中國碳排放預(yù)測新

1、新陳代謝灰色模型在中國碳排放量預(yù)測中的應(yīng)用摘要 中國碳排放問題已經(jīng)成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)問題,預(yù)測中國未來的碳排放有助于實(shí)現(xiàn)2020年碳減排目標(biāo).本文通過選取20052011年中國碳排放數(shù)據(jù),利用新陳代謝灰色模型對中國碳排放進(jìn)行短期預(yù)測.新陳代謝灰色模型是一種對傳統(tǒng)灰色GM(1,1)預(yù)測模型的改進(jìn).先用傳統(tǒng)的灰色GM(1,1)模型預(yù)測一個值,將其補(bǔ)充到已知數(shù)據(jù)之后,同時去掉最老的一個數(shù)據(jù),保持?jǐn)?shù)列等維,再建立傳統(tǒng)灰色GM(1,1)模型預(yù)測下一個值,將其結(jié)果補(bǔ)充到數(shù)列之后,去掉最老的一個數(shù)據(jù),這樣進(jìn)行下去,直到完成預(yù)測目標(biāo)或達(dá)到預(yù)測精度為止.模型檢驗(yàn)結(jié)果表明：相對誤差為二級,平均精度為一級,預(yù)測結(jié)果

2、與實(shí)際值出入較小,到2015年中國碳排放量將超過三十一億噸碳.針對研究結(jié)果,提出發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),提高能源效率和發(fā)展非石化能源來降低碳排放的策略.關(guān)鍵詞 碳排放 新陳代謝灰色模型 GM(1,1)模型 預(yù)測Application of Metabolism Model in China Carbon emissions PredictionAbstract China carbon emissions have become the focus of the world, predicted China's future emissions contribute to achieving c

3、arbon reduction targets in 2020. In this paper, through selecting China's carbon emissions data from 2005 to 2011, using the Grey Metabolism model short-term prediction for China's carbon emissions. Grey Metabolism model is a kind of traditional gray model GM (1,1) pre drop measurement impro

4、vement. With the traditional gray GM (1,1) model to predict a value, added to the known data, remove the old one data at the same time, keep series such as dimension, then traditional Gray GM (1,1) model was established to predict the next value, after added the result sequence, remove the oldest a

5、data, so go on, until the predicted goal or achieve precision. The model test results show that the relative error for level 2, an average accuracy of level 1, the predicted results and actual values from smaller, by 2015 China will more than three billion one hundred million tons of carbon emission

6、s. According to the results of the study, put forward the development of low carbon economy, energy efficiency and to reduce the carbon emissions from fossil energy strategy. Keywords carbon emissions metabolism Gray model GM (1,1) model forecast學(xué) 士 學(xué) 位 論 文系 別： 應(yīng)用數(shù)學(xué)系 學(xué)科專業(yè)： 數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué) 姓 名： 康莉娜 運(yùn) 城 學(xué) 院 二

7、 零 一三 年 六 月 新陳代謝灰色模型在中國碳排放量預(yù)測中的應(yīng)用 系 別： 應(yīng)用數(shù)學(xué)系 學(xué)科專業(yè)： 數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué) 姓 名： 康莉娜 指導(dǎo)教師： 解瑞金 運(yùn) 城 學(xué) 院 二 零 一 三 年 六 月 目 錄引 言1第1章 碳排放的研究背景和價值2 1.1碳排放是什么2 1.2碳排放的來源分析2 1.3碳排放過量的影響3第2章 碳排放現(xiàn)狀分析3 2.1碳排放在全球的狀況3 2.2碳排放在我國的狀況4第3章 新陳代謝灰色模型6 3.1傳統(tǒng)灰色GM(1,1)模型的建立6 3.2新陳代謝灰色預(yù)測模型的建立7 3.3模型的檢驗(yàn)7 3.3.1相對誤差檢驗(yàn)7 3.3.2平均精度檢驗(yàn)8第4章 模型的應(yīng)用8 4

