CN108629722A - 一种so2排放变化驱动力量化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种揭示因区域生产所引起的SO2排放变化驱动力量化方法，从生产者视角出发，通过分析本地技术进步、本地产业结构调整、本地消费、以及外部消费等驱动因子的变化，采用基于投入产出分析的结构分解法，明确引起区域各产业部门SO2排放的经济驱动力，分析本地生产引起的SO2排放变化。本发明提供的一种SO2排放变化驱动力量化方法，通过量化产业结构调整系数、技术进步系数及最终需求变化等为有针对性的削减SO2排放量提供科学依据和支撑，具有重要的科学价值。
Description
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种SO2排放变化驱动力量化方法。
背景技术
目前我国大气污染严重，以煤为支撑的能源结构脱硫技术不完善等问题导致二氧化硫(SO2)的大量排放，从而引起广泛关注，为此，提出一种能用于分析驱动SO2排放量变化的研究方案具有重要的现实意义。
已有研究多采用消费者视角，考察区域消费变化所驱动的SO2排放变化，这既包括因本地生产引起的本地SO2排放，也包括因产品从外地输入所引起的外地SO2排放。消费者视角能够揭示区域消费活动对区域内外SO2排放的贡献，为推动消费者减排提供数据和技术支持。但应用消费者视角无法全面考察因生产引起的本地SO2排放(因为消费者视角排除了本地产品输出所产生的SO2排放)，同时还将外部区域排放计量在内，很难与地方减排政策紧密联系。
为此，本专利从生产者视角即从SO2排放的生产方入手，分析本地生产引起的SO2排放变化，通过分析本地技术进步、本地产业结构调整、本地消费、以及外部消费等驱动因子的变化，采用基于投入产出分析的结构分解法，明确引起区域各产业部门SO2排放的经济驱动力，解决了前述现有的分析方法存在的问题。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明基于生产者视角，利用投入产出分析的结构分解法，提供了一种SO2排放变化驱动力量化方法，评价因区域生产所引起的SO2排放变化。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种SO2排放变化驱动力量化方法，包括以下步骤：
步骤(1)、基于统计数据，获取各分产业部门的SO2直接排放量以及各分产业部门的总产出，根据公式一计算SO2的直接排放强度：
其中，s是各分产业部门的SO2直接排放量，x是各部门总产出，d是各分产业部门SO2直接排放强度。
步骤(2)、基于生产者视角，根据公式二，通过单区域投入产出模型，计算本地SO2排放是由哪些部门的最终需求所引起的：
is＝d·(I-A)-1·(y+e)＝d·L·f 公式二
其中，is为各部门的最终需求所导致的SO2排放量，I为单位矩阵，A为技术系数矩阵，f＝y+e为最终需求量，y为内部最终需求量，e为出口量，L＝(I-A)-1采用LeontiefMatrix里昂惕夫逆矩阵获得，为固定系数。
步骤(3)、基于结构分解分析(Structural Decomposition Analysis)方法来研究影响is变化的驱动因子，影响is变化的驱动因子归纳为三个主要方面：1)部门技术进步，用SO2直接排放强度d表示；2)产业结构调整，用里昂惕夫逆矩阵L表示；3)最终消费需求变化f，其中包括：区域内部消费变化，用内部最终需求量y表示，还包括区域外部消费变化，用出口量e表示，可以将各部门最终需求所导致的SO2排放量is从初始年到目标年的变化量分解如下：
其中，下标0和1分别代表初始年和目标年，wd、wL和wf分别是部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重，进而，公式三中的权重可以按如下方法求解：
按照公式四，权重的解为:wd＝L1·f1、wL＝d0·f1、wf＝d0·L0，但以上仅是一种特解，通过改变公式四中d、L、f三个变量的排列，可以得到不同的解，对于n个驱动因子来说，会产生n！个解，本发明存在3个驱动因子，则有3！个解，即6个解。为解决多解现象，本发明采用Dietzenbacher and Los两极法的镜像分解方法进行处理，即将所有解的算术平均值作为最终解，最终分解公式如下公式五至公式八，其中，最终消费需求变化f被继续分解为内部最终需求量y和出口量e来反映内部需求和出口的影响：
Δd·wd＝Δd·(1/3L0·f0+1/6L0·f1+1/6L1·f0+1/3L1·f1) 公式五
ΔL·wL＝ΔL·(1/3d0·f0+1/6d0·f1+1/6d1·f0+1/3d1·f1) 公式六
Δy·wf＝Δy·(1/3d0·L0+1/6d0·L1+1/6d1·L0+1/3d1·L1) 公式七
Δe·wf＝Δe·(1/3d0·L0+1/6d0·L1+1/6d1·L0+1/3d1·L1) 公式八
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开了一种揭示因区域生产所引起的SO2排放变化驱动力量化方法，从生产者视角出发，通过分析本地技术进步、本地产业结构调整、本地消费、以及外部消费等驱动因子的变化，采用基于投入产出分析的结构分解法，明确引起区域各产业部门SO2排放的经济驱动力，分析本地生产引起的SO2排放变化。本发明提供的SO2排放变化驱动力量化方法，通过量化产业结构调整系数、技术进步系数以及最终需求变化等，为有针对性的削减SO2排放量提供科学依据和支撑，具有重要的科学价值。
附图说明
图1是本发明的结构分析曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细的说明。
