文档介绍：碳排放约束下的江苏省煤炭消费量预测
摘要
江苏的经济增长与煤炭资源紧缺的矛盾突出,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。本文研究了江苏的能源和煤炭的消费情况,利用ARIMA、GM(1,1)、优化模型对江苏未来能源消费情况进行预测及优化,为江苏战略性能源开发提供依据。
对于问题一,本文通过数据分析总结出影响煤炭能源消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量的指标,利用matlab求出各指标与各目标的关联度,从而分析得到其相互影响情况。
对于问题二,本文首先利用已知数据,采用差分自回归移动平均模型ARIMA(q,d,p)对能源消费结构和江苏GDP进行预测,得到:
预测
GDP
煤炭
石油
天然气
其他
2015
2020
其次,依据经济绿色发展目标列出优化方程组得到2015年和2020年能源结构的最优解,其中2015年天然气占7%,石油占12%,煤炭占52%,其他占29%时符合目标要求。
时最优对于问题三,本文结合节能减排、低碳消耗的理念,利用灰色预测、ARIMA模型
对能源消费量和各产业消费量进行预测,结果如下:
预测
第一产业
第二产业
第三产业
2015
2020
利用两模型的结构进行发现误差为,说明预测较为准确。
对于问题四,本文利用前几问的预测与优化结果,分析数据,对江苏省的能源消费结构、煤炭消费政策、节能减排等方面提出相关建议。
关键词:关联度 ARIMA模型 GM(1,1)模型煤炭消费量预测优化
一、问题重述
改革开放以来,中国的经济发展取得了举世瞩目的成就,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。为了遏制全球气候变暖,联合国、国际性组织和世界各国政府展开了积极的努力在此背景下,以减少碳排放为核心内容的低碳经济应运而生。我国决定到2020年使单位国内生产总值二氧化碳排放强度在2005年的基础上下降40%~45%在第十国新增单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%的指标,二氧化碳排放问题已成为我国参与国际竞争中不可回避的问题。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。至于到2020年的减排目标,参考以及国务院在2009年公布的我国到2020年单位GDP二氧化碳排放减少40~45%的目标。
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。因此,解决好未来江苏巨大的煤炭供需缺口,分析预测江苏未来的煤炭消费,可以为江苏战略性能源开发供应提供依据,从而保证全省经济社会的绿色发展。
基于此,请根据附录中的数据,结合收集到的相关资料,建立数学模型,完成以下问题:
(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响情况怎样?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产生怎样的影响?
(2)在整个碳排放约束下,考虑节能目标和江苏省经济发展目标,建立数学模型,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和优化。
(3)在整个碳排放约束下,考虑节能目标和江苏省经济发展目标,建立数学模型,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和优化。请对预测模型和预测结果的合理性进行检验和说明。
(4)根据分析的结果和结论,对江苏省节能、减排目标的实现路径以及能源结构调整、煤炭消费政策等方面提出意见和建议。
二.、问题分析
对于问题一,考虑到有诸多指标可以影响江苏省煤炭消费总量以及第一、二、三产业煤炭消费量,并且各个指标的影响程度不一样,不能直观得体现。本文利用搜集到的一些数据和论文,先将各个指标的数据进行整合,资料总结。考虑将主要指标:GDP、江苏省人口总量、煤炭调入量、能源消费总量、二氧化碳的排放量作为对江苏省煤炭消费总量以及第一