8、.1中國碳排放量的傳統(tǒng)灰色GM(1,1)預(yù)測9 4.2中國碳排放量的新陳代謝灰色預(yù)測11第5章 對策15總 結(jié)17致 謝17參考文獻(xiàn)19引 言 從政府的相關(guān)機(jī)構(gòu)的研究結(jié)果可以看出,人類自進(jìn)入工業(yè)時代至今,化石燃料的燃燒所排放占了世界排放總量的百分之九十五以上,而是溫室效應(yīng)不斷加重的主要原因.隨同中國全方位的迅猛發(fā)展,我國能源的消耗亦是逐年的上升,同時,能源消耗引起的碳排放的相關(guān)問題也是不斷上漲.上世界七十年代到二十一世紀(jì)的中國碳排放,年平均量增加在5.0%左右,而20022008年,中國碳排放的年平均增量達(dá)到了11.5%.并且從2006年開始,中國的碳排放量已超美國,占了全球總的碳排放量的五分

9、之一.哥本哈根大會的召開后,中國碳排放問題也逐漸成為各國非常熱門的話題. 從上述可知,中國的碳排放問題,在世界上具有舉足輕重的影響,因此,中國在碳排放方面的的發(fā)展趨勢也引起了世界各國的共同關(guān)注,而且,已經(jīng)有相當(dāng)?shù)难芯繖C(jī)構(gòu)和多位專業(yè)學(xué)者從各方面角度對中國未來的碳排放量進(jìn)行了估算和預(yù)測. IPTA恒等式,也叫Kaya恒等式,是各國在碳排放預(yù)測中廣泛使用的一種簡單的模型.Blanford等學(xué)者使用MERGE模型,對2030年前的中國碳排放量進(jìn)行了預(yù)測.我國的很多的專業(yè)學(xué)者,也用不同的方法對我國的碳排放進(jìn)行了預(yù)測.中國發(fā)改委能源局,更是使用了LAEP模型對中國的能源消耗、排放情景等相關(guān)細(xì)節(jié)做了合理預(yù)測

10、.魏一鳴等專家,在考慮技術(shù)進(jìn)步了的情況下,對中國今后排放量進(jìn)行了預(yù)測.渠慎寧、郭朝先等,通過STIRPAT模型對未來中國碳排放的峰值進(jìn)行預(yù)測.岳超等專家,對中國21世紀(jì)中葉前的碳排放總量進(jìn)行了預(yù)測,預(yù)測了碳排放高峰年和碳排放量高峰的具體排放值.林伯強(qiáng)等專家,計算出了中國碳排放量的理論拐點(diǎn),并對中國中長期的排放量作了合理的預(yù)測,等等.各路的學(xué)者們從各個方向?qū)χ袊磥硖寂欧帕窟M(jìn)行了預(yù)測,但由于選擇的時間不同,預(yù)測方法的多樣性,理論結(jié)論仍存在不同和差異.本文從20052011年中國碳排放數(shù)據(jù)選取了一部分,用新陳代謝灰色模型,對中國未來的碳排放量作了短期預(yù)測. 從已有的研究結(jié)果看,鮮有學(xué)者用新陳代謝灰

11、色模型的方法對中國碳排放量進(jìn)行預(yù)測,故本文將獨(dú)辟蹊徑的在這方面進(jìn)行嘗試.新陳代謝灰色模型的優(yōu)勢在于建立模型時不需要過多的樣本,也不需要樣本有較明顯的分布規(guī)律,所以在很多領(lǐng)域都得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用.本文采用了新陳代謝灰色模型,對中國未來碳排放量進(jìn)行了預(yù)測,為實(shí)現(xiàn)我國2020年的減排目標(biāo)提供研究基礎(chǔ).第1章 碳排放的研究背景和價值1.1碳排放是什么 碳排放,是關(guān)于溫室氣體排放的一個總稱或簡稱.是溫室氣體里最為主要的一種氣體,故使用“碳”作為代表,雖略有偏差,但簡單地將“碳排放”理解為“排放”,能夠使人們更快的了解.多數(shù)科學(xué)家和政府承認(rèn)溫室氣體已經(jīng)而且將繼續(xù)給地球和人類帶來災(zāi)難,所以“（控制)碳排放

