关于碳减排问题解决方案的建模探讨.

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1、关于碳减排问题解决方案的建模探讨摘要：关键词：碳排放；温室气体；气候变暖；燃料需求预测1问题的提出1.1问题引出“全球气候变暖”(GlobalWarming）以及“碳减排”（Carbonemissionreduction）问题，是当今社会的热点问题。世界没有一个有法律约束力的“碳排放”协议。为了从数学角度对现有的数据进行分析，结合各国的经济形势，从经济发展、能源需求、温室气体排放的逻辑顺序，据此建立模型预测至2030年及2050年前的碳排放情况，验证达到联合国“使全球变暖不超过2摄氏度”的气候变化目标实现的可能性，并给出了合理、现实的解决方案。1.2问题重述“全球气候

2、变暖”（GlobalWarming）以及“碳减排”（Carbonemissionreduction）问题，已成为世界关注的一个热点问题。但是由于各国环境条件的巨大差异以及利益间的巨大冲突，世界各国却无法达成一个有法律约束力的“碳排放”协议，为此，联合国政府间气候变化专业委员会—IPCC特聘请你们提供相关研究报告，内容应包括：1.在收集相关信息的基础上，对当前全世界碳排放形势作出分析，并据此建立模型预测至2030年及2050年前的碳排放情况。2如果要达到联合国“使全球变暖不超过2摄氏度”的气候变化目标，给出你们认为合理、现实的解决方案，并据此预测全世界2030年及205

3、0年的碳排放情况。联合国的气候变化目标是否可以达到？3.按照你们的解决方案，具体到美国、日本、俄罗斯、印度、巴西、中国等国家，各自应承担什么义务？理由是什么？4.将你们的研究结果写成一份不超过两页的简短报告，提交给IPCC。要注意所引用数据的可靠性。所有引用文献请注明出处。文中利用附录中提供的及自己查找到的资料和数据建立和全球变暖有关的因素的的数学模型，主要包括以下几个部分：1.影响全球变暖的因素的数学模型；2.煤炭需求量的数学模型；1.碳排放量的数学模型；2.描述碳排放量和温度升高之间关系的数学模型；2附录表格中部分数据添加的说明2问题分析2.1背景分析能源为人类社

4、会文明的进步提供了强大的动力，但掠夺式开发和疯狂式利用也带来了严重的环境问题，比如水污染、大气污染、重金属污染、自然水位下降、干旱、地表沦陷等问题。早在14世纪初,英国就注意到了煤烟污染；17世纪伦敦煤烟污染加重时,有学者提出过改善大气品质的方案近年来，不过直到这时,污染只在少数地方存在,污染物也较少,依靠大自然的自净能力,尚不至于造成重大危害。环境污染发生质的变化并演变成一种威胁人类生存与发展的全球性危机,则始于18世纪末叶兴起的工业革命。国际上几个代表性的国家生产总值持续高速猛劲增长，创造了巨大的物质文明，但环境问题同样不可小觑。现阶段世界经济增长与环境保护之间存

5、在着越来越尖锐的矛盾，现代工业化进程消耗了大量的化石能源，造成碳排放的大幅度增加，导致严重的温室效应。在不影响经济稳定增长的前提下，实现碳排放的逐渐减少，是国际社会目前亟待解决的问题。全球气候变暖”（GlobalWarming）以及“碳减排”（Carbonemissionreduction）问题，直接导致两极冰川融化和海平面的上升，已成为近年来世界关注的一个热点问题。碳排放强度（单位GDP的碳排放量）是衡量经济发展水平与碳排放增长之间关系的重要指标之一。掌握碳排放强度的变化规律，研究其主要影响因素的变化对其的冲击效应，可以为制定相应的节能减排政策提供数据支持和理论依据

6、。因此，为全世界碳排放形势作出分析，并据此建立模型预测，量化研究全球至2030年及2050年前的碳排放情况，提出合理、现实的解决方案具有重大而深远的意义。2.2影响全球二氧化碳排放的相关因素从二氧化碳排放的来源看，有生产和生活两部分，从量上可以主要分为四个方面。　　一是国内生产总值（GDP）。从全球的情况来看，二氧化碳的排放量与实际GDP正相关，且二氧化碳的增长速度略小于实际GDP增速。而从各个国家的情况来看，虽然都符合与GDP正相关的关系，但增速与实际GDP的增速由于产业结构能源结构等因素而各不相同。　　二是产业结构。一个经济体中如果第二产业所占比例较高，尤其是重工

7、业中的电力工业、水泥工业、冶金工业或者石油产业等比例较高，其二氧化碳排放量就会相对较高。这实际上反映了一个国家经济体的能源强度，即生产一单位GDP所需要的能源。观察世界各国的能源强度发现，最高的是俄罗斯和中东地区国家，它们以石油生产作为GDP的主要支柱，另外亚洲国家上升较快，且高于世界平均水平，而北美欧洲等地区国家的能源强度则低于世界平均水平，且趋于下降，这与发达国家第三产业比例升高有关。　　三是能源结构及能源效率。众所周知，各种燃料燃烧排放二氧化碳的强度从高到低依次是：煤、石油、天然气、水能、核能等新能源。一个国家的能源结构及燃料使用效率对二氧化碳