碳排放的方法

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碳排放的方法范文第1篇

关键词：碳排放；LMDI；能源消费总量；能源消费结构

中图分类号：F113.3 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2014）08-00-01

一、引文

2006年，尼古拉斯・斯特恩牵头做出的《斯特恩报告》指出：如果现在就开始采取强有力行动，我们可以以大约全球每年GDP的1%为代价，把温室气体在大气中的水平稳定在500-550ppm碳当量，并且认为尽早行动的益处远远超过不采取行动的代价，如果没有任何行动，那么气候变化带来的风险大约会增加到至少全球每年GDP的5%，如果考虑到更宽泛的影响，估计损失会达到20%或者更多，足以跟两次世界大战和经济大萧条比拟[1]。因此，对陕西省碳排放影响因素进行研究，具有重要的理论及现实意义。

本章主要利用陕西省历史数据，使用LMDI因素分解分析方法，对能源消费进行因素分解分析得出影响陕西省能源消费的主要因素及其历史贡献程度[3-6]。

二、碳排放的LMDI分解分析模型

依据LMDI分解分析方法的基本思路，碳排放可分解为如下几个部分：

其中， 为能源消费总量变化导致的总量变化效应

为能源碳排放系数变化导致的碳排放强度变化效应

为能源消费结构变化导致的结构变化效应

三、数据处理及实证分析

本章使用陕西省1995-2012年碳排放数据及能源消费量等数据，部分数据由推算得出，数据来源于陕西省统计年鉴。在本节中，能源碳排放系数是固定的，因此能源碳排放系数变化导致的碳排放强度变化效应为0。将数据代入公式2-1，可得出碳排放的分解数据，结果如图3-1所示：

1.能源消费总量效应

能源消费是碳排放的主要来源，并且目前国内对碳排放的估算是基于能源消费数据。从图3-2中可看出，陕西省碳排放量的变化主要来源于能源消费的变化，能源消费对碳排放变化的累积效应大部分年份超过了100%。此处之所以在对碳排放进行分解分析时纳入了能源消费总量的因素是因为，能源消费本身是受到经济增长、产业结构、人口等因素的影响，这些因素通过对能源消费的影响进一步影响到碳排放。

2.能源消费结构效应

从图3-1可以看出，从1995年开始，陕西省能源消费结构对碳排放的变化大部分表现为负效应，对减少碳排放的贡献值在不断增加。陕西省能源消费中煤炭所占的比重超过了70%，因此能源结构效应对减少中国碳排放的贡献力不大。从图3-1可以看出，各年份能源结构的累积效应变化较小，趋于平缓。

四、结论

本文主要采用LMDI分解分析方法，对陕西省能碳排放因素进行分解。主要结论是：在对碳排放进行因素分解分析后得出，碳排放量的变化可分解为能源消费总量变化及能源消费结构变化，通过导入能耗总量及能耗结构的的历史值，可计算得到各自对碳排放变量的历史贡献度。能源消费总量变化对碳排放总量变化贡献最大，并呈正向关系。能耗结构变化对碳排放总量变化贡献度相对较低，但呈负向关系，即能耗结构使得碳排放降低。

参考文献：

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[4]吴振信，石佳，王书平.基于LMDI分解方法的北京地区碳排放驱动因素分析[J].中国科技论坛，2014：34-38.

碳排放的方法范文第2篇

关键词：碳排放权交易；京都议定书；外部性

一、碳排放权交易相关概念

（一）碳排放权交易含义

碳排放权交易即由国家依据环境容量制定碳排放总量的控制目标，然后把碳排放总量目标分解成若干碳排放配额，分配给各区域的减排参与者，碳排放配额被允许在专门的交易市场上买卖，调剂余缺。碳排放权交易制度是旨在限定污染物或者温室气体排放量的前提下，温室气体排放参与者之间从自身需求出发，达成协议进行温室气体排放量的转移交付，国家则利用市场交易机制配置环境资源，实现环境资源高效公平利用的制度安排。

（二）碳排放权的交易类型

根据法律框架、交易动机、交易层次、交易机制等不同划分标准，碳排放权交易可以划分为不同的市场。一般来说，最常见的划分方法是根据交易机制不同分为基于项目的碳排放权交易市场和基于配额的碳排放权交易市场，另外就是根据交易动机不同分为强制履约碳市场和自愿碳市场。[1]

1.按照法律框架划分。可以分为京都市场与非京都市场。全球范围内的碳减排国际法框架是《全球气候变化框架公约》与《京都议定书》，尽管美国和澳大利亚相继退出《京都议定书》，但它们在国家范围内都己经形成碳排放权交易市场。因此，根据国家是否受《京都议定书》管辖，碳排放权交易市场可以划分成京都市场与非京都市场。

2.按照交易机制划分。可以分为基于项目的碳排放权交易市场与基于配额的碳排放权交易市场。在《京都议定书》建立的机制下存在三个温室气体减排合作机制，分别是国际排放贸易机制（IET）、清洁发展机制（CDM）和联合履行机制（JI）。根据这三个不同的机制，可将碳排放权交易市场划分为基于配额的市场和基于项目的市场。