12、”、“碳中和”等術(shù)語,更容易被民眾所理解、接受.1.2碳排放的來源分析 人口的增長以及人類社會經(jīng)濟(jì)活動的加強(qiáng)對大氣中濃度的升高起到了決定性的影響和作用,在進(jìn)入工業(yè)化時代以來的200多年時間里更是這樣.人口增長對二氧化碳的影響是很大的,一方面增加了對能源和交通的需求,進(jìn)而增加了碳排放;另一方面偏遠(yuǎn)貧困地區(qū)為滿足生活需求而砍伐、燃燒樹木,從而增加了碳排放.雖然我國實(shí)施了一系列人口政策,但由于人口基數(shù)大,較低的增長率都會導(dǎo)致絕對值得較高增長.人類社會活動的各個環(huán)節(jié),即生產(chǎn)、交換、分配和消費(fèi)四個環(huán)節(jié)更是離不開對能源的大量需求,使得經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對碳排放的影響同樣十分巨大.總的來說,把碳排放看作

13、是人口增長、經(jīng)濟(jì)增長以及能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果.1.3碳排放過量的影響 全球持續(xù)變暖的一個重要原因,是自人類在進(jìn)入工業(yè)社會后,大量的使用化石燃料（如煤、天然氣和石油等）,進(jìn)而產(chǎn)生了多種溫室氣體,如大量的等.這些溫室氣體,高效率地透過了來自太陽輻射的可見光, 同時高度地吸收了地球所反射出的長波輻射,進(jìn)而產(chǎn)生了我們所知的“溫室效應(yīng)”,導(dǎo)致全球氣候變暖,全球降水量再分配、冰川和凍土層的消融、海平面上升等,都是全球變暖的嚴(yán)重后果,這既危害了自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡性,也對人類的食物和生存環(huán)境等產(chǎn)生了巨大威脅.第2章 碳排放現(xiàn)狀分析2.1碳排放在全球的狀況從美國的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的研究和統(tǒng)計可以知道,目前，大

14、氣中存在的人為排放的溫室氣體中，有將近70%以上是來自發(fā)達(dá)國家.自1850到2005年之間約155年的時間,全球一種共排放了11222億噸的,其中發(fā)達(dá)國家占全球排放總量的72%,約8065億噸,歐盟占了其中的27.5% 而從人均累計排放看,歐盟、德國、英國等國家遠(yuǎn)超世界平均值173噸,中國僅為71噸 從世界自然資源研究所的統(tǒng)計中可以得出,1850到2004年,美國的碳排放總量穩(wěn)居在各國的首位,人均的歷史排放總量高達(dá)1105.4噸 美國的能源情報署的數(shù)據(jù)顯示,到2006年為止,美國占世界總排放量的累計百分比高達(dá)41%.作為最主要的溫室氣體, 在大氣中會存在50年到200年才消耗分解,從聯(lián)合國氣候

15、變化框架公約中關(guān)于規(guī)定二氧化碳等溫室氣體的排放標(biāo)準(zhǔn),發(fā)達(dá)國家對歷史上的污染排放擔(dān)負(fù)著不可推卸的重大責(zé)任,而且京都議定書進(jìn)一步明確了各發(fā)達(dá)國家應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的具體減排指標(biāo)和相關(guān)責(zé)任.據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果示,2006年的全球人均碳排放量為4.48噸,中國超出了0.1 噸,美國則超出了近四倍.聯(lián)合國開發(fā)計劃署發(fā)布的20072008年人類發(fā)展報告 預(yù)計,中國到2015年為止,人均碳排放量為5.2噸,屆時,美國人均排放量相當(dāng)于中國四倍,整個發(fā)達(dá)國家平均排放相當(dāng)于中國的三倍.德國的普福爾茨海姆高等學(xué)院的專業(yè)教授施密特,依靠其對溫室氣體的扎實(shí)的研究基礎(chǔ),認(rèn)為中國和印度等國的很多排放,產(chǎn)生于歐美國家消費(fèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)過

