泓域咨询/铝板带工程项目资源环境承载力常用分析方法铝板带工程项目资源环境承载力常用分析方法一、 生态足迹法及应用案例生态足迹将每个人消耗的资源折合成为全球统一的、具有生产力的地域面积，通过计算区域生态足迹总供给与总需求之间的差值生态赤字或生态盈余，准确地反映了不同区域对于全球生态环境现状的贡献。生态足迹既能够反映出个人或地区的资源消耗强度，又能够反映出区域的资源供给能力和资源消耗总量，也揭示了人类生存持续生存的生态阈值。它通过相同的单位比较人类的需求和自然界的供给，使可持续发展的衡量真正具有区域可比性，评估的结果清楚地表明在所分析的每一个时空尺度上，人类对生物圈所施加的压力及其量级，因为生态足迹取决于人口规模、物质生活水平、技术条件和生态生产力。（一）基本模型1、基本概念生态足迹也称生态占用，任何已知人口（某个个人、一个城市或一个国家）的生态足迹是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物所需要的生态生产性土地的总面积和水资源量。2计算流程和计算公式生态足迹法本质上是一种度量可持续发展程度的方法，是一组基于“生态生产性土地”面积的量化指标。生态足迹法的所有指标都是基于生态生产性土地这一概念而定义的，根据生产力大小的差异，将地球表面的生态生产性土地分为六类：化石能源地、可耕地、牧草地、森林、建设用地、海洋（水域）。3基本特点生态足迹理论自诞生以来获得了广泛的应用，其指标是全球可比的、可测度的可持续发展指标，是涉及系统性、公平性和发展的一个综合指标。生态足迹基本模型的特点为：是一种综合影响分析；采用单一时间尺度，即“快拍”式截面；所使用的产量因子是全球平均产量；在固定生产与消费条件下的确定性研究；反应的是区域生产与消费的综合信息；使用六类土地利用空间；引入当量因子进行综合。生态足迹基本模型的优点在于所需要的资料相对易获取、计算方法可操作性和可重复性强。尽管如此，生态足迹方法无论在理论上还是方法上，都存在不足之处，主要表现在：指标表征单一、过分简化，只衡量了生态的可持续程度，强调的是人类发展对环境系统的影响及其可持续性，而没有考虑人类对现有消费模式的满意程度；难以反映人类活动的方式、管理水平的提高和技术的进步等因素的影响；基于现状静态数据的分析方法，难以进行动态模拟与预测。（二）动态改进一时间序列足迹模型由于生态足迹基本模型属于静态测算方法，其假定人口、技术、物质消费水平均不变，导致其结论的瞬时性，从而无法反映出未来的动态可持续性趋势。因此在其基础上衍生出多种动态改进模型。现阶段已有大量时间序列足迹模型研究探讨产量因子和当量因子对生态足迹测算影响。目前主要时间序列足迹模型处理产量因子和当量因子的方法包括：采用区域真实产量，舍弃采用当量因子；采用逐年全球产量和分段当量因子；采用全球产量和逐年区域实际产量，不采用当量因子；采用最大可持续产量；在计算草地足迹时，采用单位草地植物生产量而非动物产量。时间序列足迹模型能够反映区域生态服务消费水平的结构变化，真实生态空间消费及其定位，以及产量因子和当量因子对足迹测算的影响。（三）过程改进一投入产出足迹模型生态足迹测算要求涵盖所有进入生产和消费过程的产品所包含的生态服务，但基本模型由于缺乏结构因素，没有考虑产业间的相互依赖，直接把生态空间利用分配给最终消费，反映的仅仅是直接生态空间占有和区域综合生态影响，无法识别哪些生产和消费部门应对区域综合影响负责。为此，比克内尔等学者结合投入产出方法对此提出了改进，其使用投入产出分析法，通过里昂惕夫逆矩阵得到产品与其物质投入之间的转换关系，反映各部门生产的生态影响细节。其主要计算步骤可以归纳为：计算完全需求系数矩阵；计算最终使用包含的非能源足迹；计算能源消费的生态足迹；计算进口贸易和其他来源产品包含的生态空间；分别按生产部门和最终使用部门汇总生产和消费生态足迹。