（管理科学与工程专业论文）石化行业碳排放强度估算与减排对策研究.pdf

s t u d yo ne s t i m a t i n go f c a r b o ne m i s s i o ni n t e n s i t ya n dm e a s u r e s o nc a r b o ne m i s s i o nr e d u c t i o n i np e t r o c h e m i c a li n d u s t r y at h e s i ss u b m i t t e df o r t h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：l u o s h e n g s u p e r v i s o r ：d i n g h a o c o l l e g eo fe c o n o m i c & a d m i n i s t r a t i o n c h i n au n i v e r s i t yo fp e t r o l e u m ( e a s tc h i n a ) 丫 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油 大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：! 骂旦羔 日期：加，f 年占月2 日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印刷版 和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和 复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他 复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签 指导教师签名： n 日期：w 1 1 年6 月z 日 日期：，1 ，t ，年易月v 日 摘要 随着人类社会不断向前发展，环境问题逐步成为人们关注的焦点。众多专家认为_ 二 氧化碳是引起全球变暖的关键凶素。气候变暖会引起一系列的环境问题，如：地球两极 冰川融化加速，海平面上升，自然灾害加剧等。气候变暖已经给人类生活环境带来了严 重的威胁。因此，对人类活动产生的二氧化碳排放量估算及减排对策研究具有定现实 意义。目前石化行业是温室气体排放量最大的行业，其在工业过程中燃烧大量的煤炭、 石油、天然气等，这些燃料燃烧后产生大量二氧化碳气体排放到大气中加剧全球变暖， 引起温室效应。因此，对石化行业碳排放强度估算及减排对策研究具有重要的现实意义。 本文首先对目前碳源排碳研究现状进行综述，通过分析研究现有的碳排放估算方 法，再结合石化行业的碳排放特点，引入系统动力学概念。系统动力学是解决复杂问题 的一种建模方法，用以处理系统行为与时间变化的关系。本文分析了系统动力学、系统 思考、系统仿真机制及其先进性，指出系统动力学在石化行业碳排放量估算问题中应用 的可行性。根据石化行业碳源排碳特点采用系统仿真方法建模，并提出在建模过程中应 该注意的问题和相关建议。 论文重点分析石化行业碳源碳排放特点，运用系统仿真方法构建估算模型和相关应 用子模块。通过模拟仿真实验得到了良好的效果，这说明采用系统仿真建模估算石化行 业碳排放量是一种较为可行的办法。最后根据估算结果分析影响石化行业碳排放量的相 关因素，并提出减排建议。本文通过对石化行业碳排放强度估算与减排对策进行研究， 研究成果将会对以后有关环境问题的分析和研究具有一定的参加价值和实用价值。 关键词：排放强度，系统仿真，碳估算，减排对策 s t u d yo ne s t i m a t i n go f c a r b o ne m i s s i o ni n t e n s i t ya n dm e a s u r e so n c a r b o ne m i s s i o nr e d u c t i o ni np e t r o c h e m i c a li n d u s t r y l u o s h e n g ( m a n a g e m e n ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f d i n g h a o a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fh u m a ns o c i e t y , t h ee n v i r o n m e n t a li s s u e sg r a d u a l l yb e c o m et h e f o c u so fp e o p l e sa t t e n t