前言

在全球低碳经济和我国“十二五”能源战略转型的背景下，优化以煤为主的能源结构和提高煤炭的清洁利用水平是必然选择。煤化工是煤炭洁净利用的重要方式，煤化工是否能够降低碳排放以及如何真正实现其降低碳排放的目标备受关注。全书主要内容如下：

（1）在界定碳足迹、碳元素物质流、碳脉等定义的基础上，辨识出了新型煤化工核心产业链上各子系统GHG排放的根源或途径；并构建了煤化工核心产业链碳足迹计量的系统分析模型。

（2）利用物料平衡法构建了GHG排放因子模型，分别研究了煤炭、SNG、油品等能源消费过程中的CO2、NOx、SO2等排放物的计量方法，由此提出了煤炭生产（开采、洗、选）、煤化工煤炭物流、煤化工生产、煤化工下游部分产品消费等子系统的碳足迹核算方法和计量模型。

（3）综合运用新型煤化工多联产业群的方式和CCS等低碳技术，研究降低区域性煤化工产业链的碳足迹控制机制。分析我国碳收支账户的平衡意义，提出了通过提升碳汇能力以增强区域性生态承载力的管理新模式；分析碳税与碳交易、CDM项目等清洁发展机制对煤化工企业、下游消费者边际效益的影响程度，提出了建立碳标签的低碳消费机制；再结合低碳运营成本管理，利用0-1整数规划法，构建了煤化工产业链网络结构优化模型。

本书以基于系统科学和绿色SCM的视角，综合运用物流管理、经济学、环境生态学、高级运筹学等相关理论及IPCC、PAS2050等协议所提供的研究方法，对我国煤化工产业链中碳足迹的计量和控制机制等问题进行了深入研究，构建了煤化工产业链网络结构优化模型，提出了我国煤化工产业链低碳模式和管理策略。

首先，分析了当前全球气候和环境不断恶化的现状，指出了节能减排的紧迫性和必要性；并借此分析我国能源结构与消费方式中存在的碳排放问题。通过对所收集的大量数据的整理和分析可以看出，煤炭仍是我国现阶段的主体能源。为了掌握当前国内外煤炭供应链及其煤化工产业链发展过程中所面临的瓶颈问题，作者通过设计调研问卷，征询涉及煤化工企业的管理人员以及相关学者的意见；然后，利用主成分分析法对调查数据进行因子分析，萃取出影响我国煤化工产业链低碳发展的关键因子。其中，随着我国能源结构转型和市场发展趋势的改变，煤化工产品的需求量及其对煤炭的消费量在急剧上升，但是煤化工产业链上的碳足迹强度也随之加大。作者通过构建生态足迹中能源消费的碳足迹比例预测模型，预测能源消费碳足迹的变化强度及其与煤化工产业链发展的关联度。

其次，在能量Exergy生命周期评估（ELCA）、可持续性生命周期分析法（LC-SA）基础上，作者对煤炭生产（开采、洗、选）、煤炭物流、煤化工生产、煤化工产品消费等子系统的GHG排放源进行辨识和建立排放量的预测模型，研究各子系统的碳排放因子核算方法和碳足迹计量模型。在对煤化工各子系统的碳排放因子核算方法和碳足迹计量模型等定量研究工作的基础上，作者再利用巴尖依斯基、DEA和双重红利等数学模型研究碳税、碳交易和碳标签在我国煤化工企业低碳生产和产品低碳消费的碳足迹控制技术机制和管理机制中的应用。

最后，将煤化工产业链上碳足迹的外部不经济性带来的相关技术变量和低碳成本指标纳入企业内部化管理基础上，构建了煤化工产业链网络结构优化模型，提出了我国煤化工产业链低碳模式管理优化方案，最大限度地降低我国煤化工产业链中GHG的排放量，缓解区域性碳足迹强度不断增大的趋势。

因此，本书通过定量研究我国目前煤气化-CH3OH、煤气化-SNG-IGCC以及煤液化-间接液化等核心煤化工产业链中碳足迹的计量方法和控制机制，不仅为我国煤化工产业可持续发展提供新的理念，也为我国制定和实施煤基能源低碳经济发展政策提供理论依据。

全书的具体研究内容如下：

第一章：节能减排的紧迫性与艰巨性。分析当前全球因大量使用碳基能源导致气候与环境的恶化，尤其是煤炭消费主力之一的煤化工产业链中碳足迹强度变化速度，令各国政府感到节　能减排的紧迫性和必要性。从实践出发，通过完善相关控制机制以实现我国对于相关产业可操作性的低碳管理模式。在研读大量国内外相关研究文献之后，吸取现有的部分专业理论及研究思路，本书简要介绍了研究背景、研究的目的及意义、研究技术线路，为本书每一步研究工作的顺利展开，做出详细规划与准备。

第二章：碳足迹与煤化工产业链低碳发展理论研究。为了分析影响煤化工产业可持续发展的因素，通过调查问卷收集、整理相关数据，采用主成分分析法分析出了影响煤化工产业发展的关键因素；再分析生物承载力构成指数（BCCI），建立生态足迹中能源消费的碳足迹比例预测模型，以此研究碳足迹强度与煤化工产业链低碳发展的关联度，从而指出了我国煤化工产业链低碳发展模式的设计原则，也是为进一步分析和计量煤化工产业链的碳足迹做准备。

第三章：基于ELCA-LCSA煤化工核心产业链碳脉与排放系统分析。借助LCA、ELCA、LCSA和Exergy等理论构建全生命周期内物质流、能量流在平衡状态时的转化效率数量模型，定量分析和评价煤基能源产品生命周期内的“负产出”对气候与环境的影响，明确了新型煤化工核心产业链内的碳脉机理；并在分析核心煤化工产业链中的C元素物质流的基础上，辨识出各子系统的GHG排放源，为下一阶段研究煤化工核心产业链的碳足迹计量方法和控制机制等工作奠定基础。

第四章：基于LCA煤化工核心产业链的碳足迹计量研究。在明确煤化工核心产业链各子系统GHG排放源的基础上，利用PAS 2050：2008、ISO 14064、GHG Protocol和IPCC等国际指导性文件的相关研究方法，给出各种能源的单位能耗、转换率、碳氧化率、GHG排放因子的核算模型，而且通过事例模拟验证相关碳足迹计量模型的实用性。

第五章：煤化工产业链的碳足迹控制机制研究。在煤化工核心产业链中各子系统碳足迹计量方法研究之后，再从两个方面去研究碳足迹控制机制，即技术机制和管理机制；并通过事例模拟煤化工产业链上碳足迹的相关控制机制的应用效果。

第六章：基于碳足迹煤化工产业链网络结构优化研究。将碳捕集、碳交易等成本作为相关企业生产或消费的约束条件，研究煤化工产业链网络结构优化的管理方法。通过利用高级运筹学等理论，构建煤化工产业链网络结构优化新模型，并以事例模拟在低碳经济模式下煤化工多联产业群优化重组情景，提出区域性资源型城市群可持续化发展的新模式。

第七章：研究结论。在定量与定性研究的基础上，针对需解决的关键问题提出研究结论与主要创新点，并客观总结出该项研究存在的不足之处，为待未来进一步研究工作打下更好的基础。

全书中引用了大量前人的研究成果，著者在此一并表示感谢！

由于著者水平有限，不足之处在所难免，敬请国内外专家学者不吝赐教。

著者

2015年12月