3.按照交易动机划分。可以分为强制履约碳市场和自愿碳市场。强制履约碳市场是在《京都议定书》规制下，各国为履行约定进行强制减排而建立的市场。自愿减排碳市场指在《京都议定书》范围以外的，不以完成国际强制减排义务为目的，自愿进行交易的市场。例如美国的芝加哥气候交易所（CCX）以及我国天津排放权交易所，近几年自愿减排碳市场的发展速度迅猛。

4.按照交易层次划分。可以分为多区域合作市场（如欧盟）、国家级市场（如日本）、区域（州市）级市场（如美国州级碳市场）和零售市场。[2]

二、碳排放权交易的法律基础

（一）法律规则

随着全球变暖和气候异常现象越发严重，国际社会越来越重视由温室气体排放造成的环境问题。在1992年联合国召开的环境与发展会议上，155 个国家联合签署了《联合国气候变化框架公约》（以下简称《公约》）。承担国际减排义务的“共同但有区别的责任”原则即来自此公约， “各缔约方应当在公平的基础上，并根据他们共同但有区别的责任和各自的能力，为人类当代和后代的利益保护气候系统， 因此发达国家缔约方应当率先对付气候变化及其不利影响。”①该规定使《公约》成为其后《京都议定书》（以下简称《京都议定书》）中清洁发展机制的根本母法。1997年12月，联合国气候变化框架公约参加国在日本京都通过了旨在限制温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。为了平衡国际减排义务并且考虑到经济发展的现实需求，《京都议定书》在保证全球范围内碳排放总量不变或减少的思路指导下，创造性地引入了三个灵活机制：联合履行机制（JI）、②清洁发展机制（CDM）、③排放贸易机制（IET）④。JI和CDM机制便是基于温室气体减排项目合作的机制，均由附件一⑤国家和企业购买具有额外减排效益项目所产生的减排量，再将此减排量作为温室气体排放权的等价物抵消其温室气体的排放量。[3]这两种机制的不同之处在于：前者是发达国家之间的合作机制，而后者是发达国家和发展中国家的合作机制。IET机制则是由管理者确立、分配或拍卖排放配额的机制：即环境管理者制定总的排放额度的上限，然后将排放总额度依据一定的科学标准分配成若干份，给在该体系中的每个排放企业。

（二）碳排放权交易的法学分析

碳排放权是排放主体为了生存和发展的需要，由国际条约赋予的向大气排放一定数量温室气体的权利，其实质是权利主体获取的一定数量的气候环境资源使用权。这种权利与传统的权利不同，具有如下特征：

第一，权利的本质上不仅是权利，更是义务。碳排放权形式上表现为国际条约允许某个国家（地区）或国际组织温室气体排放的指标，实质上是重在限制温室气体排放，即只有在该指标规定的数量范围内排放温室气体才是合法的，否则就要承担相应的法律责任。[4]

第二，权利的主体范围广泛。气候资源无法为任何国家独占使用，是公共物品，全人类都有权使用，所以碳排放权的主体是全人类。但碳排放权经过分配后，其主体包括国家、国际组织、自然人、法人等。

第三，权利的客体是大气环境的温室气体容量资源。碳排放权概念是在大气环境容量理论的基础上建立起来的，该权利以大气环境容量为客体。人类的早些时期，温室气体排放量不大，并没有超过大气环境的自净能力或一定的温室气体含量，也就没有将大气环境的温室气体容量作为一种资源。只是由于化石燃料大量使用，温室气体的排放增长太快，严重超过了大气环境的自净能力，使得大气环境的温室气体容量日益成为一种稀缺资源。这种资源不具有特定性和排他性，与传统物权法中的客体有所不同。

第四，权利的内容是主体对若干大气环境温室气体容量资源的占有、使用和收益。具体而言，权利主体可以占有其拥有的排放指标而不做任何使用，也可以自己排放一定数量的温室气体，或者将盈余的排放指标赠予、出卖给其他主体。但权利主体一旦使用，或以其他方式处分了排放指标，这种权利就予以消失。