i o n m a n ye x p e r t st h i n kt h a tc a r b o nd i o x i d ei st h ek e yf a c t o ro fg l o b a l w a r m i n g c l i m a t ew a r m i n gw i l l c a u s eas e r i e so fe n v i r o n m e n t a lp r o b l e m s ，s u c ha st h e a c c e l e r a t i n gm e l t i n go fe a r t h sp o l e sg l a c i e r s ，r i s i n gs e al e v e l s ，n a t u r a ld i s a s t e r , e t c c l i m a t e w a r m i n gh a sp o s e das e r i o u st h r e a tt o m a n k i n dl i v i n ge n v i r o n m e n t t h e r e f o r e ，t h es t u d yo n e s t i m a t i n go fc a r b o ne m i s s i o ni n t e n s i t y a n dm e a s u r e so nc a r b o ne m i s s i o nr e d u c t i o nh a s c e n a i np r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e c u r r e n t l yp e t r o c h e m i c a li n d u s t r yi l a st h el a r g e s tg r e e n h o u s eg a s e m i s s i o r li tb u m sal o to fc o a l ，o i l ，n a t u r a lg a s ，e t c ，i ni n d u s t r i a lp r o c e s s t h ec a r b o nd i o x i d e t h e s ef u e l sp r o d u c e dw i l la g g r a v a t eg l o b a lw a r m i n ga n dc a u s eg r e e n h o u s e e f f e c ta f t e r e m i t t i n gi n t ot h ea t m o s p h e r e t h e r e f o r e ，t h es t u d yo ne s t i m a t i n go f c a r b o ne m i s s i o ni n t e n s i t y a n dm e a s u r e so nc a r b o ne m i s s i o nr e d u c t i o nh a sc e r t a i np r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e t h i sp a p e rf l r s t l yo v e r v i e w st h ec u r r e n ts i t u a t i o no nc a r b o ne m i s s i o n s ，s t u d i e s o n e s t i m a t i n g o fc a r b o ne m i s s i o nt h r o u g ha n a l y s i s ，i n t r o d u c e ss y s t e md y n a m i cc o n c e p t c o m b i n i n gc a r b o ne m i s s i o n sc h a r a c t e r i s t i c si np e t r o c h e m i c a li n d u s t r y s y s t e md y n a m i c s i sa r o o d e l i n gm e t h o df o rs o l v i n gc o m p l e xp r o b l e mf o rp r o c e s st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns y s t e m b e h a v i o ra n dt i m ec h a n g i n g t h i sp a p e ra n a l y z e ss y s t e md y n a