賀 勇，衛(wèi)豈倫，廖 諾

(廣東工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院，廣東 廣州 510520)

中國(guó)于2010年成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體。然而經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展高度依賴化石能源的供應(yīng)與消費(fèi)，進(jìn)而導(dǎo)致空氣污染和資源消耗等環(huán)境問(wèn)題。中國(guó)的能源消費(fèi)以煤炭為主，且電力供應(yīng)燃料主要為會(huì)造成嚴(yán)重污染的煤炭。而火電行業(yè)大量的煤炭消費(fèi)對(duì)中國(guó)的CO2排放有重要影響。在此背景下，電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排問(wèn)題的研究具有重要意義。

目前電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排路徑與措施的相關(guān)研究主要從以下4個(gè)方面展開(kāi)。在供應(yīng)鏈方面，趙道致等[1]在供應(yīng)鏈中考慮企業(yè)減排的跨期性和低碳產(chǎn)品需求的特征，借助微分博弈對(duì)二級(jí)供應(yīng)鏈中合作減排問(wèn)題進(jìn)行研究。姜海洋[2]構(gòu)建節(jié)能減排目標(biāo)下發(fā)電商與煤炭商之間、發(fā)電商與供電企業(yè)之間、區(qū)域發(fā)電之間的合作博弈優(yōu)化模型，并將發(fā)電商的運(yùn)行成本、備用成本和排污成本作為目標(biāo)函數(shù)，建立發(fā)電節(jié)能減排優(yōu)化模型。在節(jié)能減排相關(guān)政策方面，廖諾等[3]運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法研究碳交易價(jià)格、碳配額比例及碳交易補(bǔ)貼3種碳交易政策對(duì)電煤供應(yīng)鏈及各節(jié)點(diǎn)企業(yè)利潤(rùn)和減排效果的影響。張金良等[4]以發(fā)電企業(yè)為研究對(duì)象，研究碳排放交易權(quán)、綠色證書(shū)交易和發(fā)電權(quán)交易3種政策工具對(duì)發(fā)電企業(yè)碳減排路徑的影響。楊勇波等[5]通過(guò)分析政府、企業(yè)、環(huán)境之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理建立重點(diǎn)耗能企業(yè)節(jié)能減排政策模擬推演模型。在節(jié)能減排技術(shù)投資方面，王眾等[6]構(gòu)建“均值?CVaR”發(fā)電技術(shù)投資組合優(yōu)化模型，研究碳減排情景下發(fā)電企業(yè)中發(fā)電技術(shù)的投資組合優(yōu)化問(wèn)題。Yu等[7]考慮經(jīng)濟(jì)效益、能源效益和環(huán)境效益3個(gè)目標(biāo)，通過(guò)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型對(duì)煤炭礦區(qū)節(jié)能減排技術(shù)投資策略進(jìn)行研究。張新華等[8]基于碳排放約束下電力上網(wǎng)機(jī)制，構(gòu)建發(fā)電商碳減排投資期權(quán)博弈模型，研究碳調(diào)度模式下的減排投資策略問(wèn)題。王芹鵬等[9]研究上游企業(yè)主導(dǎo)的供應(yīng)鏈在面對(duì)具有低碳產(chǎn)品偏好的市場(chǎng)消費(fèi)者時(shí)上下游企業(yè)的減排投資行為與策略問(wèn)題。在企業(yè)內(nèi)部運(yùn)營(yíng)管理方面，Cao等[10]運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法，從技術(shù)投資和運(yùn)營(yíng)管理兩方面，對(duì)電煤供應(yīng)鏈碳排放進(jìn)行仿真研究。Da等[11]在價(jià)格管制、限額交易模型和綠色金融政策背景下，通過(guò)斯坦伯格博弈模型研究煤炭企業(yè)集成系統(tǒng)分散策略下的利潤(rùn)再分配問(wèn)題。Xu等[12]為尋求生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的平衡，將環(huán)境技術(shù)投資和生產(chǎn)調(diào)整集成到一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，以煤炭礦區(qū)為研究對(duì)象，在節(jié)能減排目標(biāo)下通過(guò)構(gòu)建多目標(biāo)模型對(duì)煤炭開(kāi)采策略問(wèn)題進(jìn)行研究。對(duì)于電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排問(wèn)題的研究，以上文獻(xiàn)主要集中于煤炭開(kāi)采環(huán)節(jié)或發(fā)電環(huán)節(jié)，較少研究是從供應(yīng)鏈或產(chǎn)業(yè)鏈的視角，通過(guò)相互關(guān)聯(lián)的各環(huán)節(jié)之間相互協(xié)調(diào)解決節(jié)能減排問(wèn)題。此外，大多數(shù)研究?jī)H考慮到經(jīng)濟(jì)、碳排放、能源消耗中的1項(xiàng)或2項(xiàng)，而對(duì)電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排涉及的經(jīng)濟(jì)效益、能源效益和環(huán)境效益缺乏系統(tǒng)性和全面性地考慮。

