钢铁行业部分能降耗减排战略研究的初步进展.ppt

钢铁行业节能、降耗、减排战略研究的初步进展,陆钟武 东北大学 工业生态学研究所 2013.3.1,1,主要内容：,I. 前言 II. 分析 III. 例题 IV. 启示 V. 实际情况 VI. 几点说明 附录,I.前言,钢铁行业节能、降耗、减排的战略研究工作，具有重要意义. 几年前，我们参照工业生态学的思路，结合中国实际，开始进行这方面的研究工作，撰写了两篇论文： 陆钟武，岳强.钢产量增长机制的解析及20002007年我国钢产量增长过快原因的探索，中国工程科学，2010， No.6 陆钟武，岳强，高成康.论单位生产总值钢产量及钢产量、钢铁行业的能耗、物耗和排放，中国工程科学，2013，No.4 现将研究工作的初步进展，作如下汇报，供大家参考.,3,II.分析,2.1 钢铁行业的能耗、物耗和排放 某年某国钢铁行业的能耗、物耗和排放分别等于 E=P×e (1a) M=P×m (1b) W=P×w (1c) 式中 E, M, W分别为某年某国钢铁行业的能耗、物耗和排放，吨/年； e, m, w分别为该年该国钢铁行业平均吨钢能耗、吨钢物耗和吨钢排放， 吨（公斤）/吨； P该年该国钢铁行业的合格钢产量（以下简称钢产量），吨/年.,4,由以上三式可见，在e, m, w值均为常数的条件下，钢铁行业的能耗、物耗、排放都与钢产量成正比，即钢产量越大，E, M, W值都越大 ，反之亦然。因此，抓钢铁行业的节能、降耗、减排，首先要抓钢产量。,5,2.2 PGT方程,这是下列方程的简称： P=G×T (2) 式中 P某年某国的钢产量，吨/年； G该年该国的GDP，元/年； T该年该国的单位GDP钢产量，吨/元. PGT方程的特点是把钢铁行业与经济活动二者直接联系了起来。,6,由式（2）可见，在GDP（G值）为常数的条件下，钢产量（P值）与单位GDP钢产量（T值）二者成正比，即T值越大，P值就越大，反之亦然。,7,因此，抓钢产量，首先要抓单位GDP钢产量（T值）。它是钢产量与国民经济之间起联系作用的“纽带”。本文将对T值做进一步分析。为此，先将式（2）作如下改写：,8, (3),式（3）是“单位GDP钢产量”的定义式。 在对钢铁行业进行宏观调控的工作中，T值是一个最重要的指标，要盯住不放！,2.3 在役钢量,为了对T值作进一步的分析，必须引入“在役钢量”的概念。 在役钢量，是指某年某国处于使用过程中的全部钢制品中所含的钢量。 所谓钢制品，是指各种人造的含钢制品，包括房屋建筑、基础设施、机器设备、交通工具、各类容器、生活用品等等。,9,由于各种钢制品的使用寿命都是有限的，因此，凡是已报废或不再使用的钢制品中所含的钢量，均不再计入在役钢量之内。,10,例如，2010年某国的在役钢量如图所示。图中，设该年钢制品平均寿命为20年，故该年该国的在役钢量等于 S2010=P2010+P2009+P1991,在此变换过程中，最重要的一步是将式（3）等号右侧的分子和分母同除以该年该国的在役钢量，得下式：,11,2.4 单位GDP钢产量（T值）定义式的变换, (4), (5),再将式（4）改写成下式,式中 ，是该年该国钢产量与在役钢量之比，它是影响T值的“钢 产量因子”； ， 是该年该国GDP与在役钢量之比，它是影响T值的“GDP 因子”.,由式（5）可见：在不考虑进出口贸易和库存量变化的条件下，影响T值的因素只有两个，一是值，二是H值。 必须指出，H是宏观经济方面的一个指标。H值的大小，取决于产业结构、产品结构、技术水平、管理水平等。提高H值的途径是调整产业、产品结构，提高技术和管理水平。 关于的分析，见本文以下两小节。,12,2.5 钢产量升降对值的影响,为简明起见，设2010年某国钢产量为P2010=1.0×108吨/年，钢制品平均寿命=20年。在不考虑进出口贸易和库存量变化的情况下，讨论以下三种情况下的值。,13,第一种情况 若在1991-2010年的20年内，该国钢产量保持1.0×108吨/年不变（见线条1），则2010年该国在役钢量等于20×1.0×108=20×108吨。 因 故2010年该国的值等于,14,15,第二种情况 若在1991-2010年间，该国钢产量持续上升（见线条2），则2010年该国在役钢量必小于20×108吨。 故，2010年该国的值（ )必大于第一种情况下的0.05，即 且钢产量上升越快， 值越大！