XXX年西安交通大学建模夏令营第二轮模拟赛B题

XXX年西安交通大学建模夏令营第二轮模拟赛B题第三轮模拟竞赛题目B题：节能减排问题的定量研究节能减排是我国应对资源紧缺、减轻环境压力、实现经济可连续进展的必定选择。关于节能减排考核体系的研究,目前多限于广泛的定性论述,定量研究成果尚不多见。附件1是十一五节能减排目标，附件2是关于节能减排的报道。为了实现节能减排这一全然目的,为我国的进展决策提供科学依据,请你们选择感爱好的行业或者关于节能减排问题的某个侧面（比如：确立能反映环境、经济、社会进展和谐程度的指标体系和评判方法，因此你也能够选择其它方面研究），建立数学模型，并利用互联网数据，进行定量研究，并依照你们的模型结果，为政府的决策提供合理的建议。

附件1：国务院通知要求确保实现十一五节能减排目标中新网5月5日电中国政府网今日刊登《国务院关于进一步加大工作力度确保实现“十一五”节能减排目标的通知》。通知中指出，要实现“十一五”单位国内生产总值能耗降低20%左右的目标，任务还相当艰巨。通知全文如下：国务院关于进一步加大工作力度确保实现“十一五”节能减排目标的通知国发〔2010〕12号各省、自治区、直辖市人民政府，国务院各部委、各直属机构：2006年以来，各地区、各部门认真贯彻落实科学进展观，把节能减排作为调整经济结构、转变进展方式的重要抓手，加大资金投入，强化责任考核，完善政策机制，加强综合和谐，节能减排工作取得重要进展。全国单位国内生产总值能耗累计下降14.38%，化学需氧量排放总量下降9.66%，二氧化硫排放总量下降13.14%。但要实现“十一五”单位国内生产总值能耗降低20%左右的目标，任务还相当艰巨。为进一步加大工作力度，确保实现“十一五”节能减排目标，现就有关事项通知如下：一、增强做好节能减排工作的紧迫感和责任感。“十一五”节能减排指标是具有法律约束力的指标，是政府向全国人民作出的庄重承诺，是衡量落实科学进展观、加快调整产业结构、转变进展方式成效的重要标志，事关经济社会可连续进展，事关人民群众切身利益，事关我国的国际形象。当前，节能减排形势十分严肃，专门是2009年第三季度以来，高耗能、高排放行业快速增长，一些被剔除的落后产能死灰复燃，能源需求大幅增加，能耗强度、二氧化硫排放量下降速度放缓甚至由降转升，化学需氧量排放总量下降趋势明显减缓。为应对全球气候变化，我国政府承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放要比2005年下降40%-45%，节能提高能效的奉献率要达到85%以上，这也给节能减排工作带来庞大挑战。各地区、各部门要充分认识加强节能减排工作的重要性和紧迫性，切实增强使命感和责任感，下更大决心，花更大气力，果断采取强有力、见效快的政策措施，打好节能减排攻坚战，确保实现“十一五”节能减排目标。二、强化节能减排目标责任。组织开展对省级政府2009年节能减排目标完成情形和措施落实情形及“十一五”目标完成进度的评判考核，考核结果向社会公告，落实奖惩措施，加大问责力度。及时公布2009年全国和各地区单位国内生产总值能耗、要紧污染物排放量指标公报，以及2010年上半年全国单位国内生产总值能耗、要紧污染物排放量指标公报。各地区要按照节能减排目标责任制的要求，一级抓一级，层层抓落实，组织开展本地区节能减排目标责任评判考核工作，对未完成目标的地区进行责任追究。到“十一五”末，要对节能减排目标完成情形算总账，实行严格的问责制，对未完成任务的地区、企业集团和行政不作为的部门，都要追究要紧领导责任，依照情节给予相应处分。各地区“十二五”节能目标任务的确定要以2005年为基数。各省级政府要在5月底前，将本地区2010年节能减排目标和实施方案报国务院。三、加大剔除落后产能力度。2010年关停小火电机组1000万千瓦，剔除落后炼铁产能2500万吨、炼钢600万吨、水泥5000万吨、电解铝33万吨、平板玻璃600万重箱、造纸53万吨。各省级政府要抓紧制定本地区今年剔除落后产能任务，将任务分解到市、县和有关企业，并于5月20日前报国务院有关部门。有关部门要在5月底前下达各地区剔除落后产能任务，公布剔除落后产能企业名单，确保落后产能在第三季度前全部关停。