我国可再生能源替代的动力学模型构建及分析

化石能源资源可持续利用就是要保证可再生能源资源转化利用技术的不断提升、直至实现后者对前者潜力性替代.在量化可再生能源利用技术进步水平基础上,结合我国GDP增长目标的确立、化石能源耗竭进程的安排、CO_2减排目标的实现等问题,针对国内化石能源资源可持续利用和限定目标年(2050年)能耗总量两种情景,采用系统动力学模型对我国可再生能源2011-2045年的替代路径进行仿真.在保持化石能源资源年增探明储量10亿吨标煤条件下:维持可再生能源预期投资0.767%的年度GDP规模,国内化石能源资源可持续利用到2045年的GDP年均增速上限是7.01%,"十二五"期间RE累计投资总额为1.88万亿元,2020年的RE替代率为11.53%;在控制2050年我国总能耗为52亿吨标煤的情景下,GDP的年均增速上限是5.705%,"十二五"期间RE投资总额为1.805万亿元,2020年的RE替代率为12.84%.同时,对CO_2减排目标及可再生能源替代率目标的实现进行研究,并给出政策建议.     

中国碳排放灰色预测

中国碳排放问题成为世界关注的焦点问题.预测中国未来碳排放有助于实现2020年的碳减排目标.选取2002-2009年中国碳排放数据,通过灰色GM(1,1)模型,对中国碳排放进行了短期预测.模型检验结果表明:预测精度为二级,关联度、均方差比值和小误差概率均为一级,预测结果与实际值出入较小,到2015年中国碳排放量将超过三十二亿吨碳,"十二五"期间二氧化碳减排形势严峻.针对研究结果,提出发展低碳经济,提高能源效率和发展非化石能源来降低碳排放的策略.     

达峰背景下碳排放权交易市场对新疆碳减排的影响

习近平主席代表中国在巴黎气候变化大会上向世界承诺,中国将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值,并争取尽早实现.为此国家制定了严格的国家减排计划.新疆是我国《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》的十四个煤炭能源基地之一,是我国国土规划纲要(2016-2030年)重点建设煤炭和电力基地之一,也是中亚能源进入我国的重要通道.丰富的能源资源导致新疆工业结构偏重煤炭、石油、天然气加工转化等相关产业,因此新疆面临较大的减排压力.从新疆社会经济发展的实际出发,分析了新疆面临的碳减排问题,着重讨论了全国碳排放权交易市场对新疆碳减排的影响,提出了以资源换配额、开发碳汇资源、加强人才培养和市场运行机制构建等建议.为政府有关部门和利益相关的企事业单位参与碳交易市场提供了有价值的参考.     

新陈代谢灰色模型在中国碳排放量预测中的应用

中国碳排放问题已经成为世界关注的焦点问题,预测中国未来的碳排放有助于实现2020年碳减排目标.通过选取2005~2011年中国碳排放数据,利用新陈代谢灰色模型对中国碳排放进行短期预测.模型检验结果表明:相对误差为二级,平均精度为一级,预测结果与实际值出入较小,到2015年中国碳排放量将超过31亿吨碳.针对研究结果,提出发展低碳经济提高能源效率和发展非石化能源来降低碳排放的策略.     

能耗强度与能源结构优化对内生经济增长影响研究

本文在垂直创新模型框架下,将能耗强度和碳减排比例引入生产函数,将人们对气候变化的警惕意识引入效用函数,建立了一个动态的内生低碳经济增长模型。通过求解所建动态优化模型,找到了经济长期均衡增长的最优路径,讨论了能源强度和能源消费结构变化与经济均衡增长的相互关系,分析了各参数对经济最优增长路径的影响,比较了化石能源内部消费结构不变和逐年清洁两种情景下的经济最优增长路径的异同。长期来看,能源强度、二氧化碳减排速率与经济增长率有相互的负向线性关系,缩小反映化石能源内部消费结构的综合碳排放系数对经济增长有促进作用。非化石能源比例越高,低碳技术应用越广泛,研发成果对技术积累的贡献率越大,消费者对当前消费的偏好程度越小,人们对气候变化的警惕意识越强,则越有利于经济的低碳发展。     

