鋼鐵行業(yè)能源效率與碳排放分析范文

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摘要：

鋼鐵行業(yè)是中國能源消費和碳排放大戶，面臨的節(jié)能減排壓力巨大，同時針對鋼鐵行業(yè)能源效率與碳排放的研究也不斷增多。基于中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，利用文獻計量方法，分析了鋼鐵行業(yè)能源效率與碳排放研究的發(fā)展變化特征和趨勢。研究結(jié)果表明：鋼鐵行業(yè)能源效率與碳排放的科研產(chǎn)出自2010年開始出現(xiàn)快速增長，中國冶金報、冶金管理、東北大學(xué)是重要的文獻來源，科研產(chǎn)出的學(xué)科分布和關(guān)鍵詞分析反映了本領(lǐng)域是包含冶金技術(shù)、工業(yè)經(jīng)濟、管理學(xué)、環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科交叉的綜合性研究。從研究成果的高產(chǎn)機構(gòu)發(fā)現(xiàn)，東北大學(xué)、中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院、北京科技大學(xué)是本領(lǐng)域的主要研究機構(gòu)。通過關(guān)鍵詞分析得到了此領(lǐng)域的關(guān)注熱點除了能源效率與碳排放外，還涉及到循環(huán)經(jīng)濟、余熱回收、高爐等經(jīng)濟學(xué)和鋼鐵行業(yè)技術(shù)研究的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：

鋼鐵行業(yè)；能源效率；碳排放；節(jié)能管理

一、文獻綜述

經(jīng)濟新常態(tài)下鋼鐵行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)更加嚴峻，產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢不容樂觀。在中國經(jīng)濟新常態(tài)下，產(chǎn)量占全球鋼鐵產(chǎn)量約一半的中國鋼鐵行業(yè)正面臨產(chǎn)能嚴重過剩、全行業(yè)將長期微利發(fā)展、環(huán)保壓力愈發(fā)沉重、資金斷鏈風(fēng)險加大等4個方面的挑戰(zhàn)[1]。作為中國碳排放大戶，2014年4月新《環(huán)保法修訂案》表決通過，加上2015年5月工信部的《鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件（2015年修訂）》和《鋼鐵行業(yè)規(guī)范企業(yè)管理辦法》使得鋼鐵產(chǎn)業(yè)的環(huán)保排放標準提高，考核指標不斷收緊，導(dǎo)致行業(yè)環(huán)保成本必然增加。此外，鋼鐵行業(yè)新標準還規(guī)定了鋼鐵企業(yè)須具備健全的能源管理體系，生產(chǎn)工序需達到能源消耗指標。“一帶一路”戰(zhàn)略可能成為未來中國鋼鐵行業(yè)發(fā)展的新契機[2]。“一帶一路”建設(shè)，是中國推動國際產(chǎn)能合作，消化過剩產(chǎn)能的重要戰(zhàn)略。隨著中亞、南亞、東南亞等地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求釋放，以及全球產(chǎn)業(yè)梯度的轉(zhuǎn)移，“一帶一路”沿線國家成為全球鋼鐵消費的新增長點，中國鋼鐵行業(yè)有望迎來發(fā)展新機。但是，如何在“一帶一路”的戰(zhàn)略下讓中國鋼鐵產(chǎn)能走出去，還要處理好政治風(fēng)險、管理風(fēng)險和環(huán)保風(fēng)險等問題。能源效率改善和CO2減排成為鋼鐵行業(yè)發(fā)展的主旋律。隨著新環(huán)保法和新行業(yè)標準的實施，鋼鐵行業(yè)正面臨新的環(huán)保和減排形勢。因此，鋼鐵企業(yè)急需化被動為主動，系統(tǒng)地對本企業(yè)全生產(chǎn)流程按新標準進行環(huán)保核查，比照能源管理先進企業(yè)的經(jīng)驗做好能源管理工作，達到整個行業(yè)的節(jié)能減排標準；在新建和改造過程中，應(yīng)按全流程及經(jīng)濟規(guī)模設(shè)計和生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)工序間的合理銜接和匹配。因此，能效改善和碳減排可能成為未來鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科技制高點。文獻計量學(xué)方法能有效刻畫學(xué)科發(fā)展規(guī)律，已在氣候政策[3]、氣候變化風(fēng)險評估[4]等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。Wei等（2015）[5]采用文獻計量與綜述方法研究了氣候變化政策建模的最新動態(tài)和發(fā)展的主流方向，歸納了氣候變化綜合評估模型的建模要點。劉作儀等（2012）[6]運用文獻計量方法系統(tǒng)梳理了中國管理與運籌學(xué)研究的發(fā)展脈絡(luò)，探析了2001—2010年中國管理與運籌學(xué)研究發(fā)展態(tài)勢和熱點領(lǐng)域。Wang等（2014）[7]采用文獻計量方法分析了氣候變化脆弱性研究進展，并就主流研究方向進行分析。為衡量中國鋼鐵行業(yè)領(lǐng)域的能效和碳排放研究現(xiàn)狀，本文以中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中的鋼鐵行業(yè)能效與碳排放相關(guān)的中文文獻為研究對象，采取逆向多重檢索方式進行文獻檢索，運用文獻計量方法分析本領(lǐng)域的發(fā)文情況，量化得出本領(lǐng)域的學(xué)科發(fā)展規(guī)律，進而探析其研究發(fā)展趨勢和前沿問題。

