应用组合模型对河南省碳排放量的预测

国土与自然资源研究●64●TERRITORY & NATURAL RESOURCES STUDY2012 No.4文章编号:1003-7853( 2012 )04- 0064-02中图分类号:F224.7文献标识码:A基金项目:国家社科基金“我国农村水污染受害者社会救助机制及对策研究"(08CSH018 )和河南省骨干教师资助计划项目“河南改善农村人居环境社区机制研究"阶段性成果应用组合模型对河南省碳排放量的预测周纪昌(中原工学院经济管理学院41191) .摘要;过多依赖化石能源的消费,进而引起全球气候的问题越来越严重。中国经济的快速发展所伴随的高耗能产业等对化石燃料的消耗,成为当前发展低碳经济的重要阻碍。河南省作为发展中原经济区的一个非常重要的成员,对于中国的低碳经济发展起到非常重要的作用。本文在对河南省碳排放量测算的基础上,并对未来几年的碳排放量的进行预测,并提出合理建议。关键词:碳排放量;预测;组合模型Prediction on Henan Province's Carbon Emissions Based on Combined ModelZHOU Ji-chang (Economics &Management Departent of Zhongyuan University of Technology, 451191, China)Abstract: Excessive dependence on fossil eaergy consumption causes the global climate problem i getting worse. With the rapid devel-opment of Chinese economy. the high consumption of fossil fuels in energy -intensive industries is becoming major impediment to thedevelopment of low- -carbon economy. As a very imporant member of Zhongyuan Economic Zone, Henan Province is playing a signifcantrole in the low- carbon economic development of China. In this paper, the prediction on Carbon Emissions of the coming several yearsand some reasonable proposals will be given based on the measurement of Henan Province's Carbon Emissions.Key words: Carbon Emissions; Prediction of Carbon Emissions; Combination Mode碳排放的问题已经引起了世界各国的重视，并且共同认排放系数K,如下式:C= EEK为,无论是发达国家和发展中国家,都应为世界的低碳经济发展承担共同但有区别的责任。河南省作为中原经济区发展中的排放系数的选取对CO2总排放量影响很大。本文中除电力重要一员,其碳排放量的控制对于发展中原经济区以及完成中以外的 8种化石燃料的排放系数均来自IPCC06年版。而火国对世界上所做出的碳排放目标的承诺都具有非常重要的意力碳排放系 数计算方法如下，首先根据中国能源平衡表中火力义”。所以,本文针对目前低碳经济发展和河南省所面临的碳排发电指标中各种能源的投入量.乘以各自的CO:排放系数加总放的形势,通过运用组合模型对河南省未来几年的碳排放量进求 出总的co2排放量，再除以总的能耗最作为电力部门每年的行预测.进而提出相关的政策建议。排放系数[)。河南省CO2排放总量由9种燃料排放的CO2加总1河南省碳排放量测算得到。通过以上方法,可以测算出河南省从1996 2009年的碳本文采用查冬兰(200) 对中国各省市的碳排放的测算方排放量， 具体的变化趋势如图1所示。法凹。