能源短缺論文重點

1、2016年安徽工商職業(yè)學院第三屆大學生數(shù)學建模競賽 承 諾 書我們完全明白，在競賽開始后參賽隊員不能以任何方式(包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等)與隊外的任何人(包括指導教師)研究、討論與賽題有關(guān)的問題。我們知道，抄襲別人的成果是違反競賽規(guī)則的, 如果引用別人的成果或其他公開的資料(包括網(wǎng)上查到的資料)，必須按照規(guī)定的參考文獻的表述方式在正文引用處和參考文獻中明確列出。我們鄭重承諾，嚴格遵守競賽規(guī)則，以保證競賽的公正、公平性。如有違反競賽規(guī)則的行為，我們將受到嚴肅處理。 我們參賽選擇的題號是(從A/B中選擇一項填寫)： 我們的參賽報名號為(如果設(shè)置報名號的話)： 所屬學校(請?zhí)顚懲暾娜?：

2、參賽隊員 (打印并簽名) ：1. 2. 3. 日期： 年 月 日 評閱編號(由評委團評閱前進行編號)： 2016年安徽工商職業(yè)學院大學生數(shù)學建模競賽 編 號 專 用 頁 評閱編號(由評委團評閱前進行編號)： 評閱記錄表評閱人評分備注 能源短缺風險綜合評價及控制預(yù)測摘要能源是人類生產(chǎn)和生活必不可少的物質(zhì)資源，能源的開發(fā)和利用是生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)水平的重要標志，中國是能源消耗打過，但近些年中國能源短切情況越來越嚴重能源情況十分嚴重能源安全問題也日益成為社會關(guān)注的焦點。自1993年起中國由能源出口國變成能源進口國能源的需求對外依存度迅速增大，煤炭、電力、石油和天然氣等能源在中國都存在缺口，其中石油需求量

3、大增以及尤其引起的結(jié)構(gòu)性矛盾日益成為中國能源安全所面臨的最大難題。我國能源短缺情況越來越嚴重，能源問題已經(jīng)成為影響和制約我國社會發(fā)展的主要因素。根據(jù)中國統(tǒng)計年鑒有關(guān)能源資料，我們由工業(yè)、制造業(yè)、生活消費、電力熱力煤氣供求關(guān)系、農(nóng)林牧漁水利業(yè)和其他行業(yè)的能源消費總量，根據(jù)層次分析法，并運用matlab軟件計算出層次分析法總各個因子的權(quán)重，來確定主要風險因子。對于建立能源評價模型由于能源短缺是一個模糊概念，故以模糊數(shù)學為基本框架，建立模糊綜合評價模型。通過查閱文獻，風險率、脆弱性、可恢復性、重現(xiàn)期、風險度作為能源短缺風險的評價指標，采用模糊綜合評判方法和第一個問題涉及到的層次分析法，對我國的能源短

4、缺風險進行綜合評價。再根據(jù)各評價因素的實際數(shù)值對照各因素的分級指標推求，從而作出風險等級劃分。最后針對風險因子等級的劃分，從而采取措施進行調(diào)控，使得風險降低。對未來十年的風險進行預(yù)測，主要根據(jù)問題一、二建立模型求出的能源短缺的主要風險因子，再通過二次平均移動法進行預(yù)測，并給出相應(yīng)的措施。關(guān)鍵詞：層次分析法模糊綜合評價二元平均移動法一、 問題的提出眾所周知能源是制約國家經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵因素。我國在人均能耗水平、能源利用效力、能源消費方式等方面均大大落后發(fā)達國家面對這樣惡劣的情形。所以我國必須要評判我國能源短缺的主要因子，進行評價，提高能源使用效率降低我國能源短缺風險。二、基本假設(shè)1 假設(shè)所給數(shù)據(jù)基

5、本真實有效2 假設(shè)工業(yè)消耗、制造業(yè)消耗、生活消費等能源消耗決定著總能源消耗3 假設(shè)能源短缺風險評價等級如下符號說明1A成對比較矩陣B特征根值CI一致性指標RI隨機一致性指標CR一次性比率a權(quán)向量三、模型的建立與求解第一、就影響發(fā)展的主要風險因素，我們考慮消耗方面概況起來可以分為七類，建立層次分析結(jié)構(gòu)模型能源消耗總量化學原料以及化學制品電力熱力煤氣等其他行業(yè)農(nóng)林牧漁水利生活消費制造業(yè)工業(yè)第二、對七個因素成對進行比較，通過比較它們對能源消耗總量的重要程度，得到成對比較矩陣。1 3 5 5 6 7 91/3 1 5 6 7 7 91/5 1/5 1 2 3 3 5 A=1/5 1/6 1/2 1 3

