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低碳经济约束下中国一次能源消费结构优化研究

作　者: 柳亚琴
导　师: 赵国浩
学　校: 山西财经大学
专　业: 统计学
关键词: 低碳经济最优经济增长 CO2减排控制率能源消费结构排放权配额
分类号: F124.5
类　型: 博士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

以“低能耗、低污染、低排放”为基础的低碳经济是应对气候变化的根本途径。低碳经济的实质是在确保经济平稳发展的前提下减少二氧化碳排放量，建立合理的能源消费结构，从而达到社会经济发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态，它已成为世界各国共同研究和探讨的焦点。与此同时，在发达国家应对气候变化的行动进行得如火如荼之际，作为世界上最大的发展中国家，中国提出到2020年二氧化碳排放强度比2005年降低40%~45%。要实现2020年二氧化碳排放强度目标，中国必须走低碳经济发展道路，其不仅是经济增长和能源消费总量问题，还是能源消费结构问题。目前，中国正处于经济高速发展和工业化、城市化进程加快的阶段，能源需求持续快速增长，能源消费结构以煤炭为主，但以煤炭为主的能源消费结构会带来较高的二氧化碳排放，导致中国2020年二氧化碳排放强度目标的实现面临严峻挑战。另外，由于中国地域辽阔，资源禀赋各异，各地区的经济发展很不平衡，导致了各地区的能源消费结构和二氧化碳排放水平存在着显著差异，而且随着社会经济的发展，减排难度会越来越大，成本也会越来越高。因此，从全国和区域层面系统研究低碳经济约束下中国一次能源消费结构优化问题具有重要的意义。基于此，本文围绕分析低碳经济约束条件下一次能源消费结构优化的各种问题，主要采用比较分析方法、定量与定性分析方法相结合、理论分析与实证研究方法相结合、归纳和演绎相结合等研究方法从全国和区域两个层面对一次能源消费结构优化展开了剖析与研究。概括起来，研究的主要工作和创新之处包括以下几个方面：（1）在理论研究方面，本文对低碳经济约束下一次能源消费结构优化的理论基础：低碳经济理论、能源消费结构优化相关理论（可持续发展理论和能源优化配置理论）以及区域协调可持续发展理论进行了研究；并以经济增长、能源消费和二氧化碳排放为比较对象，广泛收集相关资料，从全国、三大地带和八大经济区域三个视角，分别采用横向比较、纵向比较和定量分析方法对中国各地区以及全国的GDP、能源消费、二氧化碳排放现状以及特征进行了分析，结果发现中国和世界主要发达国家之间、中国各地区之间存在着显著差异，从而剖析产生这些差异的内在原因；基于此使用归纳和演绎相结合方法论述了低碳经济约束下中国一次能源消费结构优化调整的五大原则，提出了低碳经济约束下一次能源消费结构优化的目标。（2）对一次能源消费结构优化的低碳经济约束条件进行了分析。利用能源经济学和经济增长理论构建二氧化碳减排约束下的经济增长理论模型，根据动态最优控制理论推导得到二氧化碳减排与不减排两种经济平稳增长路径下的最优经济增长率，进一步采用偏最小二乘回归方法分别计算两种经济平稳增长路径下2020年的最优经济增长率，得到以下结论：二氧化碳不减排情况下2020年最优经济增长率为8.30%；2020年二氧化碳排放强度降低40%和45%的减排目标下最优经济增长率分别为7.67%和7.52%。