m i c s ，s y s t e m a t i ct h i n k i n g ， s y s t e ms i m u l a t i o nm e c h a n i s m ，a n dp o i n t s o u tt h a ts y s t e md y n a m i c sh a sf e a s i b i l i t y i n a p p l i c a t i o no fc a r b o ne m i s s i o n se s t i m a t i o np r o b l e m i n p e t r o c h e m i c a li n d u s t r y i ta d o p t s s y s t e ms i m u l a t i o nm e t h o d sa c c o r d i n gt ot h e c h a r a c t e r i s t i c so fc a r b o ns o u r c ei np e t r o c h e m i c a l i l l d u s t r y , a n dp u t sf o r w a r dt os o m e r e l a t e di s s u e sa n ds u g g e s t i o n si nm o d e l i n gp r o c e s s - t h i sp a p e ra n a l y s i st h ec h a r a c t e r i s t i c so fc a r b o ns o u r c e e m i s s i o n si np e t r o c h e m i c a l l - p i n d u s t r y , u s e st h es y s t e m s i m u l a t i o nm e t h o dt oc o n s t r u c te s t i m a t i o nm o d e la n dr e l a t e d a p p l i c a t i o ns l a v em o d u l e t h r o u g ht h e s i m u l a t i o ne x p e r i m e n ti tg e t sag o o de f f e c t t h i ss h o w s t h a tu s i n gs i m u l a t i o nm o d e li nc a r b o ne m i s s i o n si np e t r o c h e m i c a li n d u s t r yi sa f e a s i b l ew a y f i n a i l v i ta n a l y s i sr e l a t e df a c t o r so fc a r b o ne m i s s i o n si np e t r o c h e m i c a li n d u s t r ya c c o r d i n gt o t h ee s t i m a t i o nr e s u l t sa n dp u t sf o r w a r dt os o m es u g g e s t i o ni nc a r b o ne m i s s i o n r e d u c t i o n t h i s a r t i c l es t u d i e se s t i m a t i n go fc a r b o ne m i s s i o ni n t e n s i t ya n dm e a s u r e so nc a r b o ne m i s s i o n r e d u c t i o ni np e t r o c h e m i c a li n d u s t r y , t h er e s e a r c hr e s u l t st h a tw i l lb es t u d i e df o rl a t e ra n a l y s i s a n dr e s e a r c ho ne n v i r o n m e n t a lp r o b l e m sh a v ec e r t a i na t t e n dv a l u ea n dp r a c t i c a lv a l u e k e y w o r d s ：e m i s s i o n si n t e n s i t y ，s y s t e msi m u l a t i o n ，c a r b o ne s t i m a t i o n ，c a r b o n e m i s s i o nr e d u c t i o nm