二、研究方法

本文以鋼鐵產(chǎn)業(yè)為檢索主關(guān)鍵詞，利用逆向思維式檢索方法整理檢索文獻，從文獻數(shù)量分析、文獻來源分析、學(xué)科分布、主要研究機構(gòu)、關(guān)鍵詞熱點分析等五個方面對鋼鐵行業(yè)能源效率與碳排放文獻進行分析與討論，論文分析框架圖如圖1所示。中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫是涵蓋中文文獻較為齊全的數(shù)據(jù)庫。本文以中國知網(wǎng)為基礎(chǔ)，檢索出鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究的文獻，系統(tǒng)分析鋼鐵行業(yè)能效與碳排放領(lǐng)域近年來的發(fā)文情況和研究現(xiàn)狀，為全面系統(tǒng)掌握本領(lǐng)域的研究態(tài)勢、開展鋼鐵行業(yè)能效與碳排放學(xué)術(shù)研究提供依據(jù)。本研究采用的數(shù)據(jù)庫逆向多重檢索過程如下（如圖2所示）：第一階段：小組討論確立首次檢索式。筆者首先采用專家小組討論的形式確定文獻搜索的首次檢索式為SU=（鋼鐵產(chǎn)業(yè)×（節(jié)能+低碳+能效管理+碳排放)），文獻年限限定為1981年1月至2015年11月，文獻類型限定為期刊論文、會議論文、學(xué)位論文、報紙，引文數(shù)據(jù)庫是中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，共檢出288篇文獻。第二階段：關(guān)鍵詞同義判別。筆者利用文獻分析軟件bibexcel對所有文獻關(guān)鍵詞進行分析，在文獻審查與整理后，找到鋼鐵行業(yè)能效與碳排放不同字段的各種同義詞。第三階段：重新確定檢索式。根據(jù)第二階段的整理，根據(jù)關(guān)鍵詞的同義表達情況，重新確立檢索式為SU=（（鋼鐵行業(yè)+鋼鐵產(chǎn)業(yè)）×（節(jié)能+低碳+能效管理+碳排放）），其他條件不變，共檢出1238篇文獻。第四階段：文獻整理與分析。對第三階段的檢索文獻，從作者、機構(gòu)、同義詞等方面進行整理（見整理策略），整理完成后得到1224篇文獻，并對其進行文獻計量分析。本文依據(jù)以下文獻整理策略來進行數(shù)據(jù)整理。首先是文獻來源的名稱問題，由于早期數(shù)據(jù)庫中的期刊名稱等可能會進行改名，因此需要進行統(tǒng)一。針對這一問題，通過網(wǎng)頁搜索查看原文對比、用文獻來源歸類等兩種方式，對文獻數(shù)據(jù)中的來源問題進行整理。其次是文獻所屬學(xué)科問題，對于明顯屬于工程技術(shù)研究的文獻將其歸類到技術(shù)領(lǐng)域?qū)W科范圍內(nèi)。在研究文獻數(shù)量增長情況時，本研究運用普賴斯指數(shù)來分析其增長是否服從指數(shù)增長的規(guī)律。

