低碳生活的優化設計方案——
以乙個中等收入家庭為例
王薏苑（華北電力大學（北京）數理學院，北京１０２２０６）
摘要：低碳節能行為是國際能源結構的必然結果，提倡並去實踐低碳生活是每乙個人的責任和義務。文章以
個中等收入的家庭為例，研究低碳生活問題，旨在使每個人都從自己做起、從現在做起、從點滴做起，極
一力提倡「低碳生活」，達到節能減排的目的。
關鍵詞：低碳生活；低碳生活係數；生活質量綜合水平；非線性規劃
中圖分類號：ｆ３２３文獻標識碼：ａ文章編號一生活質量綜合水平
低碳節能行為是國際能源結構的必然結果，提倡並
去實踐低碳生活，是每乙個人的責任和義務。文章以
一３．家庭的月平均可支配收入為＝１００００元；４．人均月排碳量以北京月人均排碳量ｑｃ『『剮：４１６．６７
個中等收入的家庭為例，研究低碳生活問題，主要首先，給出低碳生活的狹隘的理解，即一種低能
研究思路及內容如下：
量、低消耗、低開支、簡約的生活方式，以達到減少二氧化碳的排放為目標的生活。
然而，在目前的科學技術水平下，低碳生活並不意味著節儉，有時候，低碳行為的成本費用是較高的。因此以北京地區乙個中等收入的家庭（有三名家庭成員，孩子還未成年，家庭年收入為ｌ５萬）為例，建立在保持一定生活水平，生活質量的情況下，達到最低碳排放的數學模型，求解非線性規劃問題，並進行合理性分析。
再次，給出低碳生活的廣義的理解，即在滿足人們生活水平和質量的情況下，單位成本行為的耗碳量最
為標準，則三口之家的月平均排碳量ｑｃ，栝
５．假設節能家電或小排量汽車（１．６公升）的使用與碳排放將少量有如下的關係矗其中ｘ為節能家電或小排量汽車使用個數）。
二、符號及常量說明
１．變數：
ｘ ：菜、肉、糧每月所消耗的總質量（ｋｇ）
價ｐ ：２０元／ｋｇ）
（單ｘ：：煙、酒（ｋｇ）
元／件）
：（單價ｐ：：３００元／ｋｇ）
ｘ。：平均每月購買衣服數目（件）（單價ｐ ：１００
平均每月購買節能電氣裝置（臺）（單價ｐ ：
少。並在此定義乙個低碳生活係數：
８０００元／臺）
ｘ。：平均每天少走ｌｏｏｋｍ（倍數）
低＝麗用低碳生活係數來衡量低碳生活，係數越大，說明越符合低碳生活的標準。
最後，仍然針對北京地區乙個中等收入的家庭，利
平均每月購買節能汽車數量（輛）（單價ｐ ：８３３３元／輛）
：ｘ ：平均每月用電量（度）（單價ｐ。：０．４元／度）
ｘ ：平均每個家庭每月裝飾材料（ｋｇ）（單價ｐ。：
１００元／ｋｇ）
：用低碳生活係數，重新建立數學模型研究低碳生活，求解並做進一步的分析。
一平均每月孩子教育支出（元）
２．常量：
、模型的假設
１．研究家庭的活動過程當中，從主要影響耗能，
ａ：平均每月瓜果支出１９８．２９（元）
ｂ：平均每月其他食品支出２５３．３２（元）ｃ：平均每月醫療費用５１０．１５（元）
ｑｃ：乙個家庭月平均排碳量
：生活支出，生活質量的因素考慮，即：衣、食（菜肉糧、菸酒、瓜果、其他食品）、住（家庭用水用電、裝修、醫療）、行（交通），忽略其他影響小的因素；
２．滿足型生活質量綜合水平的標準是北京的平均
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消耗單位數量物質的碳排放量具
體如下：
ｑ ：菜、肉、糧（ｋｇ）
ｑ２：煙、酒（ｋｇ）
：ｌ—ａ＞０
（５）（６）（７）
ｌ一矗ｑｃ（薯）＞ｏ
衣服（件）
電氣裝置耗電（度）
；生活總的排碳量：
一一ａｑｃ（嶽】）÷％ｘｌ
（８）ｑ。：交通汽車執行ｌｏｏｋｍｑ６：裝飾材料（ｋｇ）
模型：三、模型的分析及建立
（一）模型一——保持一定生活水平，生活質量的情況下，達到最低的碳排放
１．生活水平，生活質量。由於居民的生活質量是居民對社會發展提高物質、文化、生活需求的認知
一△ｑｃ弧嶽））＋ｑｓｘ黴
聯立作為
約束條件，利用ｍａｔｌａｂ求解非線性方程組的最優解，得結果：
程度，因此，評價居民生活質量指標體系的構建應該基於現階段社會發展的特點，並與社會經濟發展相適應。為此，選擇居民收入類、消費類、醫療條件類、居住、工作與生活環境類、社會保障類等密切反映居
民現階段生活、工作、生存的指標構建居民生活質量指標體系。
由於「用眾多的指標來研究居民生活質量問題具有一定的複雜性」 因此，用多個指標評價居民生活質量，一方面每個指針對居民生活質量的影響大小不一，
評價過程中需要考慮每個指標的權重；另一方面
指標之間存在一定的相關性，給權重的選擇帶來一定的複雜性。為此採用因子分析方法，根據生活質量綜合得分公式 ＝∑ⅱ－，其中ｎ表示採用指標個數，ｐｉ表
示每個因子的方差貢獻率作為相應因子的權數。
由以上公式，參照相關資料得知生活質量綜合得分：＝∑『
首先讓其滿足統計資料的平均生活質量綜合水平，即ｐ ｆ槨（１）
