关于炼铁的英文翻译.docx
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关于炼铁的英文翻译
老式结构动力学和气候变化政策：
案件美国钢铁
马蒂亚斯鲁斯，安东尼达马托
环境政策计划，公共事务学院，美国马里兰大学，科利奇帕克， MD20742,美国
摘要
美国钢铁业包括两个主要部分从生产从到输出是原始原料和化石燃料，和电炉的操作主要是微粒和电流问题。
过去的容量和市场已经落后了超过三十年，导致能源使用和作为现有资本存量减排是退后。
相比之下，电弧炉生产不仅继续扩大其产能并且能够采用先进技术和提高能源效率和碳强度。
本文研究产出的碳成本变化的影响，两个行业的能源使用和碳排放概况，并比较了不同的气候变化和技术政策的结果。
特别注意了该行业的最佳结构的高效率。
分析表明，对于美国钢铁业的例子，在碳成本的增加将导致以加速向电弧炉转移减少排放量。
只有在假设以科技为主导的政策下同样的排放量从碳的削减成本的增加可以实现，相当大的差距存在于目前和可能的能源效率为电弧炉，他们现有的资本存量可以迅速改变，在降低碳密集的技术支持下。
2002Elsevier科学有限公司保留所有权利。
1、介绍
美国钢铁业约占能源使用的9％和美国生产的2.3％（办公室使用的所有能量技术评估，2000年）。
钢铁生产是碳排放的主要因素因为这个行业严重依赖化石燃料作为能源，和石灰石为净化铁的氧化物。
几个主要发生在发展的行业结构中，它使用的技术，和监管经济环境，其中在经营，导致其能源和排放状况改善。
这些事态发展在以下几节中讨论。
鉴于最近的发展，本研究又问：
如果气候变化政策引入到了构图，什么是该行业未来可能的发展道路？
我们解决这个行业问题的重点是能源使用、碳排放量的概况和量化在行业变动中的动态帮助模型行业所指定的基础上计量经济分析和工程信息。
扩展过去的工作（露丝等。
，2000年b）这个模型被设计来区分资本老式班，因此，他的独特的能力，分析老式方法替代产业的影响和气候改变政策。
这些高校方法所产生的影响是重要的因为
●在工业政策作出反应的能力取决于对资本长寿单位、年龄结构和现有的资本存量，
●在能源和排放强度的差异存在老式结构的类型和类型之间的年份、新提供的资金和设备，
●生产能力和使用率相差是由于生产结构的类型。
对于我们的分析，对未来经济我们选择了一系列的假设和政策条件来探索可能的未来能源和工业的排放量概况。
本文的其余部分文章证实了这些假设，概述了结构模型及其使用范围内，并提出和比较了该行业的政策情景。
该文章论述了有关结论的效力各种气候变化政策。
2、资本所体现的技术变化和优质结构的影响
在建模的能源密集型产业，这通常也是资本密集产业，需要特别注意增补所需的筹备时间，慢周转率和长寿命的性质资本存量，以及在各种程度上现有的资本是可塑的（Jacobi与荣，1999年）。
对于资金密集型工业，技术变革往往是体现在输入变化的主要驱动力（例如能源）而脱离现实的技术效率变化，如资本改造和边学习边做影响，往往扮演一个次要角色（雅各布森，2000年）。
例如，Forsund和希奥尔马松（1983）发现相对固定的老式类消耗系数在瑞典水泥工业和有限的适应现有资本的可能性。
在分析美国的水泥改善潜力工业，沃雷尔等。
（2000年）结束，资本股票成交量的关键是提高产业的能源效率，而现有的资金可改造潜力有限。
符合这些规则的工业化国家，施特纳（1990）显示，在墨西哥水泥行业90％的能源变化是由于资本体现技术进展。
