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中国电煤转运物流模型研究

时间:2018-02-08 23:08来源:www.e-lunwen.com 作者:lgg 点击:
本文是物流工程论文,本文研究的主要内容是在中国电煤运输现状基础上,根据电煤运输、铁路及铁水联运特性,建立合适的电煤转运模型。对中国电煤供求现状的研究从而了解中国电
第1章 绪论
 
1.1 选题背景及研究的目和意义
跃升为世界第二大经济体,中国经济呈稳定增长状态。2016 年 12 月底,国家统计局公布,自 2012 年到 2016 年,这几年国民生产总值分别为:539116.5 亿元、590422.4亿元、644791.1 亿元、682635.1 亿元、744127.2 亿元,经济呈稳定增长趋势。从产业结构上看,工业产值占国民生产总值较大比重。2012 年至 2016 年,工业产值占国民生产总值比重分别为:38.7%、37.4%、36.3%、34.3%及 33.3%。因而,工业运行状况将对我国经济发展至关重要。众所周知,“煤炭”是中国工业生产的“粮食”。“富煤、少油、贫气”是中国化石能源显著结构特点,煤炭在我国化石能源中,蕴含量最高,这一能源事实决定现阶段我国工业生产最主要的能源来自煤炭。Amanda Sain 指出由于日益增长的能源需求,人类不得不继续焚烧化石燃料。虽然可再生能源以稳定的比例逐年增长,但是煤炭仍然是世界上最主要的化石发电能源。自 20 世纪 70 年代到 2040 年,人类能源需求量仍将以 1.8%的年增长率增长,中国及印度煤炭需求比重将达到 89%[1]。由此看出,过去到现在我国能源依靠煤炭。虽然科研界正研究如何用清洁能源取代化石燃料,但是清洁能源开发速度以及储存问题尚未得到有效解决。煤炭资源易开采,便储存的优点,决定在未来一定时间内煤炭仍然是我国工业生产主要能源。Yang Shulian, Liu Qiuhong 等指出,中国是一个能源消费大国,目前天然气和石油贫乏的形势决定了煤炭在我国经济发展中的重要作用。他们将经济学中基本弹性理论用于中国的煤炭供需调查,从客观上反映了煤炭的供需、煤炭价格和替代能源价格及其相互关系的复杂情况。其研究结果表明,虽然我国政府逐步放开电煤供需市场,但由于能源消费结构和技术水平的限制,我国煤炭能源替代品较少,煤炭供需缺乏弹性,替代能源投资成本较高[2]。所以,未来我国能源仍然依靠煤炭。可以看出,煤炭对我国经济发展至关重要。
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1.2 国内外现状研究
由于转运过程属于电煤运输过程的一部分,因此国内对电煤转运建模研究,主要是通过供应链建模进行研究。国内外对中国电煤供应链建模研究主要是通过建模减小电煤企业成本,优化电煤供应链。Lv Haojin, Ma Tianran, Huang Jida 等指出中国电煤供应链包括供应商、生产商以及销售商三个部分构成,以此为基础建立了供应链系统模型。运用 Tabu 搜索法算法分析对供应链模型进行优化[4]。Li Weiwei 等认为从我国煤炭供应链发展历程上看,我国还煤炭供应链还处于早期阶段,煤炭供应链的核心任务是流通企业的煤炭供应链绩效优于生产企业,并利用平衡积分卡设计了煤炭和供应链运行标准模型及煤炭供应链的绩效评价模型[5]。电煤区域运输方面,Cui Yijia, Huang Guoliang, Yin Ziyong 使用 DEA 数据包络分析,得出中国煤炭区域利用效率存在明显差异[6]。由此可以看出,中国电煤提高使用效率能通过区域运输实现。Jiang Guangjun 等利用信息熵理论对现有系统进行评价。采用 1986年-2008 年的固定资产年度投资数据计算信息熵和均衡度,为测量煤炭运输通道建设的合理性提供理论依据[7]。Yu Jinyan, Liang Wang, Liu Weidong 等使用 0-1 规划法对电煤 8个区域煤炭运输矩阵分解为两个层次子矩阵。通过研究发现煤炭随时间变化,煤炭区域运输格局相对稳定[8]。Yu Liang, Wang Lin 提出,“西煤东运”是确保中国能源安全的战略项目。煤炭运输作为煤炭物流最重要的一环,对物流中心发挥着非常重要的作用,这些中心的运营流程必须进行彻底的设计和优化,分析了三个煤炭中心的自然、社会、经济和交通等各种因素,并且确定每个功能取向与各种运输方式的特征相符。通过不同的方向,对每个煤炭物流中心的详细过程进行设计和优化,这是铁路煤炭物流中心科学规划和建设的基础[9]。Qiao Jinsuo, Wang Xifu, Shen Xisheng 等分析了煤炭网络运输的基本构成,建立煤炭网络运输模型,分析煤炭网络运输的内外复杂原因[10]。
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第2章 中国电煤供需影响分析
 
