生物質(zhì)選擇性熱解制備液體燃料與化學(xué)品
生物質(zhì)作為唯一可以制備液體燃料與平臺(tái)化合物的可再生資源,對(duì)緩解化石能源供應(yīng)壓力以及環(huán)境惡化,意義重大。《生物質(zhì)選擇性熱解制備液體燃料與化學(xué)品》共9章,圍繞了生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化制備液體燃料及化學(xué)品展開,第一章介紹了生物質(zhì)資源及其應(yīng)用現(xiàn)狀,第二章至第四章著重介紹生物質(zhì)主要化學(xué)組成的選擇性熱解機(jī)理及其多層面協(xié)同作用機(jī)制;在此基礎(chǔ)上,第五章至第八章介紹生物質(zhì)快速熱解制備生物油、生物油的品質(zhì)提升、生物質(zhì)催化熱解以及共混催化熱解技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容;最后一章(第九章)將重點(diǎn)介紹生物油在品質(zhì)提升過程中(主要指催化化學(xué)法),催化劑積碳的機(jī)理以及抑制積碳的方法。
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緒論
環(huán)境惡化日益成為制約我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素!良好的環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展有著推動(dòng)作用,而經(jīng)濟(jì)發(fā)展又反過來為環(huán)境改善提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前,全球環(huán)境污染狀況曰益嚴(yán)峻,人們的環(huán)保意識(shí)還有待加強(qiáng),經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)。衡量環(huán)境狀況的標(biāo)準(zhǔn)越來越多樣化,既包括自然資源等生產(chǎn)魏的指標(biāo)投人,也包括二氧化碳等伴隨物的排放。由于環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展制約性逐漸增強(qiáng),因此研究環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系將有明顯的現(xiàn)實(shí)意義。本書采用由大到小、由面到點(diǎn)的方法,逐級(jí)分析城市環(huán)境發(fā)展問題。下面分四段對(duì)本書內(nèi)容進(jìn)行歸納。
第2章從全球視角分析碳排放權(quán)交易市場發(fā)展現(xiàn)狀,進(jìn)而分析碳排放權(quán)交易市場對(duì)我國節(jié)能減排的促進(jìn)作用。碳排放權(quán)交易機(jī)制可對(duì)二氧化碳排放進(jìn)行量化控制,能夠促進(jìn)企業(yè)加大低碳技術(shù)投資,通過市場機(jī)制加強(qiáng)企業(yè)間減排合作,是一種成本有效的減排手段。目前,許多國家都在加快本國碳排放權(quán)交易體系的探索和建設(shè)工作。除了歐洲聯(lián)盟(簡稱歐盟)以外,在第十二個(gè)五年規(guī)劃(簡稱“十二五”期間,我國有包含北京和上海在內(nèi)的七個(gè)省市獲準(zhǔn)開展先期試點(diǎn),在此基礎(chǔ)上我國將探索建立國內(nèi)統(tǒng)一碳排放權(quán)交易市場?梢灶A(yù)見,碳排放權(quán)交易在未來全球節(jié)能減排實(shí)踐中將會(huì)發(fā)揮重要作用。該章首先利用非期望產(chǎn)出數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(dataenvelopmentananlysis,DEA)模型測算了1995!2011年我國、美國、日本、歐盟和澳大利亞碳減排效率值,并基于國家之間的效率差異,研究了各國實(shí)施碳交易體系的有效性。通過釀發(fā)現(xiàn),我國與其他國家在碳減排效率上存在巨大差距,從而揭示我國建立碳排放權(quán)交易市場的必要性。