资本额和改善与产业主要资本所体现的技术变革可以适当地进行建模与资本复古方法。
具体来说，资本老式模型可以明确交代生产能力和输入效率的优质结构和持有这些相对恒定不变或整个一生资本设备。
通过计算一生资本，每一部分的功效，和生产和使用率的一类组成，能源行业的使用才能确定。
变化中的行业总的能源效率出现新的资本补充，退休老资本，或改变现有资本阶级的利用率。
这是决策者必须了解资本行业的优化动态因为这些动力学反映业界的能力，以满足政策目标（Jacobi与荣，1999年）。
资本密集型产业的优质惯性作用可广泛创造，并已指出，例如，由雅克等人。
（2001年）在北美电力案产业发展能力，满足京都目标协议。
然而，很少有资本老式机型存在保守资本探索潜在的能量和提高效率的速度这是经常确定了自下而上的工程研究，和惯性这是那些经常被视为外部工程探索。
3、美国钢铁行业动态
其中最显着的变化，在发生美国钢铁二战以来钢铁行业是过渡平炉基本氧气和电力电弧炉和连铸方法的使用（罗斯，1987;亚当斯，1995年;露丝1995年）。
为进一步改变，预计产品质量从电弧炉继续改善和提供直接还原铁新技术越来越具有成本效益的替代能源密集的基本路线（沃雷尔和摩尔，1997年）。
自20世纪80年代初，同样重要的行业为能源和排放的个人资料已在近一倍产能利用率（马戈利斯和索萨，1997年）。
钢炉高产能利用率较低，每吨热损失炉料，从而提高能源效率和占产品每吨低排放。
直到最近，美国钢铁生产的大部分是在平炉和基本氧炉。
为了生产这些技术要求冶炼和钢铁在高炉冶炼铁矿石，与使用煤和焦炭作为主要能源来源，减少介质。
平炉炼钢在1992年停止的使用，主要是回应更严格的空气质量标准。
能力的变化和工厂的关闭也可以归因于地理分布的需求和进口渗透（比森和Giarratani，1997年）。
其余的基本氧炉通常部分产生的垂直综合业务矿石，如焦炭和各种中间产品、生铁，和原料和成品钢材。
在20世纪60年代以来没有新的能力增加，垂直一体化米尔斯（Barnett和克兰德尔，1986年），容量下跌超过50％（阿尔布兰特等。
，1996），没有预计新的未来新增生产能力（Barnett和Kopfle，1994年）。
伴随这些趋势，20世纪70年代以来从电弧炉产量的份额稳步增长（图1）。
电弧炉作为他们的主要物质投入废料，这是利用电流熔融，和一般工作在比垂直整合米尔斯较小的规模。
4、模型的结构和运作
业界为了研究气候变化的影响碳排放的政策，我们开发了一个模型，采用计量经济预测结合技术与简化式，局部均衡方法建立行业性的需求，生产，资本投资，能力水平，扩张和收缩的个别行业，以及相关的能源使用和碳排放量（图1）。
每个的组成部分模型在斗做了详细描述。
指导的参数之间的关系变量之间的内部或子模块要么从时间序列计量经济学估计的数据或基于工程信息。
估计技术包括同时使用这两种多元回归独立变量和滞后。
模型（参数）规范是基于传统假设检验（吨;F检验和R2）以及广泛如计量诊断拉格朗日乘数检验异方差与序列相关（葛辉，1978年）对于上市关键方程的参数和测试数据，见表1和2。
市场需求内嵌于总体经济计量模型，供给和资本投资是资本集约模块，明确占年生产能力增加，生产，使用率和效率，电弧炉（电炉）部门的产业（图2）。
既然是没有能力增加很可能会在综合部门提出，资本股市和能源强度的变化基本氧高炉航线指定为根本职能他们的产能利用率。
老式的资本结构这两个部门确定其相应的能量其中，然后在计算能源使用效率业界使用，因而碳排放量。
各种模型组件在图1所示2，通过相互联系与反馈等各过程，其中有些展品的时间滞后和非线性特性（露丝和汉农，1997年）。