基于此设定2012~2020年期间两种不同的最优经济发展情景：基准情景和低碳经济发展情景，其年均最优经济增长率分别为9%和8%，由此预测得到两种不同经济发展情景下2020年经济产出、能源消费需求量和二氧化碳排放量，研究结果表明在实现经济平稳增长的同时，落实中国政府公布的2020年二氧化碳排放强度目标，不仅可以加快粗放经济增长方式的转变，促进低碳经济发展模式的形成，同时还能推动能源、经济与环境的协调可持续发展。（3）从全国整体角度对低碳经济约束下一次能源消费结构优化问题进行了研究。采用Markov链模型研究1995~2012年间一次能源消费结构的变动规律和预测2020年无能源规划约束和能源规划约束情景下中国的一次能源消费结构；运用多目标决策方法对基于低碳经济发展情景下的2020年中国一次能源消费结构优化进行了研究。研究结果表明：在无能源规划约束情景下基本可以实现2020年单位GDP二氧化碳排放较2005年降低40%的目标，但要实现45%的目标则存在较大的难度；在有能源规划约束情景下，由于煤炭占一次能源消费比重的显著下降和非化石能源消费比重的大幅提升，一次能源消费结构得到一定优化，可以实现2020年单位GDP二氧化碳排放较2005年降低40%~45%的目标。Markov链模型计算得到的一次能源消费结构和低碳情景下的一次能源消费结构相比，一次能源消费结构在低碳情景中三种不同优化方案下均得到优化调整，煤炭消费比重大幅降低，水电、核电等非化石能源作为重要替代能源在一次能源消费结构中所占比重有很大增幅，能源消费种类将逐渐多元化。（4）从区域角度对低碳经济约束下一次能源消费结构优化问题进行了研究。在区域层面，运用考虑投入产出松弛的SBM模型和传统CCR模型分别对中国30个省（市、自治区）二氧化碳排放效率值进行了测算和对比，定量分析了中国省际二氧化碳排放效率状况及差异，利用地理信息系统（GIS）技术研究了各省市自治区二氧化碳排放效率演进规律和能源消费结构特征，并基于K-Means聚类分析方法对这两个指标进行了聚类分析和空间区划，将中国划分为五大类群。另外，对一次能源消费结构优化中省际二氧化碳排放约束条件进行了研究，定性分析了二氧化碳排放权配额分配方式、分配原则和分配标准，归纳得到中国省际二氧化碳排放权配额分配原则，从而计算得出未来两种不同经济发展情景下各省市自治区相应的二氧化碳排放总配额与年均二氧化碳排放配额；在此基础上，运用多目标决策方法对五大类群中具有代表性的省份或城市进行了一次能源消费结构优化研究，并对比分析了它们在两种经济发展情景中2020年不同二氧化碳排放权配额下的一次能源消费结构情况。研究结果表明：在中国实现2020年二氧化碳排放强度目标前提下，未来两种不同经济发展情景中2020年这五个代表性省、市的一次能源消费结构均呈现出显著的差异，但中国总体的能源消费结构在未来的能源消费结构优化调整中将逐步趋向多元化。（5）最后提出了中国一次能源消费结构优化调整的对策，本文的主旨是通过全方位的研究低碳经济约束下中国一次能源消费结构优化问题，厘清当前中国一次能源消费结构优化存在的问题并提出相应对策建议。因此，本文从管理制度建设、技术、政策三个层面提出切实可行的中国一次能源消费结构优化调整的低碳发展对策，对中国低碳经济约束下一次能源消费结构的优化调整具有一定的实践参考价值。

