不可再生能源的经济学分析

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1、第24卷第4期江苏大学学报（自然科学版）Vol.24No.42003年7月JournalofJiangsuUniversity（NaturalScienceEdition）July2003===============================================================不可再生能源的经济学分析杨宏林，田立新，丁占文，傅瑛（江苏大学系统工程研究所，江苏镇江212013）［摘要］从经济学和能源可持续利用角度对不可再生能源进行了分析.利用经济学的边际效用理论分析了不可再生能源在市场调节下的两期模型和国家控制下的两期模型；采用动态经济学的最优控制

2、技术对不可再生能源的考虑生产成本的连续多期模型进行了分析.分析结果表明，在两期模型中国家控制有利于保护不可再生能源；在连续多期模型中，能源的生产成本、需求弹性、消费价格及效用贴现率都会对能源最优消费量产生影响，由于能源生产成本的影响，能源消费价格的变化率小于效用贴现率.［关键词］不可再生能源；效用函数；边际效用；最优配置［中图分类号］F124.5［文献标识码］A［文章编号］1671-7775（2003）04-0078-04能源是社会进步和发展的重要保证，是国民经U（Et）为Et的单调增函数且边际效用递减.为简济的基础，也是人类日常生活的最重要的基本资源，单起见，首先考虑能源的两期模

3、型，设0为第一期，1能源不足会直接影响国民经济的发展.目前对能源为第二期，效用贴现率0<为常数，则贴先后p<1经济系统的研究主要集中在对能源生产、消费的预能源配置的总效用为U（E）+U（E）／（1+）.进01p测等方面.如NewYork大学的Weigend，Andreas.一步假设能源的生产成本为0，t时期能源存量为S.等人运用时间序列法，McMenamin，J.S.和Mon-St，则S1ES0-E0，并假设在第二期末能源耗尽，forte，F.A.等人运用智能及计算机辅助分析，进行则E在以上假设之下，上述问题变为0+E1ES0.能源策略的仿真等，对能源的供应、需求及能源的结maxU

4、（E0）+U（E1）/（1+p）［1，2］构优化升级等作了大量研究.我国一些学者利s.t.E0+E1ES0，0≤E0≤S0，0≤E1≤S1用混沌时间序列、混沌动力学等非线性方法对我国（1）［3-5］能源的生产消费进行了预测.实施能源可持续这是一个条件极值问题.利用拉格朗日乘数法，利用战略是能源经济系统的发展趋势.要实现能源设拉格朗日函数为的可持续利用战略，必须搞清能源的经济学特性.笔U（E1）者从经济学以及能源可持续发展角度对不可再生能L（E0，E1，λ）EU（E0）++1+p源的经济学特性进行了分析.建立了不可再生能源λ（S0-E0-E1）在市场调节下的两期配置模型、在国家控制下

5、的两式中λ为能源第一期的影子价格.求解得最优性期配置模型及考虑生产成本的连续多期配置模型.条件为方便，文中的能源均指不可再生能源.LEEU◜（E0）-λE0（2）0LEEU◜（E1）/（1+p）-λE0（3）1市场调节下能源的两期模型1式（2）、（3）中，U◜（E）与U◜（E）分别表示第一期01设E为t时期能源使用量，U（E）为t时期使tt和第二期的能源消费的边际效用.由此得用能源后的收益或者为t时期能源消费的效用函U◜（E1）U◜（E0）EλE（4）数.U（Et）满足U◜（Et）>0，U"（Et）<0，即1+p［收稿日期］2002-11-09［基金项目］国家社会科学基金资助项目（

6、02BJY051）；江苏省哲学社会科学基金资助项目（E3-036）［作者简介］杨宏林（1970-），男，陕西富平人，讲师，硕士生，主要从事能源系统工程方面的研究.第4期杨宏林等：不可再生能源的经济学分析79式（4）表明，能源的第一期边际消费效用与贴现后ӘP1ӘE1EU"（E1）<0（15）的第二期边际消费效用相等，都等于第一期能源的ӘS0ӘS0影子价格.事实上，在市场均衡条件下，U◜（E）与由式（12）~（15）可知，当能源的最初存量S00U◜（E1）分别可视为第一期和第二期的能源消费价越大，第一和第二期的能源消费量越大，相应的能源格，若用PtEU◜（Et）表示t时期能源消费价格，

7、则消费价格越低.图1表示了能源的两期配置.图中横由式（4）有轴代表能源消费量，竖轴代表能源消费价格.第一期P1EP0（1+p）（5）的能源消费量从左往右，第二期的能源消费量从右往左.图中AB和CD分别表示第一、二两期能源的P1-P0亦即（6）pEP0边际效用U◜（E0）和U◜（E1）.ED表示贴现后的第式（6）表明，在最优条件下，能源消费价格的变化率二期能源消费的边际效用U◜（E）/（1+），故能源1p等于贴现率.由式（1）、（4）可得的两期最优配置点应为AB与ED的