6、 4 51/6 1/7 1/3 1/3 1 2 3 1/7 1/7 1/3 1/7 1/2 1 21/9 1/9 1/5 1/5 1/3 1/2 1第三，運用matlab算出A的最大特征根Bmax=7.5293一致性指標CI=（Bmax-n）/(n-1)=0.0882由n=7在隨機一次性指標RI的數(shù)值表中查得RI=1.32一致性比率CR=CI/RI=0.0668<0.1,即通過了一致性檢驗計算出B=7.5293的特征向量，并標準化a=(0.3994,0.3020,0.1042,0.0888,0.0479,0.0348,0.0230)由此可以看出工業(yè)、制造業(yè)、以及生活消費方面在能源總消費中

7、所占權(quán)重最大，因此，工業(yè)、制造業(yè)、以及生活消費能源消耗為中國能源短缺主要的風險因子。風險等級U1（風險性）U2(脆弱性)U3（重現(xiàn)期、年）U4 (可恢復性)U5（風險度）V1<=0.200<=0.200>=0.800>=9.00<=0.200V20.2000.400.2000.400.6000.8006.0009.0000.2000.600V30.4000.6000.4000.6000.4000.6003.0006.0000.6001.000V40.6000.8000.6000.8000.2000.4001.0003.0001.0002.000V50.8001.0

8、00.8001.00<=0.200<=1.000>=2.000 對于能源系統(tǒng)可恢復性和重現(xiàn)性則是越大越優(yōu)性指標，對，各評價語級構(gòu)建相應(yīng)的隸屬函數(shù)： 對于我國能源短缺風險評價的因素集U 而言，對應(yīng)一個測定指標向量。其中是U對于的測定值。這樣就是相對于屬于的程度。對于因素集U便有一下的模糊關(guān)系矩陣;我國能源短缺風險評價各因素的權(quán)重確定采用層次分析法(AHP)，設(shè)權(quán)重計算結(jié)果為，于是可得出綜合評判向量:我們選取“加權(quán)平均型”的模型進行綜合評價，即，所以這個模型可以用一般實數(shù)加法，即：對應(yīng)的評價語即為水資源短缺評價的評價結(jié)果 根據(jù)各項風險因子的風險值，可將風險因子分為不同等級，級別風

9、險度值風險類別風險描述8%可接受風險風險產(chǎn)生概率極微或破壞性極弱8%20%約束性風險要約束能源使用來防范風險20%30%損害性風險風險發(fā)生或潛在存在會造成系統(tǒng)損害3043%嚴重破壞性風險風險極易發(fā)生并造成極大破壞43%50%毀滅性風險風險發(fā)生頻繁且造成不易恢復性破壞運用二次移動平均法，應(yīng)用matlab數(shù)學軟件對未來十年能源短缺風險進行預(yù)測。建立二次移動平均法直線預(yù)測模型： 式中： 和 分別代表第t期的一次移動平均數(shù)和二次移動平均數(shù)；N為選擇移動平均的時期數(shù)，四、模型的評價模型優(yōu)點：該模型有較高精確度，運用二次平均移動法和matlab軟件，可以預(yù)測我國未來能源變化趨勢。 具有實用性，建立二次移動

10、平均法直線預(yù)測模型，預(yù)測在未來的變化趨勢，計算出我國未來十年能源都將處于低風險等級。 模糊綜合評價模型從不同角度對能源系統(tǒng)進行了比較全面的分析與實際相符。缺點: 實際情況有差距，不能完全模擬實際情況，與實際情況可能有出入，有誤差出現(xiàn) 模型的使用范圍存在一定的局限性且推廣難度比較大。五、參考文獻1阮曉青 周義倉數(shù)學建模引論高等教育出版社 2閔珊華 賀仲雄懂一點模糊數(shù)學3 韓宇平, 阮本清. 我國能源系統(tǒng)供應(yīng)短缺的風險分析 J . 寧夏大學學報( 自然版) , 2003, 24( 2) : 129- 133.4 阮本清, 韓宇平, 王浩, 等. 能源源短缺風險的模糊綜合評價 J , 2005, 3

