摘要
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)能源出現(xiàn)日益短缺的局面，因此發(fā)展可再生能源已經(jīng)勢(shì)在必行。作為可再生能源的重要組成部分，生物質(zhì)能源以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。本文正是在此背景下對(duì)我國(guó)能源利用現(xiàn)狀全面、細(xì)致的分析；利用了科學(xué)的方法探討了我國(guó)各省生物質(zhì)能源的潛在儲(chǔ)藏量；并且利用層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)對(duì)四種重要的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)在各地區(qū)的開(kāi)發(fā)潛力進(jìn)行分析。
本文收集到了大量有關(guān)能源利用方面的數(shù)據(jù)，通過(guò)表格分析能源利用的結(jié)構(gòu)、能源的供需情況、能源利用的經(jīng)濟(jì)效益、能源利用對(duì)環(huán)境的污染狀況、能源利用的滿意度、能源的進(jìn)出口狀況、城市與農(nóng)村的能源利用狀況等七個(gè)方面對(duì)我國(guó)的能源利用狀況進(jìn)行了全面、細(xì)致的分析，總的看來(lái)，我國(guó)的能源利用呈現(xiàn)出能源利用短缺、城市與農(nóng)村的能源利用差異大，能源對(duì)環(huán)境的污染較為嚴(yán)重等特點(diǎn)。本文運(yùn)用AR（m）法建立我國(guó)能源消費(fèi)與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值之間的廣義差分回歸方程如下：
通過(guò)廣義差分回歸方程可以預(yù)測(cè)我國(guó)的能源消費(fèi)總量，預(yù)測(cè)效果良好。到2020年我國(guó)能源總量將在61.2億～63.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤之間，分別是2009年能源消費(fèi)總量的2.1倍和2.2倍。本文還通過(guò)灰色系統(tǒng)對(duì)能源的供給與需求情況、單位GDP能耗進(jìn)行了預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)的效果較好，得出我國(guó)的能源短缺的狀況在短期內(nèi)不會(huì)改變，單位GDP能耗雖然逐年下降，但依然比較高。
本文通過(guò)搜集相關(guān)的數(shù)據(jù)以及借鑒前人的研究成果得出了我國(guó)各個(gè)省的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)、林業(yè)生物質(zhì)、畜禽糞便、城市垃圾和廢水的能源儲(chǔ)藏量，并且通過(guò)列表和繪圖直觀地反映了四種生物質(zhì)能源在各個(gè)省的分布的分布情況。通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)的處理，本文得出林業(yè)生物質(zhì)能源具有儲(chǔ)存數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)，而城市生活垃圾生物質(zhì)能源儲(chǔ)存量則明顯處于劣勢(shì)等四種能源種類(lèi)間的差異。
本文選取技術(shù)先進(jìn)性準(zhǔn)則、經(jīng)濟(jì)可行性準(zhǔn)則和環(huán)境安全準(zhǔn)則三個(gè)準(zhǔn)則，利用能源轉(zhuǎn)換效率、能源品位、生產(chǎn)成本、經(jīng)濟(jì)效益、二氧化碳排放量和環(huán)境污染等為主要指標(biāo)，以求得到理想的轉(zhuǎn)換利用技術(shù)。本文先用層次分析法確定相應(yīng)的比重，繼而使用模糊綜合評(píng)判得出華北地區(qū)生物質(zhì)沼氣的潛力比較大；華北地區(qū)的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)潛力比較大；華東地區(qū)的生物質(zhì)液體燃料生產(chǎn)技術(shù)潛力比較大；華中地區(qū)的生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的潛力比較大；西南地區(qū)的生物質(zhì)沼氣的潛力比較大；西北地區(qū)的生物質(zhì)沼氣的潛力比較大。本文還采取了利用數(shù)據(jù)處理的方法對(duì)四種生物質(zhì)能源利用技術(shù)進(jìn)行了分析作為對(duì)方法一的補(bǔ)充。
對(duì)于問(wèn)題四，本文結(jié)合全文的分析，對(duì)我國(guó)生物質(zhì)能源利用現(xiàn)狀的調(diào)整提出了三點(diǎn)具體可行的建議。
最后，本文對(duì)模型的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)并對(duì)模型進(jìn)行了推廣。
