英语原文共 15 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
不同碳排放政策下煤炭供应链网络的可持续设计与优化
摘要：
近年来，煤电在安全性，经济性和稳定性方面具有明显的优势。随着人们逐渐意识到环境的重要性，低碳已成为电力系统评价的核心指标之一，引导煤炭企业实现经济效益和环境效益的双赢尤为重要。结合碳排放政策，本文以煤炭供应链网络为研究对象，旨在建立煤炭供应链可持续设计的综合决策模型。首先，本文提取了煤炭供应链中低碳化的影响因素，并构建了解释性结构模型（ISM）。结果表明：低碳绿色技术，低碳生产成本，绿色能源利用水平和能源效率是煤炭供应链低碳化的最基本表现，并且相互影响。因此，本文建立了一个优化模型，目的是将煤炭供应链的低碳生产成本降至最低。同时，本文介绍了四个政策（排放上限、碳税、碳贸易和碳补偿）作为约束条件。然后，在模型求解方面，本文结合了差分进化（DE）策略来变异，交叉和选择在樽海鞘群算法（SSA）的每次迭代中生成的领导者，进一步增加了樽海鞘群算法的多样性，避免了该算法属于局部最优算法，并提出了基于差分进化算法的信号群算法。最后，通过实证分析，比较了四种不同碳排放政策对煤炭供应链网络优化的影响，发现煤炭企业在碳贸易政策下的减排效果最佳。本文的发展与实施，不仅丰富了高效供应链的相关研究，而且为煤炭企业提供了科学的可量化的决策技术。
关键词：煤炭供应链；碳排放政策；解释性结构模型优化；基于差分进化的樽海鞘群算法（SSA）
- 绪论
“低能耗，低污染，低排放”的生态理念已在世界范围内达成共识。自2003年英国政府在能源白皮书中首次提出“低碳经济”概念以来，经济活动中的碳排放已引起全世界的关注，尤其是在中国（Yang等，2016）。2009年，中国政府承诺在2020年之前将2005年的碳强度降低至2005年总量的40％-50％。2015年，中国提议在2030年左右达到排放峰值，并争取尽早实现国家自主贡献计划（Su and Sun，2019a）。2016年，中国《控制温室气体排放第十三个五年计划》规定，到2020年，碳强度将比2015年降低18％，碳排放将得到有效控制（Liu等，2017）。目前，世界范围内实施的碳排放政策包括《联合国气候变化框架公约》，欧盟的排放交易计划（EU-ETS），《美国清洁能源与安全法》（ACESA）和中国的《低碳发展指南》。同时，由于资源环境，产业政策和技术发展的影响，火电在中国的电力供应结构中一直发挥着主导作用。提出“十二五”以来，中国经济进入“新常态”，产业结构进一步优化，这表明高耗能高污染产业正面临转型升级。与此同时，新能源产业发展迅速，新能源装机比例逐年提高。因此，如何改变火电行业的发展方式，以适应未来的经济发展和新能源格局，已成为社会关注的焦点。供应链管理的最终目标是降低生产链的成本，降低供应链成本的主要任务之一是企业的经济活动如何影响供应链中的相关成本，供应链管理的最终目标是降低生产链的成本。降低供应链成本的主要任务之一是企业的经济活动如何影响供应链中的相关成本（Kim等人，2016年）。为了实现社会的全面可持续发展，供应链成员需要追求经济利益并承担相应的社会责任。不同的碳排放政策将导致供应链成本的不同。
在这种背景下，优化碳排放政策下的煤炭动力发展，引导煤炭企业实现经济效益和环境效益的双赢尤为重要。因此，结合碳排放政策，本文以煤炭供应链网络为研究对象，旨在为煤炭供应链的可持续发展建立综合的决策模型，为煤炭企业提供科学，可量化的决策技术。
- 文献综述