e a s u r e s i i i 目录 第l 章前言1 1 1 研究背景和意义1 1 2 国内外研究现状3 1 3 研究内容及研究方法6 1 3 1 研究内容6 1 3 2 研究方法7 1 4 研究的创新点7 第2 章碳源排碳量估算方法综述8 2 1 碳源概念综述8 2 1 1 碳源8 2 1 2 碳源的分类8 2 2 国内外碳排放估算方法概述9 2 2 1 国内估算方法概述9 2 2 2 国外估算方法概述l o 第3 章石化行业产业结构及碳排放现状1 5 3 1 石化行业产业链结构特征分析1 5 3 1 1 世界石化产业结构链分析1 5 3 1 2 亚洲石化产业链结构分析1 6 3 1 3 中国石化产业链结构分析1 7 3 2 石化行业碳源排放现状分析1 9 3 2 1 石化行业碳源分类1 9 3 2 2 石化行业碳排放现状2 0 3 2 3 石化行业碳源排放特点2 3 第4 章石化行业碳排放强度估算模型构建2 4 4 1 估算模型构建的理论基础2 4 4 1 1 系统仿真2 4 4 1 2 系统仿真分类一2 5 4 1 3 系统仿真方法学2 5 i v 4 1 4 系统动力学2 6 4 2 石化行业碳源排碳模型构建2 7 4 2 1 碳排放模型因果关系图2 7 4 2 2 碳排放模型总体结构设计2 8 4 2 3 子模块结构设计2 8 第5 章石化行业碳排放强度估算模型应用3 l 5 1 石化行业碳排放强度估算仿真模型3 1 5 1 1 模型的条件假设3 l 5 1 2 模型主要参数3i 5 1 3 具体模型31 5 2 估算结果分析3 2 5 2 ，1 模拟仿真结果3 3 5 2 2 碳排放强度估算结果3 4 5 3 不确定性分析3 7 5 3 1 估算模型假设条件的不确定性3 7 5 3 2 能源消费的不确定性3 8 5 3 3 原材料使用的不确定性3 8 5 3 4 参数选择的不确定性3 8 第6 章石化行业碳排放减排建议3 9 6 1 石化行业碳排放减排潜力分析3 9 6 2 石化行业碳排放减排的建议4 l 第7 章结论4 5 参考文献4 6 附录4 9 攻读硕士学位期间取得的学术成果5 7 致谢5 8 v 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第1 章前言 碳排放强度估算和减排对策研究是现代石化行业在生产过程中必须重视的课题之 一，它是石化行业继续向前发展的前提和依据。通过对碳排放强度的估算和减排对策的 实施，可以使企业对未来发展水平和发展趋势有一个正确的把握。从而为石化行业生产 技术创新和减排对策提供科学依据，以减少石化行业在生产过程中碳排放量的主观性和 盲目性。只有在正确地把握石化行业碳排放量的情况下，行业的牛产技术才能沿着正确 的方向进行。为了确保石化行业生产效率提高及周围环境没有受到污染，企业对生产过 程碳排放量的估算提出了更深层次的要求。 1 1 研究背景和意义 随着人类社会继续向前发展，世界各国工业化、城市化进程不断加快，人们逐步意 识到一个严重的问题一环境问题。随之“低碳经济”逐步进入人们的视野，成为社会 关注的焦点。然而，走低碳发展之路是世界各国经济正在面临着人类历史上前所未有的 一场低碳转型大考。 “低碳经济”这个概念最早出自我们能源的未来：创建低碳经济，这是英国政 府于2 0 0 3 年发表的能源白皮书。所谓“低碳经济”也就是指在经济体系中没有或者只 有很少的温室气体排放到大气层中，或者“碳足迹等于或接近于零【l 】。它的经济模式 是以降低碳排放量、减少环境污染、减低能源消耗等为基础。低碳经济在可持续发展理 论指导之下，通过产业结构转型、制度创新、能源开发以及技术创新等手段，尽可能地 减少石油化工高碳能源消耗，减少二氧化碳的排放，使之达到对生态环境保护和社会经 济发展实现双赢的社会发展形态。它的核心是在经济条件允许的情况下，尽可能地减少 碳排放量，使大气层中的温室气体浓度减少。主要目的是为了解决气候变化问题和能源 安全问题。 气候变化是人类在自然界第一个全球规模最大的事件，由于人类才i 断向大气中排放 二氧化碳气体，造成温室效应。生态环境遭到破坏，各种灾难频繁来袭，人类居住的这 颗星球将会受到前所未有的挑战。正是由于全球变暖的各个因素之间相互作用，这会让 巨型事件的剧情变得错综复杂。气候变化对人类的威胁是可预见的，加剧了水资源的供 应和饥荒蔓延，最大的受害者就是贫困的人群。气候变化不仅仅是加重对贫困人群生活 负担，还会减弱他们抗贫困的能力，这将使穷人更穷。国际环保组织曾经对世界上一百 多个国家进行调研发现，全球贫困人群正在遭受气候的威胁，如果不及时采取有效的行 第l 章前言 动，气候的影响将会使过去对5 0 多个贫困国家的扶持所取得的成果灰飞烟灭。从二十 世纪七十年代到现在，每年有十五万人死于气候变化，这大部分是亚洲国家的人。有关 专家预测，到2 0 1 5 年，全球将会有3 8 亿人面临着因气候变化引起的灾难威胁。