關(guān)鍵詞：聚類(lèi)分析 廣義差分回歸方程 灰色系統(tǒng) 層次分析法 模糊綜合評(píng)判
1 、問(wèn)題的提出
1.1 研究背景
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)能源出現(xiàn)日益短缺的局面，因此發(fā)展可再生能源已經(jīng)勢(shì)在必行。作為可再生能源的重要組成部分，生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)和利用受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。生物質(zhì)能源來(lái)源于一切直接或間接利用綠色植物進(jìn)行光合作用而形成的有機(jī)物質(zhì)，包括動(dòng)物、植物、微生物，以及由這些生物產(chǎn)生的排泄物和代謝物。近年來(lái)，政府以及專(zhuān)家學(xué)者對(duì)生物質(zhì)能源的轉(zhuǎn)換技術(shù)以及如何對(duì)主要生物質(zhì)能源利用技術(shù)在地區(qū)間的應(yīng)用潛力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)越來(lái)越重視，本文正是基于此討論生物質(zhì)能源的相關(guān)問(wèn)題的。
1.2 文獻(xiàn)綜述
近年來(lái)，對(duì)生物質(zhì)能源相關(guān)問(wèn)題的研究是一個(gè)熱門(mén)話題，劉剛、沈鐳在《中國(guó)生物質(zhì)能源的定量評(píng)價(jià)及其地理分布》中對(duì)生物質(zhì)能源的定量評(píng)價(jià)給出了具體可行的方法，本文的第二問(wèn)正是借鑒他們的研究成果對(duì)生物質(zhì)能源的定量評(píng)價(jià)進(jìn)行分析。王曉明、唐蘭等在《中國(guó)生物質(zhì)能源潛在可利用量評(píng)估》中也對(duì)生物質(zhì)能源的定量評(píng)價(jià)評(píng)估進(jìn)行了探討。徐慶福、王立海在《現(xiàn)有生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換利用技術(shù)綜合評(píng)判》中探討了利用層次分析法確定相應(yīng)的權(quán)重，繼而使用模糊綜合評(píng)判對(duì)現(xiàn)有生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換利用技術(shù)進(jìn)行綜合評(píng)判，這種方法對(duì)本文具有很大的借鑒意義。
1.3 研究意義
本文通過(guò)研究我國(guó)能源利用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)我國(guó)能源的開(kāi)發(fā)利用有一定的指導(dǎo)作用，并且具體的分析了能源的發(fā)展趨勢(shì)，為能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整起到了一定的指導(dǎo)作用；通過(guò)比較我國(guó)主要生物質(zhì)能源種類(lèi)間及地區(qū)間的總量差異，為各個(gè)地區(qū)的生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用提供了一定的理論依據(jù)，同時(shí)，本文還對(duì)幾種主要的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)在不同的地區(qū)的開(kāi)發(fā)潛力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，你更加合理的利用生物質(zhì)能源，最后，對(duì)前面的研究進(jìn)行了小結(jié)，為我國(guó)生物質(zhì)能源利用現(xiàn)狀應(yīng)作如何調(diào)整提供了依據(jù)。
1.4 本文的創(chuàng)新之處
本文采用了廣義差分回歸方程對(duì)我國(guó)的能源消費(fèi)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。本文在處理幾種主要生物質(zhì)能源利用技術(shù)在地區(qū)間的應(yīng)用潛力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)，利用了層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)的方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行研究，通過(guò)定量和定性和研究方法使得得到的結(jié)果更加的可靠，并且還使用了另外一種方法作為對(duì)該方法的補(bǔ)充。。
2 、問(wèn)題的分析