近年来，碳排放政策及其在供应链网络中的应用受到了广泛关注。随着环境压力的增加，公司必须考虑可持续性。在使企业减少成本的同时，减少碳排放量具有重要意义。供应链网络可以帮助企业以较低的环境风险，较高的生态效率和较高的能源利用效率获得更多利润，并在一定范围内保持最低成本（Su和Sun，2019b）。使用混合整数规划模型分析了许多关于绿色供应链或供应链网络环境的文献。Ramudhin等。（2008a）建立了一个综合数学模型，将碳市场的敏感性与碳贸易约束下的低碳供应链网络优化相结合。Benjaafar等。（2013a）研究了考虑碳排放的供应链网络。最后，基于供应链补货的时间和数量问题，建立了基于碳排放限额，碳税，碳贸易和碳补偿的供应链网络优化模型。Chaabane等。（2012）建立了碳交易下供应链网络设计问题的混合整数规划模型。鉴于NP硬特性，Xiao-Chao等人。（Ramezani等人，2014年）通过遗传算法求解了四级供应链网络优化模型。本文建立的供应链网络计划模型是基于不同演化的樽海鞘群算法求解的。通过选择半成品，SSA的预搜索过程是全球性的，随机的，并且最终将煤炭供应链中的低碳生产成本降至最低。
在选择供应链网络时，许多供应链条款都被选择为供应链的一部分。在Ramudhin等（2008b），总供应链成本的主要决策是供应商，分包商，生产中心和其他节点。Benjaafar等。（2013b）分析了供应商流程（例如供应商和客户）对碳排放的影响。（Ramudhin等，2008a）讨论了供应链企业中制造商主导的减排方法。Pisvahee等。（Bidhandi等，2009）集成供应商，工厂和仓库等生产流程，以分析供应链环境网络设计问题。本文的分析是比较全面的，从最初的煤炭供应链到选煤厂，配煤中心，电厂等方面进行分析。
由于过程工业被认为是碳排放的最大贡献者，因此它们的供应链越来越受到国家碳政策的约束。为了减轻环境压力，各国工业企业都在采取减少碳排放的政策以减少其碳足迹。根据不同的碳排放政策，也有相关文献对供应链进行了分析。碳上限会影响公司的成本和环境。碳帽策略提供了一种用于工业[13特定的碳排放限制，14]。Entezaminia，A。等。（Entezaminia et al。，2017）表明，碳排放上限可以帮助企业实现更多的经济效益和减少碳排放。但是，实施碳排放限额政策不能使企业的生产成本最低。在碳交易政策的影响下，允许其在交易市场上买卖碳排放（Wang等人，2018a）。碳交易政策对减少碳排放具有至关重要的影响，建立碳交易市场将有助于实现碳减排的目标（Guo et al。，2019）。在碳税政策方面，李维特（Li等人，2018）。分析了碳税政策对能源价格的影响，结果表明，化石能源价格的下降会增加碳排放量，而碳税可以缓解碳排放压力。Wang-Helmreich Het等人（Wang-Helmreich and Kreibich，2019）指出，碳补偿会影响碳税的收入。Boaitey等。（2019）将温室气体与牲畜结合在一起，研究结果表明环境与经济之间的平衡被打破，现有的碳补偿政策不再能够吸引生产者。
在描述了四种碳排放政策对碳排放的影响之后，以下文献分析并比较了四种碳排放政策的利弊。一些研究人员更加支持超过四个碳税，因为它可以直接合并到一个国家的税收政策，使其更容易实现。然而，Entezaminia等。相信当碳税率足够高时，碳补偿可以帮助减少排放。
Zakeri等。（Marti等人，2015）比较了碳税和碳交易这两种碳政策，结果表明，碳税政策比碳排放政策更可取。L。Xu，Zet al（He et al。，2014）通过碳排放弹性研究了碳政策，结果表明碳排放上限政策优于碳税政策。通过研究，Zakeri，A。等人。（Zakeri等人，2015）表明，在铝等能源密集型行业中，碳排放权交易政策比碳税政策能更好地减少排放。Marufuzzaman等。（2014年）观察到碳排放限额政策对SCND的影响最大，并认为碳排放限额比碳税和碳补偿更有效。具有强制性上限的碳政策比没有但没有强制性的碳政策更为有效。征收碳税可能会更好，但是对于公司而言，实施碳税的成本将高得多。Chen，J（Xu et al。，2019a）提出了两种或多种中等碳政策的组合，而不是单一的。碳税政策的有效性取决于初始碳排放水平和碳税率的准确性。当碳价低廉时，将碳排放限额和碳税结合起来可以最大程度地减少碳排放。徐（Xu等，2019b）认为，碳排放限额和碳税政策是减少碳足迹的最重要驱动力，其次是碳排放限额和碳补偿政策。相比之下，碳上限被认为是减少排放的最有效方法。在相同的水平上，碳补偿和碳税具有相似的作用。碳上限和税收是健全的政策。碳排放限额，碳补偿和碳排放限额以及贸易政策可以节省能源并减少排放，同时保持相对较低的成本。简而言之，所有四个政策（排放上限，碳税，碳贸易和碳补偿）都可以促进节能并减轻环境压力（Waltho等人，2019）。本文比较了四种碳排放政策。通过模型检验得出结论，煤炭企业在碳贸易政策下的减排效果最佳。