16、程中,除去這類因素,實(shí)際上中國的年人均的排放量約3噸,美國則增至28噸之多. 然而,中國政府仍高度重視國際社會對中國的期望,熱心于全球的共同事業(yè),在哥本哈根會議召開前提出了難度極大的縮減排放的目標(biāo).但是著眼于發(fā)達(dá)國家,2005年到2020年的碳強(qiáng)度下降幅度大都少于百分之三十到四十,其中美國在百分之三十二,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于中國的承諾.而且,如果把向發(fā)達(dá)國家購買減排量去掉,單純計算與能源的消耗相關(guān)的的排放,則美國到2020年的排放量,基本上和2005年相差不多,相當(dāng)于沒有縮減排放.2.2碳排放在我國的狀況我國的碳排放量強(qiáng)度,下降速率將逐漸的趨于緩和.溫室氣體的排放主要來源是能源的利用.中國作為以煤為主的

17、一次能源結(jié)構(gòu),短時間很難作出較為明顯的改變,伴隨著經(jīng)濟(jì)社會步入新的、快速增長的階段,以及社會主義工業(yè)化步入中期,重工業(yè)和化工業(yè)所占的比例上升,能源的密度極大的提高,我過人均GDP已經(jīng)超過了一千美元,能源的消費(fèi)也呈現(xiàn)出迅猛上升的趨勢.所以,我國的溫室氣體排放所面臨的現(xiàn)狀是：排放總量大、增長速度快、單位GDP的排放強(qiáng)度高.如此現(xiàn)狀,也讓減緩排放量既存在很大潛力,也面臨很大挑戰(zhàn).從1980年開始,我國的經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了高速的增長,碳排放的強(qiáng)度也保持了下降趨勢,而且下降的速率,超過了國際上很多發(fā)達(dá)國家在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段的基本水平.為什么快速下降？能不能根據(jù)這個下降的因素來預(yù)測我國的能源消費(fèi)強(qiáng)度的升降？我國能

18、否在未來仍繼續(xù)保持這么快速的下降趨勢？通過對我國的生產(chǎn)部門能源消費(fèi)的碳排放強(qiáng)度持續(xù)下降的原因進(jìn)行模型建立和定量分析,我們很容易得出否定的結(jié)論.通過研究,1980到2003年,中國的碳排放強(qiáng)度的下降的主導(dǎo)因素是能源消費(fèi)強(qiáng)度的下降;相對的,起抑制作用的是終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化,這從一定的程度上顯示出,我國的各大產(chǎn)業(yè)的終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),正不斷地向碳密集型推進(jìn);而三大產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)在19952002年之間的變化,也抑制了碳排放強(qiáng)度的下降,這也在一個方面顯示出,自1995年來,中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正朝著碳密集型推進(jìn) 從資料可以分析出,我國的經(jīng)濟(jì)體制改革、管理水平提升和技術(shù)的進(jìn)步是能源消費(fèi)強(qiáng)度和碳排放的強(qiáng)度下

