中国能源供需预测模型及电能替代对策研究
发布时间：2020-08-04 06:07
【摘要】：能源是经济发展和社会进步的重要物质基础,也是影响人类生存环境的重要因素。能源可持续发展是关系到我国国民经济社会发展全局的重要问题。受限于我国的资源禀赋、能源结构和经济发展方式,我国存在着资源环境约束强、对外依存度高、能源开发利用效率低、能源结构亟需优化等问题。《巴黎协定》的签订,更使我国面临着巨大的减排压力。全球能源互联网战略和“两个替代”方针的提出,确立了低碳化、清洁化的能源转型目标。科学合理地预测我国能源供需状况对探寻我国能源替代路径,推动我国能源战略转型有着重要意义。论文以此为出发点,通过对我国能源供需状况进行预测,来探讨电能替代与能源结构转型之间的联动关系,从能源供需的宏观角度为我国电能替代路径提供参考方向。论文在分析我国能源资源禀赋、能源生产及需求现状的基础之上,提出了中国发展所面临的重要问题,分析了影响中国能源供需的主要因素。在搜集整理中国历年能源供需的相关数据的基础之上,采用灰色GM(1,1)模型对中国能源供需状况进行了分品种建模,并采用平均弱化算子对模型进行优化,通过模型获得中国能源生产量及消费量增长的灰色参数。而后建立了中国能源供需系统动力学模型,模型分为经济人口、能源消费、能源生产、碳排放四个子系统;根据影响能源供需的重要因素,结合本文重点想探讨的电能替代技术,对系统引入了技术因子、政策因子、排放因子和结构因子四类影响因子。系统以2015年我国能源生产和消费数据为初值,巴黎协定中国承诺的减排目标为系统目标,运用上述GM(1,1)模型获得的灰色参数作为基准参数,最终构成了一个基于灰色理论和系统动力学理论的中国能源供需系统动力学模型,并对模型进行了参数设置和校验。本文采用Vensim软件作为仿真平台,并用情境分析法来对我国未来20年的能源供需状况进行模拟预测。为探讨电能替代技术对我国未来能源需求的影响,论文设定了基准情境和高情景两个情境,基准情景作为参照标准,高情景模拟大力发展电能替代的情况,在不同情景下进行对下对中国2015年-2035年能源供给量、需求量和二氧化碳排放量进行了中长期预测。通过情景对比分析,探究了电能替代对能源需求的影响,分析了中国在能源结构转型的进程中发展电能替代的路径,佐证了我国“两个替代”政策的正确性。并从工业、交通、商业和生活三大领域,论述了中国能源结构转型对电能替代技术的需求。提出了推进我国电能替代发展的政策建议。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK01;TM73
【图文】：
能源比重波动上升。随着我国能源政策的转变，新能源发展步伐的不断加快，未逡逑来煤炭在我国的能源消费结构中比重还将持续下降。中国主要能源消费结构变化逡逑情况见图２－２和图２－３。逡逑５０００００逦■？逦■々然＇邋■次ＩＵ力及Ｕ他能源逡逑＾邋４５００００邋－逡逑ｇ邋４０００００邋－逡逑＾邋３５００００邋－逡逑＾邋３０００００邋－逡逑＾邋２５００００邋－逡逑２０００００邋－邋■逡逑ｉ邋１５００００逦ｓ邋ｉ邋ｉ邋ｉ逡逑１０００００邋－逦－ＩＩ逡逑§邋二邋ｉｌｌ邋ＩＩ邋Ｍｌ邋■邋ｌｌｌｌ邋ＩＩＩＩＭ逡逑？逦年份逡逑图２－２逦１９７８－２０１５年中国能源消费总量变化图逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｔｈｅ邋ａｍｏｕｎｔ邋ｏｆ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ邋ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ逡逑１５逡逑
虽然中国能源消费总量很大，但人均水平较低。２０１５年，我国人均一次能源逡逑费量为３．１４吨标准煤，略高于世界平均水平，不到美国的１／３，相当于日本的逡逑％。因此，随着经济社会发展，我国能源消费还有较大的增长空间。世界主要国逡逑及地区的人均能源消费见表２－４。逡逑表２－４逦１９９０－２０１４年分地区人均能源消费逡逑Ｔａｂ．２－４邋Ｐｅｒ邋ｃａｐｉｔａ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｓｕｂ邋ｒｅｇｉｏｎ逡逑逦（单位：吨标准煤）逡逑国家逦１９９０逦２０００逦２０１０逦２０１１逦２０１２逦２０１３逦２０１４逡逑美国逦１０．９５逦１１．４８逦１０．２１逦１０．０３逦９．７３逦９．９４逦１０．０４逡逑欧盟逦６．０９逦６．３３逦６．４０逦６．１６逦６．１７逦６．１５逦５．９９逡逑俄罗斯逦８．９２逦６．２５逦７．１２逦７．４４逦７．５５逦７．５１逦７．４７逡逑中国逦１．０６逦１．３６逦２．６４逦２．８４逦２．９５逦３．１４逦３．２０逡逑印度逦０．５１逦０．６１逦０．８２逦０．８４逦０．８７逦０．８９逦０．９３逡逑日本逦５．１７逦５．８４逦５．５６逦５．３１逦５．２１逦５．２８逦５．１１逡逑