三、碳排放权交易的环境经济学原理

从环境经济学角度出发，环境问题实际上是外部性问题。所谓外部性（Externality），即个人（包括自然人和法人）的经济活动对他人造成了影响，而又没有将这些影响计入市场交易的成本和价格中。[5]外部性理论是环境经济学的基础。对于如何解决外部性问题，经济学家主张将外部成本内部化。对于将外部成本内部化的方法，经济学上存在两大理论，即庇古理论和产权理论。庇古理论主张用税收解决外部成本内部化的问题，即向污染者征税，征税的额度为一个边际净社会产品与边际净私人产品的差额，即征收庇古税，从而将外部成本内部化，以达到控制污染排放、保护环境的目的；二是产权理论，其最具代表性的人物为英国经济学家科斯，他认为在产权明确并且交易成本较小的前提下，无论最初产权属于哪一方，都可以通过市场交易的方式达到资源的最佳配置状态。无论初始的产权配置状态如何，供需双方都可以通过交易获得利益。要使外部成本内部化，通过市场主体之间的交易行为就能有效地解决。在科斯定理的基础上，美国经济学家戴尔斯提出了排污权交易理论，即污染排放总量不超过环境容量允许的前提下，明确排污权的产权主体，各主体之间通过交易调剂排污量，进行排污权交易，政府、受污染者和环保组织等市场参与者都可以购买污染权，促使污染排放总量降低。《京都议定书》是碳市场的最重要强制性规则，它促进了国际碳交易的产生。《京都议定书》引入了经济学的原理，以排污权交易原理为基础，衍生出了以二氧化碳排放权为主要内容的交易制度。生产者拥有一定的排放配额，体现了其利用环境资源的权利，如果排放量超出限额生产者则需要承担相应的责任；通过明确碳排放配额的产权，把企业的碳排放和经济效益结合起来，一方面能促使企业改进生产方式，提高生产工艺、开发利用新技术，以达到减少碳排放量的目的，减少大气污染；另一方面碳配额所有者之间根据自身需求通过市场交易进行买卖，可以使环境资源容量被合理配置和利用。京都议定书下的三项机制，在国际环境法领域中引入经济杠杆进行国际减排，避免了减排义务承担者任务过重的问题。由于各减排国之间国家发展水平、技术水平以及劳动力成本等因素参差不齐，同样的减排行动在不同的国家之间成本会有较大的差异。因为存在这种差异，为了以更低的成本获取更多的减排效益，减排成本高的国家具有强烈意愿到低减排成本的国家完成减排计划，以获得更高的经济效益。尤其是《京都议定书》中的清洁发展机制（CDM），它是包括发展中国家的弹性机制，开创了发展中国家与发达国家之间的减排量交易：一方面，发达国家有愿意向发展中国家转移资金、技术，降低减排成本，提高他们的能源利用效率和可持续发展能力；另一方面，发展中国家也乐于通过参与CDM 项目，提高自身能源利用率，优化产业结构。[6]

四、结语

随着碳排放权交易日益繁荣，国际碳交易市场也逐渐成熟。金融机构参与到碳排放权交易中使得碳市场的范围更加广泛，市场流动性以及透明度都得到加强。在一些金融发达国家和地区，如美国、欧洲等已经形成了一些大型的碳排放交易中心，如芝加哥气候交易所（CCX）、欧洲气候交易所（ECX）、，甚至出现了碳排放权证券化的衍生金融工具，如欧盟二氧化碳排放量交易体系下的欧盟排放配额期货。2013年6月18日，我国首个碳排放权交易平台在深圳启动，标志着中国碳市场建设迈出了关键性一步。此后，北京、上海、天津、湖北、重庆、广东等省市作为碳排放权交易试点相继启动。掌握碳交易话语权在未来国际竞争中至关重要。虽然目前碳捕捉、储存技术等高端技术的运用主要依靠政府这只“看得见的手”，但通过完善碳排放权交易制度和碳金融产品创新，进行市场交易实现价值发现，在企业层面大量展开后，技术创新的激励和规模效应就能显现，中国在国际碳排放权交易市场上的被动局面就能迅速改变。

（一） 《气候变化框架公约》第三条。

（二）《京都议定书》第六条：“附件一所列任一缔约方可以向任何其他此类缔约方转让或从他们获得由任何经济部门旨在减少温室气体的各种源的人为排放或增强各种汇的人为清除的项目所产生的减少排放单位。”

《京都议定书》第十二条：“清洁发展机制的目的是协助未列入附件一的缔约方实现可持续发展和有益于《公约》的最终目标，并协助附件一所列缔约方实现遵守第三条规定的其量化的限制和减少排放的承诺。”

（三）《京都议定书》第十七条：“《公约》缔约方会议应就排放贸易，特别是其核查、报告和责任确定相关的原则、方式、规则和指南。为履行其依第三条规定的承诺的目的， 附件二所列缔约方可以参与排放贸易。任何此种贸易应是对为实现该条规定的量化的限制和减少排放的承诺之目的而采取的本国行动的补充。”

（四）为实施“共同但有区别的责任”，《联合国气候变化框架公约》用附件把国家进行了分类。附件一包括富裕的经济合作发展组织（OECD 成员国以及“正向经济转型的” 国家。（作者单位：华东政法大学）

参考文献：

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[4] 牛慧. 碳金融发展的国际比较及对我国的启示：[硕士学位论文][D]. 北京：北京交通大学，2011. 16

[5] [美]巴利・菲尔德，玛莎・菲尔德. 环境经济学[M]. 大连：东北财经大学出版社. 2010.121

[6] 唐跃军，黎德福. 环境资本、负外部性与碳金融创新[J]. 中国工业经济. 2010，（6）：10

注解：

① 《气候变化框架公约》第三条。

② 《京都议定书》第六条："附件一所列任一缔约方可以向任何其他此类缔约方转让或从他们获得由任何经济部门旨在减少温室气体的各种源的人为排放或增强各种汇的人为清除的项目所产生的减少排放单位。"