三、結(jié)果分析與討論

在前面所得數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運用文獻計量方法對鋼鐵行業(yè)能效與碳排放領(lǐng)域的研究態(tài)勢進行系統(tǒng)分析，包括文獻數(shù)量增長情況、文獻學(xué)科分布和文獻類型分布、文獻來源、主要研究機構(gòu)、關(guān)鍵詞詞頻分析等方面。

（一）文獻數(shù)量分析發(fā)表學(xué)術(shù)論文數(shù)量是衡量科學(xué)研究發(fā)展態(tài)勢的重要指標。統(tǒng)計結(jié)果顯示，1999—2015年鋼鐵行業(yè)能效與碳排放領(lǐng)域?qū)W者共發(fā)表1224篇文獻，年發(fā)文數(shù)量從1991年的1篇上升到2013年最高的185篇。與此同時，我們以鋼鐵行業(yè)或鋼鐵產(chǎn)業(yè)為關(guān)鍵詞檢索出鋼鐵行業(yè)研究的文獻數(shù)量則從1991年的35篇上升為2013年最高的1613篇。圖3給出了1999—2012年鋼鐵行業(yè)以及鋼鐵行業(yè)能效與碳排放領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量情況。從圖3可以看出，鋼鐵行業(yè)研究以及鋼鐵行業(yè)能效與碳排放子領(lǐng)域研究發(fā)文數(shù)量增長迅速，鋼鐵行業(yè)研究在2005年以后呈平穩(wěn)的態(tài)勢。此外，作為鋼鐵行業(yè)研究當中的新興學(xué)科，鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究在2005年的發(fā)文量只占到鋼鐵行業(yè)研究發(fā)文總量的2.45%，到2013年已上升至11.46%，并自2010年開始所占比重超過10%，說明目前鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢，并已得到鋼鐵行業(yè)領(lǐng)域研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。文獻計量學(xué)的研究成果表明，學(xué)科文獻的增長呈現(xiàn)指數(shù)增長規(guī)律，普賴斯認為，以科技文獻量為縱軸，以歷史年代為橫軸，不同年代的科技文獻量的變化過程表現(xiàn)為一根光滑的曲線，這條曲線十分近似地表示了科技文獻量指數(shù)增長的規(guī)律。因此從普賴斯研究中可得到結(jié)論：任何正常的、日益增長的科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的文獻是按指數(shù)增加的，每隔大約10年到15年時間增加1倍，每年增長約5%~7%[8]。圖3也顯示出鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究領(lǐng)域的文獻累計增長情況。根據(jù)發(fā)展速度的快慢，大致可以分為3個階段：1999—2003年是起步階段，自2004年以后進入了鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究的快速發(fā)展階段，2010—2015年是平穩(wěn)發(fā)展階段。由于1999—2003年間是鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究發(fā)展的初步階段，筆者從2003年開始對該領(lǐng)域的文獻增長規(guī)律進行擬合，可以得到2003—2015年鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究領(lǐng)域文獻增長公式為F（t）=18e0.34t（R2＝0.98），表明鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究文獻的增長速度明顯高于一般學(xué)科文獻的增長速度。

（二）學(xué)科分布與文獻類型分布據(jù)中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的檢索結(jié)果，鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究論文分布在52個學(xué)科類別中。如圖4所示，本領(lǐng)域前4大學(xué)科類別分別是冶金工業(yè)、工業(yè)經(jīng)濟、宏觀經(jīng)濟管理與可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境科學(xué)與資源管理，文獻數(shù)目分別是696篇、552篇、216篇、205篇。從這可以看出，鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究的檢索主題既包含工業(yè)研究、冶金技術(shù)的一面，也體現(xiàn)了環(huán)境科學(xué)和管理、經(jīng)濟學(xué)研究方法是進行鋼鐵行業(yè)能源與碳排放研究的重要工具。從文獻類型來看，從知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中檢索出來的本領(lǐng)域文獻包括期刊論文708篇，學(xué)位論文234篇，會議論文164篇，報紙類文章118篇。