既有释放能力条件下,对电煤转运系统建模研究,是在运力既定的基础上,以电煤需求为导向,合理规划运力资源。因此,有必要宏观分析中国电煤运输产业,分析行业环境。本章主要对中国电煤产业进行 PEST 分析以及电煤供需现状进行研究
 
2.1 中国电煤产业环境分析
行业所处环境常用的分析工具是“PEST 分析”。Wu Jinzhuo, Wang Lihai, Chi Tianxing指出宏观环境因素影响一个行业发展,可用PEST分析法分析行业所面对的整体环境[30]。因此,本节主要运用 PEST 阐述当前的的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境对中国电煤行业运输及转运影响。从政治环境上看,对中国电煤转运影响是政治环境下多种因素共同作用。最主要的影响体现在以下两个方面:一是国家发展改革委员会及国家能源局发布的《煤炭物流发展规划》政策关于对电煤转运要求;二是能源转型背景下相关政策对中国电煤转运影响。2014 年,由国家能源局、国家发展改革委员会共同出台的《煤炭物流发展规划》对我国 2014 年到 2020 年 6 年间我国煤炭物流发展进行详细指导。宏观上看,该规划指出我国煤炭物流发展目标是——截止到 2020 年,我国煤炭物流服务水平极大提升,基本形成物流网络显著衔接,物流企业技术、设施设备先进适用,形成绿色高效的现代煤炭物流服务体系。交通运输上,要求铁路运输提高通车建设,增加年运输力,使得 2020年煤炭年运输量能达 30 亿吨;公路运输上,要求减少长距离煤炭公路运输,减小社会总成本;水路运输上,要求长江东西方向横向运输、京杭大运河南北方向纵向运输以及沿海港口地区纵向运输,加强煤炭内河运输。煤炭转运上,要求结合现有煤炭外运通道建设,推进北方主要下水港建设,建设煤炭相应接卸港、煤炭中转港[31]。电煤属于煤炭一种类型,因此,所有国家对煤炭的所有规划要求均适合电煤情况。这就是说,到 2020 年,为了提升中国电煤转运质量,国家将扩大铁路运力,提高电煤运量,加强内河运输电煤。在我国,铁路是电煤最主要的运输方式,能实现电煤从产地到需求地运输,然后由借助公路运输到电厂。水路由于成本较小,电煤通常是铁路运输到港口或者公路运输到港口。由此,可以看出我国电煤转运主要发生在港口。
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2.2 中国电煤供需现状研究
改革开始三十多年来,中国经济飞速发展,电煤需求逐渐增加。面对中国电煤供给只有较少地区这一事实,合理的国内运输规划是最为主要的方面。既然要考虑整体的运输规划问题,则需要明确各个供给点和需求点的供需状况。首先,需要考虑全国的电煤运输辐射问题,由全国范围所在,则将电煤供需点主要可以设定为陕西,山西,内蒙古,河南,云南,贵州,云南,东北三省,北京,天津,河北,长三角地区,浙江,福建,珠三角地区等。由此可以得到电煤供求的辐射网络图。中国电煤产量与分布最大的实际就是——中国是世界电煤储量最大的国家,电煤在全国分布不均。电煤同煤炭供给结构整体特点相同,电煤西部分布较多但东部较少,北方分布较但南方较为稀缺。也就是说,电煤主要分布地区以西部北方为主,东部南方相对匮乏。第一,在电煤产地上,电煤产地呈现较为集中的特点,而这种特点恰好与传统产业分布地区呈现高度一致性。例如:电煤分布在东北地区,主要是东北老工业基地;电煤分布在西北地区,主要表现为煤矿业交发达;电煤分布在西南地区,主要在近十年西南地区能源探索,西部大开发;电煤分布在华北地区,主要表现为北方工业,河南省交通枢纽较为发达。根据国家能源局相关规划,到 2020 年,我国电煤 90%以上由晋陕蒙三大产地调出,主要调往华东地区(长三角地区)、京津冀地区(环渤海地区)、中南地区(长江沿海城市群)、东北地区(老工业基地)以及四川省、重庆市(西部大开发地区)。西北地区新疆电煤大部分供给甘肃省西部,其余少量供给给四川省、重庆市。云贵地区贵州电煤主要调往云南省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、川渝两省市。通过一系列电煤调入调出,基本可达到电煤供求平衡。
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第 3 章 中国电煤转运系统概况..............21
3.1 中国电煤运输方式 ..... 21
3.1.1 电煤公路运输 ...... 21
3.1.2 电煤铁路运输 ...... 22
3.1.3 电煤水路运输 ...... 24
3.1.4 电煤管道运输 ...... 25
3.2 中国电煤转运方式研究 ........ 26
3.3 中国电煤运输成本分析 ........ 29
3.3.1 电煤运输成本结构分析 ............ 29
3.3.2 电煤铁路直达运费分析 ............ 30
3.3.3 电煤铁水联运成本分析 ............ 32
3.4 本章小结 ........ 34
第 4 章 中国电煤转运建模...........35
4.1 电煤转运建模理论 ..... 35
4.2 电煤转运建模及优化 ............ 35
4.3 本章小结 .......... 39
第 5 章 中国电煤转运模型应用..............40
5.1 2015 年电煤供需....... 40
5.2 2015 年电煤转运模型求解............. 41
5.3 2015 年电煤转运分析.......... 42
5.4 成本比较......... 44
5.5 本章小结......... 46
 