其次,針對(duì)我國“十二五”期間節(jié)能減排的現(xiàn)實(shí)背景,利用以我國經(jīng)濟(jì)為背景的動(dòng)態(tài)可計(jì)算一般均衡模型,通過構(gòu)建省際碳排放權(quán)交易機(jī)制模型,探討碳排放權(quán)交易市場對(duì)實(shí)現(xiàn)我國“十二五”期間碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)的成本節(jié)約效應(yīng)。本書的研究估算了我國碳排放權(quán)交易市場的交易規(guī)模,分析了不同交易情景下的碳均衡價(jià)格,以及碳排放權(quán)交易市場對(duì)我國31個(gè)。ㄗ灾螀^(qū)、前市,港澳臺(tái)地區(qū)除外)減排行為的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),為實(shí)現(xiàn)“十二五”期間碳排放強(qiáng)度下降17%的目標(biāo),扣除自然下降率,全國二氧化碳排放需要減少約6.39億噸。如果全國能夠建立統(tǒng)一碳排放權(quán)交易市場,總的減排成本約為120.68億元,相比無碳排放權(quán)交易市場情景節(jié)約減排成本23.44%,此時(shí)碳排放權(quán)交易量為1.21億噸,市場碳均衡價(jià)格約為38.17元/噸二氧化碳。本書的研究同時(shí)發(fā)現(xiàn),碳排放權(quán)交易市場對(duì)參與交易省份的成本節(jié)約效應(yīng)各不相同,總的來看,東西部地區(qū)成本節(jié)約較為明顯,部分西部地區(qū)能夠在完成自身減排目標(biāo)的前提下,通過加入碳排放權(quán)交易市場而獲取正的收益。最后,通過總結(jié)釀的結(jié)果,提出我國碳排放權(quán)交易市場建游在的問題,并給出相關(guān)政策建議。
第3章首先回顧了國內(nèi)外有關(guān)城鎮(zhèn)化效率研究工作,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合我國國情,利用Super-SBM(slacks-basedmeasure,即松弛變量的度量)模型,基于1999?2012年的城鎮(zhèn)化投入產(chǎn)出數(shù)據(jù),測算了我國30個(gè)。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市,西藏及港澳臺(tái)地區(qū)除外)的城鎮(zhèn)化效率。其次,通過對(duì)我國城鎮(zhèn)化效率的實(shí)證分析,采用橫向和縱向兩個(gè)維度,對(duì)東部、中部和西部地區(qū)的城鎮(zhèn)化效率進(jìn)行量化比較。最后,基于分析結(jié)果,提出提高城鎮(zhèn)化效率的政策建議。定量分析表明,我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的總體水平不高,并且存在嚴(yán)重的區(qū)域不平衡狀況。其中,東部地區(qū)的城鎮(zhèn)化效率較高,遠(yuǎn)高于全國的平均水平,但東部地區(qū)的內(nèi)部差異也比較大。西部個(gè)別地區(qū)城鎮(zhèn)化效率排名靠前,但與西部其他地區(qū)有明顯差距。中部地區(qū)未能夠與東部地區(qū)形成良好的聯(lián)動(dòng)機(jī)制,城鎮(zhèn)化效率整體不高。全國總的城鎮(zhèn)化效率在過去10年并非一直在提高,而是有緩慢下降的趨勢。這表明,在以后的城市化推進(jìn)中應(yīng)該注意統(tǒng)籌兼并,協(xié)調(diào)區(qū)域均衡發(fā)展,形成城鎮(zhèn)聯(lián)動(dòng)機(jī)制,從而提高整體城鎮(zhèn)化效率。
