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能源与环境问题日益是全球共同关注的重大问题。工业部门在我国能源消费总量中的占比高达69%,工业温室气体排放占全国总排放的81%,是节能减排重点关注的领域。进入新世纪以来,我国卷烟企业能源利用效率虽有较大提高,但是目前企业面临着规模效益下降、设备产能过剩、优化空间减小和智能制造冲击等的四大挑战,实现“十三五”节能减排目标将面临较大的压力。本文以卷烟企业为主要研究对象,应用多学科交叉的理论和方法,从能源与环境效率测度方法、制丝工艺系统节能减排潜力评估方法、联合工房节能减排潜力评估方法以及节能减排策略模糊综合评价方法及其应用研究等几个方面,开展了以下创新性工作:(1)运用数据包络分析方法,从企业层面开展全要素能源与环境效率国际比较研究,对全球卷烟工业企业的能源与环境效率水平以及节能减排潜力进行了测度,揭示了国内卷烟企业与国外卷烟企业的效率水平差异以及国内外技术前沿面的差距。研究结果表明:中国卷烟企业能源与环境综合效率仅为0.473,与国外企业差距较大但呈逐渐缩小趋势;未来节能和减排潜力仍然较大分别为57.2%和68.1%,年均节能减排总量分别为346.6万MWh和203.3万吨CO2。中国卷烟企业在国内外技术前沿面水平下的能源利用和CO2排放综合效率分别相差14.1和25.5个百分点,技术前沿面的差距仍然较大但呈逐步缩小的趋势。(2)运用流程工业系统节能研究理念和方法,建立了卷烟制丝生产节能潜力分析模型,评估了制丝工段能耗和折合比变化对卷烟制丝生产综合能耗的影响以及节能减排潜力,并运用情景分析法,揭示了三家卷烟企业实现节能减排目标的有效路径。研究结果表明:在工段能耗方面,叶片回潮工段和烘丝工段工艺的调整将会使单位烟丝能耗分别降低18%-47%、9%-36%;而在折合比方面,梗丝比例的降低会使单位烟丝能耗降低15%-33%。对于产量大且产品结构高的企业通过制丝工艺优化可以取得显著的节能减排效果,而对于产品结构相对较低的企业则通过产品结构提升可以取得显著的节能减排效果。(3)综合运用烟草行业绿色工房节能技术体系和建筑动态能耗模拟方法,建立了卷烟厂典型几何模型,对典型建筑以及各项节能技术措施在不同气候环境下的节能减排潜力进行全面评估,并运用11家投入运行的绿色工房项目实测数据对模拟数据进行验证,揭示了卷烟企业建筑节能技术措施的节能减排潜力和技术适应性。研究结果表明:典型卷烟厂在夏热冬暖地区和严寒A区节能潜力最高,而减排潜力与节能潜力在不同气候区表现有所差异,在严寒A区和严寒B区CO2减排潜力小于节能潜力,其他区域则相反。在所有气候区中降低照明功率密度和空调区域风量调节控制都是节能潜力最大的技术措施;而在不同气候区,能耗占比高的用能设备相关节能措施的节能潜力相对较大,是实现节能减排的有效路径。(4)应用基于模糊层次分析法的多属性决策方法,构建卷烟企业节能减排策略综合评价指标体系和模糊综合评价模型,并建立具有代表性的典型卷烟企业模型,对工艺和建筑12项节能减排策略进行综合评估,揭示了各项节能策略的优劣势和适用性,为卷烟企业综合评价和遴选先进适用节能减排策略提供了参考。研究结果表明:空调系统能效优化的综合评价结果最优,其次是叶片段工艺优化和照明系统能效优化;不同属性策略表现差异较大,高效利用四项节能策略在技术性能指标中优势明显,合理需求两项策略在经济效益指标中结果最优,工艺结构优化三项节能策略运行管理指标中表现突出,而节约电能比例大的空调系统能效优化在环境影响指标中排名第一。综合评价结果显示,工业建筑主要用能系统的节能策略仍是未来节能减排重点关注的对象,生产工艺系统节能策略适宜重点推广应用,管理类节能措施值得企业积极实践。