工业部门是我国重点耗能部门。“十二五”期间，我国工业能源消费总量逐年增加，从2011年的24 亿t 标准煤增加到2015 年的29 亿t 标准煤，年均增长率达5.2%。2015 年我国工业占全国GDP 的比例为40.93%，而能源消耗占全社会能源消耗的67.99%以上。自“十一五”节能减排工作开展以来，工业节能工作取得了显著成效，重点行业和主要用能产品单耗持续降低，但随着我国重工业化和城市化进程的加快，我国工业面临的节能形势仍然十分严峻。

工业部门长期以来也是我国污染物排放的主要来源之一。在水污染物排放方面，其废水排放总量在2010～2015 年占全国排放总量的30%以上，化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）和氨氮的排放总量均超过全国排放总量的10%。“十二五”期间，国家从各方面加强了工业水污染的防治工作，工业废水、COD和氨氮排放量逐步下降，2015 年工业废水、COD 和氨氮排放量分别为199.5 亿t、293.5 万t 和21.7 万t，与2010 年相比分别降低16.0%、32.5%和20.5%。大气污染物排放方面，2015 年工业二氧化硫和氮氧化物排放分别占全国排放总量的83.7%和63.8%，排放量分别为1556.7 万t 和1180.9 万t，与2010 年相比分别降低了16.5%和19.4%；而工业烟粉尘占全国排放总量的80.1%，排放量1232.6 万t，比2010 年增加了17.2%。由此可见，各种污染防治措施的应用对工业污染物的排放控制起到了一定的效果，然而考虑到国民经济持续较快的增长趋势，我国仍需加强工业污染物的总量控制力度以促进经济社会的全面协调可持续发展。

工业部门面临着迫切的节能减排需求。“十二五”时期，国家将主要污染物控制作为我国环境管理的重点领域和约束性指标，《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中除了提出COD 总量与2010 年相比削减8%的目标，又进一步新增氨氮总量控制指标，要求氨氮排放总量在2010 年的基础上削减10%。此外，还要求二氧化硫排放总量在2010 年的基础上削减8%、氮氧化物排放总量在2010年的基础上削减10%，以及要求单位GDP 能源消耗在2010 年的基础上降低16%。“十二五”规划中提出的以上目标均已超额完成。《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》环保规划继续实施总量控制，除已有的COD、氨氮、二氧化硫、氮氧化物四种主要污染物控制指标外，拟对全国实施重点行业工业烟粉尘总量控制，对总氮、总磷和挥发性有机物（volatile organic compounds，VOCs）实施重点区域与重点行业相结合的总量控制，增强差别性、针对性和可操作性。其中，提出了COD 与氨氮的排放量相比2015 年减少10%，二氧化硫和氮氧化物的排放量相比2015 年减少15%等主要目标。

工业能耗和污染物总量控制目标主要通过以下政策路径促进企业的工艺改进和污染防治工作来实现（图1）。

图1　总量控制目标与政策路径

产业政策是国家加强和改善宏观调控、有效调整和优化产业结构的重要手段，主要包括各种鼓励、限制、淘汰类技术目录、行业产业政策和准入条件等。例如，为有效推广各种污染防治技术的应用，加大环保技术的普及力度，环境保护部发布了《国家先进污染防治示范技术名录》和《国家鼓励发展的环境保护技术目录》，分别列出了具有创新性、先进性的新技术、成熟技术及新工艺等，同时相继颁布了铜冶炼、再生铅和电解锰等行业的污染防治可行技术指南，完善环境保护技术体系，促进污染防治技术进步；商务部和国家税务总局联合发布了《中国鼓励引进技术目录》，以鼓励企业引进国外先进适用技术；国家发展和改革委员会发布的《产业结构调整指导目录》［替代原国家计委、原国家经贸委发布的《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和原国家经贸委发布的《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录（第一批、第二批、第三批）》］。行业类出台了印染、焦化、电石等行业的准入条件。这些产业政策的制定与发布较为有效地调整和优化了国家产业结构，推动了国民经济的发展。

能耗和污染物排放标准是国家环境法规的重要组成部分，它直接或间接地影响着我国能耗水平、环境质量及资源可持续利用战略的实现。截至2015 年，我国已制定（含修订）了包括《焦炭单位产品能源消耗限额》（GB 21342—2013）、《制浆造纸单位产品能源消耗限额》（GB 31825—2015）在内的100 余项能耗限额标准；制定（含修订）了包括《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB 3544—2008）、《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287—2012）在内的60 余项行业的水污染物排放标准；制定（含修订）了包括《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》（GB 28662—2012）、《炼铁工业大气污染物排放标准》（GB 28663—2012）、《炼钢工业大气污染物排放标准》（GB 28664—2012）、《轧钢工业大气污染物排放标准》（GB 28665—2012）在内的40 余项大气固定源污染物排放标准；并定期进行修订完善，已形成了较为全面的污染物排放标准体系。相比于各行业通用的《污水综合排放标准》和《大气污染物综合排放标准》，分行业污染物排放标准的制订更多地考虑了各行业生产工艺、处理技术的差异和污染物的特点，因此对于我国开展环境管理、依法行政、推行清洁生产和总量控制的环境管理要求更具有可行性和指导性。

