能源消费结构与空气质量关系的研究

1、黑龙江省能源消费结构与空气质量关系的 研究研究背景能源是整个社会成长和经济发展最根本的驱动力 ，是人类赖以为生的根本。在低 碳生长的大背景下，中国能源是全部社会发展和经济发展最根本的驱动力。刘宏杰等提出：到2020年，单位GDP二氧化碳排放量比2005年的减少40%45%,并将其归入国 民经济和社会发展中持久计划。最近多年来气候问题引起了很多人的关注，不只是各 地区的群众，还有科学家和政府人员。主要原因是灰霾气候会产生一系列的环境效应 问题。特别是在2013年春季全世界都在关注着中国大部分区域遇到了有史以来最严重 的灰霾大气污染的问题，当时引发了一系列的环境问题，而且对群众的身体也造成了 很大

2、的危害。灰霾气候关键是因为高碳低效率的能源供应和损耗所引发的。以最佳方法达成节能减排已成为全国广泛关切的热门问题。一个国家和地区的经济增长其中的一个标准就是能源消费结构是否适宜， 而中国主要开采煤矿，这就形成了中国在很长 一段时间内都是以煤炭为主的能源消费结构。 而此能源消费结构，引起中国很多区域 成长面对越来越严重的空气污染的状况。因此，确切解决好开发利用能源与环境保护 和天气变化的关系，是全社会每个国家紧急需要解决的问题。研究目的和意义研究目的通过对黑龙江省能源消费结构与空气质量关系的研究，预期达到以下几个目的： (1)客观分析黑龙江省目前的能源消费结构、能源消费量和空气质量的水平。(2)

3、图表结合更能清楚的观察能源消费生产的变化趋势，观察在不同时期空气 质量污染物的浓度变化。(3)运用典型相关分析方法，分析能源消费结构与空气质量的关系。进一步统 计分析，预计将来能源消费总量与空气质量，知道基本的变化趋向。(4)基于建模求解与分析的经过，为未来黑龙江省优化能源消费，提高空气质 量提出意见和建议。研究意义本文的研究意义主要体现在以下几个方面：(1)全球环境问题是现今人类面对的其中最大的挑战。能源与环境之间有紧密 的联系。环境空气破坏的一个原因就是人们在开采能源和消费能源时改变了原始环 境，并且产生了大量“垃圾”。温室气体的过量排放会造成气温升高、冰川融化、水 体酸化甚至会导致一些动

4、植物灭绝，因此本篇文章可以对改善空气质量起到一定作 用。(2)能源结构的科学合理性是一个国家城市的计划和建设的关键影响因素，往 大讲它影响着国家城市经济的可持续发展，往小讲也影响着居民居住的环境质量问 题。作为中国的一个大省的黑龙江省自然经济发展也很快速，但是身为重工业基地， 对环境的污染也十分严重，特别是空气质量的问题。所以，怎样提升空气质量并且使 重工业能够正常生产工作就成为了我们现在需要面对的问题之一。本篇文章也可以对工业能源消费结构优化起作用。(3)黑龙江省冬季寒冷漫长，供暖能源主要是煤炭，煤炭的大量使用所产生的 二氧化硫以及烟尘等废气严重影响了空气质量，反过来人们又需要耗费大量人力、

5、 财力、精力来排除这种污染引起的反面影响， 因此能源消费结构的合理性直接影响到环 境空气质量好坏，进而影响到人们的居住环境。本篇文章为优化能源消费结构提出几 点意见。(4)能源是整个社会成长和经济发展最根本的驱动力。不仅要保持黑龙江经济 的可持续发展，也要准确解决好能源科学利用与空气治理的联系， 并促进其和谐发展， 钻研能源消耗结构对空气质量的影响， 并且预计未来的空气质量，在此根本上，合理 评价黑龙江省节能减排获得的成绩，具有非常关键的含义。为了保持黑龙江省的经济 可持续发展，本篇文章对此也有所贡献。国内外研究现状国外研究现状国外很早就对能源消费结构进行了研究。Wassily-Leontie

6、f ( 1936)在20世纪初提出物质的投入和产出模型，该模型试图说明一定物质的产出必然和一定物质的投入 相联系，以家庭生活为例，必然伴随着一定量能源的消耗，指出环境的变化是因为能源的消耗所带来的1。Wooter Poortinga和Lingda Steg (2003)等人从环境保护的角度 入手研究居民能源消费，指出不同的能源消费水平和能源消费结构所对环境所造成的 影响不同，在对居民的能源消费研究中，充分考虑了不同因素对能源消费的影响，另外加入了节能和环保意识等影响2。Ang and Zhang (2000)认为调整产业结构并不 是能源消耗强度降低的主要原因，加大科学技术领域的投资，提高节能技