本文從供應(yīng)鏈視角考慮開(kāi)采、運(yùn)輸和發(fā)電3個(gè)環(huán)節(jié)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益、能源效益和環(huán)境效益，建立電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)對(duì)不同環(huán)節(jié)的能源消耗和碳排放情況進(jìn)行分析，提出4種節(jié)能減排路徑，并動(dòng)態(tài)仿真不同路徑對(duì)能源消耗、碳排放和經(jīng)濟(jì)效益的影響，在此基礎(chǔ)上比較不同路徑的節(jié)能減排效果，提出相應(yīng)的節(jié)能減排對(duì)策與建議。

1 電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排系統(tǒng)分析

1.1 系統(tǒng)邊界確定

本文所研究的電煤供應(yīng)鏈?zhǔn)侵干嫌纹髽I(yè)根據(jù)下游企業(yè)的發(fā)電需求，將電煤經(jīng)開(kāi)采、洗選加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等多種流程，送達(dá)下游企業(yè)并完成發(fā)電及其他業(yè)務(wù)的過(guò)程。其中，上游企業(yè)為煤炭開(kāi)采企業(yè)，下游企業(yè)為火電廠。電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排系統(tǒng)主要考慮電煤在供應(yīng)鏈傳遞過(guò)程中所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、能源消耗和CO2排放，即研究電煤供應(yīng)鏈與經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境之間的相互關(guān)系。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Figure 1 The diagram of energy conservation and emission reduction system of electric-coal supply chain

1.2 基本假設(shè)

本文所建立的模型基于以下假設(shè)。

假設(shè)1模型中的能耗指標(biāo)設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量。

假設(shè)2所有的煤炭企業(yè)、運(yùn)輸企業(yè)和發(fā)電企業(yè)均為中國(guó)神華能源股份有限公司(簡(jiǎn)稱“中國(guó)神華”)的子公司，僅考慮煤炭?jī)?nèi)部銷售情形。

假設(shè)3火電廠發(fā)電所需電煤全部由其主要供應(yīng)商煤炭企業(yè)供應(yīng)，且電煤開(kāi)采量及運(yùn)輸量均根據(jù)火電廠發(fā)電量預(yù)測(cè)得到[3]。

假設(shè)4根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《電力統(tǒng)計(jì)基本數(shù)據(jù)一覽表》可知，2014～2018年火力發(fā)電平均增速為3.17%，本文將此數(shù)據(jù)作為市場(chǎng)用電量增速，預(yù)估2019～2025年市場(chǎng)需求用電量。

1.3 因果關(guān)系圖

因果回路圖主要由兩部分組成，即系統(tǒng)內(nèi)在因素及相互之間的作用關(guān)系。在上述確定系統(tǒng)邊界基礎(chǔ)上，對(duì)電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，并運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)Vensim Ple軟件構(gòu)建模型的因果回路圖，如圖2所示。

圖2 電煤供應(yīng)鏈因果關(guān)系圖Figure 2 The causality diagram of electric-coal supply chain

電煤供應(yīng)鏈包括開(kāi)采、運(yùn)輸和發(fā)電3個(gè)主要環(huán)節(jié)。電煤供應(yīng)鏈中電煤開(kāi)采量增加，使得各節(jié)點(diǎn)企業(yè)收益提高，但相應(yīng)的能耗成本和碳排放隨之增加，且碳排放污染損失增加，供應(yīng)鏈利潤(rùn)減少。因此，在電煤開(kāi)采量保持不變的情形下，供應(yīng)鏈總收益保持不變，降低開(kāi)采耗電系數(shù)和發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)耗煤率，能夠降低開(kāi)采環(huán)節(jié)電能消耗和發(fā)電所消耗的電煤量，并進(jìn)一步降低由能源消耗所產(chǎn)生的碳排放。

