利用微分方程建立煤炭消耗及碳排放量预测模型.pdf

《利用微分方程建立煤炭消耗及碳排放量预测模型.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012年第2期能源技术与管理161doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2012．02．067豫■■强■翼一蠹蠹■惹0企≮业囊管0理≮篓冀嚣00鞲：利用微分方程建立煤炭消耗及碳排放量预测模型田立新，高琳琳(江苏大学能源发展与环境保护战略研究中心，江苏镇江212013)[摘要]建立了一系列微分方程来预测中国人1：7、经济发展、煤炭消耗及碳排放量，描述了人口、GDP、煤炭消耗和碳排放之间的动力学关系。此模型是在人口和GDP建立的竞争者模型扩展的基础上，建立了关于煤炭消耗与碳排放量的微分

2、方程组。利用MATLAB预测了1990—2020年中国人口、GDP、煤炭消耗和碳排放随着时间演化的预测值，且所得到的预测值与历年的实际数据有很好的吻合。[关键词]人口；经济发展；煤炭消耗；碳排放；微分方程[中图分类号]F206[文献标识码]A[文章编号]1672-9943(2012)021614受国内能源资源的制约，我国形成了以煤为1概述主的能源消费格局，目前是世界上最大的煤炭消近200a来，随着人口持续增长及工业化、城费国，占世界煤炭消费总量的38．6％。2009年煤市化进程的加快，世界能源消费剧增，

3、生态环境不炭产量和消费量分别增长了6．08％和5．36％，均断恶化，特别是气候变暖已严重威胁到人类的可达到21．4l亿t。煤炭在能源消费结构中所占比重持续发展，应对气候变化成为全球共同面临的重过大而引起的高耗能、高污染、低排放率和低效率大挑战，而温室气体是全球气候变暖的元凶。根据等突出问题在很大程度上制约了我国经济社会的2007年IPCC第四次评估报告，温室气体增加的科学发展、和谐发展和持续发展_2]。通过预测未来主要来源是化石燃料燃烧，其导致的二氧化碳排的煤炭消费量可以使大家深刻认识到中国能源消放在2

4、004年占总碳排放将近95．3％(不包括森林耗的结构，从而更好地来建设和谐的低碳社会。采伐及生物量减少所造成的二氧化碳增加)。目目前国内外有许多研究人口、GDP、煤炭消耗前，中国的二氧化碳排放量仅次于美国，居世界第和碳排放之间关系的文献，如ChangCC利用多二位⋯，如何控制和减少碳排放已成为中国政府变量整协的检验方法来研究了中国碳排放、能源面对的现实和需迫切解决的问题。消耗和经济发展之间的关系]。FeiLi利用面板单中国是世界上人口最多的国家，2009年末中位根、异构的面板协整关系研究了中国从国大陆人

5、口13．347亿，占世界人口的20％、亚洲1985—2007年大陆30个省的能源消耗和经济发人口的33％。当人们关注着快速增长的中国人口展的关系_4]。ZhangXP研究了关于中国的经济发给社会经济带来的巨大压力时，中国人口的年龄展、能源消耗和碳排放的格兰杰因果的存在及其结构也在悄然老化，使我们又面临着人口老龄化因果方向l5。环境库兹涅茨曲线是美国经济学家这一严峻的问题。面对这一变化，如何找出最适合GrossmanG和KuregerA提出的，他们发现经济增的模型来模拟人口变化成了许多学者所研究的问长和环

6、境污染之间呈倒U型的关系，即环境质量题。人口发展与社会经济的发展是密不可分的，而随着经济增长的积累呈先恶化后改善的趋势。继且这两者之间的变化将会直接影响煤炭消耗和碳GrossmanG和KuregerA之后，出现了大量关于环排放，从而对气候变化得到进一步认识。境污染与经济增长的研究。ShafikN等]、MartinWagner研究得出人均二氧化碳排放与人均收入呈单调递增的关系，并且不存在拐点]。Moomaw基金项目：国家自然科学基金重大研究计划项目和Unruh,Friedl和Getzner,Martine

7、z—Zarzoso等却发(90610031)；国家博士点基金(2009)；教育部人文社会科现两者呈N型[7圳。Lantz和Feng发现人均GDP学研究一般项目(08JA790058)；高校哲学社会科学重点研究基地重大项目(2010—2—7)和二氧化碳排放量不相关。国内学者对二氧化162I~tSZ新，等利用微分方程建立煤炭消耗及碳排放量预测模型2012年第2期碳排放与经济增长的研究比较有限。陆虹建立了控制机制和制约因子；，表示经济发展对煤炭消人均二氧化碳和人均GDP之间的状态空间模型，耗的影响因子；表示碳

8、排放自身的增长率；发现二者不是简单呈现为倒u型关系[11J。韩玉军、表示通过人们逐渐增长的环境意识而导致的碳排陆呖对不同国家分组后的研究表明，不同组别国放控制；Or表示煤炭消耗对碳排放产生的影响。家的二氧化碳库兹涅茨曲线差异很大，分别呈现事实上，由于约束条件(2)的复杂性，先对方出倒u、线性等关系Il2]。蔡畴等通过拟合EKC、估程(2)进行详细分析，在没有外在干扰的前提下，计排放水平从升到降的拐点，考察了中国经济内人口的增长是呈现logi