對(duì)于問(wèn)題一，要想對(duì)我國(guó)能源現(xiàn)狀進(jìn)行分析，就必須搜集到大量的數(shù)據(jù)，其中的一些數(shù)據(jù)在中國(guó)統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站上直接得到，其他的一些數(shù)據(jù)也可以在聯(lián)合國(guó)網(wǎng)站上得到。本文選取了能源利用的結(jié)構(gòu)、能源的供需情況、能源利用的經(jīng)濟(jì)效益、能源利用對(duì)環(huán)境的污染狀況、能源利用的滿意度、能源的進(jìn)出口狀況、城市與農(nóng)村的能源利用狀況等七個(gè)方面力求對(duì)我國(guó)的能源利用狀況進(jìn)行了全面、細(xì)致的分析。
在對(duì)能源的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，考慮到數(shù)據(jù)不多，本文利用Eviews軟件著重對(duì)我國(guó)能源消費(fèi)與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值之間的關(guān)系進(jìn)行分析，建立了廣義差分回歸方程，很好地預(yù)測(cè)了我國(guó)能源消費(fèi)總量。同時(shí)，這種方法具有一定的代表意義，也可以衡量其他的因素與國(guó)民生產(chǎn)總值之間的關(guān)系，進(jìn)而對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)。本文還運(yùn)用灰色系統(tǒng)對(duì)選取的指標(biāo)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)的效果良好。
對(duì)于問(wèn)題二，各個(gè)指標(biāo)之間的折算需要相關(guān)的折算系數(shù)，本文需要在前人研究的基礎(chǔ)上確定了相關(guān)的折算系數(shù)。本文在《中國(guó)林業(yè)年鑒》上收集到了相關(guān)的數(shù)據(jù)。通過(guò)相關(guān)的換算公式就可以的到各省的生物質(zhì)能源的儲(chǔ)藏量，由此可以對(duì)我國(guó)主要生物質(zhì)能源種類(lèi)間及地區(qū)間的總量差異進(jìn)行分析。
對(duì)于問(wèn)題三，要想對(duì)主要生物質(zhì)能源利用技術(shù)在地區(qū)間的應(yīng)用潛力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，需要確定相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系，本文選取技術(shù)先進(jìn)性準(zhǔn)則、經(jīng)濟(jì)可行性準(zhǔn)則和環(huán)境安全準(zhǔn)則三個(gè)準(zhǔn)則，利用能源轉(zhuǎn)換效率、能源品位、生產(chǎn)成本、經(jīng)濟(jì)效益、二氧化碳排放量和環(huán)境污染等為主要指標(biāo)，以求得到理想的轉(zhuǎn)換利用技術(shù)。可以利用層次分析法確定相應(yīng)的比重，繼而使用模糊綜合評(píng)判對(duì)我國(guó)主要生物質(zhì)能源利用技術(shù)在地區(qū)間的應(yīng)用潛力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
3 問(wèn)題的假設(shè)
3.1 與各種生物質(zhì)能源利用技術(shù)相關(guān)的原料的關(guān)系系數(shù)相等；
3.2 我國(guó)到2020年GDP的年增長(zhǎng)率平均為8%；
3.3 我國(guó)的能源狀況和能源利用技術(shù)在短期內(nèi)不會(huì)改變。
4 符號(hào)說(shuō)明
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符號(hào) |
意義 |
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EC |
能源消費(fèi)量 |
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對(duì)能源利用的滿意度 |
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B1 |
技術(shù)可行性準(zhǔn)則 |
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B2 |
經(jīng)濟(jì)可行性準(zhǔn)則 |
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B3 |
環(huán)境安全準(zhǔn)則 |
注：其它符號(hào)在文中說(shuō)明。
5 模型的建立與求解
5.1能源利用現(xiàn)狀分析
5.1.1 能源利用的結(jié)構(gòu)分析
利用在《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》上查到的數(shù)據(jù)，可以得出各能源占能源生產(chǎn)與消費(fèi)的比重，由于目前我國(guó)的能源生產(chǎn)與消費(fèi)以煤、石油、天然氣、水電、核電、風(fēng)電為主，所以本文注重討論了煤、石油、天然氣、水電、核電、風(fēng)電分別占能源生產(chǎn)與消費(fèi)的比重。通過(guò)Excel作圖可以對(duì)能源的利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。
