏重型结构向轻重工业协调发展转变;（２）对现有产品生产进行深加工,提高含量及其附加值;（３）积极发展高新技术,以此作为     

中国建筑业能源效率省际差异及其影响因素分析

我国建筑业存在着高消耗、高污染和低能效等问题。提高建筑业能源效率、降低能源消耗对实现社会经济的可持续发展具有重要意义。本文以中国区域建筑业为研究对象,在全要素能源效率的框架下,基于30个省份2005-2008年的面板数据,利用DEA方法对各省的建筑业能源效率进行测度和评价。结果表明:不同省份建筑业能源效率存在较大差异,其中黑龙江、上海和浙江效率最高,各年的效率值均为1,内蒙古和山东的效率最低,各年的效率值均不足0.3。在此基础上,本文从能源消费结构、产业发展程度、产业组织特征、辅助产业发展程度和科技水平5个方面选取10个变量,利用Tobit回归模型,分析了各变量对能源效率的影响。结果表明:能源消费结构、产业发展程度、产业集中度、市场化程度和外商投资等是导致能源效率省际差异的主要因素。本文建议,应通过提高电力等高效能源的消费比重、适度调整产业结构、提高产业集中度、加强外资引进等措施来提高建筑业能源效率。     

The impact of coal utilization in Texas under the National energy plan

The paper describes the results of a study of the impact of the National Energy on the trend towards increased utilization of coal and lignite in Texas with forecasts of increased coal and lignite utilization for the electric utility and industrial sectors. Environmental impacts of this increased coal and lignite use are projected in terms of increased air pollutant emissions and air quality impacts. Economic costs of compliance with alternative source emission regulations are also projected for the electric utility industry.Lignite consumption in Texas under the National Energy Plan is projected to increase from the present 13 million metric tons in 1976 to 57 million metric tons annually by 1985. Sub-bituminous coal consumption in Texas is projected to increase from 1 million metric per year in 1976 to 49 million metric tons per year in 1985. Bituminous coal consumption in Texas is expected to increase from less than one million metric tons per year in 1976 to about 3 million metric tons per year in 1985.Major increases in sulfur oxides emissions from coal and lignite combustion in Texas can be expected by 1985 of up to 1.5 × 10⁹ kg per year without controls and 0.2 × 10⁹ kg per year with controls. Increases in acid precipitation formation will result in north-east Texas from extensive lignite usage for electric power generation as a detriment to agriculture. The photochemical air pollution problem in the Houston area will probably worsen primarily because of increased nitrogen oxides and sulfur oxides emissions because of industrial coal combustion. Capital costs of air pollution controls in Texas for coal-fired utility boilers are estimated as up to U.S. $3.9 billion by 1985, with total operating costs of up to U.S. $1.2 billion per year.     

中国2020年碳减排目标下若干关键经济指标研究

《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》将能源消耗强度和CO2排放强度作为约束性指标。实现2020年单位GDP碳排放强度下降40-45%的自主减排目标是中国今后发展的战略性任务。"十一五"期间,中国以能源消费年均6.6%的增速支撑了国民经济年均11.2%的增长,累计节能量达到6.3亿t标煤,CO2减排量达到14.6亿t,为全球应对气候变化做出了积极贡献。但单位GDP的能耗强度和碳强度下降与温室气体排放总量的上升还将是中国当前和未来很长时期温室气体排放的主要特征。根据历史数据分析,GDP增长、经济结构、产业结构、能源结构等都会对中国的碳减排产生重要影响。GDP增速高必然呈现高能耗、高排放的特征。经济结构方面,影响能耗和碳排放的是GDP(最终需求)的组成变化,即消费、投资和净出口的变化。由于第二产业在国民经济中所占的较大比重以及重化工产业长期存在,除了继续依靠技术进步提高能源使用效率外,必须重视产业结构调整对降低碳排放强度的贡献。能源结构对节能和碳减排的影响集中体现在资源禀赋不平衡、供需分布不平衡、消费种类不平衡。文章提出实现碳减排目标,必须控制和达到以下关键指标:控制GDP增速在6-8%之间;调整出口结构,提升服务贸易比重至30%左右;提高第三产业比例至47%以上,控制高能耗工业比重在22%以下;提高非化石能源比重至15%。此外,实现碳减排目标还必须:充分认识碳减排对转方式、调结构的重要意义;切实加强对不同区域碳减排工作的分类指导;提前部署重大低碳技术和重点领域技术研发;大力倡导绿色低碳消费和生活方式等。研究表明,中国实现2020年CO2自主减排目标还需付出更大的努力。     

天津市工业行业全要素能源效率变动的影响因素分析

天津市作为一个典型的工业城市,工业行业能源效率水平决定了其能否完成"十二五"期间单位生产总值能耗比"十一五"末下降18%的国家节能降耗考核目标。正确把握影响工业行业能源效率变动的因素是天津市寻求节能降耗途径的关键。本文以1998-2008年天津市工业行业的能源消耗面板数据为样本,通过引入非参数Malmquist生产率指数,从技术进步、纯技术效率和规模效率指数角度分析天津市工业行业全要素能源效率变化情况,并运用Tobit模型估计工业化水平、工业内部结构、技术进步、产权结构、政府影响力、进出口贸易和能源消费结构等要素对工业行业全要素能源效率变化的影响程度。研究表明:1998-2008年期间,天津市工业行业间的能源效率差异显著,整体全要素能源效率不断提高,技术进步是其提高的主要原因,但技术效率表现为负增长;工业化水平、技术进步、进出口贸易和能源消费结构的调整对工业行业能源效率的提升具有不同程度的促进作用,但重工业和国有经济比重的增加及政府对能源市场的干预对能源效率的提升起负向作用。因此,天津市工业行业能源效率的进一步提高,需要大力开发、推广和使用先进技术及设备,加强对外开放力度,降低重工业和国有经济比重,充分发挥市场调节能源配置的优势。     

Stand-alone wind power system with battery/supercapacitor hybrid energy storage

This paper presents a stand-alone wind power system with battery/supercapacitor hybrid energy storage. A stand-alone wind power system mainly consists of a wind turbine, a permanent magnet synchronous generator, hybrid energy storage devices based on a vanadium redox flow battery and a supercapacitor, an AC/DC converter, two bidirectional DC/DC converters, a DC/AC converter and a variable load. Several control strategies for the stand-alone wind power system are involved such as a maximum power point tracking (MPPT) control, a vanadium redox flow battery charge/discharge control and a supercapacitor charge/discharge control. The proposed MPPT control combines a sliding mode control with an extreme search control to capture maximum wind energy. This strategy avoids the necessity of measuring wind velocity, obtaining models or parameters of the wind turbine and calculating the differentials of the power generated from the wind power system and from the speed of the generator. The battery charge/discharge control maintains a constant DC bus voltage. When the battery charging/discharging current reaches the setting threshold, the charge/discharge control of the supercapacitor is triggered to limit the charging/discharging current of the battery. The simulation results show that the proposed method can rapidly respond to variations in wind velocity and load power.