（环境科学专业论文）基于耗散结构理论的铝行业循环经济产业链的设计与稳定性研究.pdf

原创性声明 哪| i ! l i i | | i l | | i i i l | l | i l i | i i | i l l l i i i l l i | l l 删 、i17 915 9 6 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：丛虹搀 日期：垫止圭：丝 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：麴! 盎睦导师签名 山东大学硕士学位论文 目录 中文摘要i a b s t r a c t i i i 第1 章绪论1 1 1 选题背景1 1 2 循环经济产业链及耗散结构理论应用的研究进展4 1 2 1 循环经济产业链的研究进展4 1 2 2 耗散结构理论应用的研究进展9 1 2 3 铝行业循环经济产业链的研究1 0 1 2 4 研究综合评述1 1 1 3 研究意义13 1 4 主要研究内容1 3 第2 章耗散结构理论基础1 5 2 1 熵15 2 1 1 熵的定义15 2 1 2 熵概念的发展1 5 2 2 耗散结构1 6 2 2 1 耗散结构的定义17 2 2 2 耗散结构形成的条件1 7 第3 章基于耗散结构的铝行业循环经济产业链的设计2 0 3 1 铝行业循环经济产业链的耗散结构分析2 0 3 1 1 铝行业循环经济产业链是一个开放系统。2 0 3 1 2 铝行业循环经济产业链处于远离平衡的状态2 0 3 1 3 铝行业循环经济产业链具有非线性的特征2 1 3 1 4 铝行业循环经济产业链存在涨落2 1 3 2 循环经济产业链设计的原则2 1 3 3 基于耗散结构的循环经济产业链的设计方法研究2 3 3 3 1 核心企业的选择。2 3 3 3 2 主链的确定2 4 山东大学硕士学位论文 3 3 3 次链的确定2 5 3 3 4 产业链的延伸与耦合2 6 3 4 铝行业循环经济产业链的设计2 7 3 4 1 铝行业的主要生产工艺2 7 3 4 2 构建主导产业链2 9 3 4 - 3 拓展延伸产业链3 0 3 4 4 铝行业循环经济产业链网体系3 1 3 5 信发集团循环经济产业链网分析3 2 3 5 1 集团概况3 2 3 5 2 信发集团循环经济产业链的总体设计。3 4 3 5 3 信发集团循环经济产业链网体系的形成3 5 3 6 本章小结3 7 第4 章基于耗散结构的铝行业循环经济产业链的稳定性研究3 8 4 1 铝行业循环经济产业链稳定性的含义3 8 4 1 1 稳定性的含义3 8 4 1 2 铝行业循环经济产业链稳定性的内涵3 8 4 1 3 铝行业循环经济产业链稳定性的表现3 9 4 2 铝行业循环经济产业链稳定性的影响因素分析4 l 4 2 1 技术因素4 1 4 2 2 结构因素4 2 4 2 3 资源因素一4 3 4 2 4 环境因素4 4 4 2 5 市场因素4 4 4 2 6 政策因素4 5 4 2 7 管理因素4 5 4 3 铝行业循环经济产业链稳定性评价指标体系的确立4 6 4 3 1 评价指标体系的构建原则4 6 4 3 2 评价指标体系的建立4 7 4 3 3 指标的解释4 8 山东大学硕士学位论文 4 4 铝行业循环经济产业链稳定性评价方法的建立5 0 4 4 1 权重的确定5 0 4 4 2 综合评价模型5 3 4 5 信发集团循环经济产业链的稳定性评价5 4 4 5 1 信发集团循环经济产业链稳定性评价5 4 4 5 2 结果分析与建议5 5 4 6 本章小结5 7 第5 章铝行业循环经济系统的运行效率分析5 8 5 1 循环经济系统运行效率的内涵及表现特征5 8 5 2 铝行业循环经济系统运行效率评价指标体系的建立5 9 5 2 1 指标体系层次的确立5 9 5 2 2 指标的选取5 9 5 2 3 评价标准的确定6 0 5 3 信发集团循环经济系统的运行效率分析6 1 5 3 1 信发集团循环经济系统运行效率评价指标体系的建立6 1 5 3 2 评价过程6 2 5 3 3 结果分析与建议6 4 5 4 本章小结6 5 第6 章结论与展望6 7 6 1 结论6 7 6 2 展望6 8 参考文献7 0 致谢7 5 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录7 6 c o n t e n t s c h i n e s ed b s 仃a 成i a b s t r a c t i i i c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1b a c k g r o u n do f t h er e s e a r c h 1 1 2r e s e a r c hp r o g r e s s e so fc i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i na n dt h ea p p l i c a t i o n o f d i s s i p a t i v es t r u c t u r e 4 1 2 1r e s e a r c hp r o g r e s s e so fc i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i n 4 1 2 2r e s e a r c hp r o g r e s s e so ft h ea p p l i c a t i o no fd i s s i p a t i v es t r u c t u r e “9 1 2 3r e s e a r c hp r o g r e s s e so fa l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m y i n d u s t r i a lc h a i n 10 1 2 4c o m p r e h e n s i v er e v i e w 1 1 1 3m e a n i n go f t h er e s e a r c h 1 3 1 4m a i nr e s e a r c hc o n t e n t s 。