基于STIRPAT模型的河北省碳达峰预测与实现路径研究

实现双碳目标前提是省级地区率先实现碳达峰,河北省作为京津冀现代化发展示范区重要组成一环,积极开展区域碳达峰时间及峰值预测研究,探索实现路径,将有助于实现我国的低碳绿色发展。本文基于河北省2004—2019年历史相关数据,构建扩展STIRPAT模型,基于情景分析法,预测河北省2020—2040年碳排放“碳达峰”时间与碳排放峰值,最后通过对比各类情景,对区域“碳达峰”实现路径提出建议。结果表明:(1)在构建的6个情景中,除基准情景S1、产业升级情景S2在2035年实现碳达峰之外,其余情景均在2030年达到峰值;(2)在可实现“双碳”目标的节能发展情景S3、清洁发展情景S4、绿色发展情景S5、经济放缓情景S6中,经济放缓情景下可实现较低的碳排放峰值9.352×108 t;(3)通过对比各类情景影响因素,经济发展是影响碳排放最主要的因素。     

基于STIRPAT模型的京津冀“碳达峰”预测研究

为了解决京津冀地区碳排放量达峰问题,以河北省为例,研究京津冀碳排放达峰实现路径,对京津冀未来的碳排放量进行预测分析,建立以河北省2004—2021年碳排放相关数据为基础的STIRPAT碳排放预测拓展模型。设置了6个情景,通过综合考虑人口规模、人均GDP、城镇化率、产业结构、能源强度、能源结构数据的变化速度,模拟不同情景下京津冀2022—2040年的碳排放趋势,进而预测京津冀三地的“碳达峰”时间与碳排放峰值。结果表明：北京除清洁发展情景是在2030年达峰,其余情景均在2035年达到峰值;天津除经济放缓情景是在2030年达峰,其余情景均在2035年实现“碳达峰”;河北除基准情景在2035年达峰外,其余情景均是在2030年达到峰值。所提的碳排放预测拓展模型在考虑多情景分析下,就京津冀地区如何控制和减少碳排放量提出相关建议,可为京津冀低碳经济的发展提供一定的参考依据。     

基于STIRPAT模型的上海市碳达峰预测研究

本文根据1997年—2019年上海市碳排放相关数据，筛选后确定人口、人均GDP、能源强度、能源结构以及交通周转量5个特征因子建立STIRPAT模型，利用Python的sklearn机器学习库中的岭回归模型对方程进行拟合，采用划分数据集的方式选取岭回归合适的超参数α,最终得到上海市碳排放预测模型。采用每5年设置一次变化率、5年内变化率匀速下降的方式设定未来特征变化率，且各特征值变化率均采用等差方式设定高中低3档，组合形成5种情景，运用情景分析法对上海市2040年前的碳排放量做出预测：在低碳发展情景与节能情景下，上海市可以完成2025年前碳达峰的目标；在中间基准情景、理想情景与自由发展情景下，无法完成2025年前碳达峰的目标。根据碳排放预测模型系数，能源强度、人均GDP增速和人口数量是降低上海市碳排放总量的关键影响因素，建议上海市优先选择节能情景模式，严格控制能源消耗总量，优化能源结构，降低能源强度，同时适当降低经济发展速度，有利于实现双碳目标。     

山东省建筑业碳排放影响因素及峰值预测

为丰富山东省建筑业碳排放领域的研究,利用碳排放系数法建立了时间序列下山东省建筑业碳排放计算模型,分析了2004—2019年山东省建筑业碳排放情况。基于STIRPAT模型识别建筑业碳排放影响因素,利用最小二乘法和岭回归对影响因素进行定性分析,再将影响因素引入情景分析。通过控制影响因素变化速率,设置多种情景,预测山东省建筑业碳达峰出现时间与达峰量值。结果表明,结构因素对山东省建筑业碳排放的影响最大,其次是人口规模。情景预测结果显示,控制人口涨幅、加速优化能源结构和产业结构、降低对煤炭的依赖程度和降低碳排放强度是2030年达到碳排放峰值年的关键控制指标。     

基于STIRPAT模型的内蒙古自治区碳排放预测研究

随着全球气候变暖,温室气体的排放再次在联合国大会中被强调,中国在大会中提出2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的宏伟目标。为研究内蒙古自治区在实现碳中和目标中的潜力及政策方向,基于STIRPAT模型,并结合岭回归进行分析。利用情景分析法构造了6种模式预测内蒙古自治区的碳排放量,经过数值计算发现有三种模式2030年左右可实现碳达峰。     