如图1所示，一种SO2排放变化驱动力量化方法，包括以下步骤：
步骤(1)、获取SO2直接排放强度d：
基于统计数据，获取各分产业部门的SO2直接排放量以及对应各分产业部门的总产出，根据公式一计算SO2直接排放强度：
其中，s是各分产业部门的SO2直接排放量，x是对应各部门的总产出，d是各分产业部门SO2直接排放强度。
步骤(2)、计算SO2内部排放量is：
基于生产者视角，根据公式二，通过单区域投入产出模型，计算本地SO2排放是由哪些部门的最终需求所引起的，进而得到SO2内部排放量is：
is＝d·(I-A)-1·(y+e)＝d·L·f 公式二
其中，is为各部门的最终需求所导致的SO2内部排放量，I为单位矩阵，A为技术系数矩阵，f＝y+e为最终需求量，y为内部最终需求量，e为出口量，L＝(I-A)-1采用LeontiefMatrix里昂惕夫逆矩阵，为固定系数。
步骤(3)、SO2内部排放量is的分解分析：
基于结构分解分析(Structural Decomposition Analysis)方法来研究影响二氧化硫排放和is变化的驱动因子，影响is变化的驱动因子归纳为三个主要方面：1)部门技术进步，用SO2直接排放强度d表示；2)产业结构调整，用里昂惕夫逆矩阵L表示；3)最终消费需求变化f，其中包括：区域内部消费变化，用内部最终需求量y表示，还包括区域外部消费变化，用出口量e表示，可以将各部门最终需求所导致的SO2排放量is从初始年到目标年的变化量△is分解如下：
其中，下标0和1分别代表初始年和目标年，wd、wL和wf分别是部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重。
进而，公式三中部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重按如下公式四求解得到：
按照公式四，部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重的解分别为:wd＝L1·f1、wL＝d0·f1、wf＝d0·L0，但以上仅是一种特解，通过改变公式四中d、L、f三个变量的排列，可以得到不同的解，对于n个驱动因子来说，会产生n！个解，本发明存在3个驱动因子，则有3！个解，即6个解。
为解决前述的多解问题，本发明采用Dietzenbacher and Los两极法的镜像分解方法进行处理，即将部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重所有解的算术平均值作为最终解，最终分解公式如下公式五至公式八，用于分析SO2排放以及SO2内部排放量is变化的驱动力，其中，最终消费需求变化f被继续分解为内部最终需求量y和出口量e来反映内部需求和出口的影响：
Δd·wd＝Δd·(1/3L0·f0+1/6L0·f1+1/6L1·f0+1/3L1·f1) 公式五
ΔL·wL＝ΔL·(1/3d0·f0+1/6d0·f1+1/6d1·f0+1/3d1·f1) 公式六
Δy·wf＝Δy·(1/3d0·L0+1/6d0·L1+1/6d1·L0+1/3d1·L1) 公式七
Δe·wf＝Δe·(1/3d0·L0+1/6d0·L1+1/6d1·L0+1/3d1·L1) 公式八
实施例1
一种SO2排放变化驱动力量化方法，包括以下步骤：
步骤(1)、获取SO2直接排放量数据
根据《中国环境统计年鉴》分别获得2002、2005、2007、和2012年全国42个经济部门的SO2排放数据，42个经济部门分别是：农业、煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业、金属矿采选业、非金属矿及其他矿采选业、食品制造及烟草加工业、纺织业、服装皮革羽绒及其制品业、木材加工及家具制造业、造纸印刷及文教体育用品制造业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、化学工业、非金属矿物制品业、金属冶炼及压延加工业、金属制品业、通用、专用设备制造业、交通运输设备制造业、电气机械及器材制造业、通信设备、计算机及其他电子设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业、其他制造业、废品废料、电力、热力的生产和供应业、燃气、水生产和供应业、建筑业、交通运输及仓储业、邮政业、信息传输、计算机服务和软件业、批发和零售贸易业、住宿和餐饮业、金融保险业、房地产业、租赁和商务服务业、旅游业、科学研究事业、综合技术服务业、其他社会服务业、教育事业、卫生社会保障和社会福利事业、文化体育和娱乐业、公共管理和社会组织，根据国家统计局国民经济核算司发布的《中国投入产出表》获得2002、2005、2007、和2012年关于上述42个部门的单区域投入产出表，可详见网址http://www.stats.gov.cn/ztjc/tjzdgg/trccxh/，在此不做赘述。
基于统计数据，获取各分产业部门的SO2直接排放量以及各分产业部门的总产出，根据公式一计算SO2的直接排放强度：
其中，s是各分产业部门的SO2直接排放量，x是各部门总产出，d是各分产业部门SO2直接排放强度。
步骤(2)、计算SO2内部排放量is
基于全国42个经济部门的SO2排放数据与对应42个经济部门的投入产出表计算得到SO2内部排放量is。
通过单区域投入产出模型，根据公式二，计算本地SO2排放是由哪些部门的最终需求所引起的：
is＝d·(I-A)-1·(y+e)＝d·L·f 公式二
其中，is为各部门的最终需求所导致的SO2内部排放量，I为单位矩阵，A为技术系数矩阵，f＝y+e为最终需求量，y为内部最终需求量，e为出口量，L＝(I-A)-1为LeontiefMatrix里昂惕夫逆矩阵，为固定系数。
