中国煤炭城市土地-能源关系的煤炭生命周期分析

土地和能源在煤炭城市中发挥着关键作用，煤炭资源的广泛开发和利用导致了资源滥用和严重污染。在这里，我们使用物质流分析集成关系理论，建立了一个嵌入土地-能源关系的煤炭生命周期分析新模型。煤炭的生命周期包括煤炭开采、煤炭加工、产品利用和废物处理。然后，我们首先应用该模型对中国典型的煤炭城市淮南市1990-2020年的土地利用和能源消耗进行了分析。结果表明，单位土地利用从1990年的11.33公顷/GWh下降到2020年的7.20公顷/GW小时，单位能源消耗也从1990年474.08吨/GWh降至2020年的320.52吨/GW小时。然而，淮南市的土地利用总量和能源消耗分别增长了365%和395%。间接土地利用和间接能源消耗分别占85%和0.3%。产品利用阶段对土地利用和能源消耗的贡献最大，分别占80%和95%。然后我们进行了敏感性分析和情景分析，发现到2030年，高效发展情景下的土地利用和能源消耗将比其他两种情景低9%-20%。最后，我们探索了一些减少城市土地使用和能源消耗的政策，包括增加对替代能源的需求，普及技术，实施安全、高效、绿色的采矿。这一新模型及其在煤炭城市中的首次应用，不仅为关联理论的研究提供了基础，也促进了我国其他资源型城市的可持续发展。