对模型进行检验，其平均相对误差为１．７６％，平均精度９８．２４％，后视差比值逡逑为０．１９９７，小概率误差为１，模型精度为二级，误差检验结果如表３－３所示；模拟逡逑结果如图３－１所示，模拟增长率为２．０９％。由于中国能源生产与消费均具有类似增逡逑长趋势，因此下文中除核能需求总量以外，均采用该模型。逡逑ｘ１０５逦能源生产总ｍ逡逑４邋ｆ逡逑—ｔ—av始印Y 逦广逡逑３．５邋ｉ邋｜邋—ｅ—圿愤：卿到邋｜逡逑３邋．逦７逡逑１邋＾逡逑１邋Ｘ逡逑１邋——１——＊邋＇邋１邋１邋１——１邋ｊ邋＊邋！——＇邋１邋邋邋邋邋１邋５逡逑２００（ＳＯＤ１２ｄＯＳ００３２００４２００５２Ｄ０＾００７２００８２｛）Ｑ９２０１０２０１１２０１２２０１３２０１４２０１５逡逑年j㈠义贤迹常卞危玻埃埃埃玻埃保的曛泄茉瓷芰浚牵湾澹ǎ保保┯呕Ｄ饨峁义希疲椋纾常卞澹樱椋恚酰欤幔簦椋铮铄澹颍澹螅酰欤簦箦澹铮驽澹簦铮簦幔戾澹澹睿澹颍纾澹穑颍铮洌酰悖簦椋铮铄澹椋铄澹茫瑁椋睿徨义希常靛义
本文编号：2780154
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK01;TM73
【图文】：
能源比重波动上升。随着我国能源政策的转变，新能源发展步伐的不断加快，未逡逑来煤炭在我国的能源消费结构中比重还将持续下降。中国主要能源消费结构变化逡逑情况见图２－２和图２－３。逡逑５０００００逦■？逦■々然＇邋■次ＩＵ力及Ｕ他能源逡逑＾邋４５００００邋－逡逑ｇ邋４０００００邋－逡逑＾邋３５００００邋－逡逑＾邋３０００００邋－逡逑＾邋２５００００邋－逡逑２０００００邋－邋■逡逑ｉ邋１５００００逦ｓ邋ｉ邋ｉ邋ｉ逡逑１０００００邋－逦－ＩＩ逡逑§邋二邋ｉｌｌ邋ＩＩ邋Ｍｌ邋■邋ｌｌｌｌ邋ＩＩＩＩＭ逡逑？逦年份逡逑图２－２逦１９７８－２０１５年中国能源消费总量变化图逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｔｈｅ邋ａｍｏｕｎｔ邋ｏｆ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ邋ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ逡逑１５逡逑
虽然中国能源消费总量很大，但人均水平较低。２０１５年，我国人均一次能源逡逑费量为３．１４吨标准煤，略高于世界平均水平，不到美国的１／３，相当于日本的逡逑％。因此，随着经济社会发展，我国能源消费还有较大的增长空间。世界主要国逡逑及地区的人均能源消费见表２－４。逡逑表２－４逦１９９０－２０１４年分地区人均能源消费逡逑Ｔａｂ．２－４邋Ｐｅｒ邋ｃａｐｉｔａ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｓｕｂ邋ｒｅｇｉｏｎ逡逑逦（单位：吨标准煤）逡逑国家逦１９９０逦２０００逦２０１０逦２０１１逦２０１２逦２０１３逦２０１４逡逑美国逦１０．９５逦１１．４８逦１０．２１逦１０．０３逦９．７３逦９．９４逦１０．０４逡逑欧盟逦６．０９逦６．３３逦６．４０逦６．１６逦６．１７逦６．１５逦５．９９逡逑俄罗斯逦８．９２逦６．２５逦７．１２逦７．４４逦７．５５逦７．５１逦７．４７逡逑中国逦１．０６逦１．３６逦２．６４逦２．８４逦２．９５逦３．１４逦３．２０逡逑印度逦０．５１逦０．６１逦０．８２逦０．８４逦０．８７逦０．８９逦０．９３逡逑日本逦５．１７逦５．８４逦５．５６逦５．３１逦５．２１逦５．２８逦５．１１逡逑
对模型进行检验，其平均相对误差为１．７６％，平均精度９８．２４％，后视差比值逡逑为０．１９９７，小概率误差为１，模型精度为二级，误差检验结果如表３－３所示；模拟逡逑结果如图３－１所示，模拟增长率为２．０９％。由于中国能源生产与消费均具有类似增逡逑长趋势，因此下文中除核能需求总量以外，均采用该模型。逡逑ｘ１０５逦能源生产总ｍ逡逑４邋ｆ逡逑—ｔ—av始印Y 逦广逡逑３．５邋ｉ邋｜邋—ｅ—圿愤：卿到邋｜逡逑３邋．逦７逡逑１邋＾逡逑１邋Ｘ逡逑１邋——１——＊邋＇邋１邋１邋１——１邋ｊ邋＊邋！——＇邋１邋邋邋邋邋１邋５逡逑２００（ＳＯＤ１２ｄＯＳ００３２００４２００５２Ｄ０＾００７２００８２｛）Ｑ９２０１０２０１１２０１２２０１３２０１４２０１５逡逑年j㈠义贤迹常卞危玻埃埃埃玻埃保的曛泄茉瓷芰浚牵湾澹ǎ保保┯呕Ｄ饨峁义希疲椋纾常卞澹樱椋恚酰欤幔簦椋铮铄澹颍澹螅酰欤簦箦澹铮驽澹簦铮簦幔戾澹澹睿澹颍纾澹穑颍铮洌酰悖簦椋铮铄澹椋铄澹茫瑁椋睿徨义希常靛义
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