四川省能源、经济和环境系统动态耦合模型研究

  本文关键词：区域物流系统与经济增长的动态耦合机理与实证仿真，由笔耕文化传播整理发布。

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四川省能源、经济和环境系统动态耦合模型研究

发布日期： 2013-09-15 发布：  

  2013年17期目录       本期共收录文章20篇

　　摘要：运用系统动力学方法和模型，对能源、经济和环境系统进行动态耦合分析，并以四川省为例，基于情景分析法，对模型进行模拟和仿真。研究结果表明在能源、经济和环境系统协调可持续发展模式下可以改善环境现状，并实现经济的又好又快的发展。
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　　关键词：
　　系统动力学；能源、经济和环境；动态耦合；情景分析
　　中图分类号：F2
　　文献标识码：A
　　文章编号：16723198（2013）17004302
　　0引言
　　随着社会的快速向前发展，工业化、城镇化速率持续加快，对能源的需求量逐渐增大，如何实现能源、经济与环境的可持续发展是首要需要解决的问题。为此，大多数学者从研究能源消费与经济增长的因果关系转向加入环境因素的三者之间的关系模型。能源、经济和环境是相互依赖、相互制约以及相互促进的动态关联与耦合关系，简单的静态分析无法描述其错综复杂的关系。为此，运用系统动力学方法，通过建立能源、经济和环境系统的动态耦合模型，并以四川省为例，进行模拟仿真和情景分析。
　　1能源、经济和环境系统动态耦合模型
　　1.1系统因果反馈关系
　　能源、经济和环境系统之间是相互联系、相互制约的关系，当出现大量能源需求时，能源系统消耗能源，会促进经济的发展，同时也会对环境系统造成污染；环境系统在可承受范围之内支持能源消耗，同时又制约能源的超负荷的发展；经济系统会消耗能源，同时对环境进行改善。
　　2系统仿真与情景分析
　　2.1系统参数确定
　　模型以四川省为例进行仿真，时间边界为2003-2018年，以2003年为模拟仿真的基年，其中资本形成总额拉动百分点、货物和服务净出口拉动百分点和通货膨胀率取历年数据的平均值；对于非线性的数据问题，采用表函数来表示，如污染投资系统表函数、每GDP的能源消费表函数、消费与拉动表函数；对于变量之间的关系确定，采用线性回归的方法来表示，如能源生产量与能源消费量之间的关系。
　　2.2模型检验
　　选取2003-2011年的数据进行有效性检验，从模拟数据上来看，与实际相比较，相对误差率在10%以内，可以看出模型仿真结果与实际系统是比较吻合的，可以在一定程度上真实的反映四川省能源、经济和环境系统之间的动态耦合关系。
　　2.3情景分析
　　由于能源、经济和环境的协调可持发展尤为重要，在能源、经济和环境的各种政策下，探索其在不同情况下的发展趋势，并未其寻找最优的发展方式，为此，根据系统动力学方法和模型，探讨如下三种发展模式：一是按照现有模式发展；二是按照调整能源结构模式发展；三是按照能源、经济和环境协调可持续发展模式发展。
　　2.3.1按现有模式发展
　　根据四川省能源、经济和环境历史数据对其现有模式发展进行模拟仿真，即保持模型中的各个变量的参数不变，仿真出的结果为到2018年四川的地区生产总值为74676亿元，能源消费量达到51715万吨标准煤，而环境污染积累量也达到3556580万吨；从现有模式来看，随着能源的大量消耗，环境污染也愈加严重，虽然经济快速增长，但无法实现能源、经济和环境的协调可持续发展。
　　2.3.2按调整能源结构模式发展
　　目前四川省的重化工发展阶段特征明显，能源的需求量持续增加，传统能源的大量消耗对环境造成的污染会越来越严重，为此调整每GDP能耗的表函数，模拟结果为到2018年，四川的地区生产总值为76580亿元，能源消费量为48959万吨标准煤，环境污染积累量为3684790万吨，对能源结构进行调整，即降低传统能源的消耗，引进新能源、支持节能减排政策，能够让能源结构更加优化，同时会加快经济的增长和环境质量的逐渐改善。
　　2.3.3按能源、经济和环境协调可持续发展模式发展
　　在环境的最大限度内，，实现经济的快速发展，需要将环境保护放在经济发展的首位，为此，即调整每GDP能源消费的表函数，提高资本形成总额拉动百分点、货物和服务净出口拉动百分点，降低通货膨胀率，调整污染投资系数表函数，增加每亿元投资环境污染治理系数，模拟结果为四川的地区生产总值为81532亿元，能源消费量为50603万吨标准煤，环境污染积累量为3395750万吨，从模拟结果可以看出，需调整经济发展方式，加大环境保护力度，调整能源结构，发展清洁能源，以及节能减排，引导合理的消费等，才能实现能源、经济和环境的协调可持续发展。
　　四川省三种发展模式下的地区生产总值、能源消费量和环境污染积累量的预测曲线如图3～图5所示。
　　3结论
　　通过构建系统动力学模型对能源、经济和环境系统的动态耦合关系进行分析，并以四川省为例，针对不同情景下的发展模式进行模拟和仿真，研究结果表明未来一段时间内，能源需求会持续上升，同时面对巨大的环境压力，三种发展模式中能源、经济和环境协调可持续发展模式能够更理想的实现在环境的承受范围之内经济的快速发展。传统能源的消耗会对环境造成不同程度的影响，因此，以清洁能源代替部分传统能源，完善能源产业体制，合理引导能源消费等能够改善环境现状，最终实现经济又快又好的发展。
　　参考文献
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　　[2]刘维林.区域物流系统与经济增长的动态耦合机理与实证仿真[J].经济地理，2011，（9）.
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　　[4]薛冰，陈兴鹏等.基于情景分析的区域能源-经济-环境耦合研究-以甘肃省为例[J].生态科学，2010，（10）.

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