其在相互关系的历史时刻（1970-1997）到2020年是基于下列关键假设：
●钢铁需求：
人均钢铁需求是计量经济学估计人均国内生产总值的功能（1999年美国人口普查局，美国能源部商务部，各年）落后3年，钢铁产品价格是本年度国内生产总值的平均复合（新钢杂志，各种年）过去3年，有生产者价格指数（PPI）为提供碳化硅3312在美国劳工统计局（1999）（表1）。
一旦钢铁需求，以人均计算的基础上，它然后乘以美国人口预测（美国人口普查局，1999年）来估计美国每年原料钢的总需求量。
该模型假设1998年后不变价，及假设而可以很容易地证明了历史上的单位价格趋势。
●钢铁生产：
美国钢铁产量的计算方法对美国钢铁的需求和贸易加权函数的美元价值（TWVD）（联邦储备银行，1999），相对于许多美国货币贸易伙伴这是美元的价值指数。
生产率的历史数据来自美国钢铁协会（各年）。
对于结果报告如下，TWVD是1998年之后举行，因为它不断历史上不稳定的趋势，使足够精确预测几乎是不可能的。
●产业结构：
扩张的电力弧生产模式中指定一个函数在电力相对价格到主能源价格（PEP）和累积电弧炉生产（表1）。
累计产量被定义为指标确定了最初的一年各自的时间序列。
这是作为一个经验指标（耶尔，1979年;露丝，1993年）。
该规范对于该模型的基本情况假设最高产量份额的80％为电炉生产和S形渐近的方式实现这一最高。
主要能源价格相对较高，以电力价格假设作出的基本钢铁生产的氧气路线相对较有吸引力的电弧炉较少，从而提高电炉生产。
长期运行的输出股份，然而，市场的因素没有显着影响。
这一结果与调查结果与Labson和Gooday一致（1994年）谁使用的增长模型，探讨了扩散电弧技术。
钢铁，而并非由电弧炉生产通过氧气进入基本路线经济，需要高炉操作，化石燃料作为主要能源来源。
作为氧气反应炉中基本能量释放是放热（查普曼和罗伯茨，1983年;沙尔古特等人。
，1988）。
相反，大部分的能源氧气的基本路线的要求是相关联以减少高炉氧化物铁。
●资本投资：
钢铁行业的实际资本投资估计函数和前几年的二产率钢材平均综合价格超过过去3年（表1）。
以历史数据为新中心德投资主要是由国家统计局经济研究做出的（国家经济研究局，1999）。
●理想的总容量：
该模型计量经济学一个理想的预测（需要）的能力水平（表1）资本投资的滞后作用，平均容量在过去3年生产率滞后（铁和钢铁制造商杂志，各年）。
该模型解释了总容量历史的变化96％由美国地质调查局调查（美国地质调查局，1998）。
●资本老式型号的电炉行业：
在建模的电炉资本存量的大小问题上，乔根森做了永续盘存方法开发（1996年，1968年）。
永续盘存方法描述了离散时间的大小e一年的总资本存量的新功能资本投资（It），现有的资本存量（Kt-1）与置换率（μ）:
Kt=It+（1-μ）*Kt-1。
新的资本投资总额不转换立即进入了资本存量的变化。
一段时间间隔之间存在着新的交易总额投资和资本的实际变化（见表1）。
这个滞后时间介绍了理想水平在资本存量的变化（或理想尺寸资本存量）到资本存量的实际变化。
我们做法适应美国的钢铁工业，关于资本存量年度变化信息是用生产能力来计算，用年龄结构作为估计美国年产原钢的物理单位（艾斯纳，1965）。
平行于资本存量的年龄结构，该模型明确痕迹一套相应的特定年龄的效率，沿与产能利用率和生产水平，确定该部门的能源使用。
●综合能力和能源效率：
综合钢厂的容量是假设的差异行业之间的总容量和电炉容量（见图表1）。
