構(gòu)建基于IFLP方法的碳減排優(yōu)化模型研究

郭倩男

（東北林業(yè)大學(xué) 黑龍江哈爾濱 100041）

1 研究背景

我國(guó)積極推行多種技術(shù)手段的二氧化碳減排相關(guān)政策，引進(jìn)二氧化碳減排、捕獲、封存相關(guān)技術(shù)。綜合考慮經(jīng)濟(jì)-環(huán)境-能源之間的相互關(guān)系，將系統(tǒng)反饋?zhàn)鳛槟Ｊ絻?nèi)部的可調(diào)機(jī)制或外部調(diào)節(jié)來(lái)模擬，構(gòu)建基于IFLP方法為處理主觀不確定性問(wèn)題，調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、能源規(guī)劃使得優(yōu)化模型的決策結(jié)果更加穩(wěn)定。

2 目標(biāo)函數(shù)和約束條件的確定

2.1 目標(biāo)函數(shù)的設(shè)置

式中：f—2020年二氧化碳減排總成本；XGOi—2020年各行業(yè)目標(biāo)產(chǎn)值，為決策變量UECij—行業(yè)i的單位產(chǎn)值對(duì)能源j的消耗量；α—1百萬(wàn)噸標(biāo)煤燃燒釋放二氧化碳量；ECij—行業(yè)i對(duì)能源j的二氧化碳減排成本。

2.2 約束條件的確定

（1）二氧化碳排放總量控制約束

溫室氣體減排目標(biāo)約束單位GDP溫室氣體排放量降低40-45%，即：

式中：β—2020年我國(guó)單位GDP二氧化碳減排目標(biāo)；BCI—2005年我國(guó)單位GDP二氧化碳排放強(qiáng)度；TGDP—2020年我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值。

（2）能源消費(fèi)總量控制約束

《關(guān)于印發(fā)能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃的通知》：2020年能源消費(fèi)總量在48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，化石能源占能源消費(fèi)約為40.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

式中：TEC—2020年我國(guó)化石能源消費(fèi)總量控制目標(biāo)，百萬(wàn)噸標(biāo)煤。

（3）國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)約束

各行業(yè)產(chǎn)值之和應(yīng)滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)需求。通過(guò)模型優(yōu)化保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展增速不降低。

式中：δ—我國(guó)經(jīng)濟(jì)年增速目標(biāo)，%；IGDP—2015年我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值，億元。

（4）行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)總約束

每個(gè)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)應(yīng)在一定的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

式中：LGO—行業(yè)最低產(chǎn)值，億元；UGO—行業(yè)產(chǎn)值上限，億元。

（5）各行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)約束

優(yōu)化后的能源消費(fèi)組成方案需滿足這一行業(yè)的能源需求。

式中：DIE—分行業(yè)最低產(chǎn)值，億元；UIE—分行業(yè)產(chǎn)值上限，億元。

3 模型運(yùn)算結(jié)果討論分析

3.1 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出結(jié)構(gòu)分析

將27個(gè)行業(yè)分為能源重化產(chǎn)業(yè)、裝備制造產(chǎn)業(yè)和輕紡其他產(chǎn)業(yè)。結(jié)果表明，能源重化類產(chǎn)業(yè)顯著降低了[12.59，14.61]%。調(diào)整提高裝備制造類產(chǎn)業(yè)和輕紡其他類產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)幅度分別在[5.6，7.25]%和[5.31，9.01]%。基于IFLP方法優(yōu)化到了合理的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)范圍。

3.2 能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析

優(yōu)化結(jié)果為能源消費(fèi)總量為[47.57，47.78]億噸，我國(guó)四種能源的消耗量排序仍為煤炭＆gt;石油＆gt;電力＆gt;天然氣。石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，和電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)為能源消費(fèi)控制幅度較大前3位行業(yè)的煤炭消耗量的高耗能產(chǎn)業(yè)，合計(jì)占2010年煤炭總消費(fèi)量的68.82%，其能源消費(fèi)下降[29.38，32.45]%。同時(shí)，將交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)，通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備和交通運(yùn)輸、合儲(chǔ)和郵政業(yè)4個(gè)為能源消費(fèi)均有顯著提高的行業(yè)，其能源消費(fèi)較2010總比提高[14.33，15.81]%。

3.3 二氧化碳排放分析

優(yōu)化得出中國(guó)碳CO2排放量區(qū)間為[3410，3720]億噸，并且在嚴(yán)格執(zhí)行該模型的指導(dǎo)建議的情況下完全可以充分文成規(guī)劃任務(wù)量。可預(yù)測(cè)天然氣和電力能源的的使用上升可分別達(dá)到[1.85，2.03]%和[2.40，2.68]%。

3.4 二氧化碳減排成本分析

二氧化碳減排成本越高越能抑制企業(yè)發(fā)展非良性發(fā)展，應(yīng)該加大對(duì)石化工業(yè)等這些能源密集行業(yè)的技術(shù)投入，加速其技術(shù)設(shè)備改造及更新?lián)Q代，降低能源消耗，提高利用效率，減少CO2排放，這對(duì)環(huán)境保護(hù)事業(yè)的進(jìn)步，控制高排放企業(yè)限制其惡性發(fā)展有著巨大的貢獻(xiàn)。除其他產(chǎn)業(yè)外，化學(xué)工業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，建筑業(yè)，交通運(yùn)輸和郵政業(yè)為減排成本元較高產(chǎn)業(yè)，其占總減排成本的為[57.20，58.00]%，均屬于減排較有潛力的行業(yè)。

結(jié)語(yǔ)

（1）市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)在資源配置中起指導(dǎo)性作用，由粗放式經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)向資源優(yōu)化配置、清潔能源經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)模式發(fā)展。

（2）推進(jìn)煤炭清潔高效開(kāi)發(fā)利用的基本原則，穩(wěn)步提高國(guó)內(nèi)石油產(chǎn)量，大力發(fā)展天然氣同時(shí)積極發(fā)展能源代替。

（3）優(yōu)化模型致力于將二氧化排放量貢獻(xiàn)較高的能源重化類產(chǎn)業(yè)向裝備制造類產(chǎn)業(yè)和輕紡其他類產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。

（4）二氧化碳減排成本的測(cè)算分析是制定和落實(shí)碳減排政策的科學(xué)基礎(chǔ)，強(qiáng)制減排將給宏觀經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重的沖擊，即CO2減排的宏觀經(jīng)濟(jì)代價(jià)或成本較高。