電煤供應(yīng)鏈總利潤(rùn)的提高將促進(jìn)環(huán)保治理投資額度增加，進(jìn)而導(dǎo)致碳排放治理量增加，電煤供應(yīng)鏈碳排放總量降低，從而使得碳排放污染損失減少，供應(yīng)鏈利潤(rùn)提高。因此，環(huán)保治理投資能夠在一定程度上促進(jìn)電煤供應(yīng)鏈碳減排。

1.4 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型流圖

根據(jù)因果回路圖，建立電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，如圖3所示。

圖3 電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型流圖Figure 3 The energy conservation and emission reduction system dynamics model of electric-coal supply chain

2 電煤供應(yīng)鏈系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

2.1 模型主要方程及參數(shù)界定

本文原始數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》和2011～2018年中國(guó)神華所發(fā)布的年度報(bào)告，部分?jǐn)?shù)據(jù)是根據(jù)企業(yè)年度報(bào)告歷史數(shù)據(jù)估算得出。公式部分是有關(guān)電煤運(yùn)輸量、能源消耗和碳排放的表達(dá)式，主要通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)加以確定。模型主要參數(shù)、主要變量及表達(dá)式、主要外生變量數(shù)據(jù)如表1～3所示。

表1 模型主要參數(shù)及數(shù)據(jù)來(lái)源Table 1 The main parameters and data sources of the model

表2 主要變量及表達(dá)式Table 2 Main variables and expressions

2.2 模型檢驗(yàn)

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)來(lái)判斷模型和實(shí)際情況的擬合程度，以保證模型的真實(shí)性和有效性。本文選取電煤開(kāi)采量和能源消耗總量?jī)蓚€(gè)變量，將模擬數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)果如表4所示。其中，有一項(xiàng)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差絕對(duì)值超過(guò)10%，其他數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差絕對(duì)值均低于10%，說(shuō)明模型符合建模要求，可用來(lái)模擬電煤供應(yīng)鏈能源消耗和CO2排放的狀態(tài)以及變化趨勢(shì)，并通過(guò)調(diào)節(jié)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。

表3 主要外生變量數(shù)據(jù)Table 3 Data of main exogenous variables

表4 電煤開(kāi)采量與能源消耗總量模擬對(duì)比Table 4 Simulation comparison of coal mining amount and total energy consumption

3 情景仿真

3.1 電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排路徑分析

電煤供應(yīng)鏈能源消耗和 CO2排放受到眾多因素的影響。本文具體分析供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)中的能源消耗和 CO2排放情況，并由此提出相應(yīng)的節(jié)能減排路徑。

3.1.1 開(kāi)采環(huán)節(jié)節(jié)能減排路徑分析

《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒(2018)》顯示，2016年煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)用電量為8.47×1010(kWh)，占全國(guó)電力消費(fèi)總量的1.38%。另外，根據(jù)《煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年煤礦采煤和掘進(jìn)的機(jī)械化程度分別達(dá)到85%和65%。機(jī)械化程度的提高，將增加電能的消耗。由2011～2018年中國(guó)神華年度報(bào)告中的數(shù)據(jù)計(jì)算可得，開(kāi)采過(guò)程中綜合能耗量均值為212 948 t標(biāo)準(zhǔn)煤，而電能消耗量均值為160 291 t標(biāo)準(zhǔn)煤，電能在綜合能源消耗所占比例為75.27%。電能是開(kāi)采過(guò)程中的主要能耗，耗電設(shè)備不會(huì)直接產(chǎn)生碳排放，但大量的電能消耗則會(huì)間接產(chǎn)生較大的碳排放。因此，開(kāi)采環(huán)節(jié)節(jié)能減排應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮降低開(kāi)采單位原煤所消耗的電能，即開(kāi)采耗電系數(shù)。其次，開(kāi)采過(guò)程中所產(chǎn)生的煤層氣和煤矸石會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大影響，提高煤層氣和煤矸石的利用率，是開(kāi)采環(huán)節(jié)節(jié)能減排的另一種途徑。