加强剔除落后产能核查，对未按期完成剔除落后产能任务的地区，严格操纵国家安排的投资项目，实行项目“区域限批”，暂停对该地区项目的环评、供地、核准和审批。对未按规定期限剔除落后产能的企业，依法吊销排污许可证、生产许可证、安全生产许可证，投资治理部门不予审批和核准新的投资项目，国土资源治理部门不予批准新增用地，有关部门依法停止落后产能生产的供电供水。四、严控高耗能、高排放行业过快增长。严格操纵“两高”和产能过剩行业新上项目。各级投资主管部门要进一步加强项目审核治理，今年内不再审批、核准、备案“两高”和产能过剩行业扩大产能项目。未通过环评、节能审查和土地预审的项目，一律不准开工建设。对违规在建项目，有关部门要责令停止建设，金融机构一律不得发放贷款。对违规建成的项目，要责令停止生产，金融机构一律不得发放流淌资金贷款，有关部门要停止供电供水。落实限制“两高”产品出口的各项政策，操纵“两高”产品出口。五、加快实施节能减排重点工程。安排中央预算内投资333亿元、中央财政资金500亿元，重点支持十大重点节能工程建设、循环经济进展、剔除落后产能、城镇污水垃圾处理、重点流域水污染治理，以及节能环保能力建设等，形成年节能能力8000万吨标准煤，新增城镇污水日处理能力1500万吨、垃圾日处理能力6万吨。各地区要将节能减排指标落实到具体项目，节能减排专项资金要向能直截了当形成节能减排能力的项目倾斜，尽早下达资金，尽快形成节能减排能力。有关部门要在6月中旬前出台加快推行合同能源治理，促进节能服务产业进展的相关配套政策，对节能服务公司为企业实施节能改造给予支持。六、切实加强用能治理。要加强对各地区综合能源消费量、高耗能行业用电量、高耗能产品产量等情形的跟踪监测，对能源消费和高耗能产业增长过快的地区，合理操纵能源供应，切实改变放开口子供应能源、无克制使用能源的现象。大力推进节能发电调度，加强电力需求侧治理，制定和实施有序用电方案，在保证合理用电需求的同时，要压缩高耗能、高排放企业用电。对能源消耗超过已有国家和地点单位产品能耗(电耗)限额标准的，实行惩处性价格政策，具体由省级政府有关部门提出意见。省级节能主管部门组织各级节能监察机构于今年6月底前对重点用能单位上一年度和今年上半年要紧产品能源消耗情形进行专项能源监察审计，提出超能耗(电耗)限额标准的企业和产品名单，实行惩处性电价，对超过限额标准一倍以上的，比照剔除类电价加价标准执行。加强都市照明治理，严格操纵公用设施和大型建筑物装饰性景观照明能耗。七、强化重点耗能单位节能治理。突出抓好千家企业节能行动，公告考核结果，强化目标责任，加强用能治理，提高用能水平，确保形成2000万吨标准煤的年节能能力。省级节能主管部门要加强对年耗能5000吨标准煤以上重点用能单位的节能监管，落实能源利用状况报告制度，推进能效水平对标活动，开展节能治理师和能源治理体系试点。差不多完成“十一五”节能任务的用能单位，要连续狠抓节能不放松，为完成本地区节能任务多做奉献；尚未完成任务的用能单位，要采取有力措施，确保完成“十一五”节能任务。中央和地点国有企业都要发挥表率作用，加大节能投入，加强治理，对完不成节能减排目标和存在严峻白费能源资源的，在经营业绩考核中实行降级降分处理，并与企业负责人绩效薪酬紧密挂钩。八、推动重点领域节能减排。加强电力、钢铁、有色、石油石化、化工、建材等重点行业节能减排治理，加大用先进适用技术改造传统产业的力度。加强新建建筑节能监管，到2010年底，全国城镇新建建筑执行节能强制性标准的比例达到95%以上，完成北方采暖地区居住建筑供热计量及节能改造5000万平方米，确保完成“十一五”期间1.5亿平方米的改造任务。夏季空调温度设置不低于26摄氏度。加强车辆用油定额考核，严格执行车辆燃料消耗量限值标准，对客车实载率低于70%的线路不得投放新的运力。推行公路甩挂运输，加快铁路电气化建设和运输装备改造升级，优化民航航路航线。开展节约型公共机构示范单位建设活动，2010年公共机构能源消耗指标要在去年基础上降低5%。加强流通服务业节能减排工作。加大汽车、家电以旧换新力度。抓好“三河三湖”、松花江等重点流域水污染治理。做好重金属污染治理工作。抓好农村环境综合整治。支持军队加快实施节能减排技术改造。九、大力推广节能技术和产品。公布国家重点节能技术推广名目(第三批)。