因此，综合性公司资本存量建模为一个假设资本一个报废的可变利率取决于能力使用率，报废率集中在高炉和基本氧报废在年度能源展望率记录（环评，1998年）。
同样，能源效率的爆炸炉是参照使用一个变量自1970年起效率围绕改善率平均每年提高率，其中大约每年2％。
能源输出使用每吨的变异影响高炉的产能利用率。
在较低的产能利用率下的一个结果是炉料减少热损失，从而提高每吨生铁。
●燃料结构：
考虑到能源供应到基本氧高炉路线能量。
这些高炉煤气和焦炉天然气分别是自我生成的副高炉产品。
其可用性取决于这些炉的生产速率。
燃料油，煤炭，天然气，和电力应用于旁边的高炉和高炉焦炭焦炉煤气。
燃料油的使用历史不断减少。
它的下降趋势已在相当大的程度上推动它的相对价格的变化（表2）。
同样，煤的平均价格相对于化石燃料价格显着影响的煤炭作为选择能源。
对于生铁的规范生产，天然气体对能源供应的份额为其余其他5个能源所不能提供的。
对其他5个燃料的回归方程使用已估计回归（SUR）模型（策尔纳，1962年）。
SUR模型的使用使方程捕捉替代燃料通过估算，每燃料种类的需求。
在SUR模型估计用广义最小二乘的需要考虑到跨式错误可能不会为零。
●发电：
在过去，大部分的电力用于钢铁业自我产生的副产品，如焦炉煤气和高炉煤气。
随着对电弧炉的依赖越来越多，并需要对这些副产品像高炉能源，电力下降。
为了正确反映业界所需燃料和碳排放量，该模型包括一个燃料计算美国电力部门要求提供电力钢铁生产。
各自模块使用的实际数据和预测混合燃料在电力部门的环境影响评价报告（1998年）到2020年。
此外，该模型包括用于电力部门的选择使碳成本密集增加。
以碳强度的变化考虑到发电在计算变化与钢铁生产相关的排放量是重要的，因为政策性转向电弧炉生产钢的可能显示为大幅减少排放而实际上排放量显着的确发生在其他地方的经济，使其变的可能。
由于电炉在钢铁生产部门占主导地位，估计间接排放使电力部门变得更加关键。
电力部门的碳强度应用此模型的各种费用的碳会议提供了实验室间工作组能源效率和清洁能源技术（1999年）。
●碳排放：
钢铁行业碳排放量计算乘以每英热单位的碳含量与燃料行业使用化石燃料分别（见表3）。
对于石灰石脱碳，我们假设平均每吨钢排放0.0205吨碳（吉耶朗，1997年）。
为避免排放的燃料的重复计算，只有购买燃料和燃料使用的碳含量在其他经济领域的一代购买把电力考虑在内。
5、市场和技术为基础的气候变化政策
在今日市场为基础的气候变化政策中最广泛的工业政策辩论是增加碳成本，例如，通过实施碳税或碳许可证。
通过切换燃料或使用更有效的手段生产，公司实现成本节约的程度为了他们避免气候变化政策所致从税或来承担的财政负担需要购买许可证，以及在某种程度上为材料和能源提高效率减少开支。
与此相反，实施以科技为本的气候变化政策，如设计和性能目标，使投资和政策决策者预先确定的减排政策水平新技术，从而减少不确定性。
该模型包括一个相对能量密度（REI）政策处理是一个性能目标，机构为新的能源效率标准的能力相对于钢铁行业现有的能源效率。
该规定，按行业增加新的能力的目标满足具体的效率这是由行业或政府提出要求（或两者）。
由于今后的新增容量预计将在电炉部门，REI工业政策的处理是只适用于这一部门。
REI工业的96％，例如，意味着新实施的资本为4％电炉生产更高效的使用加权平均资本比，其中重点是基于每个人的资本生产率。
由于抓住了一个模型，动态资本调整，能源使用和碳排放量，它可能是技术性能探讨目标对应的成本费用水平。
探索结果介绍如下。