,16,第三种情况 若在1991-2010年间，该国钢产量逐年下降（见线条3），则2010年该国在役钢量必大于20×108吨。 故，2010年该国的值（ )必小于第一种情况下的0.05，即 且钢产量下降越快， 值越小！,同上节中的假设，但钢制品平均寿命为15年，讨论以下三种情况.,17,2.6 钢制品平均寿命对值的影响,第一种情况 若在1996-2010年间，该国钢产量保持1.0×108吨/年不变，则2010年该国在役钢量等于15 × 1.0×108=15×108吨。 故2010年该国的值等于 请注意，0.0667大于上节中的0.05.,18,第二种情况 若在1996-2010年间，该国钢产量持续上升，则2010年该国在役钢量必小于15×108吨/年。 故知,第三种情况 若在1996-2010年间，该国钢产量逐年下降，则2010年该国在役钢量必大于15×108吨/年。 故知, 在不考虑进出口贸易和库存量变化的条件下，影响单位GDP钢产量（T值）的变量有三：即H、和p。因此，监测和调控这三个变量，就等于监控了T值。,19,III.例题,例题1. 若已知某年a, b两国的有关数据如下： 设该年a, b两国的GDP值相等，问该年这两国钢产量之比等于几？,20,21,解： 计算该年a, b两国的、T及P值. a国： 按式（5）及已知数据， 求得 及 按式（2）， 求得,22,b国： 已知 =15，p=0.10，按本文附录中的公式计算，或由曲线图查得 及 按式（2）， 求得 计算该年b, a两国钢产量之比. 该年b国的钢产量是a国的5倍。即，如果该年a国的钢产量是1亿吨，那么b国是5亿吨.,23,例题2. 同例题1，但设该年b国钢铁行业的吨钢平均能耗、物耗、排放比a国高出30%*，问该年这两个国家钢铁行业的能耗、物耗、排放之比等于几？,* 注：在年间，由于a国钢产量保持不变，废钢资源必较充足；而b国则钢产量高速增长，废钢资源必较短缺，故设b国钢铁行业的吨钢平均能耗比a国高30%。详见陆钟武著，工业生态学基础第14章，2009.,24,解：按已知数据，以能耗为例，分别计算该年这两个国家钢铁行业能耗： 因 故 已知 及 故得 即：该年b国钢铁行业的能耗是a国的6.5倍。 同理，该年b国钢铁行业的物耗、排放也是a国的6.5倍。,25, 本节所举二例，从总体上说明了我国近些年来钢产量过高，钢铁行业能耗、物耗、排放过高的内在基本原因。,26,IV.启示,我国钢铁行业的高产量、高能耗、高物耗、高排放问题，是行业内部和外部两方面的原因造成的。 为了解决这个问题，必须从内、外两方面着手，而且，相比之下，从外部着手更为重要！,27,要两手一起抓，一手由钢铁行业，在现有流程结构条件下，抓它自己内部的有关参数，如e，m，w和钢质量等，一手由各级政府，抓钢铁行业外部的有关参数，如p，H，G等。 现在容易产生的片面性，是重内轻外，甚至置外部的各项参数于不顾。这种抓法，充其量只能说抓了一半，丢了一半，而且丢掉的是一大半，效果不可能很好！我们希望这种状况能亟早得到扭转！,近些年来，在我国国民经济运行过程中，有些不正常现象，规模都较大，对钢产量过快增长有重大影响，必须大力扭转。它们是： 1.拆迁房屋；2.豆腐渣工程；3.烂尾工程；4.废置的违规建设项目；5.事故损毁的固定资产；6.天灾损毁的固定资产；7.淘汰落后产能；8.有的钢制品正常使用寿命极低；9.形象工程；10.政绩工程；11.过剩产能；12.空置房；13.超标建筑，等。,V.实际情况,以上，第18项与钢制品平均寿命（）有关，第913项与单位在役钢GDP（H）有关。 必须说明，在每年度的GDP计划值（G）已经确定的情况下，以上各种现象，都是促使钢产量增长过快的重要原因。,VI.几点说明,到目前为止，在钢铁行业节能、降耗、减排战略研究方面，我们的工作仍处于起步阶段，需要不断深入。然而，难度很大。原计划撰写的第3篇论文至今仍未成稿。 我们的看法是：以上研究思路，对于有色、水泥、建材、化工等行业，可能也是适用的。 进行这类战略研究的难点，是找不到必要的统计数据。希望我国的统计部门和有关专家能把它作为一项重要任务，进行必要的研究。 以上汇报妥否？请各位批评指正！,30,附录：,摘自“陆钟武，岳强，高成康.论单位生产总值钢产量及钢产量、钢铁行业的能耗、物耗和排放，中国工程科学，2013，No.4” 1. 钢产量呈指数增长，且年增长率不变情况下的“钢产量因子”（ 值）的计算式.,31,32,2. 按上式形成的曲线图. 公式和图中各符号均见于例题1.,