19、降的主要原因,也是以后繼續(xù)減少碳排放量的一個主要的方法.同時,我們也應(yīng)該對起主導(dǎo)作用的一次能源消費(fèi)和碳排放起主導(dǎo)作用的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)朝碳密集型發(fā)展的趨勢重視.自2002年來,我國能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)都尷尬的有很大提升,這顯示出能效的提高的速率正在減緩.這也說明碳排放強(qiáng)度下降的速率與之同步.在對今后社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析以后,我國未來的碳排放強(qiáng)度下降速率變慢是難以避免的,除非有高效能政策支持.我國當(dāng)前的重心,是奔著2020年全面實(shí)現(xiàn)小康社會而積極發(fā)展經(jīng)濟(jì),改善人民的生活條件,故我們不得不在未來相當(dāng)長時期保持經(jīng)濟(jì)的快速地、穩(wěn)定地增長.第3章 新陳代謝灰色模型3.1傳統(tǒng)灰色GM(1,1)模

20、型的建立 GM（1,1）模型是灰色系統(tǒng)理論的重要內(nèi)容之一,也是灰色預(yù)測法最常用的一種模型,它的應(yīng)用價值在許多領(lǐng)域中都能得到體現(xiàn),如預(yù)測物價的漲幅、人口規(guī)模的擴(kuò)增、病蟲害對農(nóng)業(yè)收益的影響程度、交通系統(tǒng)的車流量以及國民生產(chǎn)總值的發(fā)展趨勢等等.灰色理論認(rèn)為一切隨機(jī)量都是在一定范圍內(nèi)、一定時間段上變化的灰色量及灰色過程.處理數(shù)據(jù)時不去追尋其統(tǒng)計規(guī)律和概率分布,而是采取對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一定處理的措施,使其成為有一定規(guī)律的時間序列數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型.其實(shí)質(zhì)是通過對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行累加,從而得到規(guī)律性較強(qiáng)的曲線,然后用指數(shù)曲線擬合得到微分模型.這里采用基于累加生成數(shù)列的GM(1,1)模型.在構(gòu)建傳統(tǒng)灰

21、色GM(1,1)預(yù)測模型前,先對給定的數(shù)據(jù)列做事前檢驗(yàn),一般是用級比的大小與所屬區(qū)間來判斷.其級比為: (1)準(zhǔn)則是：如果滿足,則認(rèn)為可作GM(1,1)建模. 對原始碳排放量數(shù)據(jù)序列,是沒有規(guī)律的,不可以直接用于建模,可將其進(jìn)行累加，就得到累加數(shù)據(jù)序列,增強(qiáng)規(guī)律性,其中： （2） 累加生成曲線可用白化微分方程表示,其中,可以通過最小二乘法擬合： （3）式中：,且 （4）得到預(yù)測模型： （5）將預(yù)測數(shù)據(jù)還原得傳統(tǒng)灰色GM(1,1)預(yù)測值： , （6）3.2新陳代謝灰色模型的建立新陳代謝灰色預(yù)測模型是一種對傳統(tǒng)灰色GM(1,1)預(yù)測模型的改進(jìn).先用傳統(tǒng)的灰色GM(1,1)模型預(yù)測一個值,將其補(bǔ)充到

22、已知數(shù)據(jù)之后,同時去掉最老的一個數(shù)據(jù),保持?jǐn)?shù)列等維,再建立傳統(tǒng)灰色GM(1,1)模型預(yù)測下一個值,將其結(jié)果補(bǔ)充到數(shù)列之后,去掉最老的一個數(shù)據(jù),這樣進(jìn)行下去,直到完成預(yù)測目標(biāo)或達(dá)到預(yù)測精度為止.3.3模型的檢驗(yàn)3.3.1相對誤差檢驗(yàn) 設(shè)原始序列為,相應(yīng)的預(yù)測模型序列為,則殘差相對值為 （7）模型的平均殘差相對值為 （8）給定,當(dāng)且,稱模型為相對誤差合格模型.3.3.2平均精度檢驗(yàn) （9）對于給定的,當(dāng)時,稱該模型為平均精度合格模型.3.3.3均方差比值檢驗(yàn) 設(shè)為原始序列，為相應(yīng)的模擬序列，則 （10）分別為的均值和方差； （11）分別為殘差的均值和方差.稱為均方差比值，對于給定的時，稱模型為均方