中国碳排放与能源消费关系实证研究——基于VEC模型

中国碳减排问题成为世界关注的焦点问题.研究碳排放与能源消费关系有助于实现2020年碳减排目标.选取1953-2008年中国碳排放和能源消费数据,运用协整理论、向量误差修正模型(VEC)和Granger因果关系分析,对中国碳排放量与能源消费之间的相互关系进行实证研究.研究结果表明:碳排放与能源消费之间存在协整关系,能源消费增加1%,碳排放将增加0.9646%,即碳排放对能源消费的长期弹性为0.9646.从短期误差修正模型来看,碳排放与能源消费之间具有动态调整机制.非均衡误差项的存在,能够保证两者之间长期均衡关系的存在.Granger因果关系研究表明:碳排放与能源消费之间互为双向因果关系.通过脉冲函数和方差分解分析了模型的动态特征.根据研究结果,提出降低能源消费和减少碳排放对策.     

减排技术视域下碳交易对企业市场势力的影响研究

碳交易促进减排技术进步须以技术进步增进寡头垄断企业市场势力为前提。论文以斯塔克博格(Stackberg)模型为基础，研究了减排技术是否成熟两种情况下，碳交易对寡头垄断企业产量及市场势力的影响。结果表明，尽管无论碳减排技术是否成熟，寡头企业初始碳排放系数相对大小都是影响企业产量及市场势力的关键变量，但是对企业产量及市场势力的影响迥异。在减排技术不成熟时，追随企业与领导企业初始碳排放系数的比值越大，碳交易越有利于领导企业增强市场势力，碳交易拉大企业间市场势力的差异；减排技术成熟时，追随企业与领导初始碳排放系数的比值越大，碳交易越有利于追随企业增强市场势力，碳交易缩小企业间市场势力的差异。在实施碳交易的过程中，须高度重视行业的竞争格局与减排的效率差异，防止行业进一步走向垄断。     

江苏能源系统碳排放演化及控制分析

研究了江苏能源系统碳排放演化及其相关控制.基于一类新型节能减排混沌系统,借助神经网络(ANN),利用江苏省统计数据,得到满足实际情况的江苏省节能减排系统的相关参数.对系统进行演化分析,得到一些与实际符合的分析结果.结果表明:全面开展节能减排比单纯加大对节能减排的资金投入在控制碳排放、降低能源强度方面的效果更好.尽早全面开展节能减排,使得碳排放的峰值早些达到,实际系统越容易控制,越容易达到控制碳排放、降低能源强度的目标.对比分析了江苏省与全国节能减排情况,江苏省的能源强度略低于全国平均水平.利用数值仿真来展示这些结果.     

合作创新是否真的助力企业节能减排？

2018年1月1日实施环境保护税法以后,我国正式开始了碳排放权交易、环境税、碳减排补贴政策的混合环境规制框架。本文基于政府社会福利最大化目标,构建了三阶段动态博弈模型,讨论各种政策相互作用下的均衡策略选择。研究结论显示:一是从政策作用效果来看,碳排放权交易、环境税、碳减排补贴政策能够激励企业进行减排技术创新投资决策。但是碳排放权交易和环境税却对企业生产决策起到叠加作用,抑制产品市场的活跃程度。二是从企业合作创新模式来看,本文得出不同的研究结论,即技术溢出系数大于临界阈值时,完全合作创新模式是企业最优选择,并实现了企业最优减排水平;否则完全合作创新模式并不优于不合作创新模式。说明碳排放权交易价格、环境税率、减排补贴率的合理制定,以及合作创新的技术溢出率大小将影响减排企业在产品市场和技术研发市场的最优决策,我国政府需要重视产品市场和技术研发市场的联动效用来制定环境规制政策。     

福建省碳排放分布结构特征及影响因素分析

基于福建省6大产业和居民生活消费17种一次性能源,测算了1995年至2012年福建省能源消费和碳排放的总体趋势,分析了碳排放的能源空间分布结构及产业空间分布结构;创新型地将能源结构效应分解为能源消费种类变化效应和能源消费量变化效应,从而对碳排放分解模型进行了改进;并从能源强度效应、能源结构效应、经济发展效应和人口规模效应分解了各因素对福建省生产和生活碳排放的贡献值、变化趋势及相互作用机理.研究结果表明,福建省的碳排放在今后很长一段时间内将继续保持较快的增长趋势,其中经济发展是导致排放量持续增加的主因,能源效率的提高是减少能源消耗和降低碳排放量的重要手段,能源消费结构的调整和优化具有较大的减排节能的潜力.     

