基于动态系统理论的中国钢铁工业低碳生产模式优化研究

钢铁工业是我国国民经济的重要组成部分，也是我国二氧化碳排放的主要产业，其二氧化碳排放总量约占中国二氧化碳排放量的12%，钢铁工业能否有效地二氧化碳减排对于我国的单位GDP减排40-45%的目标至关重要。因此，本项目基于动态系统理论建立模型，分析并选择中国钢铁工业最优的低碳生产模式。具体内容包括以下三部分：首先，从中国钢铁工业的现状出发，分析中国钢铁工业的主要生产流程、节能技术选择及普及现状、生产设备管理情况等几方面，并识别影响二氧化碳排放的关键因素；其次，基于动态系统理论，从产能、技术条件、设备水平、产业结构、二氧化碳排放总量等方面出发，建立中国钢铁工业生产模式的动态系统模型，并对其中参数进行估计；最后，从单位GDP减排量、吨钢减排量、单位减排成本等几方面出发，选择在满足国内市场需求下的钢铁工业的最优低碳生产模式。

从1996年到2014年，中国粗钢产量连续19年保持世界第一。2014年，我国粗钢产量为8.23亿吨，占全球总产量的49.5%。而钢铁产量的峰值尚未来到。因为目前中国的工业化进程还没有完成，城镇化建设也正处在关键时期。随着国民经济的发展，钢铁无论从品种还是产量上都将继续增加。中国钢铁的排放强度、生产总量同单位国内生产总值碳排放量减少40%-45%的目标，形成了强烈的对比。本研究的意义也可以从国家政策、产业建设及行业发展三个方面进行：.（1）从政策意义上来讲，研究有助于我国实现在哥本哈根会议上对全世界作出的承诺，树立负责任的大国形象；.（2）从产业意义上讲，工业现在仍是我国的支柱产业，钢铁行业低碳生产是工业低碳化的重要一步；.（3）而从行业本身的意义上来讲，在钢铁行业形式比较低迷的时期，控制能耗和排放能够有效地节约能源，提高效率，控制成本，同时尽到企业对社会的责任。.研究主要内容包括：.（1）确定对低碳生产影响最大的几个关键因素。这一过程的实现主要是利用能量流分析的方法，将影响钢铁企业能量的诸多因素根据能量流的特点进行分类，进而建立一个影响指标体系；通过AHP的方法对指标进行分别打分，找出得分最高的影响因素作为关键影响因素，同时也作为进一步分析的基础；.（2）建立钢铁行业低碳生产系统动力学模型。该模型是建立在关键影响因素的基础上的，用于模拟分析钢铁生产流程及其参数改变对能耗和排放的影响；.（3）利用系统动力学模型对不同策略下的能耗和排放进行模拟仿真，通过对比发现每种策略的量化影响程度，以及该种策略的适用条件；.（4）根据分析结果得出具有控制节点的中国钢铁行业低碳生产线路图。.经过本研究的分析，得到适合中国国情的钢铁工业策略可以总结为：降低铁钢比是一项长远而有效的策略，应当保持高度关注并不断为其实现做准备；以高炉炼铁新技术为代表的减排降耗技术的不断研发和推广是一项可行且有效的策略，当前就应抓紧实施，且加大推进力度，争取达到全国钢铁行业100%应用节能技术生产；煤气回收是一项已有成效但仍需加大投入的策略，尤其是高炉煤气和转炉煤气，两者由于热值不如焦炉煤气，可以采用先回收存储后重复利用的方式，它可以作为一项中长期策略。.研究数据来源主要有：钢铁工业年鉴、世界钢协发布、马钢能源平衡图