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(rèn)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(lái)嚴(yán)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(lái)源。要控制氣候變暖的步伐需要“全球行動(dòng)”，自《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》(UNECCC)締結(jié)以來(lái)，各國(guó)關(guān)于減排的目標(biāo)、各自承擔(dān)的任務(wù)等紛爭(zhēng)不斷。不管分歧如何，大家的認(rèn)知是一致的:節(jié)能減排是控制碳排放，解決氣候變暖問(wèn)題的關(guān)鍵所在。針對(duì)自己國(guó)家的節(jié)能減排計(jì)劃，建立符合實(shí)際國(guó)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(kāi)展節(jié)能減排，在很大程度上控制碳排放、降低能源強(qiáng)度。
　　 中國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要大量的能源做保障，大量的能源消耗勢(shì)必導(dǎo)致碳排放不斷增加。目前，中國(guó)的資源環(huán)境承載能力已接近極限，經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(wèn)題的嚴(yán)重困擾，粗放發(fā)展方式下的資源環(huán)境已無(wú)法保證發(fā)展的可持續(xù)性。在這種嚴(yán)峻的資源環(huán)境形勢(shì)下，節(jié)能減排被作為一項(xiàng)操作層面的具體措施擺

3、在了突出位置。中國(guó)在節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃中明確提出能源強(qiáng)度降低16％、碳排放強(qiáng)度下降17％的目標(biāo)，表明中國(guó)已下決心把應(yīng)對(duì)氣候變化和節(jié)能減排納入戰(zhàn)略軌道，使之上升為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的核心內(nèi)容。
　　 本文從實(shí)際情況出發(fā)建立節(jié)能減排、碳排放、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、碳稅、新能源、能源強(qiáng)度、低碳生活方式等相關(guān)變量的動(dòng)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(dòng)力學(xué)行為。以中國(guó)實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，實(shí)證分析節(jié)能減排系統(tǒng)中對(duì)能源強(qiáng)度影響明顯的向量，找到了

4、降低能源強(qiáng)度的關(guān)鍵點(diǎn)，同時(shí)分析了這些變量及相應(yīng)的措施對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等諸多因素的影響，探討了符合中國(guó)國(guó)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(jì)增長(zhǎng)的復(fù)雜關(guān)系建立三維節(jié)能減排動(dòng)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(dòng)力學(xué)行為。借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)，基于中國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)證分析，得到一些與實(shí)際符合的分析結(jié)果。結(jié)果表明:全面開(kāi)展節(jié)能減排越早即碳排放的峰值越早達(dá)到，實(shí)際系統(tǒng)

5、越容易控制，減少碳排放的目標(biāo)越容易實(shí)現(xiàn)，越容易將能源強(qiáng)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(qiáng)度的關(guān)鍵，節(jié)能減排新技術(shù)的投入會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生一定的影響。將這三個(gè)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(duì)能源強(qiáng)度及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響。綜合分析后演化出兩種不同的節(jié)能減排開(kāi)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(kāi)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(jì)手段之一，適時(shí)適度開(kāi)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(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等的關(guān)系，會(huì)在很大程度上減少碳排放、降低能源強(qiáng)度。通過(guò)研究碳稅約束下的節(jié)能減排系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)演化行為，找出碳稅對(duì)節(jié)能減排系統(tǒng)的演化趨勢(shì)，首次在四維節(jié)能減排系統(tǒng)框架下給出碳稅對(duì)能源強(qiáng)度的拐點(diǎn)，并討論了與實(shí)際對(duì)應(yīng)的相關(guān)參數(shù)變化對(duì)拐點(diǎn)及能源強(qiáng)度最終穩(wěn)定點(diǎn)的影響

7、，通過(guò)動(dòng)態(tài)演化分析得出在四維動(dòng)態(tài)演化系統(tǒng)框架下中國(guó)開(kāi)征碳稅的最佳時(shí)間和最佳起征點(diǎn)，并進(jìn)一步討論了如何更好地開(kāi)展碳稅。
　　 新能源的開(kāi)發(fā)和利用是解決能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題的重要途徑，是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的有效動(dòng)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(duì)能源強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)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(duì)新能源的經(jīng)濟(jì)投入，并不能很好地控制能源強(qiáng)度，當(dāng)經(jīng)濟(jì)投入過(guò)大時(shí)會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶

8、來(lái)很大的阻礙作用，甚至給經(jīng)濟(jì)帶來(lái)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(qiáng)度，當(dāng)綜合投入加大時(shí)，開(kāi)始對(duì)經(jīng)濟(jì)的阻礙也大，但是隨著系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)新能源發(fā)展成熟時(shí)，這種投入對(duì)經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)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(dòng)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(guó)特色的節(jié)能減排體系的研究，以中國(guó)在新形勢(shì)下開(kāi)展節(jié)能減排