23、差比合格模型；3.3.4關(guān)聯(lián)度合格模型檢驗(yàn)設(shè)為原始序列，為相應(yīng)的模擬序列，為與的絕對關(guān)聯(lián)度，若對于給定的，則稱模型為關(guān)聯(lián)度合格模型.以上四種方法都是通過對殘差的考察來判斷模型的精度.其中,均方差比值、平均相對誤差越小越好,關(guān)聯(lián)度、平均精度越大越好.給定的一組取值,就確定了檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臄M精度的一個等級.常用的精度等級表如3.1所示,可供檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛥⒖? 表3.1 精度檢驗(yàn)等級參照表指標(biāo)臨界值精度等級相對誤差關(guān)聯(lián)度平均精度均方差比值一級0.010.900.950.35二級0.050.800.800.50三級0.100.700.700.65四級0.200.600.600.80第4章 模型的應(yīng)用4.1中國

24、碳排放量的傳統(tǒng)灰色GM(1,1)預(yù)測要計算碳排放量,首先要確定各類能源的碳排放系數(shù),根據(jù)國家發(fā)改委能源研究所的數(shù)據(jù)可知煤炭的碳排放系數(shù)為0.748,石油的碳排放系數(shù)為0.583,天然氣的碳排放系數(shù)為0.444 根據(jù)各類能源的碳排放系數(shù)和各類能源在中國的每年消耗的情況計算出20052011年的中國碳排放總量,具體數(shù)值見表4.1.表4.1 20052011中國碳排放量數(shù)據(jù) （億噸碳）年份能源消費(fèi)總量（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）占能源消費(fèi)總量的比重（%）碳排放量 （億噸碳）煤炭石油天然氣200523599770.819.82.615.49200625867671.119.32.917.00200728050871

25、.118.83.318.40200829144870.318.33.718.91200930664770.417.93.919.88201032493968.019.04.422.17201134800268.418.65.023.93以中國20052011年的碳排放量實(shí)測值作為原始數(shù)據(jù)列,代入式（1）做事前檢驗(yàn),其中,則,經(jīng)驗(yàn)證,可作為傳統(tǒng)灰色GM(1,1)建模 依次代入(2)式中得到 =15.49 17.00 18.40 18.91 19.88 22.17 23.93 將其累加得到累加數(shù)據(jù)列 15.49 32.49 50.89 69.8 89.68 111.85 135.78 由（4）式可

26、以得到 17.00 18.40 18.91 19.88 22.17 23.93.將和代入（3）式中得到 .所以 ,代入（5）式得到預(yù)測模型 具體預(yù)測數(shù)值見表4.2. 對于預(yù)測值,根據(jù)（7）(9)可以計算出它的平均殘差相對值 0.01813194.平均精度為=98.18681%.根據(jù)公式（10）（11）可以計算出 ，, ,.所以均方差比值.為 所以，關(guān)聯(lián)度為一級.4.2中國碳排放量的新陳代謝灰色預(yù)測對于中國碳排放量的新陳代謝灰色預(yù)測將采用一次新陳代謝預(yù)測模型.a.首先利用傳統(tǒng)GM(1,1)預(yù)測模型所得到的2012年的預(yù)測值加到已知原始序列之后,然后把2005年的數(shù)據(jù)去掉,以20062012年每年

27、的總碳排放量作為原始數(shù)據(jù)序列,重新建立灰色GM(1,1)模型進(jìn)行預(yù)測,就得到了一次新陳代謝預(yù)測模型.此時17.00 18.40 18.91 19.88 22.17 23.93 25.28,其中,則,經(jīng)驗(yàn)證,可作為傳統(tǒng)灰色GM(1,1)建模.將其累加得到累加數(shù)據(jù)列 17.00 35.4 54.31 74.19 96.36 120.29 145.57.由(4)式可以得到 18.40 18.91 19.88 22.17 23.93 25.28將和代入（3）式中得到 所以,代入（5）式得到預(yù)測模型 代入（6）式中計算出2013年的碳排放量.b.再將2013年的預(yù)測值加到已知原始序列之后,然后把2006