能源消费背景下河南省碳排放测算及碳达峰预测

区域碳减排对中国实现“双碳”目标起着重要作用，预测区域能源消费碳达峰时间及峰值大小对实现“双碳”目标具有重要意义.以河南省为例，运用IPCC法测算2000-2019年河南省能源消费碳排放量，基于STIRPAT扩展模型及岭回归法分析能源消费碳排放影响因素，并预测不同情景下2020-2040年全省达峰值及达峰时间.结果表明：(1)2000-2019年河南省能源消费CO₂排放量及人均CO₂排放量均呈倒“U”型趋势，碳排放强度呈现持续下降趋势.(2)正向影响因素对能源消费碳排放量作用程度大小依次为产业结构(1.900%)、城市化率(0.602%)、人均GDP(0.231%)和能源强度(0.079%),负向影响因子的作用程度大小依次为人口规模(-2.659%)和能源结构(-0.888%).(3)碳达峰值范围均在1.73～1.86亿t之间，达峰时间均出现在2029年.在节能情景下达峰值最低，约为1.73亿t;在无序情景下达峰值最高，约为1.86亿t.综合6种情景发现，人均GDP、城市化率和能源结构呈中低速增长，且人口规模、能源强度和产业结构呈中高速发展，...     

双机制Stacking集成模型在短时交通流量预测中的应用

交通流量预测对于智能交通管理决策具有重要意义,为克服传统单一模型预测精度低、稳定性不足,同时为解决Stacking集成模型对基学习器输出信息利用率不高的问题,提出了一种双机制Stacking集成模型.双机制包括内机制和外机制,内机制通过在元学习器中引入注意力机制来调整网络中的特征信息,外机制通过在基学习器中融入动态权重系数来调整基学习器的输出信息.通过内外结合的双机制实现对基学习器输出信息动态变动规律的挖掘和提取并增强对基学习器输出信息的利用率,从而提升模型的预测精度和稳定性.选取I5NB高速公路上的76898条数据为实证研究对象,进行了基于随机森林、GBDT(gradient boosting decision tree)和Xgboost(extreme gradient boosting)单一模型、传统Stacking集成模型及双机制Stacking集成模型的预测对比分析.实证结果证明双机制Stacking集成模型预测精度最高,验证了该模型在短时交通流量预测中的有效性.     

基于Stacking融合的工程造价预测组合模型

为了快速准确地进行工程造价预测，本文收集高层住宅工程造价历史数据，利用相关性系数法对定量指标进行约简，运用Python构建了以随机森林、XGBoost和岭回归作为初级学习器，岭回归作为元学习器的Stacking集成学习的融合模型。结果表明：基于Stacking融合模型预测精度较高，结果稳定，平均绝对误差在5%以内，有助于项目建设前期的造价预测。     

典型农区乡镇的农业碳排放测算及达峰研究:以湖南省东安县为例

采用全生命周期方法测算湖南省东安县各乡镇2012—2018年的农业碳排放量,探讨农业碳排放随农业发展而变化的规律,研究东安县各乡镇农业碳排放随时间变化发展的趋势,深入分析农业碳达峰的路径,为农业部门打好碳达峰碳中和硬仗提供决策参考依据,为绿色低碳农业发展提供借鉴.研究表明,样本案例农业碳排放存在长期稳定的均衡关系,其轨...     

基于Stacking特征增强多粒度联级Logistic的个人信用评估

主要针对广受关注的P2P网贷信用评估问题，利用机器学习方法提高申请人网贷违约预测准确率，研究出基于Stacking特征增强多粒度联级Logistic方法及其应用.所提分类器是一种混合模型，结合了Stacking集成学习和联级Logistic学习的思想.首先，通过网格搜索技术分别建立XGBoost, Catboost, LightGBM,AdaBoost以及Gradient Boosting模型，并筛选出适合的基评估器作为Stacking集成的初级学习器，logistic模型作为次级学习器，构建基于Stacking的多粒度扫描器，生成预测结果作为元特征，拼接成新特征数据.其次，通过新特征数据以及元特征在每级Logistic上的特征增强建立联级Logistic Regression模型，并且与现有的单一集成学习器和各基评估器在3个不同的P2P网贷信用评估数据集上进行对比.实验结果表明，通过AUC、准确率等指标对其进行评价，相比于各基评估器以及其他单一集成分类器，基于Stacking增强多粒度联级Logistic模型有较高的准确率，预测效果更优.     

