文档介绍：碳排放约束下的江苏省煤炭消费量预测
摘要
本文主要分析了江苏省近几年来经济发展、节能减排、能源消费等方面的统计数据,然后灵活运用多种数学模型,对“十二五”期间及未来十年江苏省的主要能源消费结构、煤炭消费总量以及第一、第二和第三产业煤炭消费量进行了预测,并且对部分数据进行了优化,为江苏省的可持续发展提供一些意见和建议。
问题一:通过查询大量的资料,我们确定了几个影响江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的主要指标,例如,江苏省地区生产总值,人口总数等。为了能具体表示各个指标对这几个消费量的影响情况,我们对所有数据进行了标准化处理,并建立了灰色关联度模型,所谓关联度是指事物之间,因素之间关联性的度量,若得到的关联度越大,表明该指标对某个消费量的影响越大。而对于江苏省煤炭消费总量及其占能源消费量的比重、第一、二、三产业煤炭消费量的变动对节能、减排和经济增长等指标的影响,我们仍然使用灰色关联度模型,通过Matlab软件的计算,得到相应的结果来反映各个指标对目标的影响大小。
问题二:首先我们要对“十二五”期间及未来十年江苏省主要能源(煤炭、石油、天然气等)消费的结构进行预测,根据附表中的数据,包括年份和对应的各个量,建立了时间序列模型,先用Excel绘出散点图,然后分别用加权移动平均法、二次指数平滑法以及三次指数平滑法,预测出2010—2020年主要能源的消费量,然后通过柱状图来直观反映三大能源的消费结构。接下来要进行优化预测,建立线性规划模型,把地区生产总值作为目标函数,并与三大能源的消费建立联系,约束条件为碳排放和能耗指标等,通过Matlab求解,得到优化后的结果。
问题三:首先我们要对“十二五”期间及未来十年江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量进行预测,由于影响此问题的求解因素具有不确定性,所以采用了灰色预测GM(1,1)模型,预测出2010—2020三大产业的煤炭消费量以及全省煤炭消费总量,并对预测的结果进行残差检验、关联度检验、后残差检验。同样,最后进行优化预测,建立线性优化模型,目标函数、约束条件和求解方法均与问题二相同。
问题四:根据分析的结果和结论,我们就节能减排、优化产业结构、低碳技术和政策体系等方面表达了自己的看法。
本文通过合理运用多种方法,利用已有的数据,对题中的各个问题进行了探究,得到了预测结果和优化结果,有一定参考意义。
关键词:节能减排灰色关联度标准化预处理时间序列线性规划曲线拟合 GM(1,1) 残差检验
问题重述
1978年改革开放以来,中国的经济发展取得了举世瞩目的成就。,跃居世界第二位,“十一五”%。但是中国经济的高速增长是建立在高投入、高消耗、低效益的粗放型生产方式上,对中国的能源消耗和环境保护产生了巨大的压力。煤炭是我国经济发展不可缺少的基础能源,中国煤炭消费量呈现指数形式增长,从1953年的7145万吨到2010年的312236万吨,翻了近44倍。
中国始终把可持续发展战略作为基本国策,转变以浪费资源和牺牲环境为代价的传统经济发展模式,因此在规划经济社会发展主要指标中,添加了单位地区生产总值能耗、单位地区生产总值二氧化碳排放、非化石能源消费比重等重要指标。2011年12月1日,国务印发了《“十二五”控制温室气体排放工作方案》的通知,方案对目标任务作了分解,明确了各地区单位生产总值二氧化碳排放下降指标,江苏省的下降目标是19%,%。江苏省“十二五”规划中也给出了到2015年非化石能源占一次能源消费比重为7%左右的目标。%,%的人口,并且创造了全国10%的经济总量。但是,江苏省经济快速发展已经给环境质量造成巨大的压力,并且付出了沉重的资源和环境代价,发展受到环境强烈的约束正在日益体现出来。江苏省的资源严重短缺,从煤炭储量来看,,,%。2010年江苏省煤炭产量为2090万吨,消费量为23100万吨,由于我国煤炭生产基地逐步西移,使得江苏未来煤炭组织能力进一步降低,从煤炭的产量和需求量来看,江苏的经济增长与煤炭资源紧缺的矛盾突出。从环境污染的情况来看,江苏单位经济产值的主要污染物排放量均超过全,江苏省面临的能源瓶颈、环境承载力等环境资源约束日益增多。江苏省煤炭资源匮乏而煤炭消费总量逐年增长,煤炭消耗问题成为影响江苏经济发展的重要因素。
基于此,请根据附表中的数据,建立相应的数学模型,解决以下几个问题:
(1)影响江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的指标有哪些?各指标对江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的影