基于投人产出分析的中国能源消费分行业碳排放系数因素分解

采用投入产出分析法,结合部门能源消费数据,从最终需求的角度评估和计算了中国1997年、2002年和2007年的碳排放量、碳排放系数、直接碳排放系数和完全碳排放系数.研究结果表明,金属冶炼及压延加工业、燃气生产和供应业、非金属矿物制品业、电力、热力的生产和供应业、水的生产和供应业以及煤炭开采和洗选业的直接碳排放系数历年均是最高的,能源强度是影响这些行业直接碳排放系数变化的主要因素;金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、金属制品业、化学工业、电力、热力的生产和供应业、水的生产和供应业以及煤炭开采和洗选业的完全碳排放系数历年均居前列,中间产品投入和能源强度是影响完全碳排放系数变化的主要因素.针对实证结果,现阶段我国节能减排的重点方向在于调控金属冶炼及压延加工业、化学工业等高碳排放行业,并通过提高能源效率、调整产业结构及优化能源结构来达到降低碳排放系数的目的.     

基于SD的煤炭矿区节能减排仿真与调控

煤炭矿区在生产煤炭能源的同时,会产生大量的能耗和排放,而降低煤炭产量必然会影响矿区的经济效益.如何协调经济发展与能源消耗、污染排放之间的矛盾,是煤炭矿区亟待解决的难点问题.通过分析煤炭生产各环节节能与减排要素、煤炭矿区节能减排系统的复杂结构和系统内部的动态反馈机制,建立了煤炭矿区节能减排系统动力学模型,并对煤炭矿区不同的发展方案进行了仿真模拟.结果表明,矿区总投资、煤炭生产投资、环保投资、各种吨煤能耗量等因素在煤炭矿区节能减排系统中发挥了重要的影响作用;可以通过增加矿区总投资,优化煤炭生产投资与环保投资比例,降低吨煤能耗量来达到矿区经济与节能减排协调发展的状态.     

基于蒙特卡罗方法的中国中长期煤炭需求预测

为避免传统预测方法的参数取值主观性问题,采用参数随机产生的蒙特卡罗方法预测中国中长期煤炭需求。首先分析了经济增长、能源结构和产业结构三个主要煤炭需求影响因素,并基于1980~2015年间各影响因素及煤炭消费的历史数据和最小二乘法的多元线性回归拟合煤炭需求方程。在此基础上,构建各影响因素的概率分布,采用蒙特卡罗方法模拟1981~2015年的煤炭需求,发现仿真结果可以较好拟合现实,可作为仿真预测的有效工具。结合经济新常态和能源结构调整的现状,控制参数取值范围进行蒙特卡罗仿真预测,结果显示,2016~2025年的煤炭需求呈先上升后下降趋势,并于2020年达到需求的峰值40.25亿吨,这些结果对于煤炭产业的科学决策有重要的作用。     

我国西南地区生物柴油发展潜力及其主要决定因素

作为生物柴油原料的麻疯树在我国已呈现快速发展态势,但对其未来发展潜力尚缺乏实证研究.目的是通过构建麻疯树生产决策模型,模拟分析不同情景下我国西南地区麻疯树发展潜力.研究结果表明:1)在基准方案下,麻疯树种籽产量与生物柴油产量可以达到320万吨和93万吨,但难以达到预期发展目标.2)影响麻疯树发展潜力的最重要因素是技术进步、产出品(麻疯树种籽)与主要投入品(劳动与肥料)价格,其中技术进步是提升未来麻疯树发展潜力的关键,而麻疯树种籽与肥料等价格取决于能源价格.在发展以麻疯树为原料的生物柴油产业发展战略上,近期国家应把加强优良品种的选育与丰产栽培技术作为重点,未来发展需密切关注能源市场的变化.     