２．日常經濟消費。保證生活起居，即保證每月的消費支出小於每月收入的８３％左右，其中每月的瓜果支出ａ，其他食品支出ｂ，醫療支出ｅ，為基本生活保障為定值，其餘的根據國家統計資料算出平均單價值，約束條件為：
旨標（２）
同時實際生活中每月買車買家電不多於一台
（輛）：
０蔓ｘ４ １（３）０莖ｘｔ≤ｉ
（４）３．碳排放量。碳的排放量與家庭的日常行為密切相關，綜合資料可知，碳的排放量主要表在在以下幾個大的類別：食中的菜肉糧和菸酒，衣服類，電氣設
備類，交通類，電的使用和裝修。
考慮到節能汽車（或家電）的使用和行駛路程（或耗電量）共同影響碳排放量且實際碳排放量大於零，即：
其中ｘｉ０ｉ＝ｌ２…９分別是乙個家庭每月衣食住行
各方面的支出，ｑ 為此家庭月平均排碳量，ｆｉ為此家
庭生活質量的綜合水平，為了說明此模型的合理性，進行如下的分析：
採用ｓｔｉｒｐａｔ模型隨機模型來分析人口對環境的非比例變化影響
木）其中，ｉ指化石燃料和水泥生產的碳排放量，ａ指
人均實際ｇｄｐ，ｐ指總人口，ｔ指單位ｇｄｐ產出的能源消耗，ｕ指城市人口佔人口總數的比例，ｌ指１５—６４歲人口
佔的比例。利用相應資料。
人均總人口１３．６２８億城市化水平
３７％１５—６４歲人口比例７４ １％
則根據公式（半）計算結果為噸／月，人均ｉ＝０．４８４５噸／月。
在哥本哈根聯合國氣候會議上達成二氧化碳（ｃｏ。）減排２５％至４０％的目標，通過模型可得到中等偏上收入水平的家庭月人均碳排放量為介於之間，符合國家減排標準，即達到了低碳生活的要
求，驗證了模型的合理性。
（二）模型二——採用低碳生活係數目標函式：ｌ￣ｘｑｅ
新增基本碳排放量約束：ｑｃｓｑｃ廠
÷＋ｐ５ｘ５＋ｐ唇＋ｐ７＋ｐｇｘ譬＋ｘ９＋１捧ｊ
１０ ｘ４蔓１＜０≤ｘ６蔓１
ｌｉ一△ｑｃ＞０
ｌｆ標ｉ１一盎ｑｃ（６，＞０
２０１１０６ ｏ中闔高斯ｊ岐
ｂ９３利用ｍａｔｌａｂ軟體求最優解解，同時找２組可行解；
然後對模型的最優解，２組可行解，及模型一的解進行
比較分析：
可行■一【行為一）
可行解＝（行為一）
模一的解（行為一ｌ
鼉優解（行為一）
對以上四種行為進行比較分析：
第一種行為是一般普通行為，普通的投資，其碳的排放量ｑｃ相對較小，生活質量ｆ相對較大，但是支出ｍ也較大，低碳生活係數ｋ達一般水平。
第二種行為是在第一種的生活行為的基礎上，不進行投資，其排放量ｑｃ相對於第乙個來說多排放量％相差很少但是支出ｍ卻減少很多，生活質量ｆ相對下降，這
樣來說單位投資成本所帶來的減排量相對於行為一明顯提高，低碳生活係數ｋ值也有所增大。
第三種行為是滿足排放量ｑｅ最少，生活質量ｆ較高，但是支出ｍ卻很大，低碳生活係數ｋ值較小。第四種行為是最合理的，排放量ｑｃ一般，較高於最低節碳，但是支出ｍ很少，而且生活質量ｆ較高，單位投資成本所帶來的減排量較高，低碳生活係數ｋ值最高。
綜上所述，引進低碳生活係數ｋ來評價乙個家庭是否符合低碳生活的潮流是符合實際的。
綜合以上結論，對比資料得到，在大範圍內：１．應該摒棄的行為：買不必要的衣服，吸菸（不僅直接影響溫室氣體的排放，而且對身體健康間接的影響），在滿足人體必需的前提下吃大量的肉。
２．應該提倡的行為：出門少開車，開車多用小排
量車，多投資小排量車和節能的家用電器，少用電，少用裝修材料等，開發使用新能源裝置等。
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四、模型評價及推廣
模型一是在滿足一定的生活質量情況下，考慮最少的碳排放，模型簡單直觀。模型二綜合考慮了三大方
面的因素，即碳排放指標、生活成本、生活質量，綜合考慮三者之間的關係，確定「低碳生活係數」，綜合全面的進行低碳問題的研究。
模型在建立求解過程中，有以下近似處理：（１）在相同型別的行為之中碳排放標準的數量級存在著差
異，而我們將歸為一類考慮：（２）考慮的主要因素，忽略一些數量級較小的因素；（３）忽略現實生活中存
在諸多不確定性，例如，物價的波動導致的消費的不確定，人們的滿意度變化對生活質量要求水平的波動的不確定性。以上都值得我們繼續研究**，不斷完善模型。
綜合來看，我們的模型具有典型的代表性，可以推廣應用到不同地區、不同階層的人群中，不僅可以從家庭層面、生活層面、消費層面社會加以分析，也可以更進一步的研究生產層面、技術層面研究，使每個
人都從自己做起、從現在做起、從點滴做起，極力提倡「低碳生活」，達到節能減排的目的。ｏ
參考文獻
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［７】低碳生活量化指標，支出資料，ｓｔｉｒｐａｔ模型由國研網
提供．作者簡介：王薏苑（１９９０一），女（蒙古族），華北電力大學（北京）數理學院資訊與計算科學專業本科生。
（責任編輯：文森）
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