“十一五”期间，我国明确提出了建设环境技术管理体系，并于2007 年9月30 日发布了《国家环境技术管理体系建设规划》，提出在“十一五”期间通过编制或修订重点污染行业的污染防治技术政策、污染防治可行技术导则及相关工程技术规范等技术管理指导文件，同时广泛开展技术推广和示范工作，建立包括技术的筛选、评价、验证制度等在内的环境技术评价体系，定期编制发布《国家先进污染防治示范技术名录》《国家环境技术发展报告书》《国家鼓励发展的环境保护技术目录》等，初步建立起与我国环境管理体系相适应的国家环境技术管理体系框架，为我国相关部门技术、经济政策的制定、环境管理和行业污染物排放标准的制修订和具体实施提供技术基础与依据，以促进技术进步与成果转化，有效引导环境技术和产业的发展，通过环境技术管理体系的逐步完善提高我国环境管理制度的实施性。环境技术政策是实施环境管理的重要依据，是行业进行环境污染防治的技术指南，对企业污染防治起到指导作用。截至2015 年，我国已制定（含修订）酒精制造业、制革工业（羊革）在内的近60 项行业清洁生产标准，在全国环保系统、行业和企业中产生广泛的影响；制定钢铁、有色金属、造纸、电解锰等高污染行业的污染防治最佳可行技术指南（试行），增强环境管理决策的科学性，引导环保产业发展。另外，国家启动了多个重点行业和污染物的污染防治技术政策及废水治理工程技术规范等技术指导文件，为环境管理提供了一定的技术支撑。

尽管我国针对各工业制定了明确的节能减排目标，但节能减排管理过程中仍面临以下主要困难：第一，节能减排目标的确定过度依赖于计量经济学模型、统计趋势外推或专家定性判断，缺乏清晰、科学的路径分解；第二，节能减排指标的不断增加（能源节约、多种污染物削减和温室气体减排等）带来了不同管理目标之间的冲突和协调难题，传统的管理学分析方法无法有效解决多种节能减排的协同控制问题；第三，总量控制具有显著的不确定性，外部经济活动环境、节能减排措施推广力度和技术效果参数等诸多不确定性因素，极大地影响了工业部门能耗和污染物排放总量的核算，基于有限情景模拟的分析方法存在明显的局限性。面对当前工业部门日益增多的节能减排目标及日益趋严的资源环境约束，新建企业如何选择最佳可行的工艺技术组合以达到绿色工厂的先进生产水平？已建企业如何确定经济适用的节能减排技术改造措施以满足日趋严格的环保要求？这些是当前工业绿色发展和转型升级所面临的重大问题，需要定量化的决策支持工具以解决当前迫切的管理需求。

针对以上问题，《工业节能减排管理：潜力评估模型、技术路径分析及绿色工厂设计》围绕工业部门节能减排的管理需求，以工业生产全流程为系统，以“原料-产品-工艺-技术”的工业技术模拟体系为基础，以区域行业能耗和污染物总量控制目标为约束条件，基于行业节能减排可行技术开发潜力分析模型，并应用于钢铁、造纸等行业的节能减排管理实践。该模型具有三点核心优势：其一，模型可以追溯工业系统内部原料、工艺和规模等结构因素及技术政策实施对工业部门节能减排效果的影响，使节能减排控制目标的路径分解更清晰，并以此探索了节能和污染防治技术在总量控制和污染物排放限值等环境管理中的具体应用；其二，模型引入了古典算法及遗传算法，并结合大样本随机采样方法，为多环境目标下的节能减排技术优选提供了方法框架，为有效规避不达标的高风险节能减排方案提供了决策支撑，以钢铁、造纸两个行业为例开展了模型的试点应用研究；其三，模型开发了基于行业节能减排可行技术的“虚拟生态建厂及绿色工厂综合评估”系统，可对已建企业或拟新建企业进行节能和污染防治综合效果评估，并提出节能减排技术改造的先进可行方案。

本书内容主要来自国家水体污染控制与治理科技重大专项子课题“基于BAT总量控制管理及技术减排潜力分析研究”（2013ZX07504-004-05）和国家自然科学基金优秀青年科学基金（71522011）的研究成果。该成果可应用于已建企业或拟新建企业节能减排潜力的智能诊断、工艺技术改造方案的生成，可支持企业和咨询机构开展绿色工厂的改造设计及投资决策，为工业节能减排管理工作提供定量化的分析工具和成功的应用实例。

本文摘编自温宗国等著《工业节能减排管理：潜力评估模型、技术路径分析及绿色工厂设计》前言及绪论部分内容，略有删减改动。

1978年4月生，毕业于清华大学，现任清华大学环境学院教授、博士生导师，兼任循环经济产业研究中心主任、生态文明研究中心秘书长。从事资源环境系统分析及规划管理、资源环境物联网及大数据技术，入选国家“万人计划”科技创新领军人才、教育部“长江学者奖励计划”青年学者、国家自然科学基金优秀青年科学基金、国家环境保护专业技术青年拔尖人才等重要奖项。成果获得国家科技进步奖二等奖1项（排名2）、省部级科技进步一等奖4项。担任全国科技领军人才联盟资源与环境专业委员会副主任、中国环境科学学会理事、国家废物资源化科技工程重点专项总体专家组成员等。

《工业节能减排管理：潜力评估模型、技术路径分析及绿色工厂设计》

作者：温宗国等

责任编辑：李洁，杨震，张淑晓

北京：科学出版社，2018.8

ISBN：978-7-03-058084-9

《工业节能减排管理：潜力评估模型、技术路径分析及绿色工厂设计》围绕工业能源节约、多种污染物减排的环境管理需求，基于“原料-产品-工艺-技术”构建工业模拟体系，研发节能减排可行技术的潜力评估、路径分析和多目标优化的综合模型，应用于钢铁、造纸行业节能减排的对标管理、多目标协同控制及不确定性分析，介绍了作者以此为基础开发的“虚拟生态建厂及绿色工厂综合评估”系统等方法学。

（本期编辑：小文）

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