28、年的數(shù)據(jù)去掉,以20072013年每年的總碳排放量作為原始數(shù)據(jù)序列,重新建立灰色GM(1,1)模型進(jìn)行預(yù)測.此時18.40 18.91 19.88 22.17 23.93 25.28 27.14,其中,則,經(jīng)驗(yàn)證,可作為傳統(tǒng)灰色GM(1,1)建模.將其累加得到累加數(shù)據(jù)列 18.40 37.31 57.19 79.36 103.29 128.57 155.71 由(4)式可以得到 18.91 19.88 22.17 23.93 25.28 27.14.將和代入（3）式中得到 .所以,代入（5）式得到預(yù)測模型 代入（6）式中計算出2014年的碳排放量預(yù)測值.c.再將2014年的預(yù)測值加到已知原始序

29、列之后,然后把2007年的數(shù)據(jù)去掉,以20072013年每年的總碳排放量作為原始數(shù)據(jù)序列,重新建立灰色GM(1,1)模型進(jìn)行預(yù)測.此時18.91 19.88 22.17 23.93 25.28 27.14 29.34,其中,則,經(jīng)驗(yàn)證,可作為傳統(tǒng)灰色GM(1,1)建模.將其累加得到累加數(shù)據(jù)列 18.91 38.79 60.96 84.89 110.17 137.31 166.65由(4)式可以得到 19.88 22.17 23.93 25.28 27.14 29.34.將和代入（3）式中得到 所以,代入（5）式得到預(yù)測模型 代入（6）式中計算出2015年的碳排放量預(yù)測值.具體預(yù)測數(shù)值見表4.2

30、.根據(jù)（7）（9）式,該模型的平均殘差相對值為 平均精度為.根據(jù)公式（10）（11）可以計算出 ，, ,.所以均方差比值.為所以，關(guān)聯(lián)度為一級.表4.2 20052015年中國碳排放量的預(yù)測結(jié)果序號年份碳排放實(shí)際值(億噸碳) 傳統(tǒng)灰色GM(1,1)預(yù)測新陳代謝灰色預(yù)測預(yù)測值相對誤差預(yù)測值相對誤差1200515.4915.4902200617.00 16.79510460.0120526717.0003200718.40 17.97460180.0231194717.86331950.029167424200818.91 19.23693340.0172889219.15289830.01284

31、4975200919.88 20.58791700.0356095120.53557360.032976546201022.17 22.03377820.0061444222.01806620.006853137201123.9323.58118030.0145766723.60758230.013473378201225.237254325.31184750.002955689201327.009632127.139146410201428.906481629.36844211201530.936544331.5885728根據(jù)表3.1及表4.2可知相對誤差均為二級,均方差比值為一級，關(guān)聯(lián)度

32、為一級，平均精度均為一級,預(yù)測結(jié)果與實(shí)際值出入較小，且新陳代謝灰色預(yù)測的相對誤差、均方差比值和平均精度都好于傳統(tǒng)灰色GM(1,1)預(yù)測模型.到2015年中國碳排放將超過三十一億噸碳.第5章 對策 通過國內(nèi)外的大量的研究實(shí)證表明,碳排放增長的一個重要的原因是經(jīng)濟(jì)發(fā)展,而能源效率的提高對碳排放的增長有抑制的作用,因此,我們可以通過發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),提高能源效率和發(fā)展非化石能源來降低碳排放.a.積極促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,是全球共識的有效的減少碳排放的模式之一.我國的學(xué)者褚大建認(rèn)為,低碳的經(jīng)濟(jì),即指經(jīng)濟(jì)和碳排放成反方向發(fā)展的經(jīng)濟(jì),也就是說,在保持經(jīng)濟(jì)不斷增長的同時也要保證化石能源消耗和碳