步骤(3)、SO2内部排放量is的分解分析
基于结构分解分析(Structural Decomposition Analysis)方法来研究影响SO2排放以及SO2内部排放量is变化的驱动力，影响SO2内部排放量is变化的驱动因子归纳为三个主要方面：1)部门技术进步系数，用SO2直接排放强度d表示；2)产业结构调整系数，用里昂惕夫逆矩阵L表示；3)最终消费需求变化系数f，包括：区域内部消费变化，用内部最终需求量y表示，还包括区域外部消费变化，用出口量e表示，可以将各部门最终需求所导致的SO2内部排放量is从初始年到目标年的变化量△is分解如下：
其中，下标0和1分别代表初始年和目标年，wd、wL和wf分别是部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重，进而，公式三中的权重可以按如下方法求解：
按照公式四，权重的解为:wd＝L1·f1、wL＝d0·f1、wf＝d0·L0，但以上仅是一种特解，通过改变公式四中d、L、f三个变量的排列，可以得到不同的解，对于n个驱动因子来说，会产生n！个解，本发明存在3个驱动因子，则有3！个解，即6个解。为解决多解现象，本发明采用Dietzenbacher and Los两极法的镜像分解方法进行处理，即将部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重所有解的算术平均值作为最终解，最终分解公式如下公式五至公式八，用于分析影响二氧化硫排放以及SO2内部排放量is的驱动力，其中，最终消费需求变化f被继续分解为内部最终需求量y和出口量e来反映内部需求和出口的影响：
Δd·wd＝Δd·(1/3L0·f0+1/6L0·f1+1/6L1·f0+1/3L1·f1) 公式五
ΔL·wL＝ΔL·(1/3d0·f0+1/6d0·f1+1/6d1·f0+1/3d1·f1) 公式六
Δy·wf＝Δy·(1/3d0·L0+1/6d0·L1+1/6d1·L0+1/3d1·L1) 公式七
Δe·wf＝Δe·(1/3d0·L0+1/6d0·L1+1/6d1·L0+1/3d1·L1) 公式八
根据SDA方法将SO2内部排放量is变化值分解为技术进步系数d、产业结构调整系数L、内部最终需求量y和出口量e四个因素，并得到对应权重，如图1所示，分析2002年到2012年的排放量变化分解结果可得，从2002年到2005年SO2内部排放量is总体呈上升趋势，主要受产业结构调整、内部最终需求量和出口量增加的影响，尽管技术进步减少了45％的is值，但其它三项因子的增加最终导致了SO2内部排放量is值上升，从2005年到2007年由于技术进步继续使SO2排放减少，同时产业结构调整和出口使SO2排放增加的速度放缓，使is值呈略微下降趋势，从2007年到2012年，SO2内部排放量is值继续下降，主要因为产业结构调整系数的影响，此外出口量的减少对于SO2排放量下降也有所贡献，同时应关注技术进步系数使SO2排放略微增加，总之，2005-2007年技术进步主导SO2的下降，而2007-2012年的下降则由产业结构调整主导。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围。
Claims (6)
1.一种SO2排放变化驱动力量化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)、获取SO2直接排放强度：
获取各分产业部门的SO2直接排放量以及各分产业部门的总产出，进而计算得到SO2直接排放强度；
步骤(2)、计算SO2内部排放量is：
获取本地SO2排放是由哪些部门的最终需求所引起的，计算得到SO2内部排放量is；
步骤(3)、SO2内部排放量is的分解分析：
研究影响SO2排放以及SO2内部排放量is变化的驱动因子，影响SO2内部排放量is变化的驱动因子归纳为：部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f，最终消费需求变化f包括区域内部消费变化和区域外部消费变化，区域内部消费变化用内部最终需求量y表示，区域外部消费变化用出口量e表示，根据部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重将各部门最终需求所导致的SO2内部排放量is从初始年到目标年的变化量进行分解，权重所有解的算术平均值作为最终解，得到最终分解公式，用于分析SO2排放以及SO2内部排放量is变化的驱动力。
2.根据权利要求1所述的一种SO2排放变化驱动力量化方法，其特征在于，步骤(1)中，获取各分产业部门的SO2直接排放量以及对应各分产业部门的总产出，根据如下公式一计算得到SO2直接排放强度：
其中，s是各分产业部门的SO2直接排放量，x是对应各部门的总产出，d是各分产业部门SO2直接排放强度。
3.根据权利要求1所述的一种SO2排放变化驱动力量化方法，其特征在于，步骤(2)中，基于生产者视角，根据单区域投入产出模型，通过如下公式二计算本地SO2排放是由哪些部门的最终需求所引起的，进而获得SO2内部排放量is：
is＝d·(I-A)-1·(y+e)＝d·L·f 公式二
其中，is为各部门的最终需求所导致的SO2内部排放量，I为单位矩阵，A为技术系数矩阵，f＝y+e为最终需求量，y为内部最终需求量，e为出口量，L＝(I-A)-1采用里昂惕夫逆矩阵，为固定系数。
4.根据权利要求1所述的一种SO2排放变化驱动力量化方法，其特征在于，步骤(3)中，根据如下公式三将各部门最终需求所导致的SO2内部排放量is从初始年到目标年的变化量△is进行分解：
