[数学]碳排放约束下的江苏省煤炭消费量预测

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1、碳排放约束下的江苏省煤炭消费量预测摘要随着我国经济的飞速发展，而使我国的能源消耗和环境保护受到了影响，主要是把经济的增长建立在了高投入、高消耗、低效益的粗放型生产方式上，并且煤炭是我国经济发展不可缺少的基础能源。在我国江苏省，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，我们就以下几个关于经济增长与煤炭资源问题进行研究。本文建立数学模型研究了低碳经济下江苏省煤炭消费量的预测问题，先定性地分析出影响指标，再利用实际的统计数据从定量角度系统、深入的研究了影响指标、能源

2、消费结构及煤炭消费预测和认识，有较强的实际应用价值。对于问题一，我们首先通过定性的方法分析了影响煤炭消费量的可能指标：煤炭调入量、能源总消耗、第一产业生产总值、第二产业生产总值、第三产业生产总值、GDP增长率、人均生产总值；而本文分析所给数据，由于版面有限，只选取了1995-2010年的有关数据，针对三大产业煤炭消费变动对节能、减排和经济增长等指标的影响，我们从问题所给的数据入手，分析历史数据中煤炭消费量与地区生产总值、与碳排放量、与三大产业产值的关系，通过这些数据，我们采用灰色关联分析法，通过关联度的大小来反映各指标对目标的影响。对于

3、问题二，我们需要解决的问题是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，对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。根据问题一求解的指标结果，我们先不考虑碳排放约束，根据题中所给数据，利用GM（1,1）灰色预测模型对能源消费结构进行预测并对比两预测结果。而后综合考虑节能、经济发展坏境等方面，在低碳经济下，建立以GDP最大，能耗最少的双目标规划模型，通过引入权重系数将多目标转化为单目标优化问题，采用lingo求解得出优化结果。对于问题三，我们需要解决的问题是在整个碳排放约束下，考虑节能目标和江苏省经

4、济发展目标，对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。先建立灰色模型对第一、二、三产业煤炭消费量进行预测，分析可以认为模型求解方法采用问题（2）中GM（1,1）灰色预测模型求解方法，并根据预测出的值进行检验确定其合理性。在此基础上对煤炭消费总量和三大产业的煤炭消费模型进行优化。对于问题四，通过对江苏省煤炭需求预测的研究，和对以上几个问题的模型建立及求解，我们了解到要转变以浪费资源和牺牲环境为代价的传统经济发展模式，必须努力实现经济可持续发展、社会全面进步、资源永续利用、环境不断改善和生态良性循环的协调统一

5、。然后对江苏省节能、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。关键词：低碳经济；灰色关联分析法；GM(1,1)模型；lingo；双目标模型一、问题背景与重述背景：1978年改革开放以来，我国的经济发展取得了举世瞩目的成就。2010年国内生产总值达到39.8万亿元，跃居世界第二位，国家财政收入达到8.3万亿元，“十一五”期间实现GDP年均增长11.2%。但是我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，对我国的能源消耗和环境保护产生了巨大的压力。为了遏制全球气候变暖，联合国、国际性组织和世

6、界各国政府展开了积极的努力。1997年12月达成了《京都议定书》（简称《议定书》），《议定书》要求三十多个国家在2008至2012年使温室气体的排放量平均比1990年减少5.2%以上。20世纪90年代以来，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，努力实现经济可持续发展、社会全面进步、资源永续利用、环境不断改善和生态良性循环的协调统一。煤炭是我国经济发展不可缺少的基础能源，煤炭消费量呈现指数形式增长。有关研究表明，以煤炭为主的化石能源的消费是引以温室气体排放的主要诱因。一方面，经济的发展离不

7、开煤炭为主的能源支撑；另一方面，环境承载力迫使煤炭为主的化石能源不能盲目的无限制利用，这是一个有能源开发利用的两难问题。因此，合理的安排化石能源的消费，对实现经济可持续发展、社会全面进步、资源永续利用、环境不断改善和生态良性循环的协调统一具有重要的意义。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，为了解决江苏未来巨大的煤炭供需缺口，分析预测江苏未来的煤炭消费，为江苏战略性能源开发供应提供依据，保证全省经济社会的绿色发展。为此我们需要解决以下几个问题：具体问题：（1）影响江苏省煤炭消费总量以

8、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