3.1.2 運(yùn)輸環(huán)節(jié)節(jié)能減排路徑分析

運(yùn)輸過(guò)程中，主要能源消耗為各種運(yùn)輸工具所消耗的化石燃料；主要碳排放來(lái)自于化石燃料燃燒所產(chǎn)生的 CO2。中國(guó)煤炭運(yùn)輸方式主要有鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸和水路運(yùn)輸。相比公路運(yùn)輸和水路運(yùn)輸，鐵路運(yùn)輸具有能耗低、運(yùn)量大、運(yùn)距長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。因此，運(yùn)輸環(huán)節(jié)節(jié)能減排路徑應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮增加鐵路占比，降低航運(yùn)占比和公路占比。其次，由于電力機(jī)車排放系數(shù)低于燃油機(jī)車，且能源使用效率更高，可考慮增加電力機(jī)車在鐵路運(yùn)輸中所占的比重。

3.1.3 發(fā)電環(huán)節(jié)節(jié)能減排路徑分析

電煤供應(yīng)鏈發(fā)電環(huán)節(jié)主要過(guò)程包括燃煤發(fā)電過(guò)程和灰渣處理過(guò)程。其中，對(duì)碳排放量產(chǎn)生直接影響的環(huán)節(jié)，主要集中于鍋爐系統(tǒng)。因此，發(fā)電環(huán)節(jié)節(jié)能減排路徑應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮通過(guò)對(duì)鍋爐設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，降低鍋爐單位發(fā)電量所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤炭量，即發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)耗煤率。

根據(jù)中國(guó)神華發(fā)布的《2018年環(huán)境、社會(huì)和治理報(bào)告》可知，60萬(wàn)kW等級(jí)(含)以上機(jī)組占燃煤機(jī)組總?cè)萘勘壤秊?1.7%。此外，根據(jù)中國(guó)神華發(fā)布的年度報(bào)告可知，中國(guó)神華燃煤電廠平均售電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為308 g/(kWh)。而根據(jù)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃》的要求，到2020年現(xiàn)役6×105(kWh)及以上機(jī)組(除空冷機(jī))改造后平均供電煤耗低于300 g/(kWh)。因此，可知中國(guó)神華尚未達(dá)到供電煤耗標(biāo)準(zhǔn)值，需要進(jìn)一步升級(jí)改造。

3.2 電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排路徑模擬

3.2.1 開(kāi)采環(huán)節(jié)

將開(kāi)采耗電系數(shù)降低5%、10%、15%，作為開(kāi)采環(huán)節(jié)的情形1、情形2和情形3，觀察開(kāi)采環(huán)節(jié)能源消耗量、碳排放和能耗成本變化情況，結(jié)果如圖4～6和表5所示。

表5 開(kāi)采環(huán)節(jié)模擬結(jié)果Table 5 Simulation results of the mining stage

圖4 開(kāi)采環(huán)節(jié)能耗量Figure 4 Energy consumption in the mining stage

圖5 開(kāi)采環(huán)節(jié)碳排放量Figure 5 Carbon emissions in the mining stage

圖6 開(kāi)采環(huán)節(jié)能耗成本Figure 6 Energy consumption cost in the mining stage

由圖4～6可看出，當(dāng)降低開(kāi)采耗電系數(shù)，開(kāi)采環(huán)節(jié)能耗量、開(kāi)采環(huán)節(jié)碳排放和開(kāi)采環(huán)節(jié)能耗成本相比基準(zhǔn)情形均呈下降趨勢(shì)。從表5可看出，當(dāng)降低開(kāi)采耗電系數(shù)分別為5%、10%、15%，開(kāi)采能耗量降低4.92%、9.09%、14.92%，開(kāi)采碳排放降低4.92%、9.09%、14.92%，開(kāi)采總成本下降0.75%、1.39%、2.27%。開(kāi)采環(huán)節(jié)中企業(yè)通過(guò)設(shè)備更換、設(shè)備改造、設(shè)備優(yōu)化配置和開(kāi)采流程優(yōu)化的方式，降低開(kāi)采環(huán)節(jié)中的電能消耗，能夠降低企業(yè)開(kāi)采能耗成本，并有效降低電煤供應(yīng)鏈開(kāi)采環(huán)節(jié)中的能源消耗及碳排放。

3.2.2 運(yùn)輸環(huán)節(jié)

將鐵路運(yùn)輸占比提高5%、10%、15%，即鐵路占比為83%、87%、91%，作為運(yùn)輸環(huán)節(jié)的情形1、情形2和情形3，觀察運(yùn)輸環(huán)節(jié)能源消耗、碳排放、運(yùn)輸收益及運(yùn)輸總成本變化情況，模擬結(jié)果如圖7～10和表6所示。

