中国能源供需预测模型及电能替代对策研究

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。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 能源模型研究现状

1．2．2 能源需求预测方法研究现状

1．2．3 能源系统动力学研究现状

1．3 本文主要工作

2 中国能源供需现状分析

2．1 中国能源资源禀赋

2．2 中国能源生产概况

2．3 中国能源消费概况

2．4 中国能源发展面临问题

2．4．1 资源环境约束强

2．4．2 对外依存度高

2．4．3 能源开发利用率低

2．4．4 能源结构亟待优化

2．5 影响中国能源供需的主要因素

2．5．1 社会经济发展

2．5．2 能源资源禀赋

2．5．3 能源环境约束

2．5．4 能源技术进步

2．5．5 能源政策调控

2．6 本章小结

3 基于灰色理论的中国能源供需模型

3．1 灰色GM(1，1)模型及优化方法

3．1．1 模型构建

3．1．2 模型检验

3．1．3 模型优化

3．2 中国能源生产GM(1，1)模型

3．2．1 能源生产总量GM(1，1)模型

3．2．2 煤炭生产总量GM(1，1)模型

3．2．3 石油生产总量GM(1，1)模型

3．2．4 天然气生产总量GM(1，1)模型

3．3 中国能源需求GM(1，1)模型

3．3．1 一次能源需求总量GM(1，1)模型

3．3．2 煤炭消费总量GM(1，1)模型

3．3．3 石油消费总量GM(1，1)模型

3．3．4 天然气消费总量GM(1，1)模型

3．3．5 水能消费总量GM(1，1)模型

3．3．6 核能消费总量GM(1，1)模型

3．4 本章小结

4 中国能源供需系统动力学模型构建

4．1 系统动力学概述

4．1．1 理论基础

4．1．2 基本方法

4．1．3 建模步骤

4．2 系统界定及系统边界

4．3 模型构建

4．3．1 经济人口子系统

4．3．2 能源消费子系统

4．3．3 能源生产子系统

4．3．4 碳排放子系统

4．3．5 中国能源供需系统动力学流图

4．4 模型参数设置

4．4．1 初始参数

4．4．2 经济人口参数

4．4．3 能源生产与消费增速

4．4．4 碳排放目标

4．4．5 碳排放系数

4．5 模型校验

4．6 本章小结

5 电能替代情境下中国能源供需预测

5．1 情景分析方法

5．1．1 基本原理

5．1．2 本文情景设定

5．2 中国能源需求预测

5．2．1 煤炭需求预测

5．2．2 石油需求预测

5．2．3 天然气需求预测

5．2．4 水能需求预测

5．2．5 核能需求预测

5．2．6 非水可再生能源需求预测

5．3 中国二氧化碳排放预测

5．4 本章小结

6 中国电能替代路径分析与政策建议

6．1 能源结构转型与电能替代路径

6．1．1 能源结构转型应以电为核心

6．1．2 电能替代促进清洁发展

6．1．3 “以电代煤，以电代油”是电能替代发展重点

6．1．4 技术进步促进电能替代

6．2 能源结构转型对电能替代技术的需求

6．2．1 工业领域

6．2．2 交通领域

6．2．3 商业和生活

6．3 政策建议

6．3．1 以电为核心优化能源结构

6．3．2 促进电能替代技术进步

6．3．3 完善配套支持政策

6．4 本章小结

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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