中國能源供需的系統(tǒng)動力學(xué)研究.pdf

1、能源是人類生存、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步和現(xiàn)代文明不可缺少的重要基礎(chǔ)資源，是關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)命脈和國防安全的重要戰(zhàn)略物資，是社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，在現(xiàn)代化建設(shè)中具有舉足輕重的地位。我國已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化發(fā)展階段，經(jīng)濟(jì)和社會等領(lǐng)域?qū)l(fā)生許多革命性的變化，能源領(lǐng)域也將面臨著諸多挑戰(zhàn)，能源的消費和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，能源效率也會發(fā)生相應(yīng)的變化。科學(xué)地對我國能源需求和供給、能源結(jié)構(gòu)的變化、能源效率的轉(zhuǎn)變、潔凈能源發(fā)展戰(zhàn)略分析和預(yù)測，對于制定正確的能源發(fā)展規(guī)劃，

2、保障我國宏偉戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)，構(gòu)建節(jié)約型社會和和諧社會都具有重要的意義。本文在對世界能源發(fā)展?fàn)顩r和中國能源發(fā)展現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)理論和方法，結(jié)合經(jīng)濟(jì)學(xué)相關(guān)原理，對我國能源供需相關(guān)問題進(jìn)行了模擬和決策分析，具體內(nèi)容如下：
　　 我國能源消費一直以煤炭為主，煤炭價格的放開，使煤炭進(jìn)入了市場經(jīng)濟(jì)，煤炭的價格由市場確定。另外煤炭是不可再生資源，煤炭的供應(yīng)符合增長的極限原理，因此利用庫存理論、價格理論和增長的極限原理建立煤炭供

3、需系統(tǒng)動力學(xué)模型，這是以往模型所不具備的內(nèi)容。模型中將人口因素隱含在經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度中，本文中的模型對人口因素都是這么設(shè)定的。利用此模型可以模擬和預(yù)測煤炭產(chǎn)量、消費量、煤炭消費的二氧化碳排放量、煤炭消費結(jié)構(gòu)和煤炭強(qiáng)度的變化對煤炭消費量的影響；石油供需和天然氣供需模型，考慮到我國進(jìn)入到工業(yè)化發(fā)展階段，受到能源消費對環(huán)境影響的約束，我國對清潔能源的需求非常大，因此二者的價格對其消費量的影響不大，根據(jù)資源儲量的有限性，利用增長的極限原理和庫存理論

4、分別建立系統(tǒng)動力學(xué)模型。此二模型可以模擬和預(yù)測石油和天然氣產(chǎn)量、消費量、二氧化碳排放量、二者產(chǎn)量達(dá)到高峰的時間、二者消費結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的變化對消費量的影響；
　　 將系統(tǒng)動力學(xué)方法應(yīng)用于核能資源供需和可再生能源供應(yīng)的研究，這是與以前模型不同的地方。對核能的研究主要考慮的是鈾資源和核電的裝機(jī)量，因為鈾資源是一種特殊的資源，勘探和開發(fā)的周期都很長，而且在世界范圍內(nèi)采購受限，因而其價格因素可以不考慮，根據(jù)資源儲量的有限性，利用增長的極限原

5、理和庫存理論建立系統(tǒng)動力學(xué)模型。利用此模型可以預(yù)測鈾資源的產(chǎn)量、消費量、儲備、進(jìn)口量和核電發(fā)電量。在可再生能源供應(yīng)研究中，考慮了目前所有可以大規(guī)模使用的可再生能源品種，由于可再生能源的重復(fù)性，所以每種可再生能源供應(yīng)能力是無限的，但是，最大供應(yīng)量都受到其自身客觀原因的限制，如太陽能的利用將受到最大可利用日照面積的限制等，因此在可再生能源模型中利用了增長的極限原理，在能源需求的預(yù)測中，本模型中采用累計固定資產(chǎn)投資和單位固定資產(chǎn)投資的能源消耗

6、的學(xué)習(xí)曲線的關(guān)系，作為內(nèi)生變量，減少外生變量的數(shù)量，提高模型的精度，這是其他模型所不具備的。利用此模型可以預(yù)測每種可再生能源的產(chǎn)量及達(dá)到最大產(chǎn)量的時間，可再生能源的總供應(yīng)量。
　　 為了更好地研究我國能源供需總量，能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和能源效率的提高對能源供需的影響，應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)方法和供需平衡理論，結(jié)合情景分析法，建立了具有分析能源生產(chǎn)與消費結(jié)構(gòu)功能的系統(tǒng)動力學(xué)情景分析決策模型。在決策模型中建立了三種情景，情景1是基準(zhǔn)情景，表示中國

7、能源效率的符合我國實際，可持續(xù)發(fā)展政策正確執(zhí)行：情景2是悲觀情景，表示中國能源效率的未能達(dá)到基準(zhǔn)情景，可持續(xù)發(fā)展政策執(zhí)行不利：情景3是樂觀情景，表示中國能源效率的提高較快，超過基準(zhǔn)情景，可持續(xù)發(fā)展政策得到進(jìn)一步強(qiáng)化執(zhí)行。此模型可以用來預(yù)測在三種情景下不同的能源消費總量、二氧化碳排放量、能源效率的提高和能源結(jié)構(gòu)的改善對能源消費的影響和能源供需的對外依存度。經(jīng)模擬測試，以上模型模擬結(jié)果誤差均在誤差允許范圍內(nèi)。
　　 應(yīng)用以上研究成果

8、，本文對中國能源需求和供給、能源結(jié)構(gòu)的變化、能源效率的轉(zhuǎn)變、潔凈能源發(fā)展戰(zhàn)略和二氧化碳排放進(jìn)行了實證研究，結(jié)果表明：過去50多年來，我國能源消費主要以煤炭為主，經(jīng)過近幾年的發(fā)展雖然能源消費呈現(xiàn)多元化，但在未來的十幾年間，我國能源消費仍將以煤炭為主，煤炭比例在70％左右。石油消費比例將會有所降低，天然氣、核能和可再生能源的消費比例將快速提高。國內(nèi)石油和天然氣產(chǎn)量達(dá)到高峰的時間在2015-2025年間，其他幾種能源將在2030年以后達(dá)到產(chǎn)量

9、高峰。能源效率的提高和能源消費結(jié)構(gòu)的改善對能源消費總量、二氧化碳排放和對外依存度有著決定性的影響。能源效率從情景2模式轉(zhuǎn)變?yōu)榍榫?發(fā)展模式后，2005-2020年間能源消費量累計節(jié)約71.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。能源結(jié)構(gòu)從情景1轉(zhuǎn)到情景3發(fā)展模式后，2005-2020年間能源消費量累計節(jié)約20.57億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和能源效率的提高，在2007-2020年間，三個情景的累計減排量分別為3億噸-碳、3.3億噸．碳和2.8億噸-碳；到20