（三）文獻來源分析文獻分析需對其來源進行統(tǒng)計分析，主要關(guān)注鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究主要在哪些刊物上進行發(fā)表。表1給出了發(fā)表數(shù)量前10名的期刊信息及載文數(shù)量，主要研究機構(gòu)的相關(guān)信息。這些文獻來源的數(shù)占全部的15.03%，其中載文數(shù)量較多的3種來源是中國冶金報（54篇），冶金管理（32篇）和東北大學(xué)（31篇），這說明鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究領(lǐng)域發(fā)表的中文文章比較分散在不同的文獻來源中。（四）作者單位分析本研究檢索出的1224篇論文分布在超過60個不同的研究機構(gòu)。排序前10位的單位名稱及發(fā)文情況如表1所示，其中發(fā)文量最多的機構(gòu)是東北大學(xué)，共發(fā)文49篇，占比約為4.00%，其次是中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會，發(fā)文29篇，占到全部論文的2.37%.排名前列的研究機構(gòu)還包括北京科技大學(xué)、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院、寶山鋼鐵等，分析這些機構(gòu)的發(fā)文數(shù)量可以發(fā)現(xiàn)這些高產(chǎn)機構(gòu)所占比例不高，說明不存在哪個機構(gòu)在鋼鐵行業(yè)的能源效率與碳排放研究方面具有較強的話語權(quán)。（五）關(guān)鍵詞分析依據(jù)本文的檢索式，整理了表2所示的鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究的關(guān)鍵詞。從詞頻上來看，檢索式中與鋼鐵行業(yè)相關(guān)的詞組出現(xiàn)了252次，節(jié)能相關(guān)詞組出現(xiàn)了173次，循環(huán)經(jīng)濟、余熱回收、環(huán)保、高爐、燒結(jié)等詞組也被確認為與鋼鐵行業(yè)能效與碳排放密切相關(guān)的研究主題。關(guān)鍵詞分析表明鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究是一門涉及到鋼鐵技術(shù)、經(jīng)濟、管理、環(huán)境學(xué)等學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域。

四、主要結(jié)論

鋼鐵行業(yè)是中國國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和實現(xiàn)工業(yè)化的支柱產(chǎn)業(yè)，同時也是能源消耗和大氣污染物排放的大戶，是中國實行節(jié)能減排的重點行業(yè)[9]。鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究正是適應(yīng)這種新形勢下鋼鐵行業(yè)新發(fā)展趨勢的研究領(lǐng)域。本文基于中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫檢索了1981—2015年間鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究的中文文獻，并利用文獻計量方法分析了本研究領(lǐng)域的發(fā)展變化特征和趨勢。

1.鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究的科研產(chǎn)出量不斷增加。自2010年以來鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究領(lǐng)域研究論文發(fā)文量急劇增加，研究領(lǐng)域進入穩(wěn)步發(fā)展階段，而鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究的科研產(chǎn)出增長速度明顯高于一般學(xué)科論文的增長速度。此外，中國冶金報、冶金管理和東北大學(xué)是本領(lǐng)域重要的文獻來源和出處。

2.依據(jù)關(guān)鍵詞和學(xué)科分布分析，綜合應(yīng)用管理、經(jīng)濟、工程技術(shù)是鋼鐵行業(yè)能效與碳排放研究的學(xué)科特點，而東北大學(xué)、中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院、北京科技大學(xué)、寶山鋼鐵等是本領(lǐng)域的主要研究機構(gòu)。但是，作為相對較新的研究主題，目前的文獻計量分析表明其文獻分布較為分散，不存在絕對主流的期刊和代表性的高產(chǎn)作者。因此，開展鋼鐵行業(yè)能效與碳排放綜合性研究還有待繼續(xù)進行。本研究只是以中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，并沒有包括外文文獻，因此存在一定的缺陷。

作者：梁曉捷 王兵 張皓 唐葆君 單位：北京理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟學(xué)院 能源與環(huán)境政策研究中心