溫宗國

溫宗國現任清華大學環境學院教授，曾獲基金委優青、杰青。

獲資助領域為環境與生態管理。溫宗國主要從事環境系統分析及規劃管理、環境物聯網及大數據技術，已入選國家“萬人計劃”科技創新領軍人才、教育部“長江學者獎勵計劃”青年學者、國家環境保護專業技術青年拔尖人才、中國環境科學學會首屆青年科學家金獎等。學術成果獲得國家科技進步獎二等獎1項、省部級科技進步一等獎4項。合作出版論著10多本，學術論文140多篇，其中在NatureSustainability等期刊發表SCI論文70多篇、獲得國家計算機軟件著作權30多項。主持包括國家973計劃、科技支撐計劃、自然科學基金等國家課題30多項。擔任國家“廢物資源化科技工程”重點專項總體專家組成員、全國科技領軍人才聯盟資源與環境專業委員會副主任、中國“雙法”研究會能源經濟與管理研究分會副理事長等學術兼職。

工業節能減排精準化管理與系統化決策

中國在長期探索工業節能減排的管理實踐中取得了一定成效，但節能減排形勢依然較為嚴峻，且面臨一系列重大挑戰。須從兩方面系統推進節能減排管理工作。

一方面，現有工業節能減排的主要措施（如淘汰落后產能、結構升級、技術改造等）推廣趨于成熟，潛力空間逐漸收窄，傳統粗放式的節能減排措施應用模式難以滿足日益嚴格的節能減排政策約束要求；必須全面解析各個工業行業的特點，量化并對比主流措施效果，有的放矢地制定對應節能減排政策，實現精準化管理（圖1）。

圖1 關鍵節能減排措施及作用節點

另一方面，隨著工業節能減排的持續深入，決策過程中需考慮的管理目標數量日益增加，需要同時管理節能、大氣污染物減排、水污染物減排、碳排放和成本控制等目標；不同節能減排措施往往會同時對各項管理目標造成直接或間接的影響，導致各個目標間存在復雜的協同效應和沖突關系，需要采取科學方法統籌管理這些高維目標以支撐系統化決策。由于工業系統中產能結構、工藝技術等存在多重不確定性，往往導致預測結果與實際情況產生較大偏差，從而影響管理政策的有效性（圖2）。因此，須以系統性視角分析并搭建工業節能減排管理模型，統籌多項屬性、多維目標及多重不確定性因素開展系統化決策。

圖2 工業系統不確定性示意（以水泥熟料生產為例）

為攻克上述理論瓶頸和解決實際管理問題，本書針對工業節能減排現狀及管理需求在行業、企業、技術等不同尺度開發了多套方法學，實現了可求解的系統化決策方法和精準化管理應用。全書共分為十章，主要內容如圖3所示。

圖3 本書內容架構

工業節能減排精準化管理與系統化決策

溫宗國 王奕涵 等 著

北京：科學出版社，2022.3

ISBN：978-7-03-071781-8

責任編輯：張淑曉

本書針對當前工業節能減排管理的熱點研究問題，詳細介紹作者及其團隊在工業節能減排領域多個層面開展的精準化管理、系統化決策、不確定性分析及實踐應用等研究成果。其中，在精準化管理方面，構建工業節能減排精準化管理模型，并專門論證產業共生技術措施對節能減排的有效性；在系統化決策方面，分別從技術、企業和行業層面展開研究，開發多屬性決策、數據包絡分析模型和多目標優化求解算法等方法學工具；在不確定性分析方面，本書采用拉丁超立方采樣方法模擬工業系統的各種不確定性條件，規避管理不達標的潛在風險；在實踐應用方面，開發區域性決策方法和標準化應用軟件，提升理論節能減排管理工具的應用價值。