③ 《京都议定书》第十二条："清洁发展机制的目的是协助未列入附件一的缔约方实现可持续发展和有益于《公约》的最终目标，并协助附件一所列缔约方实现遵守第三条规定的其量化的限制和减少排放的承诺。"

碳排放的方法范文第3篇

关键词：碳排放；碳配额；分配预测；情景模式

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2016.10.16

中图分类号：F1245；C934 文献标识码：A 文章编号：1001-8409（2016）10-0075-04

Abstract： This paper establishes the carbon allocation model by selecting from the proportions of the population， economy and historical emissions， according to three distribution perspective of equity principle， efficiency principle and grandfathering rule. In addition， it forcastes Chinese carbon emissions in 2020 distribution by nine different scenarios. Results show that， the perspective of grandfathering rule will result in increasing the total distribution of Chinese carbon emissions. Besides， it will play a big difference to the resourceful and huge emission provinces. The perspective of efficiency principle makes the smaller influence to the carbon emissions compared with grandfathering rule and mainly influences the carbon quota allocation of eastern developed area. And the perspective of equity principle has little impact on distribution of carbon quotas. In the end， it puts forward some policy recommendations， which is related to accelerate the pace of technology development， to eliminate backward production capacity through the supplyside reform， to improve the allocation of carbon rights mechanisms recommendations， etc.

Key words： carbon emissions； carbon quotas； distribution prediction； simulation model

1引言

全球气候变暖引发的二氧化碳减排争议已经成为各国经济发展面临的一个“矛盾”抉择问题。中国作为最大的发展中国家明确表示，无论未来国际减排形势如何变化，中国将持续走节能减排发展道路；并主动做出承诺到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。为实现该目标，中国将实行碳排放总量控制；但在总量控制下如何合理分配碳配额将成为一大难题。合理分配碳配额，对于有效建立碳排放交易市场，通过经济手段引导各省市走低耗减排的产业升级之路具有重要的意义。

目前国际上还没有公认的碳配额分配原则，但公平原则和效率原则视角已得到学者的广泛关注，而溯往原则视角却争议很大、研究很少。针对公平原则视角，Kverndokk[1]、Janssen和Rotmans[2]、丁仲礼[3]等研究发现人口规模对公平分配碳排放权有重要影响。对于效率原则视角，Zhou等[4]、李小胜和宋马林[5]、郑立群[6]等学者都基于DEA投入产出效率模型进行研究。在溯往原则研究上，Yi Wenjing[7]、查冬兰和周德群[8]、宋德勇和刘习平[9]等从人均累计碳排放视角出发对碳权分配问题进行分析。而针对中国实际情况，国内学者多围绕碳排放空间和效率展开研究。马大来等[10]基于至强有效前沿的最小距离法分析了省际碳排放效率，及其区域差异性和空间相关性；孙立成等[11]、王秋贤等[12]利用不同模型方法进一步分析了碳排放空间分布特征和空间差异性。

当前研究主要有以下不足：首先，鲜有学者将历史累计碳排放量作为一个独立的整体进行分析。作为碳排放分配的基本原则，公平原则与效率原则主要考虑了当期数据的现实性，而溯往原则重点考查了往期数据的历史性。其次，很少有学者基于我国实际情况，综合不同的分配原则针对具体省份展开研究。而我国碳配额分配主要以省为分配对象，彭鹃等[13]研究也指出中国碳配额分配需考虑各省的发展实际；因此，具体省份的碳配额分配研究对我国实现节能减排目标具有重要的意义。鉴于此，本文综合公平原则、效率原则和溯往原则分配视角建立碳排放分配模型，并设立九种不同的分配情景对我国2020年各省碳配额分配进行预测研究。

2模型构建和数据来源

21碳排放总量测算模型

本文基于IPCC清单法构建了碳排放总量测算模型，具体形式如下：

23数据来源

23.1总量数据来源

本文使用的是2005年和2020年的有关数据。2005年能源消费量、人口总数和GDP取自《中国统计年鉴（2014）》，2020年相关数据通过预测得到，能源碳排放系数取自IPCC《国家温室气体排放清单指南》。

本文利用人口自然增长率方法预测2020年各区域人口总数为1408亿人；国家人口发展研究战略课题组公布的国家人口发展的战略目标，2020年人口总量控制在145亿人；证明本研究预测结果可行。针对经济增长预测，本研究假定2014～2020年间GDP维持稳定增长趋势，即年均增长率为2008～2013年五年的平均增长率。其中2008～2013年中国各地区人口总数和GDP来源于《中国统计年鉴（2014）》。在预测2020年各省级区域历史碳排放量时，首先利用式（1）测算2007～2012年中国各省级区域碳排放量，然后以2012年碳排放量为基数，利用平均增长率法预测2019年碳排放量，并以此作为2020年溯往原则视角下的分配指标。本研究中2007～2012年各地区能源消耗量数据取自《中国能源统计年鉴（2013）》。各省区2020年预测值如表1所示。