基于近邻成分分析的短期风电功率集成预测

针对短期风电功率预测关键气象因素影响程度的差异和单一模型预测精度不足的问题,提出一种基于近邻成分分析（neighborhood components analysis,NCA）特征加权和Stacking集成预测的短期风电功率预测模型。考虑气象特征对风电功率影响程度不同,利用NCA对气象特征进行加权,将加权特征作为模型输入,强化关键特征的影响程度;在此基础上,构建多个基预测器预测风电功率,并利用结合器将预测结果融合,建立Stacking集成预测模型。算例分析表明,以加权特征作为输入的Stacking集成预测模型具有更高的短期风电功率预测精度。     

深圳市主要道路交通碳排放特征与低碳交通发展情景研究

应用国际机动车排放模型(IVE)和实地观测数据, 计算深圳市3种类型机动车的碳排放因子和主要道路的碳排放强度, 得到深圳市主要道路交通碳排放的时空特征, 并应用情景分析法, 定量化地比对各种低碳交通发展模式。结果表明: 1) 深圳市交通碳排放空间分布极不均衡, 市中心区主要干道的碳排放强度显著高于中心区外围路段, 连接城市组团干道的碳排放强度显著高于组团内道路; 2) 深圳市交通碳排放日变化趋势主要有4种类型(单峰型、双峰型、波动型和均衡型), 工作日早晚高峰碳排放量最高; 3) 对比高、中、低3种程度低碳交通模式, 发现中度严格的减碳模式符合深圳社会经济和交通发展的要求。     

Empirical analysis of influencing factors of carbon emissions in transportation industry in Fujian Province,China

The transportation industry has become an important source of carbon emissions with rapid economic development and the acceleration of urbanization. Identifying the key factors of carbon emissions is crucial for energy conservation, emission reduction and green development in the transportation industry. Here, variance analysis was used to study the influencing factors of carbon emissions in the transportation industry in Fujian Province, China. The results showed that transportation efficiency have the most significant impact on carbon emissions, followed by carbon emission intensity in transportation, and then the transportation structure. Meanwhile, there was a significant interaction between transportation efficiency and structure. Therefore, innovative energy-saving and emission-reduction technologies for transportation efficiency should be studied as the focus for the green and low-carbon development of the transportation industry.     

Assessing China 2030 carbon emissions from fossil fuels:based on system dynamics model

The Chinese government has set ambitious targets to reduce the intensity of carbon emissions per unit of GDP by 40%~45%during 2005 to 2020 and achieve the peaking of CO_2 emissions around 2030.The T21 national development model for China was developed for the purpose of analyzing the effects of long-term national policies that relate to carbon emissions,loss of farm land,water shortage,energy security,food security,and their contributions to this reduction target.The focus of this paper is on the policies that have substantial impacts on carbon emissions from fossil fuels.Four scenarios are developed with the model to simulate future carbon emissions:1) the BAU(business as usual) scenario,showing the likely results of continuing current policies;2) the TECH(technology) scenario showing the effects of more investment in renewable energy sources and promoting more energy efficient technologies;3) the BEHAVIOR scenario,showing how government tax and price policies,together with public education programs,would instigate behaviour changes towards more sustainable living;and 4) the TECHBEHA scenario,which shows the results of combining scenarios 2 and 3.The simulation results show that CO_2 emissions reduction targets of China are achievable,but also require great effort to put in.     