到2 0 5 0 年，因为环境破坏、土地减少及饥饿而迁移的人口每年有两亿人。到2 0 2 0 年，全球玉 米产量将大幅度下跌，非洲国家将为此每年损失高达2 0 多亿美金。由于受到气候变化 的影响，常年依靠安第斯山脉和喜马拉雅山冰川供给水源的拉巴斯和加的满都城市将会 面临水荒。随着环境的不断恶化，像这样城市水源的供给将会变得越来越糟糕。救济委 员会巴里科茨警告说：“如果不立即采取有效的行动，贫困的国家五十年的发展成就 将会永久性的丧失。 目前，我们要做的工作就是在条件允许的情况下，尽可能地减少温室气体的排放， 确保大气中的c 0 2 的低浓度。主要目的是解决气候变化问题。在2 0 0 6 年，世界银行经济 学家尼古拉斯斯特恩在斯特恩报告中指出，全球每年1 的g d p 投入，可以避免未 来每年5 n2 0 的g d p 损失，呼吁全球向低碳经济转型【2 】。发展低碳经济是人类社会从 工业文明向生态文明的又一重大进步，它设置到很多行业，如：交通、冶金、化石、电 力、化工、建筑等。它的实质就是能源的清洁开发和高效利用。从而实现降低碳排量以 及减弱全球气候变暖给人类带来的不良影响，最终实现全球范围内社会经济的可持续发 展。从京都议定书到“巴厘岛路线图”的画定表明世界各国对气候变化的应对措 施逐步形成统一的战线。各国政府已经先后把2 0 2 0 年前的减排战略目标提上了议事日 程。自从2 0 0 9 年以来，中央政府已经多次在会议上说：要加快培育以低碳经济为目标， 加快建设以低碳排放为主要特征的建筑、工业、交通等体系。2 0 0 9 年1 1 月2 5 日，为了 迎接哥本哈根联合国气候会议的召开，国家总理温家宝主持召开国务院常务会议，并提 出了到2 0 2 0 年我国的g d p 实现c 0 ：排放量要比2 0 0 5 下降4 0 到5 0 的战略目标。这一个 宏伟的目标在未来1 0 年内逐步分解到各地方政府部门及各行各业中去。 石化行业作为我国重点关注的六大高耗能温室气体排放的行业之一，节能减排是适 应当今社会经济发展的基本策略，但是在低碳经济约束下，节能减排的目标是以降低单 位g d p 能耗和降低污染物质的排放来提升“节约石化能源的单位6 d p 消耗来实现降低以 c o ：为主的温室气体排放量”这具有挑战性的要求。石化等碳基能源是现代社会的血 液和动力，在全球能源结构中占有举足轻重的地位。能源结构经济转向清洁能源经济是 给整个社会生活和经济发展带来新的活力，它的转换是一个艰难而漫长的过程，是社会 发展与生态环境的较量，也是世界各国相互之间的政治经济博弈。目前，世界上很多国 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 家对全球气候变化做出了努力，并采取一些积极措施。最早始于政府间气候变化专门委 员会( i p c c ) 。1 9 9 0 年i p c c 发表的第一次评估报告，确认了引起气候变化的有关科 学基础，特别是京都、巴厘岛以及哥本哈根这三次会议，更是制定了拯救地球的解决方 案的核心框架。 因此，在节能减排的经济环境下，石化行业在企业生产过程中必须将低碳经济目标 这一具有战略性意义的策略更加深入全面的贯彻落实。首要的任务是：通过对石化行业 近几年来制定实施的节能减排政策进行全方位评估，为石化行业进一步推动节能减排政 策的完善和改进提供有利的科学依据。 1 2 国内外研究现状 “低碳经济”这概念的提出也只有短短的几年时间。在关注地球气候变化方面做 出突出贡献的先锋人物阿尔戈尔和尼古拉斯斯恩特，真正唤醒了人们的气候意识， 让人们认识到气候变化对人类生活环境造成的影响，都督人们对气候变化的关注，为共 同构建人类美好生活环境而努力奋斗【8 】。斯特恩是著名的世界银行副行长谦首席经济学 家，现任伦敦政治经济学院教授。于2 0 0 5 年英国财政大臣戈登布朗要求斯恩特提交 一份关于气候变化对经济影响的研究报告。次年十月三十日正式发布斯恩特回顾：从 经济角度看气候变化，该报告的发布在全球范围内引起了很大的轰动，这就是著名的 斯恩特报告。该报告首次提出了低碳经济的概念，这给人类社会解决全球气候变暖 问题带来了曙光，指明了一个条具有革命性的路线。目前，世界上越来越多的国家已经 认同了这一具有历史性意义的经济模式，并已得到了各国政府的高度重视，但是从总体 来看，很多国家对于与发展低碳经济的有关法律、经济、清节发展机制、行政管理等一 系列课题的研究还处于起步阶段，很多棘手问题有待解决。2 0 0 9 年1 2 月，世界多国元 首聚集丹麦哥本哈根召开应对气候变化谈判峰会。该峰会确立了各国的减排目标，这使 得应对气候变化从理论变成现实。该课题是在这样的背景之下提出来的。 关于对二氧化碳节能减排研究的著作有很多，研究历史最为悠久的是一气候变化 与地区污染影响( 1 9 9 9 ) ，该研究项目主要是对匈牙利年二氧化碳排放量进行估算，再 综合各方面的相关因素进行考察，研究结果发现节能减排具有良好的经济效益。