23.2碳排放分配数据来源

中国2020年节能减排目标为单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。鉴于此，本文把降低40%设定为中国2020年的减排目标；再结合式（1）测算得2020年单位GDP碳排放限额为049吨/万元，将其作为中国2020年单位GDP碳排放总额。

3情景设计和预测分析

31情景设计

为深入分析公平原则、效率原则和溯往原则分配视角对我国碳配额分配的影响程度，将选取的典型指标权重进行了代表性取值，并设定9种不同的分配情景，分别是：

32各省份碳排放预测分析

由表2可见，S1情景下我国碳排放分配总额与2020年碳排放限额差值最小；S3情景下各省所需的碳权分配总额最大，远超过国家限额；S7、S8、S9处于中间水平；与S4、S5、S6三种情景分配结果相对比发现，三个分配视角的贡献度从大到小依次为溯往原则视角、效率原则视角、公平原则视角。下面分别就3个分配视角的影响效果进行具体分析。

（1）溯往原则视角

S3、S5、S6、S9情景下，溯往原则分配视角所占权重最大，所需分配的碳配额总量最多。从省际角度来看，河北、山西、内蒙古等15个资源丰富、历史排放量大的省市受溯往原则分配视角的影响较大；而内蒙古、山西、陕西等省市虽然能源消耗量较大，但经济增长速度较慢，说明这些地区能源利用效率低。由上可见，溯往原则视角对中国大多数省份及东西部地区碳排放分配的影响很大，这是因为中国的能源结构和消费结构以煤炭为主，能源的过度消耗排放了大量的二氧化碳。虽然短期内不可能通过调整能源结构降低碳排放量，但是不洁净煤炭的碳排放量远高于石油和天然气等其他能源消耗产生的碳排放量；因此，最简单易行的减排方法是加强煤炭的清洗等工作。

（2）效率原则视角

效率原则视角占比较大的是S2、S4、S6、S8情景。S2和S8情景下分配的碳配额总量相差不大，分别为0584吨/万元、0585吨/万元；S4和S6情景下碳配额相差较大，为0539吨/万元和0631吨/万元，这进一步说明溯往原则视角在碳排放分配中起主要推动作用。整体来看，效率原则分配视角对于北京、上海、江苏等发达地区的影响很大，经济的发展耗费了大量的能源，直接导致碳排放量的升高。中国作为发展中国家，发展仍是第一要务，若大幅度限制发达省份的碳排放量必定会减缓我国经济发展的脚步。因此，即刻显著降低二氧化碳排放量是不现实的，各地应该根据实际情况在发展经济的同时积极调整产业结构。

（3）公平原则视角

S1情景仅根据公平原则视角分配碳配额，为0493吨/万元，最接近我国2020年碳排放限额。S4、S5、S7情景下公平原则视角所占比重最大，结果分配的碳配额总额比其他情景少，说明公平原则视角对碳排放分配的影响很小。将S7、S8、S9 三种情景的分配结果相对比，进一步说明公平原则分配视角有利于降低我国碳排放分配总额。由分析可知，人口比例分配指标对碳配额分配的影响较小，但人口公平性问题仍值得推敲。政府若要以公平原则分配视角为主进行碳配额分配，需要考虑人口流动情况，因为像北京、上海、广东等经济发达地区每年都会有大量的外来人员流入，会直接造成二氧化碳排放量的增加，只有将这些地区的人口数进行调整才能保证较公平分配。

4结论和建议

本文基于公平原则、效率原则和溯往原则分配视角建立碳排放分配模型，对我国2020年各省碳排放初始权进行分配预测。从分配结果来看，溯往原则视角会增加我国碳排放分配总额，效率原则视角的影响紧随其后，而公平原则视角的影响程度较小。针对以上分析，本文提出以下几点建议：

（1）加快技术开发速度，在提高能源利用效率的同时，积极改变能源结构。溯往原则视角在碳排放分配中占主要地位，短期内可以提高煤炭的清洁等工作；长远来看，要加快技术开发速度，提高能源利用效率，同时加强核电、水电等可再生能源的开发利用并积极推进产业化。

（2）调整经济结构，通过供给侧改革大力淘汰落后产能，提升产业竞争力。效率原则视角对碳配额分配的影响略小，但却直接影响着我国经济的发展脚步，为此在发展经济的同时，要努力调整其结构。通过供给侧结构性改革，大力淘汰煤炭、化工、钢铁等领域的僵尸型企业，通过新型领域的创新发展，大幅度降低碳排放量。

（3）完善碳权分配机制，创建国家层面的碳排放权交易平台。从我国实际国情出发，制定“共同但有区别”的碳权分配机制及相应的法律政策，保证碳权分配机制的有效实施。在有效分配碳配额的前提下，部分省份碳配额会有剩余，而个别省份的碳配额会不足，进行二级市场交易有利于碳配额的有效配置，同时利用价格杠杆提高碳配额不足省份的减排积极性，从而降低碳排放量。

