发布时间 : 星期日 文章关于碳减排问题解决方案的建模探讨更新完毕开始阅读f6fa9e47581b6bd97f19ea5a
6.3 基于LREG-FARIMA(1,0.44,2)模型的全球温度的预测
为了检验｛yt0｝的LREG-FARIMA(1,0.44,2)模型的好坏，和在对全球气温预测时的做法一样，选取｛yt0，t=1880～1979｝作为原始数据，对｛yt0，t=1980～2007｝进行样本内动态预测（向前阶数为1阶），与实际数据进行比较，用以检验模型的合理性，绘制预测值的时序图及置信区间(见图17)。
图17. LREG-FARIMA预测结果
从图17中可以看出，除1999年外，真实残差均落入预测值的95%的置信区间内，且预测值与真实值的拟合程度较好，说明用LREG-FARIMA(1,0.44,2)模型拟合｛yt0｝可以取得令人满意的预测结果。
7. 解决方案分析
通过以上所建立的模型的计算，未来全球变暖不超过两度，不会实现，温度会升高3~5摄氏度，为达到联合国“使全球变暖不超过2摄氏度”的气候变化目标，全球碳排放量需年均减少4.9%。通过大量统计表明，全球变暖不超过2摄氏度，全球碳排放量必须在现在的基础上实行严格、有效控制达到每年减少
4.9%。
虽然气候变化问题已获得了越来越多的国际关注，但碳强度的下降速度却越来越慢。全球性金融危机暂缓了各国降低碳强度的步伐，从金融危机开始到现在的四年里，碳强度只下降了不到1%。因此，全球每年碳排放量目前已超过联合国公布的标准，实施切实可行的举措减少各国碳排放量已刻不容缓。
天然气是最清洁的化石燃料。页岩气作为新兴的能源，将带来一次产业革命。随着社会对清洁能源需求不断扩大，天然气价格不断上涨，人们对页岩气的认识迅速提高。特别是水平井与压裂技术水平不断进步，人类对页岩气的勘探开发正在形成热潮。页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,成分以甲烷为主,是一种重要的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比,页岩气藏具有自生自储特点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气,具有开采寿命长和生产周期长的优点。
全球页岩气资源非常丰富。据预测,世界页岩气资源量为456万亿立方米,主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、俄罗斯等地区。与常规天然气相当,页岩气的资源潜力可能大于常规天然气。
有资料还就页岩气的使用给出了建议。它预测，在目前的消费速度下，如果将全球石油和煤炭消费量的10%更换为天然气，那么每年可实现3%的碳减排。警告说，虽然页岩气的使用可以为人们“多争取一点时间”，但这会降低低碳技术，如核能和可再生能源领域的投资，并可能会让新兴经济体更依靠于石油。因此，加大开采页岩气是减缓温室效应的重要举措。
虽然页岩气的开发利用可以为全球碳排放做出一定贡献，但这会降低低碳技术，如核能和可再生能源领域的投资，并且，页岩气作为化石能源并非实现长远周期内碳减排的最佳策略。同时，通过加大核能利用，推广风能和光伏太阳能等新能源发电，可实现一定程度的碳减排，例如需降低全球2%的碳排放，本方案以风能和光伏太阳能发电为代表，通过计算，由前节数据可知，2013年全世界碳排放等效煤耗量为14503.95288百万吨，若减少2%的碳排放量即减少2% 14503.95288×0.02=290.0790576百万吨等效煤耗量。若将等效煤耗量的减少以送出相同电量情况下采用新能源发电后节省的火力发电所用煤量来表示，可分析如下：国家统计局有关文件规定，在火力发电中，1万千瓦时电力=1.229吨标煤，此处采用这一数据，则减少的等效煤耗量相当于29007.90576 ÷1.229=23602.85253亿千瓦时电力。目前，新能源发电主要以风力发电和太阳能发电为主，取风力发电机组年最大利用小时数2046h，太阳能发电机组年最大利用小时数1368h，且风光发电互不影响，则23602.85253亿千瓦时电力相需新能源总装机容量为23602.85253?(2046?1368)?6.9135 亿千瓦，即69.135万
兆瓦。
在生成相同热值的情况下，若煤和石油使用量减少8%，天然气使用量增加8%，则碳排放量能减少3%。计算过程如下：
由前节计算数据可知13年煤的消耗量为421349.6639万吨;
石油的消耗量为420650万吨油当量，折合成煤耗量为420650?1.4268=600940.6274万吨;
天然气消耗量为33838.579亿立方米，折合成煤耗量为33838.579?1.33?108?10-7=450053.1012万吨;
资
源
使
用
优
化
前
总
等
效
煤
耗
量
421349.6639+600940.6274+450053.1012=1472343.398万吨。
优化后，
421349.6639?0.92+ 600940.6274?0.92+450053.1012?1.08=1426564.417万吨，
减少消耗量为1472343.398-1426564.417=45778.981万吨； 减排效果为45778.981?1472343.398=0.03109=3.109%。
到2050年，全球电力消耗量将增长160%。不过，全球核电力若能在目前的基础上增加两倍，既能满足电力增长的需求，又能避免每年10亿到20亿顿的碳排量、缓解全球气候变暖。实施这一方案，就需要新建数百座发电成本低于煤/天然气发电厂的经济型核电站，同时还须建立妥善处置核废料、防止核武器扩散的有效机制。核电提供了全球1/6的电力，是除水力之外主要的“无碳”能源。
采取以上减排策略后，碳排量的预测曲线如下图示：
图18. 采取减排措施后，碳排量的预测曲线图
8.世界各国削减碳排量的方法
各国政府应该建立强制性的税收政策，控制温室气体的排放。要在削减排放量上起到真正的杠杆作业，不仅需要以市场为基础的气候政策（比如碳排放税和更巧妙的交易体系），还需要有相应的规章制度来推动新技术的应用。 征税提供清晰、长期的价格信号，促使企业更明智地投资低碳排放项目。建立限额交易系统，为碳信用额设立价格上限，是企业能够明确估计自己要承担的成本。
《联合国气候变化框架公约》对发达国家和发展中国家规定的义务以及履行义务的程序有所区别。公约要求发达国家作为温室气体的排放大户，采取具体措施限制温室气体的排放，并向发展中国家提供资金以支付他们履行公约义务所需的费用。而发展中国家只承担提供温室气体源与温室气体汇的国家清单的义务，制订并执行含有关于温室气体源与汇方面措施的方案，不承担有法律约束力的限控义务。公约建立了一个向发展中国家提供资金和技术，使其能够履行公约义务的资金机制。
各国应承担的义务应根据各国的能源结构和经济发展水平所决定的。同时，国家的战略，也毋庸置疑是各国需要承担的义务。减少碳排放问题需要世界各国责任共担，具体到每一个国家，国家应根据自身资源与产能结构，切实有效地为减少碳排放付诸行动，做负有世界责任的联合国成员。履行气候责任，是各国的义务与博弈，需要各国政府采取合适政策，通力合作。减少碳排放要生产领域与消费领域同时改善。
8.1美国
图19. 美国一次能源消费结构示意图
从以上数据中可以看出：美国的能源结构中石油、煤炭、天然气等常规能源