考虑光热电站与风电系统低碳经济调度研究

为提高风电消纳,平抑负荷波动,实现系统经济、低碳运行,从光热电站特性出发,提出一种考虑阶梯型碳交易机制和需求响应的光热电站联合风电系统低碳经济优化调度模型。首先,加入电加热装置,构成含风电-光热联合发电系统,提高系统整体调度灵活性。其次,采用场景法处理可再生能源及负荷不确定性,并在源侧引入阶梯型碳交易机制控制碳排放量,在荷侧通过需求响应平滑负荷曲线,建立以系统总运行成本最低的优化目标函数。最后利用CPLEX求解工具箱进行求解。算例设置不同工况对比分析,结果表明所建立的模型在提高风电消纳的同时,保证经济性并降低系统碳排放量。     

中国核能现代化发展战略

 中国自主三代核电品牌开发不断取得突破、先进核能系统创新稳步持续推进，核能对中国能源清洁低碳转型和整体创新发展的战略支撑作用已充分体现。面对党中央和国务院对中国能源中长期发展的重大战略决策，面向2035年，对标全球技术发展趋势，主动应对复杂国际形势，紧密结合核能与经济社会发展及其能源供应需求、构建清洁低碳安全高效的能源体系和构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统（“两个构建”）的发展路径，开展能源领域核能发展战略的多种情景研究，依据行业发展规律，总结提出中国核能产业现代化发展的标志和路径建议。重点围绕行业内部在实现零碳规模化发展、核能引领科技创新、实现核燃料闭式循环和长远发展等方面的发展趋势分析，提出核能现代化发展战略目标；在新型电力系统安全稳定运行、拓展核能供应体系多样化保障城镇化、核能工艺热助力能源消费领域实现能效提升、核能制氢和构建低碳复合能源系统促进能源向资源转型等领域进行发展情景预测，力争用15年左右的时间基本实现核能产业现代化，并在更长时间内支撑中国“双碳”等战略目标实现。     

低碳经济约束下福建省工业品出口结构优化

以福建为研究对象,通过对其出口工业品中的"内涵能源"消耗及其产生的碳排放量的测算与分析,结合碳排放和出口额两个指标,评价出口结构,构建评价指标M,将所有出口行业划分为相对高出口高排放、相对低出口低排放、相对高出口低排放以及相对低出口高排放四类,从而根据相应的类别有针对地实施贸易政策和节能减排措施,实现低碳经济约束下福建省工业品出口结构优化。     

基于特征工程的集成学习短期光伏功率预测

短期光伏功率预测对于电网稳定运行具有重要意义.为了解决单一模型预测精度不佳的情况,提出了一种在Stac-king集成学习框架下融合Bagging和Boosting算法的短期光伏功率预测模型.首先,引入Copula函数的相关性分析和轻量级梯度提升机的特征贡献度计算来进行特征筛选;然后,选取泛化性能较优的模型作为基学习器,...     

中国化石能源与电能利用碳排放足迹研究

基于碳足迹、碳足迹产值和碳足迹生态压力等指数,研究中国2000—2007年能源利用情况,分析2007年我国各地区的碳足迹状况及产生原因,在此基础上提出我国在优化能源利用方面可采取的措施.结果表明:2000—2007年总碳足迹和人均碳足迹均呈上升趋势,人均碳足迹从2000年10.45hm2/人增加到2007年28.61hm2/人,增幅达274%;2000—2007年我国能源利用碳足迹生态压力和人均GDP均呈上升趋势,碳足迹生态压力从2000年的9.77增长到2007年的26.74,增加值为16.97,但这段时期内,我国能源利用碳足迹产值却在下降,从751.96元/hm2减少为682.44元/hm2;2007年各地区碳排放差别较大,排放量最大省份是河北省,为2.98×1013 t,最小省份是青海省,为2.25×1012 t;地区间碳足迹产值与生态压力差异明显,但存在高峰值现象,并且两个峰值均出现在上海市.     

中国碳排放的历史特征及未来趋势预测分析

本文首先利用中国国家统计局和美国橡树岭国家实验室CO2信息分析中心的数据,分析了中国60年的经济、能源、CO2变化特征.在此基础上,利用Kaya恒等式构建了碳排放与经济社会变量的长期协整关系,并结合各类政策报告设定了低排放情景、基准情景和高排放情景,预估了3种情景下中国未来CO2排放量的变化趋势.结果表明:中国经济的高速增长总是伴随着能源消费量和碳排放量的快速升高,1980年之前各变量波动剧烈,之后GDP、能源消费量、碳排放量等经济社会变量变动规律明显;3种情景下2013—2020年的碳排放量年均增长率为2.94%~3.91%、2021—2030年的年均增长率为1.63%~2.60%;3种情景下2030年CO2排放量将分别达到142.68、155.41、170.09亿t.研究表明,在低碳情景下,中国最有可能实现2030年碳排放量达峰的目标.