根据<中国能源统计年鉴>将最终能源消费种类划分为92 单项预测模型类(煤炭、汽油、柴油、天然气、柴油、燃料油、原油、电力和焦2.1 三次指数平滑法炭)，在计算CO2排放量时采用9类能源消费总量乘以各自的从图1曲线的变化趋势可以看出,河南省碳排放量呈二次表1广西2000- 2009年能源消费碳足迹[10]王铮,朱永彬我国各省区碳排放量状况及减排对策研究年份人口CDP亿元)人均单位CDP能托单位GDP碳足迹()[J]中国科学院院刊.2008, 23(2): 109-115.(万人)CDP(元) (吨标准煤1万元)碳排放量[11]赵敏,张卫国,俞立中.上海市能源消费碳排放分析[J].环境2000年4751 2080.0446521.280.938112 1951.31 科学研究，2009 ,2( B):984-989.2001年4788 2279.3450581.270.930783 2121.57 12]刘森， 宁远满.生态足迹方法及研究进展[).生态学杂志，2002年4822 2523.7355581.180.864822 2182.58 2006, 25(3):334-339.2003年4857 2821.1161691.210.886809 2501:79 (13)于曼 ,彭万贵.葛大兵"“碳足迹"分析与研究[].农技服务，004年4889 3433.507461I .250.916125 3145.522011. 28(1):114-115. .2005年4925 4075.758788 .0.8941383644.28006年4961 4828.51102960:872151 411.19 (14I赵荣钦， 黄贤金基于能源消费的江苏省土地利用碳排放2007年5002 5955.65125551.150.842835 5019.63与碳足述[J].地理研究, 2010.29(9):34-37.:008年5049 7171 58149661.110.8135195834.22[15|李玲,陈国生,谢俊明.基于碳足迹分析法的湖南省低碳发2009年5092 7759.16 _160451.060.776874 6027.89展研究[J].资源开发与市场,2011,27(02): 135~137.[6]钱杰,俞立中.上海市化石燃料排放二氧化碳贡献量的研究[]I上海环境科[16]徐国枭,刘则渊,姜照华.中国碳推放的因素分解模型及实证分析:1995-2004小]中国人口●资源与环境. 2006, 16(6);学.2003.22( 11):836-839.[7]直冬兰,周德群,地区能源效率与二氧化碳排放的差异性:基于Kaya因素分中国煤化工内分析[].当代经挤,008，解UI,系统:工程,2007. 25(11):65-71.(8]陈文颖,吴宗鑫.王伟中.CO2收集封存战略及其对我国远期减缦co,排放HC NMH G果人。的潜在作用UJ].环境科学, 2007 ,28(6): 18-1182.2[9]高鹏飞,陈文颖，何建坤.中国的二氧化碳边际减排减本J].清华大学学报通讯作者:邓晓军(1981-),男,江西吉安人。讲师,主要从事资源开发与区域可持续发展等方面的研究。(自然科学版), 2004.449):192-1195959(2011-10-24收稿S编辑)周纪昌应用组合模型对河南省碳排放量的预测●65.曲线上升,可用三次指数平滑法进行预测凹。指数平滑法是根据碘插放(万吨)图1河南省1996 -2009年碳排放量历史数据来进行预测，通过加权平均进而进行预测的一种方法,指数平滑法根据平滑次数不同,可分为一次指数平滑法、二80000次指数平滑法和三次指数平滑法凹。三次指数平滑法的计算公7000060000式如下:y wm=a+b,T+cTr1)500004000030000式中:y叮r是碳排放预测值,T、t是预测的时间周期和预测初始20000年份,a、b.a三次指数平滑系数。a=35S()-3S,P+S.9)(2)A。sfffAfffffp f=一a，l(6-5a)S() -2(5- 4a)S2+(4 -3a )S冈](3)2(1-a)表1两个横型的预测值_a2((-S.+SM)(4)时间2010 2011 20122013三次指数平滑预测值73553.79 78853.42 84234.11 89695.87式中:a是指数平滑加权系数。GM(1.1)预测值80567.74 90291 .47 101188.77 113401.27S(W=ay+(1-a )S."(5)确定各个模型的权重,充分提取各模型残差信息,具体如下:设S)=aS"+(1-a)S.四(6)CM(1,1)模型得到的预测值为yi,预测误差为e;多项式曲线SP)=aS+(1-a)S.m7)趋势外推预测模型为yz,预测误差为e m。