發(fā)布時間：2020-07-24 14:08

【摘要】：大氣污染防治工作不僅是環(huán)境保護的需要，也是經濟發(fā)展轉型升級的需要，更是一項民生工程。面向我國社會經濟發(fā)展戰(zhàn)略轉型、新空氣質量標準實施和區(qū)域大氣復合污染防治的迫切需求，以大氣污染物總量控制和低碳發(fā)展為出發(fā)點和落腳點，開展面向協(xié)同減排的城市能流-碳流系統(tǒng)分析模型及實例研究，為提供清新空氣，優(yōu)化城市產業(yè)結構和能源結構，轉變生活消費方式，提供科學、準確、量化、有效的模型工具和決策依據(jù)，為加速城市空氣質量達標和持續(xù)改善進程，保障公眾健康和生態(tài)安全，提供全面的科技支撐。 本論文深入挖掘城市能流-碳流系統(tǒng)的內在運行機理，描繪城市能量流動和碳流動的過程，以及在此過程中的大氣污染物排放，辨識影響排放的因素，并確定關鍵性影響因素，建立系統(tǒng)優(yōu)化方案，并建立模擬實驗室，通過系統(tǒng)仿真模擬預測大氣污染治理調控措施對減排效果的響應機理。 首先，為直觀體現(xiàn)城市系統(tǒng)中能量的輸入、加工轉換、輸出過程，本文研究了城市能流-碳流圖的繪制方法，在能流圖的基礎上，加入低碳發(fā)展的要求，依據(jù)溫室氣體排放清單中提供的CO2排放量的計算方法，繪制了能流-碳流圖，清晰地表現(xiàn)碳在工業(yè)行業(yè)中的流動過程。 其次，通過對SO2、NOX、CO2三種污染物排放的源和匯的分析，從經濟、社會、環(huán)境方面，本文列出了經濟發(fā)展、產業(yè)結構、能源消費、能源結構、人口、綠化共6方面21項影響因素，通過人工神經網(wǎng)絡方法和主成分回歸分析法，相互彌補，相互驗證，獲得內在影響機理的網(wǎng)絡構成，由此建立辨識關鍵性影響因素的通用模型。同時，依托人工神經網(wǎng)絡模型，通過函數(shù)逼近方法，獲得關鍵性影響因素對三種污染物排放量影響的靈敏度。 再次，采用多目標規(guī)劃方法，確定了環(huán)境目標函數(shù)、投資目標函數(shù)、總能耗目標函數(shù)共8個目標函數(shù)，以及需求約束、資源約束共2個約束條件，建立了城市能流-碳流系統(tǒng)協(xié)同減排優(yōu)化模型，并根據(jù)我國實際情況設定了模型的參數(shù)。該模型可為大氣環(huán)境污染治理措施提供簡單、易操作、可視性強的決策工具，通過非劣解集空間的確定，獲得治理投資成本與排放量之間的最優(yōu)空間。 第四，本文采用系統(tǒng)動力學方法，構建了城市能流-碳流系統(tǒng)協(xié)同減排決策模擬實驗室。在系統(tǒng)動力學模型中，根據(jù)城市系統(tǒng)中能源輸入、輸出過程中產業(yè)結構調整、能源結構調整、機動車保有量調整行為對大氣污染物排放的影響機理，建立了城市能流-碳流系統(tǒng)，其中包括產業(yè)子系統(tǒng)、能源子系統(tǒng)、環(huán)境子系統(tǒng)和生活消費子系統(tǒng)四部分，并通過煤炭占能源消費的比例、天然氣占能源消費的比例、電力熱力行業(yè)天然氣消費的比例、第三產業(yè)占GDP的比例、冶金行業(yè)占工業(yè)的比例、石化行業(yè)占工業(yè)的比例、電力行業(yè)占工業(yè)的比例、機動車保有量等控制變量的調控，仿真模擬系統(tǒng)中SO2、NOX、CO2三種大氣污染物排放的演變趨勢，以此為城市產業(yè)結構優(yōu)化和能源系統(tǒng)優(yōu)化調整提出最優(yōu)調控方案，以及措施方案的環(huán)境績效評估的工具。 最后，以天津市為例，繪制了天津市能流-碳流圖，并構建了天津市大氣主要污染物排放影響機理分析模型；通過多目標規(guī)劃方法，得到天津市SO2、NOX、CO2排放量控制的最優(yōu)決策空間；采用系統(tǒng)動力學構建了天津市城市能流-碳流系統(tǒng)協(xié)同減排決策模型模擬實驗室，并開展了天津市能流-碳流系統(tǒng)仿真模擬。
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X51;F299.2
【圖文】：

圖 1.1 “十一五”期間國家社會經濟發(fā)展主要參數(shù)遠遠超預期表 1.1 “十一五”環(huán)境壓力超過規(guī)劃情景類別 指標 2005規(guī)劃目標 實現(xiàn)情況差 距總體上對環(huán)境影響2010年均增長(%）2010年均增長（%）

國累計建成投運燃煤電廠脫硫設施 5.78 億千瓦（“十一五”電脫硫機組比例從 2005 年的 12%提高到 2010 年的 82.6%。雨中硫酸根離子的比例呈下降趨勢，環(huán)保重點城市二氧化 26.3%（如圖 1.3 所示）。

“十一五”環(huán)境保護重點城市二氧化硫濃度變化趨勢

【參考文獻】

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本文編號：2768947