11、6( 8) : 906- 912.5 沈大軍, 王浩, 楊小柳, 等. 工業(yè)能源利用的數(shù)量經(jīng)濟分析 J . 2000, ( 8) : 27- 31.6 朱成章. 以科學發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)能源的發(fā)展J. 節(jié)能 , 2006,(02)7 李國富 王驚濤安徽工程科技學院學報：自然科學版-主成分分析法2005年 第1期 |    安徽工程科技學院管理工程系，安徽蕪湖241000 給國家能源局的建議報告領(lǐng)導： 領(lǐng)導，您好！中國能源已陷入全局性的能源短缺的嚴峻局面。1、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和充分合理利用我國的煤炭資源并不矛盾。在能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的

12、過程中，煤炭必然將退出一些使用領(lǐng)域，但是煤在中國能源中的地位仍然將十分重要。目前我國煤炭的使用技術(shù)和方式與可持續(xù)發(fā)展的社會經(jīng)濟發(fā)展目標有很大的差距，是我國環(huán)境污染的主要來源。在可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略中，煤炭的利用，首先要解決相應(yīng)的環(huán)境污染問題。   從世界能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢看，未來煤炭的主要應(yīng)用途徑仍然是發(fā)電。在有天然氣可以利用的地方，天然氣燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術(shù)可以達到更高的發(fā)電效率，也有更好的環(huán)保性能。但是只要采取適當?shù)拇胧?，燃煤電廠仍然可以做到清潔發(fā)電，效率的提高也還有較大余地。從中國的實際情況出發(fā)，煤的清潔利用首先要解決的是落實目前直接燃煤的大氣污染問題。其中，

13、燃煤電廠的脫硫問題應(yīng)該首先予以解決。燃煤電廠脫硫技術(shù)是十分成熟技術(shù)，現(xiàn)在是干不干的問題。目前煤炭供應(yīng)過程和轉(zhuǎn)換過程中，有大量可以立即行動而且對煤炭的清潔利用有明顯實效的事情可做。如煤炭的篩選和洗選，更加合理的煤質(zhì)管理和配送，型煤的利用，水煤漿利用等等，都大有潛力。   煤炭的氣化和液化有可能作為遠期技術(shù)儲備。有必要認真分析比較先進的燃煤發(fā)電技術(shù)和將煤炭轉(zhuǎn)換成或液體燃料后再用于發(fā)電的效率、環(huán)境影響、以及經(jīng)濟性。至少在相當時期內(nèi)，先進的燃煤發(fā)電技術(shù)還將有很大的競爭力。如果考慮以煤為原料提供液體或氣體燃料的話，則必須全面分析評估其經(jīng)濟可行性，還要考慮全過程的環(huán)境影響。除

14、此以外，還必須考慮能源系統(tǒng)的總體效率。另一方面，越來越迫近的全球氣候變化的限制因素，將使煤炭的使用逐漸受到碳排放的嚴重制約。這些因素在煤炭的氣化和液化技術(shù)開發(fā)和未來應(yīng)用時必須充分予以考慮。 適應(yīng)終端能源需求的變化趨勢，實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，加快發(fā)展天然氣   中國長期以來能源結(jié)構(gòu)以煤為主，是造成能源效率低下、環(huán)境污染嚴重的重要原因。近年來終端能源需求的結(jié)構(gòu)和總量變化，以及以中心城市為開端的環(huán)保要求，使優(yōu)化一次能源結(jié)構(gòu)成為能源發(fā)展的重要趨勢。   但是，石油進口的快速增長，加之國際油價在去年在大幅上揚，使能源供應(yīng)保障問題受到多方

15、關(guān)注。天然氣的開發(fā)利用，需要重新大規(guī)模建設(shè)天然氣的長距離輸運基礎(chǔ)設(shè)施。對天然氣成本和價格的估計引起了對未來相關(guān)能源成本的激烈討論和擔心。優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)能否實現(xiàn)仍然有著不確定性。   當前和今后幾十年內(nèi)，石油和天然氣仍將是世界范圍的主要能源。特別是天然氣的發(fā)展方興未艾。天然氣的利用不僅有很好的環(huán)境效果，建立在天然氣基礎(chǔ)上的能源技術(shù)，也是當前和今后長時期內(nèi)能源效率最高的技術(shù)。我國的天然氣基礎(chǔ)比較薄弱，在形成天然氣基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的時期，需要大量的投入和政策支持。十五期間正在實施的西氣東送工程意義重大，天然氣基礎(chǔ)管網(wǎng)一旦建成，將帶動天然氣開發(fā)的進程，可望使天然氣的實際成本明顯