1 3 c h a p t e r2t h e o r yo fd i s s i p a t i v es t r u c t u r e 1 5 2 1e n t r o p y 1 5 2 1 1d e f i n i t i o no fe n t r o p y 1 5 2 1 2t h ed e v e l o p m e n to ft h ec o n c e p to fe n t r o p y 15 2 2d i s s i p a t i v es t r u c t u r e 16 2 2 1d e f i n i t i o no f d i s s i p a t i v es t r u c t u r e 1 7 2 2 2t h ec o n d i t i o n so fd i s s i p a t i v es t r u c t u r e 1 7 c h a p t e r3d e s i g nm e t h o do fa l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m y i n d u s t r i a lc h a i n b a s e do n d i s s i p a t i v es t r u c t u r e 2 0 3 1a n a l y s i so fa l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i nb a s e d o nd i s s i p a t i v e s t r u c n 】r e 2 0 3 1 1o p e ns y s t e m 2 0 3 1 2n o n - e q u i l i b r i u ms t a t e 2 0 3 1 3n o n 1 i n e a rr a n g e ”2 1 3 1 4f l u c t u a t i o n “2 1 3 3 2d e s i g np r i n c i p l eo f c i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i n 2 1 山东大学硕士学位论丈 3 3t h ed e s i g nm e t h o do fc i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i nb a s e do nd i s s i p a t i v e s t r u c t u r e 2 3 3 3 1n ec h o i c eo f t h ec o r ee n t e r p r i s e 2 3 3 3 2d e t e r m i n a t i o no f d o m i n a n ti n d u s t r i a lc h a i n 2 4 3 3 3d e t e r m i n a t i o no f s e c o n d a r yc h a i n 2 5 3 3 4t h ee x t e n s i o na n dc o u p l i n go f i n d u s t r i a lc h a i n 2 6 3 4t h e d e s i g nf o ra l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m y i n d u s t r i a lc h a i n 2 7 3 4 1t h e m a i np r o c e s so fa l u m i n u mi n “s t r y 2 7 3 4 2c o n s t r u c t i o no f t h ed o m i n a n ti n d u s t r i a lc h a i n 2 9 3 4 3e x t e n s i o no f t h ei n d u s t r i a lc h a i n 3 0 3 4 4t h ea l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i nn e t w o r k 3 1 3 5a n a l y s i so f c i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i nn e t w o r k o f x i n f ag r o u p 一3 2 3 5 1i n t r o d u c t i o no f x i n f ag r o u p 3 2 3 5 2g e n e r a ld e s i g no f c i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i no f x i n f ag r o u p 3 4 3 5 3f o r m a t i o no f i n d u s t r i a lc h a i nn e t w o r ko f x i n f ag r o u p 3 5 3 6b r i e fs u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 3 7 c h a p t e r4s t a b i l i t yo fa l u m i n u m c i r c u l a r e c o n o m y i n d u s t r i a lc h a i nb a s e do n d i s s i p a t i v es t r u c t u r e 3 8 4 1m e a n i n go f s t a b i l i t yo fa l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i n 3 8 4 1 1m e a n i n go f s t a b i l i t y 3 8 4 1 2i n t e n s i o no f s t a b i l i t yo fa l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m y i n d u s t r i a lc h a i n 38 4 1 3p e r f o r m a n c e so f t h es t a b i l i t y 3 9 4 2i n f l u e n c ef a c t o r so fs t a b i l i t yo fa l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i n 41 4 2 1t e c h n i c a lf a c t o r s 4 1 4 2 2s n l l c t l 】r a lf a c t o r s 4 2 4 2 3r e s o u r c ef a c t o r s 4 3 4 2 4e n v i r o n m e n t a lf a c t o r s 4 4 4 2 5m a r k e tf a c t o r s 4 4 4 2 6p o l i c yf a c t o r s 4 5 4 2 7m a n a g e m e n tf a c t o r s 4 5 v 山东大学硕士学位论文 4 