同年， 我因清华大学教授何建华提m 了节能减排项目的评价方法。2 0 0 8 年，庞军对国内外节能 减排政策进行研究，并做了较为全面的概述。他指出世界各国政府采用政策手段对节能 减排实施效果不明显，节能减排的相关政策法规急需改进和完善。减排政策研究方向应 第1 章前言 该采用较为合适的模型工具，采用节能减排政策对减排目标进行定量模拟和有效的科学 分析。根据目前的情况来看，该研究方向有待开拓。在节能减排估算模型方面的研究， 2 0 0 6 年，王雪娜分析我国温室气体排放源并进行分类，对我圈碳排放估算方法以及相关 估算模型进行研究。就目前的估算方法大多数都是基于i p c c ( 联合国政府间气候变化专 门委员会) 指南中提供的估算模型。该模型主要是对地区或者国家温室气体排放中c 0 ： 的排放量进行估算。但是对于某个具体行业，如石化石油行业等碳排放量的估算还缺乏 经验，也没有相对成熟的估算模型。 关于影响碳排放强度估算的因素分析与分解方面的研究，国内外很多专家集中于对 碳排放量的影响因素进行分析分解。在该领域的研究最早出现在1 9 9 1 年t o r v a n g e r 对 分析影响碳排放各因素采用分析分解方法，该方法后来成为对碳排放影响因素分析分解 的源头，并一直沿用到现在。2 0 0 4 年，我国清华大学教授何建坤从g d p 的角度出发对影 响二氧化碳排放的各因素指标进行定性分析。这其中包括二氧化碳排放量与g d p 弹性关 系、能源消耗q - 氧化碳排放强度关系、单位g d p 与二氧化碳排放强度关系、能源消耗 弹性、g d p 能源消耗强度等之间的相互关系进行了定量分析。2 0 0 6 年，徐国泉从我国人 口基数出发采用分析分解方法构建影响我国人均碳排放凶素分析模型。并利用相关数据 分析影响我国人均二氧化碳排放量的主要因素。2 0 0 8 年，胡初枝利用我国六大能源部门 能源消费数据对我国1 9 9 0 到2 0 0 5 年间二氧化碳排放量进行简单估算和分析。2 0 0 9 年， 刘红光在前人研究的基础上对我国石化行业能源燃烧产生的二氧化碳温室气体排放进 行分析分解。从众多专家学者对该领域的研究情况来看，研究方法大同小异。认可度较 高的是基于单位g d p 排放的c 0 z 强度估算方法，这以低碳经济目标作为排放核心指标， 在此基础上分析影响二氧化碳排放的主要因素1 2 7 1 。该方法已经得到很多专家学者的认 同，即将作为今后研究的主要方向。该研究方法还处于初步研究阶段，对影响二氧化碳 排放因素的分解还不够成熟，还需要更多理论体系作为支撑，这一指标的进一步分解还 有待探索。这正是本论文研究的重点也是难点。 从上世纪八十年代起，全球环保界先后发起了很多个关于气候变化对环境影响方面 的研究，我国也加入到与气候变化相关的国际性项目的合作。这些合作主要有：“国际 全球变化人文因素计划( i 皿p ) ”、“世界气候研究计划( w c r p ) ”、“全球气候系统观测 计划( g c o s ) ”、“全球对地观测政府间协调组织( g e 0 ) ”、“全球海洋观测系统( g 0 0 s ) 、 “国际极地年计划”、“国际地转海洋学实时观测阵计划( a r g o ) ”等。并加强与全球相 关组织机构进行资源共享和信息沟通。气候变化主要问题是对近i 0 0 年来全球气候变化 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 情况的生物学、化学和物理学过程的可预测性，以及应对气候变化的影响采取相应的措 施的研究。另外，国外一些发达国家还启动了大型的碳循环科学计划，主要是对区域和 大陆尺度的碳源、碳汇与时间的变化关系进行研究。在2 0 0 2 年日本对陆地生态系统碳 收支国家战略性研究；欧洲一些国家也进行了“欧洲碳循环联合项目”。 在气候变化研究机构中，影响力最大的是政府间气候变化专门委员会( 简称：i p c c ) 。 i p c c 是由联合国环境规划署和世界气象组织联合成立。从2 0 世纪8 0 年代末开始，i p c c 组织对全球气候变化问题进行科学的研究，研究内容包括：“温室气体的排放源与排放 机制研究 、“气候变化的影响于适应性对策研究、“排放量及估算方法研究”、“温室气 体减排方面的研究”。经过多年的研究，已经取得了阶段性的成果，发表了四次综合科 学评估报告和其他一些技术性报告。这四次报告分别如下：1 9 9 0 年，i p c c 发表第一 次评估报告，该报告主要阐述有关气候变化问题的科学基础。1 9 9 5 年，发表第二次 评估报告，该报告提交给联合国气候变化框架公约第二次缔约方大会，该次人会为京 都议定书的制定奠定了基础。2 0 0 1 年，发表第三次评估报告，该报告的主要内容是 “减缓”、“脆弱性、适应性和影响”和“科学基础”。