从以往的研究可以看出，不同的供应链网络需要选择不同的优化目标函数，并根据其优化特征选择合适的解决方案。不同的碳排放政策也将导致企业的成本和排放效果不同。没有文献研究分别考虑四种碳排放政策下的最低碳减排量和最低企业成本。尽管一些相关论文也涉及供应链网络设计和碳排放政策研究，但很少有相关文献同时研究四种碳排放政策下的最高碳减排量和最低企业成本的情况。通过分析四种不同的碳减排政策下煤炭和电力供应链的网络结构，得出结论：在碳交易政策下，碳减排效果最好，提高了煤炭和电力供应的总体碳减排率，还为企业在低碳政策约束下降低成本提供理论参考。另外，在技术上，目前的研究还缺乏对模型实际优化结果的详细分析，目前SSA模型的应用存在收敛速度慢和不精确的问题。这提高了煤炭和电力供应链的总体碳减排率，为企业在低碳政策的约束下降低成本提供了理论参考。本文采用解释结构模型（ISM）来选择优化模型的目标函数，并选择测试函数来验证所提算法的收敛性，同时将环境压力降至最低。
随着对环境污染的日益关注，低碳化已成为能源发展的主流，煤炭是传统的高碳能源，其生产和利用过程一直存在争议。本文在传统供应链网络设计的基础上，首先利用ISM对煤炭供应链低碳化的影响因素进行了分类。然后，根据影响因素的层次关系，构建了不同碳排放政策下的供应链网络优化模型，以进一步研究煤炭供应链分配方案，实现成本与碳排放之间的均衡优化。此外，提出了基于差分进化算法（DE-SSA）的樽海鞘群算法对该模型进行求解。
最后，本文的主要贡献如下：
（1）本文提出了四种新的优化模型，以解决碳排放政策与煤炭供应链网络优化相结合的问题，从而实现碳排放的最小化和企业成本的最低化。在实际应用中，它不仅符合可持续发展的政策，最大程度地减轻了对环境的压力，而且有利于企业的发展，从而促进了经济的发展。
（2） 提出了一种新的供应链网络优化算法。经过验证，结果表明，本文提出的DE-SSA算法比改进的粒子群优化算法（IPSO）和传统的SSA算法具有更快的收敛速度和更高的收敛精度，更适合求解供应链网络。优化模型。该算法是一种很有前途的算法，可以为未来的研究提供高精度和高收敛速率的算法。而且，DESSA可以避免SSA的局部最优困境，克服了SSA的局部最优停滞和收敛速度慢的问题，可以显着提高SSA的性能。在求解方法上，为以后的SSA方法研究奠定了基础。
3.问题描述与模型建立
3.1 问题描述
煤炭供应链网络描述如下：供应链网络是一个四级网络结构，包括煤矿，洗煤厂，煤炭配送中心和发电厂（图1）（Ding et al。，2018）。 已知煤矿的可用储量和电厂的发电需求，供应链中的运输产品均为标准煤，不能改变同一条道路上的运输方式，同时运输方式和单位成本是已知的。
图1.煤炭供应链的网络结构
煤炭供应链网络优化模型的符号描述如表1所示，为模型的后续构建奠定了基础。
表1.煤炭供应链网络优化问题的符号说明。
符号说明 符号说明
3.2基于解释性结构模型的煤炭供应链网络低碳化优化目标函数选择
3.2.1煤炭供应链低碳化影响因素的提取与分析
有效实施低碳供应链需要社会环境的支持，包括政策，市场，企业文化，科技创新体系等（Hoejmose等，2012）。 此外，采矿，加工，运输和其他煤炭供应链环节中使用的绿色能源比例，以及低碳化的直接表现，例如能源输出效应，都是高能耗煤炭行业的制约因素。 实现低碳化（Zhang等，2007）。
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[237504]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