第4章將研究視角聚焦在安徽省生態(tài)效率評(píng)價(jià)上。首先,對(duì)所選取的指標(biāo)進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)分析)其次,利用考慮非期望產(chǎn)出的Super-SBM模型對(duì)全省各個(gè)地區(qū)的生態(tài)效率進(jìn)行測度和排名,通過比較效率歡小來觀察非期望產(chǎn)出對(duì)各地區(qū)環(huán)境的影響;谀M結(jié)果,比較分析了皖南、皖中和皖北三大區(qū)域之間和區(qū)域內(nèi)部的生態(tài)效率水平的差異。該章將Super-SBM模型應(yīng)用到生態(tài)效率評(píng)價(jià)層面,利用該模型測算了1999~2012年安徽省16個(gè)地區(qū)的生態(tài)效雜。結(jié)果顯示,安徽省地區(qū)生態(tài)效率水平差異較大,但整體呈上升趨勢。通過Super-SBM模型與經(jīng)典SBM模型的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),Super-SBM模型在處理非期望產(chǎn)出時(shí)具有一定的優(yōu)勢,解決了Super-SBM模型中因多數(shù)地區(qū)效率值為1而不能進(jìn)一步評(píng)價(jià)和排序的問題。該章的研究還發(fā)現(xiàn),生態(tài)效率較高的地區(qū)一般為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)且環(huán)境保護(hù)較好的地區(qū),生態(tài)效率較低的地區(qū)往往是環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)。根據(jù)安徽省16個(gè)地區(qū)Super-SBM模型生態(tài)效率值和經(jīng)典SBM模型生態(tài)效率細(xì)比較可知,Super-SBM模型具備潛在優(yōu)勢,因?yàn)楦魇械纳鷳B(tài)效率值具有較好的區(qū)分度,但總的趨勢是提高的。安徽省16個(gè)地區(qū)生態(tài)效率的差異較為明顯,最高的生態(tài)效率值大約是最低值的7倍。該章的研究發(fā)現(xiàn),通過三大區(qū)域生態(tài)效率值的對(duì)比分析可知,皖南地區(qū)和皖中地區(qū)的生態(tài)效雜較高,皖北地區(qū)的生態(tài)效率較低。但是,皖中地區(qū)的效率值波動(dòng)很大,凸顯出政策的持續(xù)性不夠。皖北地區(qū)的效率值較低,提高其生態(tài)效率刻不容緩。
第5章將研究重點(diǎn)落腳在天津、蚌埠、蘇州和重慶四個(gè)市上,通過案例分析探究它們在城市生態(tài)轉(zhuǎn)型中面臨的環(huán)境污染困境及其解決之道。由于地區(qū)資源蘊(yùn)藏和發(fā)展階段的差異,四個(gè)城市面臨的環(huán)境壓力和需要優(yōu)先解決的環(huán)境問題不盡相同。其中,在天津的案例中,我們重點(diǎn)關(guān)注天津市靜海縣水污染問題,采用1992!2012年天津市工業(yè)“三廢”排放和人均地區(qū)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù),通過建立平滑轉(zhuǎn)換模型,探討天津市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的內(nèi)在關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著經(jīng)濟(jì)的增長,天津市近年來環(huán)境污染日益嚴(yán)重。與之不同,蘇州市的案例突出其城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)體系的構(gòu)造,并通過模糊數(shù)學(xué)的方法細(xì)蘇州市和江蘇省的其他12個(gè)市區(qū)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),得到蘇州市與其他地區(qū)在環(huán)境效率方面的差異,并得出相關(guān)結(jié)論和政策啟示。重慶市案例全面分析了重慶市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境污染現(xiàn)狀,對(duì)環(huán)境變化趨勢進(jìn)行了Daniel檢驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染變化趨勢顯著,指出重慶應(yīng)加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。