以上三次报告主要是对相关政策 和相关技术问题进行报告。2 0 0 7 年，发表第四次评估报告，这次报告主要分别讲“减 缓”、“脆弱性、适应性和影响”和“科学基础”。最一次报告指出气候变暖问题已经影 响人类生存环境，若继续变暖则给人类带来严重的威胁。据专家预测，到2 0 2 5 年全球 排放的温室气体( 二氧化碳) 总量为4 7 0 7 0 0 亿吨。 对于气候变化的研究方面我国已经与世界上很多国家开展了合作，主要合作项目 有：一是与世界环境基金合作项目“中国温室气体排放清单编制 、“中国控制温室气体 排放的问题与选择”。二是与亚洲开发银行的合作“亚洲减排温室气体最小成本战略”、 “中国响应全球气候变化的国家战略研究”、“中国能源领域清洁发展机制机遇”。三是 与美国合作项目“中国气候变化国别研究”；四是与德国和世界银行合作项目“中国清 洁能源发展机制研究”；五是与加拿大合作项目“北京温室气体排放清单研究”。六是与 日本合作项目“哈尔冰垃圾燃烧利用项目、“实验阶段共同执行活动首钢干熄焦项目”。 对于气候变化对环境的影响方面的工作我国做了很多努力，国内很多研究机构也对我国 气候变化进行研究，并得到相关政府部门提供政策的支持。 从上世纪9 0 年代开始，相关研究机构逐步拓宽研究范围，研究方向由单一的学科 逐步走向多学科。研究主要内容有：“我国气候与海平面变化研究”、“全国气候变化预 测、影响与对策研究”、“我国短期气候预测业务系统研究”、“全球环境变化支撑技术研 第l 章前言 究”、“中国东部农业生态系统与全球变化相关作用研究”、“中国内陆生态系统碳循环研 究”等。通过以上的研究，目前我国已经建立一套较为完整的温室气体排放监测系统。 从中可以获取温室气体排放估算的相关数据，包括石化行业源温室气体排放量计算和排 放参数的检测、农业源排放量计算和排放参数检测、其他排放源的排放量计算和排放参 数检测，这为我国以后在气候问题方面的研究奠定了坚实的理论基础，并改进和完善相 关的理论研究和估算方法。 1 3 研究内容及研究方法 本课题主要以前人研究的理论基础为起点，分析石油化工行业碳排放现状，并结合 石油化工行业实际情况及其特点，然后采用系统动力学建立估算模型对我国石化行业碳 排放情况进行估算。 1 3 1 研究内容 本课题主要是以碳排放估算的理论方法为起点，在相关的法律法规为约束条件的前 提下，通过分析我国石化行业碳排放现状及碳源排碳特点，再根据系统动力学相关理论 知识对石化行业碳排放情况建立估算模型。然后对估算结果进行分析确定影响石化行业 碳排放强度估算的基本因素，再结合石化行业的实际情况提出相关的减排建议。最后对 全文进行概括总结。主要是做好以下几个方面的工作： 1 、石化行业节能减排政策提出的背景和内容分析 ( 1 ) 节能减排政策的提出背景。首先，对节能减排政策提出的背景进行分析，主要 包括节能减排政策的内容和意义。其次，在相关政策的约束之下石化行业节能减排的实 施效果分析。第三，提出节能减排相关政策的改进建议。 ( 2 ) 石化行业节能减排政策的目标及内容。在石化行n k 节能减排政策的背景下明确 减排目标，对减排的内容进行深刻理解。 2 、基于低碳经济目标的石化行业碳排放强度估算与分析 ( 1 ) 碳排放强度的基本概念和意义。对石化行业碳排放强度的基本概念进行深刻理 解，剖析其内涵，理清节能减排的目的和意义。 ( 2 ) 基于系统动力学建模的相关理论知识对石化行业碳排放量建立估算模型。掌握 系统动力学建模方法，分析其估算步骤，在估算过程中应该注意哪些问题，需要什么数 据等。 3 、影响石化行业碳排放强度的主要因素。 ( 1 ) 影响石化行业碳排放强度的因素分析。当有很多因素影响到碳排放估算时，就 6 中国钉油大学( 华东) 硕士学位论文 要从中确立一组相对重要性的初始权重，这一权重的确定需要有其他的基本原则作为支 持。 ( 2 ) 影响石化行业碳排放强度的主要因素与节能减排政策指标的关系。从石化行业 的宏观环境和微观环境入手，紧密结合其他行业及政府相关政策法规对碳排放强度估算 的影响，系统综合分析影响碳排放的相关因素，建立合理的碳排放强度估算模型，并研 究其量化和规范化的原则和方法。 4 、完善和改进低碳经济下石化行业节能减排政策的建议。 在碳排放强度估算的基础上，建立相关的碳排放应对措施。研究碳排放应对措施的 方法，充分考虑其受影响各个方面因素。根据其影响因素确定并建立起有效的碳排放减 排对策。 5 、结论。 基于前人对碳排放强度估算及减排对策理论方法。再根据我国石化行业的特点，建 立相应的估算模型，使得估算结果更具有高效性和实用性。 1 3 2 研究方法 ( 1 ) 注重系统分析。纵观全局以系统科学的思想作为写作指导，认真分析影响石化行业 碳排放强度估算的相关因素，研究各个冈素之间的相互联系，并确定其重要程度，探讨 其量化及规范化方法。将国外研究成果和国内具体实际相互结合，建立起合适我围碳排 放强度估算方法。 ( 2 ) 注重研究体系的针对性。站在环保卫生的高度及利用碳排放强度估算方法，对减排 对策进行实质性研究，并采取相应的减排措施。使该课题的研究具有一定的针对性和时 效性。 ( 3 ) 采用从简单到复杂的研究方法。基于我国近几年来石化行业碳排放量的数据统计， 建立仿真模型对我国石化行业碳排放强度进行估算。先从石化行业部门入手，定义相关 计算模型，决定影响该模型的相关因素，然后对该模型进行扩展引用，逐步规范计算模 型的复杂度。 ( 4 ) 坚持理论实践相结合。将研究工作和相关企业的实际碳排放量相结合。进行实证性 研究，并在实践中不断丰富和完善估算方法，使得研究结果具有一定的实用性和科学性。 1 4 研究的创新点 本文首先对目前国内外碳排放估算方法进行总结，提出现存估算方法存在的不足， 针对这些不足，文章引入基于系统动力学建立石化行业碳排放估算模型。在研究过程中 首先对石化行业的产业结构及排放特点进行深入分析，以实用性为出发点构建我国石化 行业碳排放估算模型，从而验证了系统仿真方法的科学性与实用性。 7 第2 章碳源谗碳量估算方法研究综述 第2 章碳源排碳量估算方法综述 2 1 碳源概念综述 2 1 1 碳源 所谓碳源指的是向大气排放气溶胶、温室气体和温室气体排放前的任何活动或过 程。温室气体的汇指的是从大气中清除气溶胶、温室气体和温室气体排放前后的任何活 动、或机制( i p c c ，1 9 9 0 ) 【3 2 】。温室气体的排放源分为两种，分别是人为排放源和自然 排放源。人为排放源是指人类活动产生的排放，这是目前造成大气中温室气体浓度增加 的主要因素。所以，碳源可以说是指向人气中排放碳的过程、通量和系统。更具体的说， 碳源是指c 0 2 气体从地球表面排放到大气层，或者由其他的物质经过化学反应转化为 c 0 2 气体( 如：一氧化碳被氧化为二氧化碳气体，那么对于二氧化碳来说一氧化碳就是 源) ( i p c c ，2 0 0 0 ) 。在对碳排放进行估算石化，为了避免重复估算，碳源不包括c f c s 、 c h 4 等含碳温室气体排放源。 2 1 2 碳源的分类 由于世界各国生活习惯、生产方式不同，则对碳源分类也不一样。( ( i p c c 指南( 2 0 0 6 ) 对碳源分类主要两种，分别为移动碳源和固定碳源。在这里引入我国的气候变化委员会 对碳源的分类，如下表( 表2 - 1 ) 所示。 表2 - 1 我国气候变化委员会公布的碳源分类 t a b l e 2 - 1r e c o m m e n dc a r b o ns o u r c e st y p e sb yc l i m a t ec h a n g ec o m m i t t e e 能源j旧关- t 业生产十地利用变化与森林 能源能源加工能源消费牛物 生产 与转换质能 燃烧 天然煤制气、民用、农水泥、钢铁、石灰、植被恢复、草地和农 气、型煤加业、工业、乙二酸、电石田管理、森林和其他 煤、石工、煤炭商用、交木质生物质储量变 油 洗涤、炼 通 化、土壤碳变化及森 焦、发电、林 炼油 附注1 ：数据来源于国家发改委气候变化协调小组，2 0 0 2 年。只列出二氧化碳气体排放 源类别，其他温室气体略。 值得注意的是，以上只列出与本次论文相关的碳源分类，对于其他碳排放源分类在 这里不再逐一列举。 2 2 国内外碳排放估算方法概述 2 2 1 国内估算方法概述 我国著名学者张仁健，通过上世纪九十年代我国研究的几个温室气体项目中获得的 相关数据，再结合一些最新的数据，对我国在1 9 9 0 年二氧化碳排放源进行完善和收集， 然后对1 9 9 4 年我国二氧化碳排放源进行重新估算。估算结果如下表( 表2 2 ) 所示。 表2 - 2 中国矿物燃料与工业源二氧化碳( c 0 2 ) 捧放量( 单位：m r ) t a b l e 2 2c a r b o nd i o x i d ee m i s s i o no ff o s s i le n e r g ya n dl nd mt r ys o u r c e 1 9 9 0 年 1 9 9 4 年 排放源 排放量x t o t排放量 矿物燃料燃烧 2 0 5 2 7 42 5 3 1 6 2 工业过程 1 6 7 1 32 5 6 1 6 总计( 工业过程+ 能源) 2 2 1 8 8 82 7 8 7 8 张德英对我国钢铁行业碳排量进行估算，主要是采用系统模拟，估算结果如下表( 表 2 - 3 ) 所示。 表2 - 3 钢铁行业碳捧放量 t a b l e 2 , 3 c a r b o ne m i s s i o no fl r o na n ds t e di n d u s t r y 年份 排碳量( m t c ) 排碳量( m t a q ) 1 9 9 0 7 6 3 8 2 8 00 8 1 9 9 5 9 6 3 33 5 3