顧建王偉+封學(xué)軍吳曉婧+劉捷

DOI：10.13340/j.jsmu.2016.04.003

文章編號：1672-9498（2016）04001505

摘要：為促進(jìn)港口向低碳、高效的目標(biāo)邁進(jìn)，并兼顧港口自身發(fā)展及其社會責(zé)任，從能源消耗、碳排放和成本控制等3個角度出發(fā)，建立港口節(jié)能減排建設(shè)方案多目標(biāo)優(yōu)化模型.將模型運(yùn)用到連云港港口節(jié)能減排項(xiàng)目的優(yōu)化與分析中，利用GAMS軟件進(jìn)行模型求解，得到綜合效益最優(yōu)時項(xiàng)目的建設(shè)時序和規(guī)模.結(jié)果表明：建設(shè)期結(jié)束后，該方法可使連云港港口每年節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤6 526.64 t，減少CO2 排放39 390.22 t，獲得4 922.38萬元的節(jié)能減排綜合效益；運(yùn)營兩年后即可收回建設(shè)成本.

關(guān)鍵詞：

低碳港口； 節(jié)能減排； 多目標(biāo)優(yōu)化； GAMS

中圖分類號： U651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

0引言

交通運(yùn)輸業(yè)是能源消耗大戶之一，我國政府十分重視交通運(yùn)輸業(yè)的節(jié)能減排工作.港口作為水路運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，是低碳交通運(yùn)輸體系的重要組成部分.交通運(yùn)輸部印發(fā)《船舶與港口污染防治專項(xiàng)行動實(shí)施方案（2015—2020年）》，提出以減少污染物排放為核心，以完善法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為基礎(chǔ)，以推進(jìn)排放控制區(qū)試點(diǎn)示范為抓手，依法推進(jìn)船舶與港口污染防治工作，努力實(shí)現(xiàn)我國水運(yùn)綠色、循環(huán)、低碳、可持續(xù)發(fā)展.相關(guān)政策制度不夠完善，節(jié)能減排技術(shù)推廣困難以及節(jié)能減排評價(jià)體系行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失，導(dǎo)致我國港口的節(jié)能減排任務(wù)艱巨、形勢嚴(yán)峻.對綠色低碳港口改造的合理規(guī)劃有利于港口向低碳、高效的目標(biāo)邁進(jìn)，推動交通運(yùn)輸業(yè)可持續(xù)發(fā)展，其社會意義深遠(yuǎn).

早期港口的粗放式發(fā)展靠的是能源資源的高投入、高消耗，對生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞.后來人們開始了對綠色低碳港口的研究，許多國家把低碳理念運(yùn)用于港口發(fā)展中.GOULIELMOS[1]通過總結(jié)歐洲地區(qū)港口環(huán)境保護(hù)政策，提出港口環(huán)境保護(hù)要從運(yùn)輸和海洋環(huán)境兩方面進(jìn)行論證，研究港口環(huán)境問題及產(chǎn)生原因，并指出港口成本應(yīng)納入環(huán)境成本；TICHAVSKA等[2]從拉斯帕爾馬斯港廢氣排放角度出發(fā)，分析港口的外部成本和生態(tài)效率指標(biāo)，研究結(jié)果結(jié)合港區(qū)運(yùn)行情況可用于評估港口城市的減排量；ODUM等[3]通過對港口生態(tài)工程的研究，把生態(tài)設(shè)計(jì)因素加入到港口的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)運(yùn)營中，使得港口環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展.目前國內(nèi)港口節(jié)能減排相關(guān)研究主要集中在節(jié)能減排評價(jià)體系、主要技術(shù)、效率研究等方面.姜海洋[4]、莫琪琪[5]、劉捷等[6]、陳敏慧等[7]從管理體制、工藝技術(shù)、新技術(shù)開發(fā)和節(jié)能減排效果等角度構(gòu)建了港口節(jié)能減排綜合評價(jià)指標(biāo)體系；李海波等[8]和劉洪波等[9]歸納總結(jié)了綠色低碳港口建設(shè)的主要技術(shù)，并分析了其應(yīng)用效果、推廣的制約因素和解決途徑；邵超峰等[10]、劉硯津[11]和耿東耀[12]從優(yōu)化裝卸工藝流程、采用高精尖節(jié)能減排技術(shù)、降低設(shè)備能耗等層面開展節(jié)能減排效率研究；趙雅倩等[13]以經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益為目標(biāo)建立01整數(shù)規(guī)劃模型，并通過Excel軟件求出最優(yōu)解.綜合來看，國內(nèi)少有學(xué)者從港口節(jié)能減排建設(shè)方案規(guī)劃的角度科學(xué)合理地安排港口節(jié)能減排項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模和時序以兼顧環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益.

鑒于此，本文從能源消耗、碳排放和成本控制等3個角度出發(fā)，對港口節(jié)能減排項(xiàng)目建設(shè)與投資進(jìn)行多目標(biāo)規(guī)劃，利用GAMS軟件進(jìn)行優(yōu)化求解，提出港口節(jié)能減排建設(shè)優(yōu)化方案.

3結(jié)論與展望

長期以來，港口節(jié)能減排建設(shè)缺乏科學(xué)合理的規(guī)劃，往往僅從投資成本角度考慮項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模和時序.本文重點(diǎn)從能源消耗和碳排放這兩個影響環(huán)境的重要因素入手，同時兼顧投資成本因素，構(gòu)建節(jié)能減排項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模與時序的優(yōu)化模型，并將模型運(yùn)用到連云港綠色低碳港口的優(yōu)化與分析中.采用GAMS軟件求解得到建設(shè)方案.根據(jù)該優(yōu)化方案可以得到：建設(shè)期結(jié)束后，連云港港口每年能節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤6 526.64 t，減少CO2排放39 390.22 t，獲得節(jié)能減排綜合效益4 922.38萬元，運(yùn)營兩年后即可收回建設(shè)成本.

當(dāng)然，本文構(gòu)建的模型尚有不足之處，如不能體現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模效應(yīng)，項(xiàng)目建設(shè)時間以年為單位不夠精細(xì)化等，與實(shí)際建設(shè)方案仍存在一定差距.這有待在后續(xù)的研究中進(jìn)一步改進(jìn).

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（編輯賈裙平）