蚌埠市案例首先分析了蚌埠市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境污染狀況,利用2007!2012年總共發(fā)生的16起環(huán)境污染突發(fā)事件,探討了蚌埠市生態(tài)城市的城鎮(zhèn)化在推進(jìn)過程中面臨的制約因素和困境。其次,從水污染、大氣污染、固體廢物污染、能源消耗、城市綠化率五個(gè)方面探究蚌埠市在城市發(fā)展中的環(huán)境壓力。最后,運(yùn)用SWOT分析給出相關(guān)政策麵。
隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,世界各國化石能源消費(fèi)正在快速增加,由此導(dǎo)致的氣候變暖正在威脅著人麵以生存的生態(tài)家園?刂贫趸寂欧攀菧p緩當(dāng)前氣候變暖的一個(gè)有效途徑,目前世界上許多國家都在嘗試?yán)檬袌龅氖侄蝸砜刂票緡鴾厥覛怏w的排放。碳排放權(quán)交易作為一種成本有效的市場化減排手段,自提出以來就受到國際社會(huì)的普遍關(guān)注。當(dāng)前,不僅是以歐盟為主的發(fā)達(dá)國家,包含中國在內(nèi)的發(fā)展中國家也在開展本國碳排放權(quán)交易市場的建設(shè)工作?梢灶A(yù)見,碳排放權(quán)交易市場在未來全球節(jié)能減排中必將發(fā)揮十分重要的作用。本章主要從全球視角分析各國碳排放權(quán)交易市場發(fā)展現(xiàn)狀,并在此基礎(chǔ)上模擬分析碳排放權(quán)交易市場對(duì)我國節(jié)能減排的促進(jìn)作用。
2.1研免背景
2.1.1全球性氣候變暖與碳排放權(quán)交易機(jī)制提出
氣候變暖已經(jīng)成為21世紀(jì)人類社會(huì)共同面臨的難題。在過去的150年,人類社會(huì)通過燃燒化石能源積累了巨大的物質(zhì)財(cái)富,但是排放的溫室氣體在大氣中不斷累積,由此造成的溫室效應(yīng)正不斷影響和威脅人麵以生存的生態(tài)系統(tǒng)。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)(IntergovernmentalPanelonClimateChange,IPCC)第四次評(píng)估報(bào)告指出出自1840年工業(yè)革命以來,人類社會(huì)通過燃燒化石能源向大氣中大約排放300十億噸碳(gigatonsofcarbon,GTC),使得全球平均溫度大約上升0.74°C。全球暖化引起北極冰川的快麵化,帶來海平面的迅速上漲,自1961年以來,全球平均海平面上升的年均速率大約為1.8毫米/年,而從1993年以來,這一速率增至為3.1毫米/年。世界銀行的研究指出,國際社會(huì)現(xiàn)有的溫室氣體減排承諾不足以有效減緩全球暖化的趨勢,如果當(dāng)前的趨勢持續(xù)下去,到21世紀(jì)末全球溫升可能高達(dá)4C。到時(shí)人們可能面臨一系列災(zāi)難性的后果,如沿海城市被淹沒、糧食危機(jī)、水資源匱乏、生物多樣性遭遇不可逆轉(zhuǎn)的損失等。
將全球溫度上升幅度控制在某個(gè)合理水平已經(jīng)成為當(dāng)今國際社會(huì)的普遍共識(shí)。發(fā)達(dá)國家,如美國等,由于在氣候變化應(yīng)對(duì)方面具有雄厚的資金和領(lǐng)先的技術(shù),他們率先嘗試?yán)眯姓褪袌龅氖侄蝸頊p緩氣候變暖的實(shí)踐!八嵊(jì)劃”是將排放權(quán)交易機(jī)制應(yīng)用于控制氣體排放最早的探索,隨后,碳排放權(quán)交易法律法規(guī)在美國部分區(qū)域相繼出臺(tái),為將排放權(quán)交易思想引入溫室氣體控制提供了法律制度保障。2001年丹麥提出溫室氣體減排計(jì)劃,英國也于2002年規(guī)劃建立全國性碳排放權(quán)交易市場。日本環(huán)境署宣布擬在2003年正式推出本國碳排放權(quán)交易計(jì)劃。在此之后,澳大利亞和挪威也相繼聲稱開始施行碳排放權(quán)交易的探索。2005年,歐盟碳排放權(quán)交易體系(theEuropeanUnion’semissiontradingsystem,EUETS)正式建立,該交易系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)今世界最大的碳排放權(quán)交易市場。我國在“十二五”期間也明確提出要建立本國碳排放權(quán)交易市場的構(gòu)想,目前包括北京和上海等在內(nèi)的七個(gè)省市已經(jīng)獲準(zhǔn)開展先期試點(diǎn)?梢灶A(yù)見,碳排放權(quán)交易市場在未來全球節(jié)能減排實(shí)踐中將發(fā)揮重要作用。
