一類新型節(jié)能減排系統(tǒng)的分析和應(yīng)用.pdf

1、全球變暖被認為是人類生存的最大威脅之一，大量溫室氣體排放是引起氣候變化，并帶來嚴重自然災(zāi)害的誘因。其中化石能源消耗產(chǎn)生的二氧化碳是溫室氣體的主要來源。要控制氣候變暖的步伐需要“全球行動”，自《聯(lián)合國氣候變化框架公約》(UNECCC)締結(jié)以來，各國關(guān)于減排的目標(biāo)、各自承擔(dān)的任務(wù)等紛爭不斷。不管分歧如何，大家的認知是一致的:節(jié)能減排是控制碳排放，解決氣候變暖問題的關(guān)鍵所在。針對自己國家的節(jié)能減排計劃，建立符合實際國情的節(jié)能減排系統(tǒng)，協(xié)調(diào)好節(jié)

2、能減排系統(tǒng)中各變量的關(guān)系，可以有效地開展節(jié)能減排，在很大程度上控制碳排放、降低能源強度。
　　 中國正處于經(jīng)濟快速發(fā)展時期，經(jīng)濟的發(fā)展需要大量的能源做保障，大量的能源消耗勢必導(dǎo)致碳排放不斷增加。目前，中國的資源環(huán)境承載能力已接近極限，經(jīng)濟社會發(fā)展正經(jīng)受著能源資源供給不足、利用效率低下和生態(tài)環(huán)境惡化等問題的嚴重困擾，粗放發(fā)展方式下的資源環(huán)境已無法保證發(fā)展的可持續(xù)性。在這種嚴峻的資源環(huán)境形勢下，節(jié)能減排被作為一項操作層面的具體措施擺

3、在了突出位置。中國在節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃中明確提出能源強度降低16％、碳排放強度下降17％的目標(biāo)，表明中國已下決心把應(yīng)對氣候變化和節(jié)能減排納入戰(zhàn)略軌道，使之上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心內(nèi)容。
　　 本文從實際情況出發(fā)建立節(jié)能減排、碳排放、經(jīng)濟增長、碳稅、新能源、能源強度、低碳生活方式等相關(guān)變量的動態(tài)演化模型。借助非線性發(fā)展方程理論分析了系統(tǒng)的動力學(xué)行為。以中國實際情況為出發(fā)點，實證分析節(jié)能減排系統(tǒng)中對能源強度影響明顯的向量，找到了

4、降低能源強度的關(guān)鍵點，同時分析了這些變量及相應(yīng)的措施對經(jīng)濟增長等諸多因素的影響，探討了符合中國國情的節(jié)能減排演化理論體系及應(yīng)用。
　　 根據(jù)節(jié)能減排、碳排放、經(jīng)濟增長的復(fù)雜關(guān)系建立三維節(jié)能減排動態(tài)演化系統(tǒng)。借助李雅普諾夫指數(shù)和分岔圖分析了系統(tǒng)的動力學(xué)行為。借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)，基于中國統(tǒng)計數(shù)據(jù)對系統(tǒng)進行參數(shù)辨識，對實際系統(tǒng)進行實證分析，得到一些與實際符合的分析結(jié)果。結(jié)果表明:全面開展節(jié)能減排越早即碳排放的峰值越早達到，實際系統(tǒng)

5、越容易控制，減少碳排放的目標(biāo)越容易實現(xiàn)，越容易將能源強度控制在理想范圍內(nèi)。
　　 節(jié)能成本(CCE)是節(jié)能減排發(fā)展的制約因素，政府調(diào)控和低碳生活方式是控制碳排放、降低能源強度的關(guān)鍵，節(jié)能減排新技術(shù)的投入會對經(jīng)濟產(chǎn)生一定的影響。將這三個約束條件納入三維節(jié)能減排系統(tǒng)中，得到一類選擇約束節(jié)能減排系統(tǒng)，分析了約束條件對能源強度及經(jīng)濟增長的影響。綜合分析后演化出兩種不同的節(jié)能減排開展方案，很好地協(xié)調(diào)了節(jié)能減排系統(tǒng)中變量與約束條件的關(guān)系，為

6、更好地開展節(jié)能減排提供了解決方法。
　　 在與碳排放相關(guān)的變量中，碳稅作為最有效的經(jīng)濟手段之一，適時適度開征碳稅，在含有碳稅的節(jié)能減排系統(tǒng)中協(xié)調(diào)好碳稅與節(jié)能減排、能源強度、經(jīng)濟發(fā)展等的關(guān)系，會在很大程度上減少碳排放、降低能源強度。通過研究碳稅約束下的節(jié)能減排系統(tǒng)的動力學(xué)演化行為，找出碳稅對節(jié)能減排系統(tǒng)的演化趨勢，首次在四維節(jié)能減排系統(tǒng)框架下給出碳稅對能源強度的拐點，并討論了與實際對應(yīng)的相關(guān)參數(shù)變化對拐點及能源強度最終穩(wěn)定點的影響

7、，通過動態(tài)演化分析得出在四維動態(tài)演化系統(tǒng)框架下中國開征碳稅的最佳時間和最佳起征點，并進一步討論了如何更好地開展碳稅。
　　 新能源的開發(fā)和利用是解決能源短缺、環(huán)境污染等問題的重要途徑，是發(fā)展低碳經(jīng)濟的有效動力源。將新能源納入節(jié)能減排演化系統(tǒng)，構(gòu)建新能源約束下的節(jié)能減排系統(tǒng)，分析了新能源對能源強度和經(jīng)濟增長的影響。分析結(jié)果表明:依靠新能源自身發(fā)展或單純加大對新能源的經(jīng)濟投入，并不能很好地控制能源強度，當(dāng)經(jīng)濟投入過大時會對經(jīng)濟發(fā)展帶

8、來很大的阻礙作用，甚至給經(jīng)濟帶來致命的影響。加大包括新能源在內(nèi)的節(jié)能減排等的綜合投入，可以很好地降低能源強度，當(dāng)綜合投入加大時，開始對經(jīng)濟的阻礙也大，但是隨著系統(tǒng)的進一步發(fā)展，當(dāng)新能源發(fā)展成熟時，這種投入對經(jīng)濟的促進作用也大。
　　 本文的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在:將系統(tǒng)科學(xué)分析理論、動態(tài)大系統(tǒng)建模方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理方法、博弈均衡原理、控制優(yōu)化原理、復(fù)雜系統(tǒng)分析及決策理論應(yīng)用于具有中國特色的節(jié)能減排體系的研究，以中國在新形勢下開展節(jié)能減排