投入产出足迹模型的特点是：采用倍乘子计算足迹，侧重结构分析，能反映部门间的足迹流动，揭示生态影响的真实发生方位以及某一特定部门的完全生态消费状况。（四）成分法生态足迹模型因上述研究模型存在国家以下层次上消费数据的缺失，无法对生产进行调整得到各消费主体的数据，因而有无法反映具体消费活动影响的缺陷。为了反映生态最响的详细程度，成分法生态足迹模型以人类的衣食住行为出发点，核算人口具体消费行为的生态影响，其典型代表是西蒙斯等人提出的模型，它分两步测算生态足迹：把研究区域的生态足迹分解成直接能源、原材料、废弃物、食物、私人交通、水和建筑用地七种成分；采用物质流动分析（MFA）法和生命周期分析（LCA）法收集数据，研究资源在不同部门、人口与环境之间的流动，从而将消费数据转化为成分影响。成分法生态足迹模型的特点是：关注人口的衣食住行细节行为，采用生命周期技术，适用于国家、地区、企业、家庭乃至个人生态环境影响评估。该方法对数据要求较高，当数据不确定时可能会产生较大误差，对大多数产品层次消费数据缺乏的国家实际应用有限。二、 层次分析法及应用案例（一）基本模型层次分析法是一种层次权重决策分析方法，适用于资源环境承载能力分析这一多因素、多层次系统中各因素权重的确定，其具体应用步骤是：首先，找出影响区域资源环境承载能力的各资源、环境主要因素，建立目标、因素和因子层次结构，建立指标体系；其次，构造比较判断矩阵，进行层次单排序，检验判断矩阵的一致性，再进行层次总排序，确定各因子的权重；最后，对各指标打分，计算出评价值。（二）基于层次分析法的生态环境承载力综合评价法对一个区域来说，可持续的生态系统承载需满足三个条件：压力作用不超过生态系统的弹性度、资源供给能力大于需求量；环境对污染物的消化容纳能力大于排放量。由于生态系统承载力包含多层含义，因而可采用分级评价方法进行评价，即首先进行区域现状调查，接着进行区域生态系统承载力状况评估，最后进行区域生态系统承载力综合分析评价，并可给出区域生态系统承载力分区图。生态环境承载力综合评价法将评价体系分成三级，即区域生态系统潜在承载力评价、资源一环境承载力评价、承载压力度评价三级。一级评价结果主要反映生态系统的自我抵抗能力和生态系统受干扰后的自我恢复与更新能力，分值越高，表示生态系统的承载稳定性越高；二级评价结果主要反映资源与环境的承载能力，代表了现实承载力的高低，分值越大，表示现实承载力越高；三级评价结果主要反映生态系统的压力大小，分值越高，表示系统所受压力越大。根据三级计算结果，对生态承载力进行综合评价。分级评价使得评价结果更明了、准确，更有针对性。如某区域的承载力分级为，低稳定较高承载区”时，说明该区域的现状承载力虽很高，但因该区域为不稳定区，对外界的抵抗和恢复能力较低。分级评价将同类性质的指标归类处理后，可以比较容易地对结果进行分析判断，如果将所有承载力指标汇集到一块，必然因指标太多而使结果复杂化，难以对结果给出精确判断。同时，分级可对区域的承载力有一个更深刻的了解，可更有针对性地采取相应措施与对策。1、评价指标体系构成评价指标体系具体分为目标层、准则层、指标层和分指标层。2目标层计算3综合评价根据三级计算结果，对生态承载力进行综合评价。每一级的计算结果为0100的分值，根据各级评价指标的内涵，划分各区段分值代表的评价结果。三、 项目背景分析铝板带也称铝平轧产品。目前中国铝板带行业的基本特征是：产业规模庞大、技术装备先进、出口依赖强烈、短板十分突出，总体尚未走上高质量发展的轨道。产业规模庞大。据统计，截止2018年底，包括坯料、冷轧、铝箔等产品在内，中国铝平轧产品生产企业超过500家，超过世界其他国家铝平轧产品生产企业的总和。在坯料方面，拥有800多条双辊轧生产线，产能超过800万吨/年；拥有超过200条铸锭热轧生产线，产能约2000万吨/年。在冷轧方面，有200条以上生产线，产能超过1800万吨/年。