第5章 中国电煤转运模型应用
 
第 2 章至第 4 章分析了电煤供需现状、电煤运输成本、电煤转运方式以及电煤转运模型。本章利用现有数据对电煤转运模型进行验证。由于中国电煤运输价格调整等原因,我国最新公布的数据是 2015 年数据。因此,本章数据采用 2015 年电煤市场数据对 2015年中国电煤转运进行分析。最后,利用模型求解后与电煤实际运输费用进行对比。
 
5.1 2015 年电煤供需
 
5.1.1 2015 年中国电煤供给量
结合中国能源以及经济稳定性,根据能源生产统计数据可以得出七个煤炭主要生产基地煤炭年供应量。在此选择 2015 年全国电煤产量作为煤炭供给基础数据。2015 年各地电煤产量如表 5-1 所示。电煤是中国火力发电的重要保障。虽然石油及天然气也是火电组成部分,但就中国能源储存量而言,石油天然气是匮乏资源。大多数情况下,石油天然气发电在火电比例可忽略不计。比较特殊的是,北京市由于地理位置、自然资源等特殊因素,燃气发电在北京火电比重占一定比例。故研究中国电煤净需求量时,应将燃气发电量扣除。由中国电力联合会统计, 2015 年北京市燃气发电占火电比为 40%。在能源转化率方面,近年来各发电厂逐渐将降低能耗作为工作重点之一。连续 5 年,国电以每年 4 个百分点降低能耗。华能、华电及大唐能耗也逐渐减少。由于缺乏中电投数据,则将中电投数据视为均值。据中国电力知库官方显示,2015 年,四大发电公司——华能、华电、大唐、国电供煤耗能分别是:308g/kWh,310g/ kWh,312g/ kWh,309g/ kWh。各集团发电电煤耗能比重差异较大。2015 年,四大发电集团装机容量百分比分别为:华能 22.77%、华电29.39%、大唐 24.14%、国电 23.70%。取加权平均,得出 2015 年平均供煤耗能为:310g/kWh。由此,根据 2015 年主要省份火力发电量可计算出我国主要省份电煤需求量。
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结论
 
电煤转运研究无论是定性研究还是定量研究,都是建立在社会经济活动中的最优成本基础之上。它是一种能使电煤运营活动在局部地区或整体地区发生合乎理性体现。在转运中需要将电煤运输路径从系统观点出发,同时局部保证运输合理。由于企业间的相互竞争,运输规划不完整,运输市场对电煤运输及转运还没有力量能够进行有效约束。这不仅造成电煤企业之间恶性竞争循环,还导致整个运输系统紊乱,效率降低。因此,有必要从社会整体角度出发,考虑电煤转运,对电煤转运进行指导。本文研究成果如下:
(1)文章分析了中国电煤供求具体情况。通过研究可知,电煤转运是相对较为复杂的运输环节。它是电煤在运输过程中,各种运输方式之间相互配合、相互协调从而保证电煤在运输过程中的整体最优。主要体现在转运方式合理以及总成本最低。为此,本文通过电煤历年数据,发现中国电煤目前供求平衡。再结合当前国内宏观环境运用 PEST分析法,从政治、经济、社会、技术四大环境分析中国电煤供求所面对的机遇与挑战。在分析中国电煤供求基础上,分析中国电煤运输成本构成,着重分析铁路运输与港口运输成本。通过研究中国电煤供求以及运输特征,优化电煤转运模型。中国电煤转运情况十分复杂,在研究电煤转运时,按照电煤区域性运输对电煤转运进行研究。
(2)文章建立了中国电煤转运模型。模型最主要的特点是抓住主要因素,忽略次要因素。电煤转运中,主要因素就是单位运输成本以及运输里程。在此基础上,文章建立电煤转运模型。电煤市场中,电煤调入大于电煤调出为需求地;电煤调入等于调出为中转站;电煤调出大于电煤调入为供给地。因而,模型在线性规划基础上,假设所有沿海地区调入小于调出,即需求点为总需求点,所有地区省市调入等于电煤调出,即为中转站。在参数设置时,所有内地“缓冲储存量”设为 0,将电煤调出视为本地电煤需求,电煤调入等于电煤需求,故缓冲储存量为 0。将电煤沿海需求地的调入小于调出视为电煤需求地,因此,得出电煤转运模型为:铁路直达与铁水联运共同配合的模型。经过 2015年电煤供求数据验证,该模型符合我国电煤运输及转运实际。
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参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
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