33、排放的減少.發(fā)達(dá)國家應(yīng)該做到的是碳排放不會隨著經(jīng)濟(jì)的增長而增長.中國作為發(fā)展中國家,在實(shí)現(xiàn)碳減排的共同目標(biāo)時,也應(yīng)該積極的去發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),逐漸使傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式向著經(jīng)濟(jì)的低碳方向發(fā)展.b.有效提高能源利用率 我國在能源效率方面落后于世界能源效率的平均水平.我國在2006年的能源消費(fèi)量,占了全球總量的百分之十五,但是GDP總量只占全球的百分之六.我國有70%80%的能源,在開采、加工等過程中被自然或者技術(shù)性的損失和浪費(fèi)了. 而我國為了提高能源的利用效率和減少碳排放的措施,排在第一位的自然是那些直接、高效、長遠(yuǎn)的方法.相關(guān)的專家石敏俊等人,長期研究后發(fā)現(xiàn)：通過大力提升低碳的技術(shù)、促進(jìn)能源的利用率和

34、能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換,能夠達(dá)到減排要求的64%81%.提高能源的效率,這不但符合我國經(jīng)濟(jì)增長方式所要求的改善,同時也能夠降低經(jīng)濟(jì)增長過分依賴化石燃料等能源.c.大力開展新能源的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展 我國煤炭在過去和未來較長時間內(nèi)充當(dāng)?shù)谝荒茉吹慕巧Q于我國特有的“煤多、油少、氣缺”的能源結(jié)構(gòu)和不得不面對的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展要求.歷史上,煤炭在我國一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)中占得比例甚至高達(dá)百分之七十以上, 這種高碳能源的消費(fèi)占了是溫室氣體排放的很大比例,從化學(xué)角度來說,較之石油和天然氣,同樣單位的煤燃燒所產(chǎn)生的的會比石油和天然氣分別高出約三分之一和三分之二.面對我國這種獨(dú)特的能源結(jié)構(gòu),減少碳排放在很大程度上要通過發(fā)展清潔

35、能源或新能源,來改變過去這種以煤為主的能源結(jié)構(gòu),進(jìn)而縮減炭的消耗量才可能實(shí)現(xiàn).發(fā)展新能源（包括核能與可再生能源）,即不包含化石能源的清潔能源,并將非化石能源的使用比例提高到2020年15%,可使單位GDP碳排放降低8%10%. 在“發(fā)展與減排”的兩難情況下,中國應(yīng)當(dāng)堅持“共同但有區(qū)別的責(zé)任”原則,繼續(xù)走資源和能源節(jié)約型、環(huán)境友好型發(fā)展道路,積極應(yīng)對氣候變化,實(shí)現(xiàn)能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展.總 結(jié)目前預(yù)測最常用的灰色模型為GM(1,1),該模型適用于時間短，數(shù)據(jù)量少和波動不大的預(yù)測問題，但在長期預(yù)測時數(shù)據(jù)序列擬合較差.預(yù)測精度偏低,針對常規(guī)GM(1,1)模型存在的不足,建立了新陳代謝灰色模型.它是GM(1,1)模型的改進(jìn).本文通過構(gòu)建新陳代謝灰色預(yù)測模型來預(yù)測中國碳排放量.該模型的優(yōu)點(diǎn)在于：（1） 新陳代謝灰色預(yù)測模型既克服了傳統(tǒng)灰色預(yù)測模型固定不變的弊病,又利用了傳統(tǒng)灰色預(yù)測模型對近期數(shù)據(jù)預(yù)測精度高的優(yōu)點(diǎn).（2） 雖然該模型計算量較大,但最終是取得了較好的結(jié)果. （3） 本文的結(jié)論是建立在數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的,有較高的可信度,為有