连续实施“节能产品惠民工程”，在加大高效节能空调推广的基础上，全面推广节能汽车、节能电机等产品，连续做好新能源汽车示范推广，5月底前有关部门要出台具体的实施细则。推广节能灯1.5亿只以上，东中部地区和有条件的西部地区都市道路照明、公共场所、公共机构全部剔除低效照明产品。扩大能效标识实施范畴，公布第七批能效标识产品名目。落实政府优先和强制采购节能产品制度，完善节能产品政府采购清单动态治理。十、完善节能减排经济政策。深化能源价格改革，调整天然气价格，推行居民用电阶梯价格，落实煤层气、天然气发电上网电价和脱硫电价政策，出台鼓舞余热余压发电上网和价格政策。对电解铝、铁合金、钢铁、电石、烧碱、水泥、黄磷、锌冶炼等高耗能行业中属于产业结构调整指导名目限制类、剔除类范畴的，严格执行差别电价政策。各地可在国家规定基础上，按照规定程序加大差别电价实施力度，大幅提高差别电价加价标准。加大污水处理费征收力度，改革垃圾处理费收费方式。积极落实国家支持节能减排的所得税、增值税等优待政策，适时推进资源税改革。尽快出台排污权有偿使用和交易指导意见。深化生态补偿试点，完善生态补偿机制。开展环境污染责任保险。金融机构要加大对节能减排项目的信贷支持。十一、加快完善法规标准。尽快出台固定资产投资项目节能评估和审查治理方法，抓紧完成城镇排水与污水处理条例的审查修改，做好大气污染防治法(修订)、节约用水条例、生态补偿条例的研究起草工作。研究制定重点用能单位节能治理方法、能源计量监督治理方法、节能产品认证治理方法、要紧污染物排放许可证治理方法等。完善单位产品能耗限额标准、用能产品能效标准、建筑能耗标准等。十二、加大监督检查力度。在今年第三季度，国务院组成工作组，对部分地区贯彻落实本通知精表情形进行检查。各级政府要组织开展节能减排专项督察，严肃查处违规乱上“两高”项目、剔除落后产能进展滞后、减排设施不正常运行及严峻污染环境等问题，完全清理对高耗能企业和产能过剩行业电价优待政策，发觉一起，查处一起，对重点案件要挂牌督办，对有关责任人要严肃追究责任。要组织节能监察机构对重点用能单位开展拉网式排查，严肃查处使用国家明令剔除的用能设备或生产工艺、单位产品能耗超限额标准用能等问题，情节严峻的，依法责令停业整顿或者关闭。开展酒店、商场、办公楼等公共场所空调温度以及都市景观过度照明检查。连续深入开展整治违法排污企业保证群众健康环保专项行动。发挥职工监督作用，加强职工节能减排义务监督员队伍建设。十三、深入开展节能减排全民行动。加强能源资源和生态环境国情宣传教育，进一步增强全民资源担忧意识、节约意识和环保意识。组织开展好2010年全国节能宣传周、世界环境日等活动。在企业、机关、学校、社区、军营等开展广泛深入的“节能减排全民行动”，普及节能环保知识和方法，推介节能新技术、新产品，倡导绿色消费、适度消费理念，加快形成有利于节约资源和爱护环境的消费模式。新闻媒体要加大节能减排宣传力度，在重要栏目、重要时段、重要版面跟踪报道各地区落实本通知要求采取的行动，宣传先进体会，曝光反面典型，充分发挥舆论宣传和监督作用。十四、实施节能减排预警调控。要做好节能减排形势分析和预警推测。各地区要在6月底前制定相关预警调控方案，在第三季度组织开展“十一五”节能减排目标完成情形预考核；对完成目标有困难的地区，要及时启动预警调控方案。各地区、各部门要把节能减排放在更加突出的位置，切实加强组织领导。地点各级人民政府对本行政区域节能减排负总责，政府要紧领导是第一责任人。进展改革委要加强节能减排综合和谐，指导推动节能降耗工作，环境爱护部要做好减排的和谐推动工作，统计局要加强能源监测和统计。有关部门在各自的职责范畴内做好节能减排工作，加强对各地区贯彻落实本通知精神的督促检查，确保实现“十一五”节能减排目标。国务院二○一○年五月四日