從圖7～10可看出，當(dāng)提高鐵路運(yùn)輸占比，運(yùn)輸環(huán)節(jié)能耗量和碳排放量呈下降趨勢(shì)，運(yùn)輸收益和運(yùn)輸成本呈上升趨勢(shì)，且運(yùn)輸收益上升幅度大于運(yùn)輸成本的上升幅度。由表6可看出，鐵路占比分別提高5%、10%、15%時(shí)，運(yùn)輸能耗量分別降低4.15%、7.73%、12.44%，運(yùn)輸碳排放分別降低7.57%、15.14%、22.71%，運(yùn)輸收益分別提高2.89%、5.62%、8.2%，運(yùn)輸總成本分別提高0.94%、1.85%、2.76%。

表6 運(yùn)輸環(huán)節(jié)模擬結(jié)果Table 6 Simulation results of transportation stage

圖7 運(yùn)輸環(huán)節(jié)能源消耗量Figure 7 Energy consumption in the transport stage

圖8 運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳排放量Figure 8 Carbon emissions in the transport stage

圖9 運(yùn)輸環(huán)節(jié)收益Figure 9 The income in the transport stage

圖10 運(yùn)輸環(huán)節(jié)總成本Figure 10 Total cost of transportation stage

企業(yè)通過(guò)調(diào)整運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，增加自有鐵路建設(shè)，提升鐵路在運(yùn)輸中所占的比例，能增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，有效降低電煤供應(yīng)鏈運(yùn)輸環(huán)節(jié)能源消耗和碳排放，促進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3.2.3 發(fā)電環(huán)節(jié)

將發(fā)電耗煤率降低1%、2%、3%，作為發(fā)電環(huán)節(jié)的情形1、情形2和情形3，觀察電煤供應(yīng)鏈發(fā)電環(huán)節(jié)能源消耗、碳排放變化情況，結(jié)果如圖11、圖12和表7所示。

圖11 發(fā)電環(huán)節(jié)能源消耗量Figure 11 Energy consumption in the power generation stage

圖12 發(fā)電環(huán)節(jié)碳排放量Figure 12 Carbon emission in power generation stage

由圖11和圖12可看出，降低發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率，電煤供應(yīng)鏈發(fā)電環(huán)節(jié)能耗量及碳排放呈下降趨勢(shì)。由表7可看出，將標(biāo)準(zhǔn)煤耗率分別降低1%、2%、3%時(shí)，發(fā)電能耗量分別下降0.97%、1.95%、2.92%，發(fā)電碳排放分別降低0.97%、1.95%、2.92%，發(fā)電總成本分別下降0.76%、1.53%、2.29%。此外，發(fā)電環(huán)節(jié)能耗占電煤供應(yīng)鏈總能耗的99.48%，發(fā)電環(huán)節(jié)碳排放占到到電煤供應(yīng)鏈碳排放的99.24%。因此，發(fā)電環(huán)節(jié)為電煤供應(yīng)鏈主要能耗和碳排放環(huán)節(jié)。企業(yè)通過(guò)鍋爐改造，提升鍋爐性能和燃燒效率，從而降低發(fā)電過(guò)程中所消耗的電煤量，進(jìn)而降低發(fā)電環(huán)節(jié) CO2排放量以及開(kāi)采環(huán)節(jié)和發(fā)電環(huán)節(jié)的能源消耗和碳排放，使得電煤供應(yīng)鏈整體能耗水平和碳排放水平顯著降低，發(fā)電總成本下降，進(jìn)而提高企業(yè)總利潤(rùn)。

表7 發(fā)電環(huán)節(jié)模擬結(jié)果Table 7 Simulation results of power generation stage

3.2.4 環(huán)保投資

根據(jù)2011～2018年中國(guó)神華每年投入的節(jié)能減排資金額估算可得，環(huán)保投資比例占總收入的1.44%。企業(yè)通過(guò)增加治理投資的方式，降低 CO2排放量。另外,《全國(guó)城市生態(tài)保護(hù)與建設(shè)規(guī)劃》(2015～2020年)提出，到2020年，環(huán)保投資占GDP的比例不低于3.5%。因此環(huán)保投資存在較大提升空間，因此，將企業(yè)的環(huán)保投資比例提高5%、10%、15%，即環(huán)保投資比例為1.51%、1.58%、1.66%，作為環(huán)保投資的情形1、情形2和情形3，觀察電煤供應(yīng)鏈碳排放治理量變化情況，結(jié)果如圖13和表8所示。