参考文献：

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碳排放的方法范文第4篇

一、引言

排序在现实生活中有非常重要的作用，许多场合，例如购物和数据分析都涉及对数据的排序。对于《程序设计》和《数据结构》这两门课程，“排序”都是一个非常重要的教学内容。排序算法实现的细节涉及的知识较多，包含变量、数组、选择结构、循环结构、数据交换与输入输出等，因而是课程教学的重点和难点。学生理解和掌握“排序”需要扎实的程序设计基础和良好的计算思维，教师讲授清楚“排序”则需要恰当的教学方法和丰富的教学设计，单单靠解释代码与演示排序过程不能达到良好的授课效果。许多文献如探讨了排序算法的教学策略。笔者在上海电机学院承担《软件开发基础Java》和《数据结构Java》两门课程，在“排序”章节的教学中，从概念引入、算法讲解、案例分析到课后实践等各环节，开展了和传统方式不同的教学方法和教学设计。本文以选择排序为例，探究了这种教学模式的有效性，希望为这一重要知识点的教学提供全新的思路。

二、概念引入设计

“排序”一节的知识理论上比较枯燥，排序算法比较多，各种排序算法的实现、区别和优缺点不容易理解。学生往往在学习时兴趣不高，对于算法代码、复杂度和稳定性等分析往往处于机械记忆，不能达到熟练应用的程度。让学生对这一知识点产生兴趣，并借助兴趣提高学习效果是概念引入环节的一个重要考虑。笔者在本章节开始时，提出三个生活中的实际例子供学生思考：①网购时经常按价格或销量的高低选择产品，网站如何快速实现海量商品信息的排序？②如何对学生的成绩按照某一学科或平均分排序？③打扑克牌抓牌时，手里的牌如何排放？学生往往在听到这三个例子后会引发短暂的思考，突然意识到排序这一问题并不抽象，出现在生活的方方面面，而且非常重要，愿意了解相关技术细节。

三、算法讲解设计

在讲解排序算法前，??该先让学生理解算法的主要思想。“选择排序”的思路很简单，即“拔大个”，每次在无序范围找出最大的，交换到无序范围的一端，无序区逐渐缩短，直到整个序列有序。在解释时，采取一边口述原理，一边在黑板上对一个序列进行相应操作的方式可以让学生非常直观的了解这一非常接近手工排序的算法的基本原理。在讲解完原理后，让学生对一个序列用该方法手工排序，加深对算法的理解，体会算法的自然性。然后就可以按照传统的做法，进行动画演示，先演示逐步排序的动画，再进一步演示逐趟的排序，最后自动演示一个完整的排序，让学生对算法的印象更深刻。对于动画的选择，可以采用传统的PPT动画、Flash动画和Gif动画等，甚至可以播放一些真人模拟排序过程的视频，提高课堂的活跃气氛和学生的兴趣。然后给出用编程语言，如Java语言描述的算法代码。排序是一个比较复杂的问题，在实际应用中远非对一组整数或浮点数进行排序那样简单。例如对商品，可以根据销量排序，可以根据价格排序，可以根据好评率排序等。因而理论上讲应该定义类描述待排序的物体，类中包含多个成员变量描述物体的不同属性，即排序的键值，排序时选择其中一个作为主键值，对多个对象进行排序。这样做虽然提高了程序的功能和通用性，但大大提高了代码的复杂性和实现算法的难度，让教学的重心从算法的核心思想分散到类与对象的操作，不利于让学生在短时间内快速而透彻的理解算法自身。因而可以采取简化策略，即使使用面向对象的程序设计语言，也将问题简化到只对一个整型数组进行排序，将所有其他复杂因素排除，将教学集中于算法的本质。在讲解代码前，可以先隐去最关键的部分，如循环体等，让学生根据算法的原理自行补充。这一环节的一个难点是设计的程序设计语言细节较多，如数组、选择结构、循环结构和数据交换等。对于《程序设计》这门课，排序的内容一般安排在学习数组时，此时学生对数组尚未完全掌握和理解，用数组实现排序算法比较有挑战性。对于《数据结构》这门课，学生可能对相关知识有所遗忘。程度一般的学生可以先用自然语言或伪代码书写，再翻译为编程语言，程度好的可以直接用编程语言书写。如果学生普遍不能写出，还可以对隐去的每一句代码都加一个注释，让学生将注释翻译为代码。最后再公布参考代码，供学生纠错。排序算法的实现通常有多种，对从小到大进行的选择排序而言，每次可以将最小的数据交换到无序区间的左侧，也可以将最大的数据交换到无序区间的右侧。在用二重循环实现算法时，内外循环的循环控制变量可以表示多重意义，例如外层循环控制变量可以表示无序区间的左端点、右端点、第几轮排序等，对每一种不同的变量意义，变量的初始值、循环条件、迭代方式和循环体可能都有区别。在代码实现这一环节，应鼓励学生用不同的方式去实现同一个算法，进一步加强学生程序设计的能力。最后是对算法的分析。对于选择排序，从算法每次选择最值再交换的做法能够简单地得到算法的时空复杂度。而对于算法的稳定性，从选择排序存在非相邻数据的交换过程也不难引导学生分析出这一算法是不稳定的。