交通运输结构调整对碳排放的影响效应研究

近年来愈发严重的雾霾天气,使得交通运输行业的节能减排问题成为中国能源与环境战略研究领域的重中之重。因此,有必要研究交通运输结构调整对节能减排的影响效应。在考虑别国交通运输行业结构变化对我国交通节能减排示范效应以及数据可得性的基础上,本文利用1990~2011年公路、铁路、水运、民航客货周转量和交通碳排放量的数据,构建以中国、美国、欧盟以及日本为截面个体的面板数据模型。实证结果表明对于结构减排效应最明显的日本和欧盟来说,日本铁路周转量占比每提高1%,本国的单位周转量碳排放减少3.63%,欧盟水运周转量占比每提高1%,单位周转量碳排放将减少22.11%。而我国对应的这一数字分别为0.38%和0.06%,表明我国交通运输行业在结构性碳减排方面潜力很大。最后基于交通运输行业供给侧改革的背景,结合本文研究结果从客运和货运两方面提出了相关政策建议。     

能源节约型技术进步下碳关税对中国经济与环境的影响——基于动态递归可计算一般均衡模型

将动态递归的可计算一般均衡方法应用于碳关税征收影响的研究,建立了测算美国征收碳关税对中国经济与环境影响的动态递归可计算一般均衡模型,并在模型中引入技术进步参数以刻画能源节约型技术进步.模型以2007年作为基年,包含37个生产部门和7个国内国外账户.应用该模型模拟了2020年起美国征收碳关税,在税率从20美元每吨碳排放到80美元每吨碳排放的13种情景下,到2030年期间对我国碳排放和经济发展的不同影响,进而测算在不同的能源节约型技术进步条件下,碳关税对我国经济与环境影响的变动.     

我国低碳经济发展机制的系统动力学建模

在分析了低碳经济系统复杂结构特征及动态反馈关系的基础上,建立了低碳经济系统动力学模型并进行了仿真模拟,研究表明:技术进步、产业调节政策对降低碳排放具有显著影响,提高能源效率是低碳发展的重要举措,制度建设是低碳发展的基础设施.从政策层面上,应通过调整能源结构,发展新能源和可再生能源;改变经济增长方式,调整产业结构,优先发展高新科技产业、服务业等第三产业;引导消费方式的改变,减少能源消耗,实现低碳发展.     

碳交易驱动下建筑业主最优碳减排决策研究

对碳排放总量和强度都持续刚性增长的建筑领域,利用市场机制,借助碳交易来控制和减少其碳排放是一项重大的制度创新。本文通过构建多目标决策优化模型,探讨建筑业主在碳交易驱动形成的复杂动态环境下的最优碳减排策略;并基于实证数据进行情景耕耘,模拟和预测业主减排策略的动态适应性调整。研究发现:①业主碳减排决策受政府补贴强度和违规惩罚倍率调整的冲击更为显著;②目前碳市场“一刀切”的惩罚倍率极易使建筑业主陷入“明罚实奖”的惩罚悖论;③政府应采用“补贴退坡”政策并对不同类型的建筑业主进行精准补贴。     

考虑消费者低碳偏好的供应链企业减排成本分摊比较研究

在低碳环境下,研究了单一制造商和单一零售商组成的两级低碳供应链成本分摊决策问题。考虑消费者具有环保意识,因此在购买产品时会考虑产品的碳排放。分别讨论了零售商参与减排成本分摊契约和双方Nash讨价还价成本分摊契约两种形式对碳减排、产品定价和整个供应链及其成员收益的影响。研究发现,在两种契约形式中,零售商都可以实现与制造商共同降低碳排放的目标,从而促进制造商提高碳减排率,提高供应链利润。但是基于Nash讨价还价方式的减排成本分摊契约的供应链绩效高于零售商成本分摊契约下的供应链绩效。同时消费者低碳偏好增加可以激励零售商更多地分摊减排成本,在此基础上,利用Nash讨价还价模型确定了零售商为制造商提供减排成本分摊的比例范围及其最优解。最后,通过数值分析验证了减排因子对不同决策结构的定价、零售商减排分摊比例、供应链利润等决策的影响。     

基于产业结构优化的节能减排离散动态演化模型

从中国能源环境现状出发,基于产业结构发展趋势及其演变规律,运用动态投入产出分析法,对现有数据进行分析,结合演化理论,提出能源消耗演化目标和污染排放演化目标,建立节能减排下的离散动态演化模型,深入探讨节能减排策略和优化产业结构方法.模型对中国2000-2008年的数据进行拟合检验,得出中国三次产业经济产值、中国能源消耗量及污染排放量,并将其与实际情况进行比较,从节能减排和产业结构优化两个方面给予实证分析.基于建立的模型,结合情景分析法对中国2015年的经济产值、能源消耗及污染排放进行预测并对预测结果进行演化情景分析为中国制定相应的节能减排策略、实现产业结构优化提供了理论依据,为中国实现能源环境可持续发展提供了一个全新的视角和路线.