在铝箔轧制方面，专业箔轧机数量在600台以上，产能约460万吨/年。中国铝热轧、冷轧和箔轧生产能力约占全球的50%以上，铸轧生产能力占全球的70%以上，是绝对的世界铝板带第一生产大国。这种局面在未来五到十年时间里不会改变。技术装备先进。中国铝板带行业不仅规模大，技术装备也十分先进。据不完全统计，在热轧方面，已经建成引进技术的铝板带热轧生产线11条；宽幅热粗轧-精轧生产线8条；哈兹雷特连铸连轧生产线2条。在冷轧方面，建成引进技术的冷连轧生产线6条，CVC-6冷轧机30台。在箔轧方面，建成引进技术的宽幅铝箔专用轧机40台以上，先进技术装备数量超过了世界任何一个国家。而且这些装备绝大多是本世纪制造。可以说，当今全球*先进的铝平轧产品生产技术装备中国都已经拥有了。此外，中国自己制造的热连轧、冷轧等平轧主体装备也达到了堪用程度。自1984年以来，国内制造了约450台4/6辊冷轧机（辊面800mm），不但装备了中国企业，并且还实现了成套出口。出口依赖上升。中国现有铝平轧产品产能远超过国内需求，可以说是明显过剩，所以对出口依赖度越来越高。据海关统计，2018年中国铝板带出口量279万吨（包括少量锻造板），接近国内产量的30%；铝箔出口量129万吨，约占国内产量的三分之一。中国已经成为世界铝平轧产品的第一大出口国，出口量与世界其他国家的总和基本相当。当然，中国大量出口也导致贸易摩擦加剧，扩大出口难以持续。短板十分突出。自主技术创新能力不足，结构性矛盾不断加剧，是当前中国铝板带行业面临的主要挑战。在技术创新方面，截至目前为止，中国铝板带行业的工艺技术、产品开发、质量标准、品牌建设仍处于跟踪阶段，与国际先进水平存在明显差距。譬如，本世纪以来，世界金属产业工程技术领域取得的*大进展就是铝结构汽车的推广应用。在美国已经全面实现了产业化，而我们现在仍处在开发的初级阶段。再譬如，在应对碳化维、塑料等材料替代铝方面，我们还没有开展研究，而国外已经开展了大量使用碳纤维材料，我们的直9、武直19也大量使用碳纤维材料。过去，全球碳纤维主要依赖日本，价格很高。现在我国在这方面已经取得了重要突破，尤其是民营企业的突破，已经使碳纤维材料的价格出现大幅度下降，只要应用技术跟上，在很多领域替代铝材料是完全可能的。对此需要高度重视，要通过技术创新去应对。创新发展是国家的既定国策，制定和出台了一系列支持政策。具体到铝板带领域，就有材料研发政策、产业化政策、技术引进政策等等，涉及的政府部门比较多，环节也比较复杂。首先，在材料研发政策方面，从国家层面看，科技部有中央财政科技计划（专项、基金等），通过发布项目指南方式，由各承担单位自主申报，经专家评审后，确定承担单位，给予经费支持。“十三五”期间设立了针对汽车、高铁、航空、海洋等领域铝合金材料专项，提供资金的数量不算少。在材料研发支持政策方面，除国家科技部外，军委装备部也发布重大项目指南，由各承担单位自主申报，经专家评审后，确定承担单位，给予经费支持。当然，国家层面对承担单位的门槛要求比较高，需要具备相当的实力，一个单位难以独立承担，项目完成后还要有很严格的财务审计。不过，材料研发项目的支持力度一般不大，如果是几个单位分，就更少了。国家材料研发支持政策虽然强调了产、学、研协同，但大多数情况下还是“两张皮”。因为*积极的申报单位往往是大学和科研院所，而他们基本不具备产业化能力。参与申报企业多为被大学和科研院所拉来的，企业要真正把科研成功产业化，还需要大量投资，如果没有可以看见的投资回报，企业是不会投资的。这就是国家材料研发支持政策的现状。其次，在材料产业化政策方面，国家层面上有国家发改委、工信部的中央财政技术改造专项、智能制造专项、绿色制造专项、“四基”专项等等。其中，技术改造专项的支持力度*大，国内一些铝板带企业曾连续获得几亿元的国家政策支持，为我国航空材料、汽车材料生产跨入世界前列提供了重要支撑。技术改造专项、智能制造专