全文目录

摘要  6-9
ABSTRACT  9-20
第1章绪论  20-42
  1.1 研究背景和意义  20-23
    1.1.1 研究背景  20-22
    1.1.2 研究意义  22-23
  1.2 国内外文献综述  23-36
    1.2.1 能源消费、环境污染与经济增长关系研究  23-29
    1.2.2 减排目标与经济增长关系的研究  29-33
    1.2.3 能源消费结构问题研究  33-36
  1.3 研究内容与方法  36-38
  1.4 研究工作和创新  38-39
  1.5 论文的基本结构  39-42
第2章低碳经济约束下一次能源消费结构优化的理论基础  42-50
  2.1 能源的概念及其分类  42-43
  2.2 低碳经济理论  43-45
    2.2.1 低碳经济的概念及其内涵  43-44
    2.2.2 低碳经济发展模式  44-45
  2.3 能源消费结构优化的相关理论  45-47
    2.3.1 可持续发展理论  45-47
    2.3.2 能源资源优化配置理论  47
  2.4 区域协调可持续发展理论  47-49
    2.4.1 区域协调可持续发展的概念及其内涵  47-49
    2.4.2 区域协调可持续发展的原则和策略  49
  2.5 本章小结  49-50
第3章低碳经济约束下一次能源消费结构优化原则和目标  50-87
  3.1 中国经济增长、能源消费与二氧化碳排放现状  50-80
    3.1.1 经济增长现状  50-61
    3.1.2 能源消费现状  61-71
    3.1.3 二氧化碳排放现状  71-80
  3.2 低碳经济约束下一次能源消费结构优化的原则  80-83
    3.2.1 节能减排原则  80-81
    3.2.2 保障能源资源安全的原则  81
    3.2.3 能源资源低碳多元化原则  81-82
    3.2.4 宏观调控与市场调节相结合原则  82
    3.2.5 因地制宜与因需制宜原则  82-83
  3.3 低碳经济约束下一次能源消费结构优化的目标  83-85
    3.3.1 基于低碳经济的经济发展目标  83-84
    3.3.2 基于低碳经济的能源消费目标  84-85
    3.3.3 基于低碳经济的二氧化碳排放目标  85
  3.4 本章小结  85-87
第4章一次能源消费结构优化的约束条件分析  87-103
  4.1 资源环境约束下的经济增长理论模型  87-91
  4.2 二氧化碳减排约束下的经济增长模型构建  91-94
  4.3 二氧化碳减排约束下的经济增长模型求解  94-95
  4.4 中国未来经济发展情景模拟分析  95-101
    4.4.1 数据来源与研究方法  95-97
    4.4.2 最优经济增长率实证结果与分析  97-101
    4.4.3 2020 年经济产出、能源消费量和二氧化碳排放量  101
  4.5 本章小结  101-103
第5章低碳经济约束下中国一次能源消费结构优化分析  103-118
  5.1 一次能源消费结构的预测  103-112
    5.1.1 Markov 链模型  103-106
    5.1.2 一次能源消费结构变动的 Markov 链模型  106-109
    5.1.3 一次能源消费结构 Markov 链预测结果与分析  109-112
  5.2 低碳情景下一次能源消费结构优化模型构建  112-115
    5.2.1 低碳情景下一次能源消费结构优化模型设定原则  113
    5.2.2 低碳情景下一次能源消费结构优化模型构建  113-115
  5.3 低碳情景下一次能源消费结构优化模型求解  115-116
  5.4 低碳情景下一次能源消费结构优化实证结果与分析  116
  5.5 本章小结  116-118
第6章低碳经济约束下区域一次能源消费结构优化分析  118-149
  6.1 低碳经济约束下一次能源消费结构的类群划分  119-135
    6.1.1 二氧化碳排放约束下的省际效率分析  119-130
    6.1.2 基于省际排放效率和能源消费结构的类群划分  130-135
  6.2 一次能源消费结构优化中省际二氧化碳排放约束条件分析  135-144
    6.2.1 省际二氧化碳排放权配额分配原则  135-138
    6.2.2 不同情景下省际二氧化碳排放权配额模型及数据来源  138-140
    6.2.3 不同情景下省际二氧化碳排放配额实证结果与分析  140-144
  6.3 不同情景下地区一次能源消费结构优化分析  144-147
    6.3.1 不同情景下地区一次能源消费结构优化模型  144-146
    6.3.2 不同情景地区一次能源消费结构优化实证结果与分析  146-147
  6.4 本章小结  147-149
第7章中国一次能源消费结构优化的对策建议  149-157
  7.1 中国一次能源消费结构优化的管理制度建设建议  149-151
    7.1.1 深化能源管理体制改革  149
    7.1.2 完善能源战略储备制度  149-150
    7.1.3 强化能源行业管理和改进能源投资管理  150-151
  7.2 中国一次能源消费结构优化的技术建议  151-153
    7.2.1 优化提升传统常规能源勘探与开采技术  152
    7.2.2 开发先进的加工与转化技术  152
    7.2.3 确定节能、高效、环保的发电及输配电技术  152-153
    7.2.4 加强研发新能源技术  153
  7.3 中国一次能源消费结构优化的政策建议  153-156
    7.3.1 加快产业结构调整  153-154
    7.3.2 丰富能源种类低碳多元化  154-155
    7.3.3 推进能源价格机制改革  155
    7.3.4 完善其他能源相关法律法规体系  155-156
  7.4 本章小结  156-157
结论与展望  157-161
  1、结论  157-159
  2、展望  159-161
参考文献  161-179
致谢  179-180
攻读博士学位期间发表的论文和其它科研情况  180-182

低碳经济约束下中国一次能源消费结构优化研究

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