附件2：减排背后的能耗代价不容忽视要算能耗代价账来源：科学时报节能减排已成为当今全球最为关注的焦点和主题之一，但频繁显现在人们面前的节能与减排却是一对矛盾体，节能能够减排，但减排往往是耗能的。出席以“过程工业减排中节能机制的若干科学问题”为主题的第363次香山科学会议的专家指出，减排与节能有着密不可分的联系，假如忽视这种联系，则会导致减排与节能的相背离，节能减排的国策也将难以落实。减排背后的能耗代价不容忽视我国“十一五”规划纲要对单位GDP能耗明确提出了降低20%的指标，但对减排指标仅提出化学需氧量（COD）以及SO2排放总量减少10%，但这一减排量背后的能耗代价及节能机制未被重视和揭示。过程工业是通过物质的化学、物理或生物转化，制造新的物质产品，涉及化工、石化、能源、冶金、医药、食品、建材、核技术、生物技术等工业领域。会议执行主席、南京工业大学教授陆小华在题为《减排过程的节能机制》的主题评述报告中说，目前我国能源消费总量仍旧庞大，节能减排形势依旧严肃。我国过程工业产生的GDP已超过总量的1/6，而能耗却超过50%，同时，过程工业更是污染大户，产生的污染物种类繁多，处理的难易程度和能耗高低相差甚远，如一方面极低浓度的难降解有机毒物尽管COD不高但毒害极深，处理能耗也极高；另一方面，企业为了达到国标小于100ppm的要求，却耗费专门多能量来降解一些COD专门高但毒性却并不高的污染物。如何在过程工业减排中实现有效节能，已成为解决我国能源与环境问题的关键因素。浙江大学工学部化学工程与生物工程学系教授雷乐成介绍，我国是第一纺织印染大国，2007年生产总值达到3万多亿元，占GDP增加值的11.6%。作为传统的轻工业，纺织印染同时也是耗能、污染大户。据统计，2007年印染废水的年排放量达到23亿吨，在所有工业行业中位列第六。纺织印染工业过程水平落后、技术装备较差，印染企业废水排放量大。有研究说明，由过程工业带来的废水中污染物的减排需要专门高的能耗，且随着COD指标降低，其处理能耗大幅度增加。目前绝大多数都市工业园区采纳的集中污水处理方式，实际上是将不同浓度的污水混合，然后再分离污染物，违抗了科学原理。专家认为，过程工业减排途径存在多样性、复杂性，污染和减排的能耗相互转移、转嫁。因此，在生产过程中考虑减排，要多种方法组合优化，实现资源的梯级利用；末端治理中，要依照毒性选择性去除污染物。中科院化学所教授赵进才认为，目前依照COD等制定的减排指标并不科学，必须重视含低浓度、高毒性、难降解有机污染物废水的深度处理，开发依照毒性选择性排除污染物新技术具有重要意义。专家指出，目前国内外推行的绿色化学“零排放”，在实现资源有效利用、减少污染的同时，往往忽略了它所消耗的高能耗代价，针对我国过程工业进展带来的高污染累积总量的国情，减排中的节能问题尤为突出。目前已有研究成果只考虑物料衡算或能量衡算，未能对开放体系、复杂物质、极端条件作定量描述，因此并不能真实评判过程工业节能减排的实际成效。评判过程节能减排的科学标准亟待建立目前，由于国内外缺少定量描述减排不同污染物所需的能耗数据，导致难以针对不同污染物提出科学、合理、定量的减排指标，也难以真正定量地评判过程工业节能减排的成效、给出科学的解决方案，这给减排国策的最终落实带来了极大的困难。缺少综合的路线评判指标与体系已成为减排面临的一个重要问题。会议执行主席、西安交通大学教授冯霄报告中指出，建立科学、系统的节能减排分析方法是确保实现节能减排的基础。节能能够同时获得减排成效，而单纯的减排过程却会增加能耗。这两个目标不一定同向。节能减排能够通过过程重构、集成、优化而从源头实现，同时也往往需要辅以末端治理而满足环境需求，因此是一个资源、能源、环境、经济和社会和谐的多目标全局最优问题。关于过程工业的节能问题，国内外普遍认为，在科学与技术上要紧是利用有效能的概念，让能源最大限度地梯级使用，如强化过程传热等。中国石油大学教授陈光进认为，减排过程多数为组成高度不对称体系，即需减排的有害组分含量专门低，由热力学熵增原理可知，该分离过程极难进行，需要超强推动力，即要耗极高能量才能进行。实际能耗要紧来自过程的不可逆性，如何降低过程的不可逆性成为分离过程节能的瓶颈，因此在选择和设计分离过程时，应尽量幸免占绝大多数的无害组分的状态发生显著变化。陆小华说，由于过程工业的减排以及新能源开发利用中体系极其复杂，具体数据严峻匮乏，至今还没有研究者针对减排中的节能问题建立相关模型和参数，难以为传统化石能源利用和新能源开发利用过程的经济性和可连续性进行科学、全面、定量的评估，需要进展新理论、新方法，利用新技术、新数据。会议执行主席、香港大学陈光宇教授分析了电化学方法在节能减排中可发挥的重要作用以及面临的挑战，并提出性能优异的材料和电解液的研发是推进电化学反应的关键。“建立评判过程节能减