3e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fs t a b i l i t yo fa l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a l c h a i n 4 6 4 3 1p r i n c i p l e so f t h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m 4 6 4 3 2e s t a b l i s h m e n to f t h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m 4 7 4 ：；3i n t e r p r e t a t i o no f i n d i c a t o r s 4 8 4 4e v a l u a t i o nm e t h o do f t h es t a b i l i t y 5 0 4 4 1d e f i n i t i o no f t h ei n d i c a t o rw e i g h t 5 0 4 4 2e s t a b l i s h m e n to f e v a l u t i o nm o d e l 5 3 4 5e v a l u a t i o no f t h es t a b i l i t yo f x i n f ag r o u p 5 4 4 5 1e v a l u a t i o no f t h es t a b i l i t yo f x i n f ag r o u p 5 4 4 5 2a n a l y s i sa n dr e c o m m e n d a t i o n s 5 5 4 6b r i e f s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 5 7 c h a p t e r5o p e r a t i o n a le f f i c i e n c yo fa l u m i n u mi n d u s t r yc i r c u l a re c o n o m ys y s t e m 5 8 5 1i n t e n s i o na n dp e r f o r m a n c e so f t h eo p e r a t i o n a le f f i c i e n c y 5 8 5 2e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo f t h eo p e r a t i o n a le f f i c i e n c y 5 9 5 2 1s t r u c t u r eo f i n d e xs y s t e m 5 9 5 2 2s e l e c t i o no f i n d i c a t o r s 5 9 5 2 3e v a l u a t i o ns t a n d a r d 6 0 5 3a n a l y s i so no p e r a t i o n a le f f i c i e n c yo f x i n f ag r o u p 6 1 5 3 1e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo f o p e r a t i o n a le f f i c i e n c yo f x i n f ag r o u p 6 1 5 ：；2e v a l u a t i o np r o c e s s 6 2 5 3 3a n a l y s i sa n dr e c o m m e n d a t i o n s 6 4 1 ；4b r i e fs u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 6 5 c h a p t e r6c o n c l u s i o n sa n dp e r s p e c t i v e s 6 7 6 1c o n c l u s i o n s 6 7 6 2p e r s p e c t i v e s 6 8 r e f e r e n c e s 7 0 a c k n o w l e d g e m e n t 7 5 p u l i c a t i o n s 7 6 山东大学硕士学位论文 中文摘要 随着工业化和城市化进程的加快，资源枯竭、能源危机、环境污染等问题日 益加剧，发展循环经济、实现调结构、转方式成为世界各国实现可持续发展的重 要途径。循环经济产业链是循环经济系统构建的核心，与循环经济系统的稳定运 行有密切联系。 铝行业作为国民经济和社会发展的重要基础原材料产业，同时也是传统的高 污染、高耗能行业，也已在长期实践的基础上初步建立了循环经济系统。但随着 经济的快速发展，铝行业遇到了各种瓶颈问题，循环经济系统稳定性已成为制约 行业发展的关键。因此，有必要对铝行业循环经济产业链的设计及稳定性进行深 入研究，以促进行业的可持续发展。 论文系统查阅了国内外关于循环经济产业链的构建和稳定性研究，发现许多 学者从产业链结构与特征、形成机理、稳定性影响因素、稳定运行机制等方面开 展了大量研究，对产业链稳定运行的提升有很大帮助。但是循环经济产业链本质 上是一个耗散结构体，从这个方面进行探讨将更有益于产业链的发展，而目前关 于这方面的研究尚极少有人涉及。 论文以耗散结构理论为基础，从开放性、远离平衡态、非线性、涨落四个方 面分析了铝行业循环经济产业链的结构特点，以此为依据，提出了铝行业循环经 济产业链的设计方法，重点研究了核心企业的选择以及主链、次链的确定，并将 设计方法应用于信发集团，对信发集团的循环经济产业链网体系进行了设计、分 析，形成了独具特色的“热电联产、铝电联营，产业高度聚集、上下延伸、左右 关联，动脉扩张、静脉串联、动静耦合”的产业链网体系。 借鉴热力学和生态学稳定性原理，基于耗散结构理论，提出了铝行业循环经 济产业链稳定性的内涵，分析了稳定性的表现特征，即开放性、协调性、均衡性 和高效性；从技术、结构、资源、环境等7 个方面研究了稳定性的影响因素。立 足于铝行业循环经济产业链的熵流构成要素，建立了稳定性评价指标体系，并通 过权重的确定一改进的熵值法、评价模型的确立最终建立了稳定性评价方法。将 建立的指标体系和评价方法应用到信发集团，对集团产业链改进前和改进后的稳 定性进行评价，表明2 0 0 5 年到2 0 0 8 年信发集团的产业链稳定性明显提高，并提 出了相关的措施建议。 山东大学硕士学位论文 论文最后对铝行业循环经济系统的运行效率进行了研究，界定了运行效率的 内涵及表现特征，建立了运行效率评价指标体系和方法，并对信发集团的运行效 率进行了分析，结果显示，集团2 0 0 6 到2 0 0 8 年综合距离值由0 3 1 9 降为0 0 9 1 1 ， 系统运行效率在不断提高。 