四、案例分析设计

在完整讲解算法之后，使用一些案例演示排序算法能进一步增强学生对算法的理解。在选择实例时，数据应该丰富且量足够大，包含随机生成的数据、从小到大排好的数据、从大到小排好的数据等各种情况。每一轮排序后，输出当前的结果，并在结束时输出数据总量和所用时间。接下来可以将案例进行拓展，由数值排序引申到字符排序，因为字符的本质就是数值（Unicode或ASCII等），对字符排序既是对字符编码的数值进行排序，因而“选择排序”算法可以几乎不加修改地用于对单个字符排序。然后可以将排序的方式引申为对二维数组，例如像Excel表中按照最后一列排序。学生很自然地容易想到，在排序时，只对最后一列数据进行最值的选择，交换时整行数据都交换。但这样做显然数据的移动量较大，降低了速度，耗费了内存。这时可以启发学生注意最后一列的排序结果影响的是二维数组行的排列，即行序号的重排。那么在排序时可以暂时忽略其他列，对行序号和最后一列构成的二维数组按照最后一列的数据进行选择排序，每次交换都交换一整行，得到的行序号最终重排结果就是原二维数组每行的最终排列顺序。只要按照这个顺序重新排列各行就可以得到排序后的二维数组。这样做的好处是，无论该二维数组有多少列，排序过程都只对两列数据进行，时空复杂度都只和行数有关。

五、?n后实践设计

由于课堂时间有限，排序算法众多，需要学生通过课外加以扩展。可以让学生修改程序，每次随机生成大量数据，然后分别用不同的排序方法排序，统计每种方法的运行时间，画出曲线图以观察各算法的时间复杂度的实际差异是否符合理论差异。还可以通过不断增加数据量，画出曲线图以观察一种算法的运行时间随数据量的变化是否符合该算法的时间复杂度。另外，对于前面提到的用类定义包含多个键值的对象，再选定主键对对象进行排序的问题，也可以作为课后扩展作业。如果讲授过图形界面制作的相关知识，还可以让学生设计一个简单的排序系统，模拟购物场景中按多种标准对商品进行排序。

碳排放的方法范文第5篇

【关键词】柴油机；冒黑蓝白烟；故障；排除

柴油机是以柴油作为动力油源，以机油作为机器部件接触运转的油源。柴油机在运行时往往排放各种颜色的烟，从烟的颜色可知其故障所在点并采取相对的维修措施。

1.柴油机运行时冒黑、蓝、白烟的故障分析

排烟是柴油机必须的机械原理，燃烧柴油因空气助燃而排烟。柴油机总共排放蓝、黑、灰、白四种不同颜色的烟，也涵盖着四种燃烧的状态或故障。柴油机正常运转排放的烟气的颜色为淡灰色，在大负荷时为深灰色；刚启动时，由于温度过低为白烟；柴油机燃烧不完全或机油窜入燃烧则排放黑烟和蓝烟。

1.1柴油机运行时排气管冒蓝烟

柴油机运行时排蓝烟是由多因素形成产生的：

（1）柴油机活塞与缸套之间早期磨损，属非正常磨损，使气缸内活塞与缸套之间密封状态不良，导致机油通过空隙进入燃烧室燃烧。

（2）由于密封不良燃烧气体窜入曲轴箱，使曲轴箱内气压增大，迫使机油通过呼吸器进入通气管，并被吸入气缸参与燃烧。

（3）机油量过多，就油底壳机油超过最高刻度，机油面太高，导致曲轴箱内废气压力增大，大量机油进入燃烧室被燃烧。

（4）带废气涡轮增压器的发动机，增压器密封环损坏，导致机油进入气道后进入气缸燃烧。

（5）机油温度过高，当机油窜入燃烧室更助力燃烧。

（6）空气滤清器的油盆中机油过多，被吸入气缸内燃烧。

（7）活塞环开口间隙或侧隙过大，活塞环弹性减弱或安装不正确等，使机油窜入燃烧室。

（8）进气门与气门导管或气门油封的间隙过大，在吸气行程中将气门室内的机油吸入气缸燃烧。

1.2柴油机运行时排气管冒黑烟

柴油机运行时排气管冒黑烟则显示燃烧是在缺氧情况下不充分燃烧而排出黑烟，黑烟不仅污染环境且会使柴油机温度升高，积碳结焦，缩短发动机使用寿命。冒黑烟存在以下故障情况：