圖13 碳排放治理量Figure 13 Carbon emission control amount of electric-coal supply chain

由圖13可看出，通過(guò)增加治理投資比例，電煤供應(yīng)鏈CO2治理量增加。由表8可看出，當(dāng)環(huán)保投資分別提高5%、10%、15%，電煤供應(yīng)鏈 CO2治理量分別提高4.86%、9.72%、15.28%。環(huán)保投資可有效治理碳排放，促進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。但這種方法屬于碳排放事后治理，非源頭治理，且無(wú)法降低電煤供應(yīng)鏈能源消耗量，不適合長(zhǎng)期采用這種方法實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

表8 環(huán)保投資模擬結(jié)果Table 8 Simulation results of environmental protection investment

3.3 電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排路徑模擬結(jié)果比較分析

電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，受眾多因素影響。前文通過(guò)分析電煤供應(yīng)鏈3個(gè)環(huán)節(jié)中能源消耗和碳排放的主要影響因素，對(duì)4種節(jié)能減排路徑進(jìn)行模擬。將4種路徑的節(jié)能效果、減排效果和經(jīng)濟(jì)效益的模擬值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表9所示。

表9 4種路徑模擬結(jié)果Table 9 Simulation results of four paths

模擬結(jié)果顯示，發(fā)電環(huán)節(jié)降低發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)耗煤率，可顯著降低發(fā)電過(guò)程中的能源消耗，并降低供應(yīng)鏈整體能耗和碳排放水平，經(jīng)濟(jì)效益最大，效果最好；其次為調(diào)整鐵路運(yùn)輸比例，但此路徑需要企業(yè)投入大量資金建設(shè)自有鐵路；其后是降低開(kāi)采耗電系數(shù)，開(kāi)采環(huán)節(jié)中電能最具節(jié)能潛力；最后是增加治理投資，此途徑減排效果較為顯著，但屬于事后治理，且無(wú)法降低電煤供應(yīng)鏈能源消耗量，并影響到企業(yè)總利潤(rùn)，僅可作為短期內(nèi)治理 CO2的有效途徑，以及長(zhǎng)期治理的輔助型措施。

4 結(jié)論

本文綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益、能源效益和環(huán)境效益，以中國(guó)神華集團(tuán)下屬的煤炭開(kāi)采企業(yè)、運(yùn)輸企業(yè)、發(fā)電企業(yè)構(gòu)成的電煤供應(yīng)鏈為例，構(gòu)建電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排路徑進(jìn)行模擬研究。通過(guò)對(duì)各環(huán)節(jié)的能耗及CO2排放情況進(jìn)行分析，提出4種節(jié)能減排路徑，并探討不同路徑對(duì)能源消耗、碳排放和經(jīng)濟(jì)效益的影響，在此基礎(chǔ)上比較不同路徑的節(jié)能減排效果。通過(guò)對(duì)4個(gè)路徑模擬結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)降低發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率，節(jié)能減排效果最好，經(jīng)濟(jì)效益最佳；其次是降低開(kāi)采耗電系數(shù)，減少開(kāi)采過(guò)程中的電能消耗以及間接產(chǎn)生的CO2；然后是調(diào)整鐵路運(yùn)輸比例，提高鐵路運(yùn)輸比例，降低航運(yùn)比例，降低運(yùn)輸環(huán)節(jié)的能源消耗和碳排放；最后是增加環(huán)保治理投資。

綜上，電煤供應(yīng)鏈節(jié)能減排的著力點(diǎn)主要為以下幾個(gè)方面。1) 開(kāi)采環(huán)節(jié)中，重點(diǎn)對(duì)高耗能設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，優(yōu)化開(kāi)采流程，提高煤層氣和煤矸石利用率。2) 運(yùn)輸環(huán)節(jié)中，優(yōu)化運(yùn)輸流程，選用優(yōu)質(zhì)能源，提高能源利用率，增加自有鐵路建設(shè)以促進(jìn)節(jié)能降耗。3) 發(fā)電環(huán)節(jié)中，加強(qiáng)煤炭工業(yè)鍋爐治理和技術(shù)改造，淘汰落后燃煤機(jī)組，以減少電煤供應(yīng)鏈能耗和CO2排放。