目前的國際碳排放權(quán)交易市場大致可以劃分為兩大類+一類是以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的交易市場)另一類是以配額為基礎(chǔ)的交易市場。氣候變化是關(guān)乎人類生存與發(fā)展的全球性問題,需要所有國家的高度關(guān)注與有效合作。碳排放權(quán)交易制度作為一種依靠市場調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排任務(wù)的有效機(jī)制,已得到國際社會(huì)的廣泛認(rèn)可。在“共同但有區(qū)別的責(zé)任”原則下,我國目前尚無強(qiáng)制性量化減排義務(wù),所以國內(nèi)碳排放權(quán)交易市場需求明顯不足,碳排放權(quán)交易制度也不完善,在國際碳排放權(quán)交易市場中處于邊緣地位。但我國碳排放量已經(jīng)超過美國,躍居世界第一位,因而在溫室氣體減排方面承受著較大的國際壓力。因此,出于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式、保護(hù)國內(nèi)生態(tài)環(huán)境和減輕國際壓力等綜合考慮,發(fā)展我國碳排放權(quán)交易市場、推進(jìn)溫室氣體減排勢在必行。
作為全球最大的碳排放權(quán)交易市場,歐盟碳排放權(quán)交易體系的發(fā)展始終走在世界前列,實(shí)現(xiàn)了碳排放權(quán)交易機(jī)制艦與實(shí)踐之間的有機(jī)結(jié)合,為世界其他地區(qū)建立碳排放權(quán)交易市場提供了較好的樣板。其他發(fā)達(dá)國家,如加拿大、澳大利亞、日本等也都在積極籌建各自的碳排放權(quán)交易市場。我國作為全世界二氧化碳減排量一級(jí)市場的最大供應(yīng)國,由于研究缺失和相關(guān)市場化機(jī)制不到位,長期沒有定價(jià)權(quán),國內(nèi)企業(yè)處于國際碳排放權(quán)交易市場價(jià)值鏈的低端,損害了國家的整體利益。作為一個(gè)發(fā)展中國家,我國利用市場機(jī)制解決環(huán)境問題的經(jīng)驗(yàn)還不成熟’在碳排放權(quán)交易市場建設(shè)過程中還有許多需要學(xué)習(xí)借鑒的地方。立足本國國情,找出我國與發(fā)達(dá)國家的發(fā)廳距,進(jìn)而制定科學(xué)合理的政策措施,對(duì)我國建立健全碳排放權(quán)交易市場意義顯著(樊綱,2009)。
我國推進(jìn)碳排放權(quán)交易市場建設(shè)有內(nèi)在的必要性,其取決于本國國情。在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的階段,能源消費(fèi)過于集中、能源結(jié)構(gòu)不合理和能源效率低下的問題比較突出,因此,能源消費(fèi)的持續(xù)增長將不可避免地帶來溫室氣體排放的增長。截至2011年,我國已成為世界最大的碳排放國。目前我國能源結(jié)構(gòu)中煤炭消耗占比過高,這種現(xiàn)狀亟待扭轉(zhuǎn)。由于我國還處于工業(yè)化進(jìn)程中,城市化進(jìn)程也在穩(wěn)步推進(jìn)中,能源消耗和碳排放還會(huì)不斷增加。如何保證能源供應(yīng),科學(xué)有效地應(yīng)對(duì)環(huán)境污染問題,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的良性發(fā)展,是當(dāng)前決策者面臨的重要問題。
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