6、模型结果
6.1、基本概况
为了我们的模型库的情况，我们假设未来国内生产总值以年均速度1.9％增长和贸易加权美元价值，作为一个衡量指标，固定100。
前者是根据美国国会预算办公室预测（国会预算办公室，1998年）和已选择与使用的假设一致政府的能源信息（环评，1998年）预测能源价格。
后者为1970-1998年的均值（联邦储备银行，1999年）。
钢铁产量在美国在未来二十年预计将保持稳定，基本的氧气炉在市场占有量在缓慢下降（图1）。
在氧气炉的低生产率下，化石燃料的使用在行业下降（图2）。
由于电炉生产扩大来弥补氧气减少基本满足日益增长的生产和对钢铁的需求，用电略有增加。
随着电炉增产伴随技术的变化，使业界内在一个速度低于电力需求产量的增长率增加。
然而，由于大部分的电力是从化石燃料，尤其煤炭，从产业总碳排放量在下降以同样的速度为总能源使用（图3）。
我们预测，在2020年的总排放量将大约24％，低于1999年的。
整体排放量的下降将不会像20世纪90年代急剧因为这些排放量削减了部分原因上升到90％容量范围使用率而提高效率的水平。
更高的储存容量使用率对一个封闭的老年人更多结果随着最近增加耦合效率低下设施生产。
同时，业内人士预计工作在持续高容量利用率，因此进一步改善越来越依赖于持续转移到电炉生产线和实施较新的技术，如先进的推进方法或电脑探头。
电炉生产的份额预计将从目前的43％份额增加到2020年的53％。
电炉炼钢捕捉市场份额的增加，作为整个行业的生产经验在未来30年温和增长，基本氧炉生产速度缓慢下降。
在这种情况下，电弧炉产量不太可能增加至我们需要担心供应废钢铁的水平。
随着这一转变中生产技术和提高效率来削减在碳排放量从1999年的0.32吨碳每吨钢到2020年约0.25公吨碳每吨钢。
同样，能源使用每吨产量也将下降，从1250万英单位热每吨粗钢至9.6亿美元。
碳排放占能源使用的产品每吨剖面显示（图4）。
6.2、替代气候变化政策情景
调查，基于市场的和影响科技为主导的气候变化政策，会对能源使用概况及行业碳排放量，我们假设的政策将在2000年得到落实。
费用25元，50元和碳每75吨的碳被选为配合碳成本通常被称为在气候变化的政策辩论。
为了更好地比较市场化以技术为基础的政策，相对能量强度电弧炉的发现，将2020年产生相同的总碳排放量随着碳层次的各种费用。
相应的发现率降低经济一体化的新的电弧炉从8.8％，20.2％和33.4％的基础方案的水平，分别（见表4）。
对引进的碳成本导致减少工业能源使用（图5）和显着降低碳排放（图6）。
在业界增加碳成本不仅要激励减少能源使用，而且还改变燃料结构。
在燃料结构的变化发生在相当大程度上工业用电炉取代了基本的氧气生产。
电炉生产的份额将在2020年的55％，57％和59％的25美元，50美元和75美元每吨的成本碳，分别（图7）。
的生产份额增加由电弧炉上有一个总的碳排放量的效果显着和每吨碳排放量的输出。
由于电炉生产扩大，一对清洁的工序转移发生。
在高炉生产产量下降，反过来，都与高能量要求和碳排放量占每吨产品的部分。
如果窑炉维持在较低的能力，每吨炉料热损失高，因此效率低。
该炉是操作在低产出率在经济衰退只是尽量避免来自暂时关闭，并开始运作他们再次衰退后，已被博伊德等观察。
（1993年）对企业级数据基础。
自在碳成本政策性增加介绍在该模型是不是暂时的，但在在整个2000-2020期间以一个固定的速度举行，继续调整参与该行业。
然而，激烈的转变远离基本氧高炉路线的结果在于较低的生产率，从而更大的能量要求每吨高炉钢（图8）。