16、降低。在天然氣的發(fā)展問題上，需要國家的支持和協(xié)調(diào)。  2、推動環(huán)境保護，為可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略的實施創(chuàng)造必要的外部條件   環(huán)境保護是可持續(xù)發(fā)展的一個基本點，也是推動能源技術(shù)發(fā)展的基本動力之一。   當前在發(fā)達國家，環(huán)境保護要求已經(jīng)成為決定能源結(jié)構(gòu)，從而決定能源成本的重要因素。我國的環(huán)境保護將在今后逐步成為能源結(jié)構(gòu)選擇的越來越重要的因素，能源結(jié)構(gòu)的清潔化，對能效的提高也有很大的推動作用。   為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略，應(yīng)該在能源發(fā)展的各個環(huán)節(jié)充分考慮環(huán)保的需要。能源基礎(chǔ)設(shè)施龐大，使用

17、期很長。能源系統(tǒng)一旦建成，改變起來不但成本很高，還要用幾十年的時間。所以在能源建設(shè)中不但要考慮環(huán)境保護現(xiàn)在的要求，而且要充分預(yù)見今后的環(huán)境要求。 3、系統(tǒng)考慮電源結(jié)構(gòu)，水電、核電要實施長期的發(fā)展計劃   中國的石油和天然氣資源相對人口而言十分有限。在未來的終端能源消費結(jié)構(gòu)中，電力的比例將不斷擴大。和石油和天然氣相對便宜的國家相比，中國有可能必須使電力在終端能源的中的比例高于這些國家。對發(fā)電能源結(jié)構(gòu)要有長期的規(guī)劃，避免臨時和缺乏系統(tǒng)規(guī)劃的選擇。 首先要盡量利用水力資源。中國水力資源豐富，目前利用率很低，發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｋ婍椖靠梢院芎玫暮头篮?、抗?/p>

18、、農(nóng)業(yè)灌溉結(jié)合起來，取得更大的綜合社會經(jīng)濟效益。當然，水電大壩的建設(shè)可能存在對流域生態(tài)環(huán)境的影響，需要在大壩設(shè)計和建設(shè)時給予充分和恰當?shù)乜紤]。采取必要措施，使這些不利影響減到最小。和煤炭生產(chǎn)、運輸、發(fā)電過程中產(chǎn)生的種種環(huán)境問題比較起來，水電是一種對環(huán)境和生態(tài)影響小得多的清潔能源。如果把水電的巨大綜合社會經(jīng)濟效益考慮在內(nèi)，發(fā)展水電的優(yōu)越性就更加突出。十五規(guī)劃提出的西電東送，為開發(fā)水電提供了更好的機遇，應(yīng)當加強實施，消除各種體制上的障礙，使我國的水電發(fā)展能夠長期、穩(wěn)定地得到較快的發(fā)展，避免出現(xiàn)新的反復。   在考慮是否發(fā)展天然氣發(fā)電時，不但要在不同電源方案中進行綜合比

19、較，還應(yīng)該對同一能源的不同使用方向的合理性進行比較分析。天然氣是否應(yīng)該用來發(fā)電，不僅要和煤電比，更要考慮在我國天然氣資源相對不足的長期條件下，是否首先應(yīng)用天然氣替代大量中小燃煤鍋爐窯爐。從環(huán)境保護的角度來看，要使中小型鍋爐或窯爐能達到較高的污染排放控制水平是十分困難的，相對而言，電廠排污控制則可行得多。為了實現(xiàn)我國能源的可持續(xù)發(fā)展，必須盡快解決現(xiàn)有的一些體制性障礙，使資源的配置符合全社會環(huán)保效果最大化和成本最小化的原則。   核電是一種可靠的清潔的能源，核電的安全性已經(jīng)達到很高的水平。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，核廢料的處理也可以得到妥善的解決。和燃煤電廠實際帶來的環(huán)境和人

20、身安全問題相比，核電的優(yōu)越性是十分明顯的。發(fā)展核電符合我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略方向。應(yīng)把重點放到經(jīng)濟性以及安全性的選擇上來，通過引進和國產(chǎn)化，使核電產(chǎn)業(yè)盡快達到經(jīng)濟規(guī)模，使核電的成本降下來。以實現(xiàn)核電發(fā)展的長期目標。  4、做好可再生能源發(fā)展的戰(zhàn)略安排   中國在可再生能源發(fā)展方面做了很多工作。過去的重點放在解決農(nóng)村和邊遠地區(qū)的能源供應(yīng)上。近幾年來，現(xiàn)代商品化可再生能源逐漸成為發(fā)展的重點。其中，太陽能熱水器已形成規(guī)模市場，大型風力發(fā)電也有多種示范。但總的說來，商品化可再生能源的發(fā)展仍然十分有限。   隨著農(nóng)村經(jīng)濟的不斷發(fā)展，以及城市地區(qū)擴大了對農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟輻射作