设y=wyr+wy/z, .式中S是三次指数平滑值。y, 是初始年份对应的原始数据。(wr+W2 =1),预测误差为e.则:e=wer+wer根据测算出的河南省1996 2009年的碳排放数据,利用三Var(e,)=w?Ver(e)+w2"Var(e>)+2mwoov(e1.c2)次指数平滑法的公式进行计算.其预测结果如表1中所示。且令12000则河南省碳排放的三次指数平滑预测公式对Va()求极小值可得:m=Var(e)- cov(cr.elVar(e)+Var(e)-2cov(e,2)为:y m.-68335.24+5178.03T+40.53T8)不难看出:Var(e)-十∞,w=;Var(e2)-→∞,w=1。即y预铡2.2 CM(1,1)模型值越可靠。yI 的权数越大，反之亦然。可以证明,Var (e)≤已知原始数据((()(2..x*(n),原始数据的一次min(Var(e). Var(e)).表明组合預测方法优于单一模型方法圈。累加生成的结果为(x=x(",W...灰色系统预测中根据各模型的参差计算权重得:w=0.507 ,w2=0.493一般使用GM(1,1)模型,模型中的(1,1)表示的是1阶方程，4结论与启示单变量的灰模型CM(1, 1)预测模型为:在对河南省碳排放量测算的基础上，应用灰色系统CM( 1.1 )预测模型和三次指数平滑模型组合模型,对河南省未:dd*"0tax"(0)=b (其中a,b为参数)(9)来几年的碳排放量进行了预测。可得出以下结论和启示。4.1未来几年,河南省碳排放量呈现逐年递增的趋势,并且增由式(1)可求解得:(4(!)=[x01)-号].*+也(10)长幅度相对较高。所以,为了更好地发展河南省的低碳经济,应不断优化能源消费结构，提高能源利用效率。逐渐降低煤炭和-1 (*()+*"(2)] 1石油等化石燃料在能源消费结构中的比例。河南省能源利用水x(2) |平不高,若能达到发达地区的地区利用水平,则可大大减少其x0(3)--([()+x"(3)]碳排放量。同时要加大在能源利用方面的研发投入,特别是新令:Y=.B[n ].X=能源技术方面的创新,更多依靠和使用新能源。(xO(n)]4.2优化产业结构,大力发展第三产业特别是服务业。河南省号[xO( 1)+r%Y2)} 1|当前的产业结构主要体现在第二产业特别是高耗能的重工业，这对于降低碳排放量具有很大障碍。所以根据月前形势,应大所以可得:B=| ]=x)xr)(11)力发展服务业, 高新技术产业。这些产业对能源消耗的依赖比较低,并且对于减少碳排放量具有很大的提升空间。GM(1,1)模型在实践中应用的基本步聚如下:参考文献:1 )检验x数列的光滑性;(1]付标，秦正,王琳琳.李光,杨嘶.河南省省辖市相对资源承载力研=i,e=Oo .(=.3..(12)究U小国土与 自然资源研究20112);10-11.2]查冬兰，局德群.地区能源效率与二氧化碳排放的差异性-基于2 )按式(6)求模型中的a和b的值;Kaya因素分解[J]系统工程,2007 ,25 ,(11):65~-1.3)按式(5)求预测值x (+1);[3]索瑞霞.王福林组合预测模型在能源消费预测的应用[J].数学的实4)检验预测值;贱与认识, 2010, 40( 18):80-85.[4刘思峰，党耀国,方志耕灰色系统理论及其应用(M].北京:科学出版8=(13)社,2004.[5]卢奇,顾培亮.邱世明.组合预测模型在我国能源消费系统中的建构一般各| 8, |小于5%就可以通过。及用[J]系统工程理论与实践,2003,(3).5)根据x (+1)累减生成x (+1)为预测值[6]周建经济转型期中国能源需求的长期均衡及短期波动: 1978-2005[].南中国煤化工、x (+t)=x (+1)-x ()(14)[7]高新[型的构建U].统计与决策，模型2:x(t+1) 151766.79e*0-129714.72YHCNMH G模型检验C-0.0931 ,很好;p<1.0000,很好。[8]刘思峰,党耀国.预测万张与技术[M].北京:高等教育出版社, 2005.3组合预测模型作者简介:周纪昌( 1969-),河南魔邑县人,副教授,博士,研究方向:采用组合预测楔型可以提高预测精度。本文采用定权重组环境经济与管理。合预测模型及标准差法确定组合权重。根据最小方差原理来(2012- 01-03收稿S编輯)