论文针对国民经济的基础原材料产业铝行业进行了循环经济产业链的设计 及优化方法研究，研究内容具有针对性；将耗散结构理论引入到了循环经济产业 链的研究中，丰富了循环经济理论体系，具有较强的理论价值；建立了铝行业循 环经济产业链的设计方法和稳定性评价方法，并成功应用于信发集团，研究成果 具有较高的技术和示范价值。 i i 关键词：耗散结构；铝行业；循环经济产业链；稳定性；熵增原理 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h eh i g h 。s p e e dd e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a l i z a t i o na n du r b a n i z a t i o np r o c e s s ， t h ep r o b l e m ss u c ha sr e s o u r c e se x h a u s t i o n ，e n e r g yc r i s i sa n de n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n a r eg r o w i n gi ni n t e n s i t y t h ed e v e l o p m e n to fc i r c u l a re c o n o m ya n dt r a n s i t i o no f e c o n o m i c g r o w t h m o d eb e c o m et h e i m p o r t a n tw a yt oa c h i e v es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t c i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i ni st h ec o r eo fb u i l d i n gu pc i r c u l a r e c o n o m ys y s t e m ，a n dh a sac l o s er e l a t i o nw i t hi t ss t e a d yo p e r a t i o n a st h ee s s e n t i a lr a wa n dp r o c e s s e dm a t e r i a l so fn a t i o n a le c o n o m i ca n ds o c i a l d e v e l o p m e n t ，a n dt h et r a d i t i o n a lh i g h - p o l l u t i n g ，h i g he n e r g y - c o n s u m i n gi n d u s t r y , a l u m i n u mi n d u s t r yh a st a k e ni n i t i a ls h a p ea sc i r c u l a re c o n o m ys y s t e mo nt h eb a s i so f l o n g t e r mp r a c t i c e a l u m i n u mi n d u s t r yh a se n c o u n t e r e dav a r i e t yo fb o t t l e n e c k sw i t h t h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m y t h es t a b i l i t yo fc i r c u l a re c o n o m ys y s t e mh a s b e c o m et h ek e yf a c t o rr e s t r i c t i n gi t sd e v e l o p m e n t t h e r e f o r e ，i ti sn e c e s s a r yt os t u d y t h ed e s i g na n ds t a b i l i t yo fa l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i ni no r d e rt o p r o m o t et h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to ft h ei n d u s t r y t h i sp a p e rr e v i e w e dt h es t u d yo nt h ed e s i g na n ds t a b i l i t yo fc i r c u l a re c o n o m y i n d u s t r i a lc h a i nh o m ea n da b r o a d t h er e s u l t ss h o wt h a tm a n ys c h o l a r sh a v ec a r r i e d o u tr e s e a r c hw o r ki nt h i s f i e l d ，m a i n l yf o c u s i n go ns t r u c t u r ea n dc h a r a c t e r i s t i c s ， s t a b i l i z i n gf a c t o r sa n dm e c h a n i s ma n ds oo n t h e s es t u d i e sp l a ya ni m p o r t a n tp a r ti n t h es t e a d yo p e r a t i o no fi n d u s t r i a lc h a i n i nf a c t ，c i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i ni sa d i s s i p a t i v es t r u c t u r e i ti sm u c hb e t t e rf o r t h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lc h a i nt os t u d y f r o mt h i sa s p e c t h o w e v e r , l i t t l er e s e a r c hh a sb e e nc o n d u c t e dy e t t h i