鋼鐵行業能源效率與碳排放分析范文

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摘要：

鋼鐵行業是中國能源消費和碳排放大戶，面臨的節能減排壓力巨大，同時針對鋼鐵行業能源效率與碳排放的研究也不斷增多。基于中國知網數據庫，利用文獻計量方法，分析了鋼鐵行業能源效率與碳排放研究的發展變化特征和趨勢。研究結果表明：鋼鐵行業能源效率與碳排放的科研產出自2010年開始出現快速增長，中國冶金報、冶金管理、東北大學是重要的文獻來源，科研產出的學科分布和關鍵詞分析反映了本領域是包含冶金技術、工業經濟、管理學、環境科學等多學科交叉的綜合性研究。從研究成果的高產機構發現，東北大學、中國鋼鐵工業協會、冶金工業規劃研究院、北京科技大學是本領域的主要研究機構。通過關鍵詞分析得到了此領域的關注熱點除了能源效率與碳排放外，還涉及到循環經濟、余熱回收、高爐等經濟學和鋼鐵行業技術研究的內容。

關鍵詞：

鋼鐵行業；能源效率；碳排放；節能管理

一、文獻綜述

經濟新常態下鋼鐵行業面臨的挑戰更加嚴峻，產業發展形勢不容樂觀。在中國經濟新常態下，產量占全球鋼鐵產量約一半的中國鋼鐵行業正面臨產能嚴重過剩、全行業將長期微利發展、環保壓力愈發沉重、資金斷鏈風險加大等4個方面的挑戰[1]。作為中國碳排放大戶，2014年4月新《環保法修訂案》表決通過，加上2015年5月工信部的《鋼鐵行業規范條件（2015年修訂）》和《鋼鐵行業規范企業管理辦法》使得鋼鐵產業的環保排放標準提高，考核指標不斷收緊，導致行業環保成本必然增加。此外，鋼鐵行業新標準還規定了鋼鐵企業須具備健全的能源管理體系，生產工序需達到能源消耗指標。“一帶一路”戰略可能成為未來中國鋼鐵行業發展的新契機[2]。“一帶一路”建設，是中國推動國際產能合作，消化過剩產能的重要戰略。隨著中亞、南亞、東南亞等地區的基礎設施建設需求釋放，以及全球產業梯度的轉移，“一帶一路”沿線國家成為全球鋼鐵消費的新增長點，中國鋼鐵行業有望迎來發展新機。但是，如何在“一帶一路”的戰略下讓中國鋼鐵產能走出去，還要處理好政治風險、管理風險和環保風險等問題。能源效率改善和CO2減排成為鋼鐵行業發展的主旋律。隨著新環保法和新行業標準的實施，鋼鐵行業正面臨新的環保和減排形勢。因此，鋼鐵企業急需化被動為主動，系統地對本企業全生產流程按新標準進行環保核查，比照能源管理先進企業的經驗做好能源管理工作，達到整個行業的節能減排標準；在新建和改造過程中，應按全流程及經濟規模設計和生產，實現生產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業發展的科技制高點。文獻計量學方法能有效刻畫學科發展規律，已在氣候政策[3]、氣候變化風險評估[4]等領域得到廣泛應用。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和發展的主流方向，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梳理了中國管理與運籌學研究的發展脈絡，探析了2001—2010年中國管理與運籌學研究發展態勢和熱點領域。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領域的能效和碳排放研究現狀，本文以中國知網數據庫中的鋼鐵行業能效與碳排放相關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域的發文情況，量化得出本領域的學科發展規律，進而探析其研究發展趨勢和前沿問題。

二、研究方法

本文以鋼鐵產業為檢索主關鍵詞，利用逆向思維式檢索方法整理檢索文獻，從文獻數量分析、文獻來源分析、學科分布、主要研究機構、關鍵詞熱點分析等五個方面對鋼鐵行業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。中國知網數據庫是涵蓋中文文獻較為齊全的數據庫。本文以中國知網為基礎，檢索出鋼鐵行業能效與碳排放研究的文獻，系統分析鋼鐵行業能效與碳排放領域近年來的發文情況和研究現狀，為全面系統掌握本領域的研究態勢、開展鋼鐵行業能效與碳排放學術研究提供依據。本研究采用的數據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=（鋼鐵產業×（節能+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、學位論文、報紙，引文數據庫是中國知網數據庫，共檢出288篇文獻。第二階段：關鍵詞同義判別。筆者利用文獻分析軟件bibexcel對所有文獻關鍵詞進行分析，在文獻審查與整理后，找到鋼鐵行業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。根據第二階段的整理，根據關鍵詞的同義表達情況，重新確立檢索式為SU=（（鋼鐵行業+鋼鐵產業）×（節能+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、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。本文依據以下文獻整理策略來進行數據整理。首先是文獻來源的名稱問題，由于早期數據庫中的期刊名稱等可能會進行改名，因此需要進行統一。針對這一問題，通過網頁搜索查看原文對比、用文獻來源歸類等兩種方式，對文獻數據中的來源問題進行整理。其次是文獻所屬學科問題，對于明顯屬于工程技術研究的文獻將其歸類到技術領域學科范圍內。在研究文獻數量增長情況時，本研究運用普賴斯指數來分析其增長是否服從指數增長的規律。