（1）长期超载荷运行，使柴油机载荷过重而冒黑烟。

（2）空气滤清器堵塞，造成进气量不足；增压器脏污，消声器严重堵塞，造成排气不畅。

（3）喷油泵供油量过多，或各缸供油不均匀度过大；喷油器雾化不好或滴油。

（4）气门间隙太小、气门密封性差、气缸垫损坏、活塞环损坏或粘着、活塞与缸套磨损等。

（5）燃烧室内温度很高，正在被喷射的燃油将迅速燃烧。如果供油时刻过分延迟，随后喷入的燃油有一些将不能与空气充分接触，导致不完全燃烧，从而在废气中有炭粒。

（6）进排气阻力过大。

（7）进气温度过高，导致空气密度下降而不能完全燃烧。

（8）燃油品质不符合本柴油机使用要求指标（含十六烧值、凝点、粘度、水份）致使不能充分燃烧。

1.3柴油机运行时排气管冒白烟

柴油机运行时排气管冒白烟则显示机器运转不正常，存在着一定故障。虽然故障比不上冒蓝烟、黑烟的故障这么严重，但也不能忽略其故障性和影响性。冒白烟存在以下故障情况：

（1）含水的燃油燃烧，不仅发出声响而且冒白烟。

（2）燃烧室有水进入。

（3）柴油机自身温度过低，部分燃烧油未能燃烧随废气排出。

（4）喷油提前角过小，未燃烧的柴油随废气排出。

（5）缸盖或缸套破裂，缸垫烧损（缸口与水道口连接）。

（6）喷油缸套过度磨损。

（7）部分柱塞或出油阀偶件严重磨损或密封不良。

2.柴油机运行时冒黑、蓝、白、烟故障排除方法

2.1冒黑烟故障排除

（1）保持发动机正常运转，拆下空气滤清器，观察排气颜色。若冒黑烟情况好转，故障是空气滤清器滤芯堵塞造成的，应立即清洗或更换滤芯。若黑烟情况不见好转，对于带有废气涡轮增压器的柴油机，还要进一步倾听涡轮增压器运转是否正常，检查回油管有无阻塞或机油流动不畅等情况。

（2）若发动机中低速运转时，排黑烟不明显（很少甚至正常），但踏下加速踏板，发动机高速持续稳定动转时，排黑烟量大且很深，则故障通常是喷油泵油过多所致。在试验台上检查喷油泵供油量，或供油均匀度是否符合标准。对于喷油泵滚轮传动件中具有调整螺钉的，应检查各缸供油间隔角是否一致，必要时调整。若排气管冒黑烟的同时，可听到气缸内有清脆的敲击声，说明喷油时间过早。

（3）在发动机运转中进行逐缸断油试验。当某缸断油时，发动机转速降低，黑烟明显减少，敲击声变弱或消失，说明该缸喷油器喷油压力低、喷油过多。若发动机转速变化小而黑烟消失，说明该缸喷油器雾化质量差，找出有故障的单缸后，拆检喷油器，必要时更换新喷油器进行对比。

若用新喷油器的故障消失，则说明原喷油器有故障。

（4）对各缸进行压缩压力测试，以判断是否有气门密封不好，气缸垫损坏，拉缸或缸套、活塞、活塞环等磨损现象。

（5）更换柱塞偶件。

（6）按柴油机说明书规定，使用符合规定的燃油，定期清洗空气滤清器，防止堵塞。

2.2冒蓝烟故障排除

（1）检查发动机油量，若油面过高应放掉部分油。

（2）在发动机运转时，打开加油口，若发动机排蓝烟明显地减少且慢慢消失，而当盖上加油口一段时间后，发动机加速运转，排蓝烟又逐渐增加，则故障通常是由曲轴箱通风装置通风不良造成的。

（3）拆下增压器与进气道之间软管，观察排气烟色。若排蓝烟明显减少且逐渐消失，则故障通常是由增压器排油严重造成的。

（4）当踩下加速踏板发动机高速运转时，排气管排出大量深蓝烟，从加油口处能听出曲轴箱发出一种“嘣嘣”的窜气响声，并且从加油口处窜出较大的蓝烟或脉动油烟，说明活塞环磨损严重，活塞环折断、装反，或气缸与活塞配合间隙过大，应拆下活塞连杆组进行检查分析，对症检修。

（5）若发动机大载荷运转时，排气管排出浓蓝烟，但从加油口处未听到明显的窜气声，并且加油口无明显冒烟现象，通气较平衡，则故障为气门油封损坏或气门杆与气门导管的配合间隙过大，应更换气门油封、气门或气门导管。

（6）油底壳的机油必须在最高刻线与最低刻线之间，不能超过最高刻线。

（7）空气滤清器油盆中的机油不应加得过多，不得超过规定记号。

（8）镗缸并更换加大尺寸的活塞，或更换活塞和缸套总成。

（9）正确选择和安排活塞环，新换活塞环后或新车必须严格按说明书进行磨合，才能投入负荷作业。

（10）更换气门、气门导管和气门油封。

2.3冒白烟故障排除

（1）如果油箱含水不多，则打开油箱开关，放出箱内积水，直至柴油流出为止；如果油箱含水较多，可换用经沉淀48h以上的柴油。油箱放出的油经沉淀后仍可使用。

（2）检查气缸垫是否烧损，缸盖是否有裂纹，防止冷却液漏入燃烧室。

（3）起动时加热水预热柴油机。

（4）检查供油提前角，如果过小，可进行调整。

（5）柴油机起动后，冷却液温度超过40℃时便投入负荷作业。

【参考文献】

[1]李文英.小型柴油机使用维修.机械工业出版社，2011.