该实施一项新的电弧炉的性能目标能力降低该部门的吨钢能耗（图9）。
然而，大REI减少的需要生成相同的碳排放量下的成本水平碳政策（表4），因为性能目标，由于自己，无助于鼓励生产转移能源效率。
正如所期待，对成本的同时引入碳和业绩目标的政策鼓励转变在生产部门的电炉（图10）并在同时保证了电炉部门将继续能源效率的提高。
合并后的政策包括一个新的碳和25美元的费用电炉REI对应能力等，他们与碳在2020年的排放水平为50美元和75美元的碳成本情景。
25元的成本所造成的组合一种新的电炉容量REI载于表4。
7、讨论
以市场为基础的气候变化政策，增加碳成本，和性能目标，直接解决工业能源效率，经常被晋升为手段，以刺激工业排放减少。
在这种情况下，分析美国铁钢铁工业显示，这些执行票据变造技术组合，能源概况和排放量的产业。
虽然业界已经大大提高了它的能量效率，并有可能继续在未来的话，气候变化政策将鼓励进一步增加在市场为基础的政策方案下的效率，由电弧炉路线进一步增加产量。
造成从增加的碳排放量削减成本更重要的不是从技术为基础的政策由于碳政策的成本更有效促进过渡到电弧生产。
伴随从高炉产量削减可能减少高炉产能利用率。
该在高炉效率因而减少然而，但没法用电弧炉提高效率。
这些变化的一个后果是进一步下降，从高炉基本的输出氧气的路线，这可能导致更大的效率低下，较高的能源成本和最终产品成本较高。
更高的产品成本，在这里是没有明确参照，可能加剧的生产转移到更更大的程度上。
为了保持竞争力，传统的综合部门，在其中的大多数钢铁工业中工人就业，必须继续促进科技进步，关闭旧设施，增强专注于高端钢铁产品。
该模型的结果进一步说明研究的重要性的资本结构产业。
钢铁行业在美国实施绩效目标，其长寿命的资本，缓慢周转率和相对停滞或下降生产率只能有一个显着影响长期的能源使用，如果目标是高度的性能雄心勃勃。
雄心勃勃的业绩目标可以实现需要大量的研究和开发的努力，通过快速的技术和奖励。
能够把生产转移至现有的生产技术的政策，改变燃料组合动力更有效。
未来的研究需要评估投资成本，以满足性能目标。
这些费用可以比较有潜力节省的累积，例如新投资，更有效率的能力和现有的空余资本，而要交碳税或购买碳排放许可证。
这种比较可以用从行业的角度来确定政策。
以下三个主要信息来源于上述讨论。
首先，为了评估气候对美国钢铁产业政策变化的影响需要明确的考虑到动态描述生产份额，技术变革和燃料通过选择不同的行业部门。
二，个别机构的不同高炉之间反应会有所不同，基本的氧气和电弧动力生产商和相关的结构和他们的资本存量周转率。
政策的成效取决于生产过程的具体技术细节，像效率较低的炉料下降说明。
因此，这些技术问题需要考虑其中的政策选择。
第三，结果不能理解为明确支持以市场为基础的气候所有产业变革的政策。
例如，对于美国纸浆和纸张和美国类似的乙烯工业的分析显示该技术为主导的气候改变政策，更有效地减少二氧化碳碳排放量较政策的成本（露丝等，2000a，b，2001年）。
最有效的政策，将取决于对特定行业的特点，如老式结构和周转率，迄今已发现在小气候变化分析识别政策的功能。
鸣谢
该项目成为可能，得到美国环境保护局支持，100080型号X826822-01-0得益于许多与约翰的讨论，美国能源部美国钢铁业的代表成员。
但是，该文章并不一定反映美国环保局或美国能源部的意见，也不是个人提供的投入，或评论，该模型本论文的基础。
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