其中，下标0和1分别代表初始年和目标年，wd、wL和wf分别是部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重。
5.根据权利要求1或4所述的一种SO2排放变化驱动力量化方法，其特征在于，部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重按照如下公式四进行求解：
按照公式四，权重的解为:wd＝L1·f1、wL＝d0·f1、wf＝d0·L0。
6.根据权利要求1所述的一种SO2排放变化驱动力量化方法，其特征在于，步骤(3)中，采用Dietzenbacher and Los两极法的镜像分解方法进行处理，将部门技术进步系数d、产业结构调整系数L和最终消费需求变化f的权重所有解的算术平均值作为最终解，得到最终分解公式如下公式五至公式八，用于分析SO2排放以及SO2内部排放量is变化的驱动力，最终消费需求变化f被继续分解为内部最终需求量y和出口量e来反映内部需求和出口的影响：
Δd·wd＝Δd·(1/3L0·f0+1/6L0·f1+1/6L1·f0+1/3L1·f1) 公式五
ΔL·wL＝ΔL·(1/3d0·f0+1/6d0·f1+1/6d1·f0+1/3d1·f1) 公式六
Δy·wf＝Δy·(1/3d0·L0+1/6d0·L1+1/6d1·L0+1/3d1·L1) 公式七
Δe·wf＝Δe·(1/3d0·L0+1/6d0·L1+1/6d1·L0+1/3d1·L1) 公式八。
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|---|---|---|---|
| CN201810397249.9A Pending CN108629722A (zh) | 2018-04-28 | 2018-04-28 | 一种so2排放变化驱动力量化方法 |
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| CN (1) | CN108629722A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109993415A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-07-09 | 埃睿迪信息技术（北京）有限公司 | 构建投入产出表的方法、装置以及存储介质 |
| CN111680931A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-18 | 河海大学 | 一种区域工业污水超标排放的消费者责任评价方法 |
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| CN114330937A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-04-12 | 广东工业大学 | 一种隐含碳排放量核算方法、设备及存储介质 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4824439A (en) * | 1986-06-17 | 1989-04-25 | Intevep, S.A. | Inflame desulfurization and denoxification of high sulfur containing fuels |
| CN105095676A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-11-25 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种城市群碳排放绩效的核算方法 |
-
2018
- 2018-04-28 CN CN201810397249.9A patent/CN108629722A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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| CN109993415A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-07-09 | 埃睿迪信息技术（北京）有限公司 | 构建投入产出表的方法、装置以及存储介质 |
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| CN112232641A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-15 | 北京师范大学 | 一种基于社会经济过程的生态风险评估方法 |
| CN112232641B (zh) * | 2020-09-24 | 2023-04-25 | 北京师范大学 | 一种基于社会经济过程的生态风险评估方法 |
| CN113919626A (zh) * | 2021-08-30 | 2022-01-11 | 暨南大学 | 一种多环芳烃排放的投入产出分析和结构分解方法及系统 |
| CN113919626B (zh) * | 2021-08-30 | 2024-06-21 | 暨南大学 | 一种多环芳烃排放的投入产出分析和结构分解方法及系统 |
| CN114330937A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-04-12 | 广东工业大学 | 一种隐含碳排放量核算方法、设备及存储介质 |
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