三、結果分析與討論

在前面所得數據的基礎上，運用文獻計量方法對鋼鐵行業能效與碳排放領域的研究態勢進行系統分析，包括文獻數量增長情況、文獻學科分布和文獻類型分布、文獻來源、主要研究機構、關鍵詞詞頻分析等方面。

（一）文獻數量分析發表學術論文數量是衡量科學研究發展態勢的重要指標。統計結果顯示，1999—2015年鋼鐵行業能效與碳排放領域學者共發表1224篇文獻，年發文數量從1991年的1篇上升到2013年最高的185篇。與此同時，我們以鋼鐵行業或鋼鐵產業為關鍵詞檢索出鋼鐵行業研究的文獻數量則從1991年的35篇上升為2013年最高的1613篇。圖3給出了1999—2012年鋼鐵行業以及鋼鐵行業能效與碳排放領域發文數量情況。從圖3可以看出，鋼鐵行業研究以及鋼鐵行業能效與碳排放子領域研究發文數量增長迅速，鋼鐵行業研究在2005年以后呈平穩的態勢。此外，作為鋼鐵行業研究當中的新興學科，鋼鐵行業能效與碳排放研究在2005年的發文量只占到鋼鐵行業研究發文總量的2.45%，到2013年已上升至11.46%，并自2010年開始所占比重超過10%，說明目前鋼鐵行業能效與碳排放研究呈現快速發展的態勢，并已得到鋼鐵行業領域研究學者的廣泛關注。文獻計量學的研究成果表明，學科文獻的增長呈現指數增長規律，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增長的規律。因此從普賴斯研究中可得到結論：任何正常的、日益增長的科學領域內的文獻是按指數增加的，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也顯示出鋼鐵行業能效與碳排放研究領域的文獻累計增長情況。根據發展速度的快慢，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能效與碳排放研究的快速發展階段，2010—2015年是平穩發展階段。由于1999—2003年間是鋼鐵行業能效與碳排放研究發展的初步階段，筆者從2003年開始對該領域的文獻增長規律進行擬合，可以得到2003—2015年鋼鐵行業能效與碳排放研究領域文獻增長公式為F（t）=18e0.34t（R2＝0.98），表明鋼鐵行業能效與碳排放研究文獻的增長速度明顯高于一般學科文獻的增長速度。

（二）學科分布與文獻類型分布據中國知網數據庫的檢索結果，鋼鐵行業能效與碳排放研究論文分布在52個學科類別中。如圖4所示，本領域前4大學科類別分別是冶金工業、工業經濟、宏觀經濟管理與可持續發展、環境科學與資源管理，文獻數目分別是696篇、552篇、216篇、205篇。從這可以看出，鋼鐵行業能效與碳排放研究的檢索主題既包含工業研究、冶金技術的一面，也體現了環境科學和管理、經濟學研究方法是進行鋼鐵行業能源與碳排放研究的重要工具。從文獻類型來看，從知網數據庫中檢索出來的本領域文獻包括期刊論文708篇，學位論文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計分析，主要關注鋼鐵行業能效與碳排放研究主要在哪些刊物上進行發表。表1給出了發表數量前10名的期刊信息及載文數量，主要研究機構的相關信息。這些文獻來源的數占全部的15.03%，其中載文數量較多的3種來源是中國冶金報（54篇），冶金管理（32篇）和東北大學（31篇），這說明鋼鐵行業能效與碳排放研究領域發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。排序前10位的單位名稱及發文情況如表1所示，其中發文量最多的機構是東北大學，共發文49篇，占比約為4.00%，其次是中國鋼鐵工業協會，發文29篇，占到全部論文的2.37%.排名前列的研究機構還包括北京科技大學、冶金工業規劃研究院、寶山鋼鐵等，分析這些機構的發文數量可以發現這些高產機構所占比例不高，說明不存在哪個機構在鋼鐵行業的能源效率與碳排放研究方面具有較強的話語權。（五）關鍵詞分析依據本文的檢索式，整理了表2所示的鋼鐵行業能效與碳排放研究的關鍵詞。從詞頻上來看，檢索式中與鋼鐵行業相關的詞組出現了252次，節能相關詞組出現了173次，循環經濟、余熱回收、環保、高爐、燒結等詞組也被確認為與鋼鐵行業能效與碳排放密切相關的研究主題。關鍵詞分析表明鋼鐵行業能效與碳排放研究是一門涉及到鋼鐵技術、經濟、管理、環境學等學科交叉的研究領域。

四、主要結論

鋼鐵行業是中國國民經濟的重要基礎產業和實現工業化的支柱產業，同時也是能源消耗和大氣污染物排放的大戶，是中國實行節能減排的重點行業[9]。鋼鐵行業能效與碳排放研究正是適應這種新形勢下鋼鐵行業新發展趨勢的研究領域。本文基于中國知網數據庫檢索了1981—2015年間鋼鐵行業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域的發展變化特征和趨勢。

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

2.依據關鍵詞和學科分布分析，綜合應用管理、經濟、工程技術是鋼鐵行業能效與碳排放研究的學科特點，而東北大學、中國鋼鐵工業協會、冶金工業規劃研究院、北京科技大學、寶山鋼鐵等是本領域的主要研究機構。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作者。因此，開展鋼鐵行業能效與碳排放綜合性研究還有待繼續進行。本研究只是以中國知網數據庫為數據來源，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 管理與經濟學院 能源與環境政策研究中心