本書可供工業節能減排領域相關的企業管理者、政策制定者及高等院校、科研院所研究人員閱讀和參考。

目錄速覽

前言

第1章 緒論 1
1.1 工業節能減排管理的重大挑戰 1
1.2 工業節能減排管理的關鍵問題 5
1.3 本書主要內容 6
第2章 工業節能減排精準化管理模型 10
2.1 工業節能減排精準化管理研究概述 10
2.2 工業節能減排精準化管理模型結構 11
2.2.1 行業系統模擬 11
2.2.2 行業節能減排措施 11
2.2.3 節能減排效益核算 14
2.3 鋼鐵行業節能減排預測 16
2.3.1 鋼鐵行業發展現狀 16
2.3.2 鋼鐵行業節能減排措施情景設定 18
2.4 鋼鐵行業節能減排精準化管理實踐 21
2.4.1 鋼鐵行業節能減排潛力 21
2.4.2 中國鋼鐵行業節能減排路徑 22
2.4.3 中國鋼鐵行業精準化管理建議 25
2.5 本章小結 26
參考文獻 26
第3章 產業共生系統建模及技術政策分析 29
3.1 產業共生的發展現狀 29
3.1.1 產業共生的相關概念 29
3.1.2 產業共生的國內外實踐 30
3.2 產業共生系統模擬 32
3.2.1 研究邊界 33
3.2.2 網狀結構模擬與匹配關系識別 33
3.3 共生系統的節能減排潛力及成本分析 38
3.4 關鍵共生技術的識別 43
3.4.1 跨行業耦合共生技術系統采樣和不確定性因素識別 43
3.4.2 共生技術系統節能減排的可行目標與關鍵共生技術 43
3.5 本章小結 47
參考文獻 48
第4章 產業共生技術優選的系統化決策：基于熵權TOPSIS的多屬性評估 50
4.1 產業共生技術優選的系統化決策 50
4.2 鋼鐵行業共生技術評估屬性設置 52
4.3 基于熵權TOPSIS的多屬性決策方法 55
4.3.1 決策矩陣標準化 56
4.3.2 確定屬性權重 57
4.3.3 理想解生成 57
4.3.4 相對接近度計算 58
4.4 隨機采樣 58
4.5 產業共生技術體系評價 59
4.6 產業共生技術優選系統化決策結果 60
4.6.1 最優產業共生技術篩選 60
4.6.2 產業共生技術優選方案及效果評價 62
4.7 本章小結 64
參考文獻 64
第5章 企業節能減排系統化決策方法及應用 67
5.1 企業環境效率評估研究現狀 67
5.2 案例企業概況 69
5.3 基于數據包絡分析的環境效率評估方法 70
5.3.1 投入產出結構設定 70
5.3.2 數據包絡分析法 71
5.3.3 回歸分析 73
5.4 企業環境效率評估結果 74
5.4.1 企業環境效率整體結果 74
5.4.2 工藝環境效率結果 76
5.4.3 企業環境效率的影響因素分析 81
5.5 本章小結 82
參考文獻 83
第6章 行業節能減排系統化決策：基于NSGA-Ⅲ的高維多目標協同控制 86
6.1 工業節能減排的高維多目標決策進展 86
6.2 鋼鐵行業系統高維多目標優化模型建立 90
6.2.1 優化變量 91
6.2.2 優化目標 94
6.2.3 約束條件 95
6.3 帶約束的NSGA-Ⅲ方法 96
6.4 基于模糊C均值聚類的最終優化方案生成 101
6.5 鋼鐵行業系統高維多目標優化結果 102
6.5.1 優化算法評價 102
6.5.2 優化結果概述 103
6.5.3 最終優化方案 104
6.6 本章小結 108
參考文獻 108
第7章 工業節能減排管理的不確定性分析 112
7.1 工業節能減排不確定性分析研究現狀 112
7.2 工業節能減排不確定性分析模型及實踐 113
7.2.1 模型架構 113
7.2.2 行業技術系統模擬 114
7.2.3 案例數據收集 115
7.2.4 能耗及成本核算 116
7.2.5 不確定性分析 117
7.3 不確定性分析結果 119
7.3.1 鋼鐵行業節能目標設定 119
7.3.2 原料-生產結構調整 121
7.3.3 技術分類與推廣政策 122
7.4 本章小結 123
參考文獻 124
第8章 區域工業節能減排應用：以山西省長治市為例 128
8.1 區域工業節能減排管理研究現狀 128
8.2 案例區域介紹 130
8.3 區域工業減排管理方法 135
8.3.1 基于系統化決策的重點管控企業識別 135
8.3.2 基于精準化管理的企業減排路徑 135
8.4 長治市工業節能減排精細化管控路徑分析 139
8.4.1 長治市工業企業污染績效評價結果 139
8.4.2 重點企業節能減排路徑及潛力評估 141
8.5 區域工業節能減排精準管理建議 144
8.6 本章小結 146
參考文獻 146
第9章 工業節能減排管理決策支持系統 150
9.1 平臺整體結構 150
9.2 工業節能減排規范化數據體系 152
9.3 模型搭建 158
9.3.1 創建模型 159
9.3.2 配置關系 160
9.3.3 量化表征 160
9.4 數據交互 163
9.5 算法運算與結果呈現 164
9.6 本章小結 166
第10章 總結與展望 168
10.1 精準化管理 168
10.2 系統化決策 169
10.3 不確定性分析 170
10.4 管理應用實踐 170
10.5 未來研究展望 171
附錄 172
附錄A 企業環境效率評估結果 172
附錄B 高維多目標優化算法代碼 179
附錄C 不確定性分析采樣結果 202

作者簡介

溫宗國

清華大學環境學院長聘教授、博士生導師，循環經濟產業研究中心主任、工業節能與綠色發展評價中心主任。主要從事城市固廢資源化與循環經濟、環境與碳排放系統工程研究。獲得國家科技進步獎二等獎1項、教育部等部級或學會科技進步等一等獎6項。應邀擔任國家發改委、科技部、生環部、工信部等部委資環領域決策咨詢專家。

王奕涵

清華大學環境學院博士研究生，主要研究方向為工業部門能源環境系統建模、節能-減污-降碳協同優化與不確定性分析。

（本文編輯：王芳）

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