圖1 各能源占能源生產(chǎn)比重圖
從上圖可以看出，我國(guó)原煤的生產(chǎn)占能源生產(chǎn)的比重一直處于絕對(duì)領(lǐng)先狀態(tài)，我國(guó)的煤炭資源豐富，一直是世界上的原煤生產(chǎn)大國(guó)，在短期內(nèi)，原煤的生產(chǎn)占能源生產(chǎn)的比重的絕對(duì)領(lǐng)先狀態(tài)不會(huì)改變。天然氣、水電、核電、風(fēng)電的生產(chǎn)占能源生產(chǎn)的比重一直都比較低，而且變化幅度很小，但近年來(lái)，由于國(guó)家越來(lái)越重視環(huán)境的保護(hù)，所以對(duì)水電、核電、風(fēng)電和天然氣的投入也比較大，國(guó)家的一系列舉措也在一定程度上促進(jìn)了水電、核電、風(fēng)電和天然氣的發(fā)展，使得水電、核電、風(fēng)電和天然氣的生產(chǎn)占能源生產(chǎn)的比重呈現(xiàn)出了上升的趨勢(shì)。對(duì)于原油來(lái)說(shuō)，我國(guó)原油生產(chǎn)占能源生產(chǎn)的比重很明顯有下降的趨勢(shì)，這與我國(guó)近年來(lái)我國(guó)原油的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)不足，嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口，對(duì)外依存度不斷提高有很大的關(guān)系。
圖2 各能源占能源消費(fèi)比重圖
從上圖可以看出，我國(guó)煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)的比重一直處于絕對(duì)領(lǐng)先的狀態(tài)，但近年來(lái)也呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，這與石油消費(fèi)的增長(zhǎng)以及新能源的快速發(fā)展有關(guān)。可以看出，我國(guó)石油消費(fèi)的比重占能源消費(fèi)的比重的變化不是太大，但在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)期，其明顯有上升的趨勢(shì)。對(duì)于水電、核電、風(fēng)電和天然氣的消費(fèi)占能源消費(fèi)的比重變化一直都比較平穩(wěn)，近年來(lái)有上升的趨勢(shì)。
本文在中國(guó)統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站上收集到了10個(gè)行業(yè)在2002~2008年能源消費(fèi)總量的數(shù)據(jù)，這10個(gè)行業(yè)分別為農(nóng)、林、牧、漁業(yè)、工業(yè)、采掘業(yè)、制造業(yè)、電力煤氣及水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、建筑業(yè)、交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)及郵電通信業(yè)、批發(fā)和零售貿(mào)易餐飲業(yè)、他行業(yè)、生活消費(fèi)。
表1 各行業(yè)能源消費(fèi)總量
年份
行業(yè) |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
|
農(nóng)林牧漁 |
6514 |
6603 |
7680 |
7972 |
8395 |
8245 |
6013 |
|
工業(yè) |
102181 |
119627 |
143244 |
158058 |
175137 |
190167 |
209302 |
|
采掘 |
10406 |
12123 |
12215 |
13251 |
13273 |
14056 |
17050 |
|
制造 |
79533 |
93164 |
115261 |
127684 |
143051 |
156219 |
172107 |
|
電力 |
12242 |
14340 |
15768 |
17123 |
18812 |
19893 |
20145 |
|
建筑 |
1610 |
1772 |
3259 |
3409 |
3715 |
4031 |
3813 |
|
交通 |
11086 |
12740 |
15104 |
16672 |
18583 |
20643 |
22917 |
|
批發(fā)零售 |
3464 |
4116 |
4820 |
5026 |
5522 |
5962 |
5734 |
|
其他 |
6333 |
6816 |
7839 |
8789 |
9530 |
9744 |
11771 |
|
生活 |
17032 |
19268 |
21281 |
23393 |
25388 |
26790 |
31898 |
注：?jiǎn)挝粸槿f(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備，同時(shí)我們還有大量的生物質(zhì)顆粒燃料出售。