sp a p e ra n a l y s e dt h es t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c so fa l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m y i n d u s t r i a lc h a i nb yo p e n n e s s ，o u to fe q u i l i b r i u m ，n o n l i n e a ra n df l u c t u a t i o nb a s e do n d i s s i p a t i v es t r u c t u r et h e o r y t h e n ，i tp u tf o r w a r dt h em e t h o d st od e s i g na l u m i n u m c i r c u l a re c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i n ，f o c u s i n go nt h es t u d yo fd e t e r m i n a t i o nm e t h o d sf o r c o r ee n t e r p r i s e ，d o m i n a n ti n d u s t r i a lc h a i na n ds e c o n d a r yc h a i n t h ed e s i g nm e t h o d s w e r ea p p l i e dt ox i n f ag r o u p o nt h eb a s i so ft h ea n a l y s i sa n dd e s i g n ，x i n f ag r o u p f o r m e d i n d u s t r i a lc h a i nn e t w o r kw i t h t h ef e a t u r e so f c o g e n e r a t i o n , i i i 山东大学硕士学位论丈 e l e c t r i c i t y - a l u m i n u mj o i n t ，i n d u s t r i a la g g l o m e r a t i o n , a r t e r yd i l a t a t i o n a n ds e r i e s c o n n e c t i o n t h i sp a p e re x p o u n d e dt h ei n t e n s i o no fs t a b i l i t yo fa l u m i n u mc i r c u l a re c o n o m y i n d u s t r i a lc h a i nw i t ht h et h e o r yo ft h e r m o d y n a m i c s ，e c o l o g ya n dd i s s i p a t i v es t r u c t u r e t h e nt h e p e r f o r m a n c ec h a r a c t e r i s t i c s o fs t a b i l i t yw e r ea n a l y z e db yo p e n n e s s ， c o o r d i n a t i o n ，p r o p o r t i o n a l i t ya n dh i g he f f e c t i v e n e s s ，a n dt h ei n f l u e n c i n gf a c t o r so f s t a b i l i t yw e r es t u d i e db yt e c h n o l o g y , s t r u c t u r e ，r e s o u r c e s ，e n v i r o n m e n t ，m a r k e t ，p o l i c y a n dm a n a g e m e n t s t a n do nt h ee l e m e n t so fe n t r o p yf l o wo fa l u m i n u mc i r c u l a r e c o n o m yi n d u s t r i a lc h a i n ，t h ep a p e re s t a b l i s h e dt h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e ma n d m e t h o df o rs t a b i l i t y a n dt h ei n d e xs y s t e ma n dm e t h o dw e r ea p p l i e dt ox i n f ag r o u p t oe v a l u a t et h es t a b i l i t yb e t w e e nb e f o r ea n da f t e ro fi n d u s t r i a lc h a i nd e s i g n e d t h e r e s u l t ss h o wt h a tt h es t a b i l i t yo f2 0 0 8w a sm a r k e d l yi m p r o v e dc o m p a r e dt o2 0 0 5 a tl a s t ，t h i sp a p e rs t u d i e dt h eo p e r a t i o ne f f i c i e n c yo fa l u m i n u mi n d u s t r yc i r c u l a r e c o n o m ys y s t e m t h ec o n t e n ta n dp e r f o r m a n c ec h a r a c t e r i s t i c so fo p e r a t i o ne f f i c i e n c y w e r ed e f i n e d ，a n dt h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e ma n dm e t h o dw e r eb u i l t t h r o u g h a n a l y z i n gt h eo p e r a t i o ne f f i c i e n c yo fx i n f ag r o u p ，i ts h o w st h a tt h ei n t e g r a t e d d i s t a n c ev a l u e