基于CGE模型的能源与水环境互馈机制的研究--以黑龙江省为例

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中文摘要：石油和煤炭作为我国主要的生产和消费能源。随着社会经济的快速发展，能源的消耗日趋增多，严重影响我国环境。水资源短缺和水环境恶化已经成为我国经济发展的严重制约因素。能源全生命周期中各阶段，由于产业结构、工艺水平、用水环节等特点不同，因而用水和污染物排放状况也千差万别，因此有必要开展研究，定量评估我国能源在全生命周期中各阶段的用水量及污染物排放情况。黑龙江省作为我国主要的能源生产基地之一，同时也是能源消费大省。故以黑龙江省作为典型区域代表，利用现状消费和节约型消费两种方式的CGE模型对石油和煤炭的全生命周期中各阶段的污染物的排放量进行计算与预测。本文得到的主要结论如下: (1)系统梳理了石油和煤炭两大能源与水资源和水环境的互馈机制。分析了能源在开采、加工转换和终端消费等阶段的用水及耗水特点，定量评估了不同阶段的用水及污染物排放状况。水环境的改变也受节水措施及能源消费结构等因素的影响。 (2)煤炭的全生命周期包括煤炭的开采洗选、加工转换和终端消费三个阶段。煤炭全生命周期用水量为1041.2-1066.0亿m3，其中开采洗选环节用水量占全生命周期用水量的1.4-2.2％;加工转化过程的用水量占47.3-47.7％;终端消费阶段的用水量占50.1-51.3％，终端消费阶段用水量最多。 (3)石油的全生命周期包括石油开采、加工转换和终端消费三个阶段。石油的全生命周期用水总量为260.9-269.8亿m3，其中开采环节的用水量占全生命周期用水量的1.4-3.2％;加工转换阶段用水量占2.8-4.3％;终端消费阶段的用水量占92.6-95.7％，终端消费阶段按用水量最多。 (4)构建CGE模型，并在模型中引入环境因素，将其作为要素之一。通过对现状消费CGE模型的计算与预测，在没有任何因素的干扰下煤炭全生命周期的各阶段污染物排放量最多的是终端消费阶段，废水和COD排放最少的是加工转换阶段，氨氮排放最少的是开采阶段。石油全生命周期的各阶段污染物排放量最多的是终端消费阶段，排放量最少的是开采阶段。 (5)在现状消费CGE模型中，煤炭在开采阶段废水和COD的排放量要高于石油开采阶段，但氨氮的排放量低于石油;在加工转换过程中，煤炭用于煤化工的污染物排放量要高于石油用于石油化工，但煤炭用于炼焦和电力热力方面的污染物的排放量要低于石油用于炼油和电力热力;在终端消费阶段，煤炭的污染物排放量高于石油。在节约型消费CGE模型中，提高水价，可使能源各阶段污染物的排放量降低，水价越高，污染物排放量越少;调整能源结构也会使污染物排放量降低，一次能源使用量越少，污染物排放量越少。且提高水价和调整能源结构均对终端利用阶段的影响最为明显。

作者：

张杰

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关键词：

全生命周期可计算一般均衡模型水资源水环境互馈机制

授予学位：

硕士

学科专业：

环境工程

导师：

李海明

学位年度：

2020

学位授予单位：

天津科技大学

语种：

中文

中图分类号：