7、术水平，提 高部门能源利用效率才是影响能源消费的主要原因4。关于空气污染的研究，国外也 从20世纪早期就开始研究。Tolga Elbir (2013)等的研究表明，土耳其 Lzmir市 80%的二氧化硫来源于工业，人类活动对可吸入颗粒物的浓度贡献较大，而氮氧化物 主要源自交通污染5。GGrivasa (2014)等的研究表明，不同地区的可吸入颗粒物质 量浓度的季节性变化趋势不同，近城区的污染物受城市气溶胶、燃料燃烧及汽车尾气 的影响较大6。Sotiris (2005)等以巴黎的一个永久监测站实测的污染物浓度数据， 对道路附近的空气污染物的时空分布变化特征进行了分析，提出了一种城市空气质量研究的

8、实用方法70国内研究现状近年来国内学者也开始对能源消费和空气质量进行了研究。樊茂清、任若恩 (2013)指出由于我国城市化进程的加快，城乡居民的能源消费水平差异会逐步缩小， 随着农村居民生活用能的不断提高， 从而导致我国生活能源消费量的大幅上升；同时作者对我国居民能源的消费水平和和消费结构进行了分析，指出现有的能源消费结构对我国的能源消费量具有明显的影响作用，改变居民生活能源消费的现状，就必须要 改变居民生活能源的消费结构，制定相应的政策提高电力、天然气等清洁能源的在居 民生活中的使用比例，使居民的养成节约能源的意识 8。李杨鑫(2014)利用燃料动 力类价格指数表示能源价格，并建立了RBC模

9、型和脉冲响应函数，得出能源价格对产出有微弱的抑制作用90于凤玲(2014)在研究能源消费影响因素一文中，选取了 七个影响因素，如能源消费总量、能源生产总量、人口总量、第二产业产值占比、 GDP、外商直接投资和民用车辆数。对这些影响因素建立联立方程， 解得能源生产和 能源消费互相影响，总人口及能源消费总量是影响 GDP发展的主要原因10。李云燕 (2014)总结了北京市节能减排的相关政策，描述了北京节能减排的现状及存在的问 题，并对北京节能减排进行了预测，分析了北京节能潜力110马雁军(2013)等的研 究结果表明，辽宁中部城市大气中的主要污染物为可吸入颗粒物和二氧化硫，且污染物浓度与能见度和温

10、度有显著的相关性12。符春(2012)等的研究结果表明，珠江三 角洲各城市的空气污染物的同步变化特征较强13。司瑶冰(2016)等的研究表明，呼 和浩特市区空气污染受到煤烟的影响较大，且采暖期空气污染重于非采暖期140刘彩霞(2015)等的研究表明地面风场对空气污染具有双重影响，风速越大，越易于污染 物的扩散，空气质量越好；但是当其超过一定的限值(7m/s)时，空气质量会下降15o国内外研究现状评价综上所述，国外目前研究得出未来几十年内，原油的消费量还会保持最高，而二 氧化碳的排放量将会比现在多出60%多，其中三分之二来自于发展中国家，因为发展 中国家的主要消费能源是煤炭。国内研究得出，中国的

11、主要消费能源依旧是煤炭， 但 是比重会有所下降，而煤烟污染物会增加。中国当务之急就是优化能源消费结构， 提 高能源利用率，开发利用新能源，减少环境空气污染，向西方国家学习，总结经验。研究内容与方法研究内容基于黑龙江省能源消费结构与空气质量污染物浓度， 对原煤、原油、天然气和电 力的消费量和二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物的数据进行分析研究。 研究主要内 容如下：通过近些年的能源生产和消费量的变化， 观察黑龙江省的能源消费结构。通过查找近几年的空气质量数据，观察黑龙江省的空气质量情况，得出 主要的空气污染物和在特定阶段的主要污染物。通过建立能源消费量和空气污染物浓度的模型，分析了能源消费结构对

12、空气质量的影响。根据实证分析的结果提出五项改进能源消费结构和空气质量的建议。研究方法(1)文献分析法。阅读大量的学者对该论题的研究，对该问题的研究现状有一 定的了解认识，为本篇论文的研究奠定理论基础、提供写作方向。(2)定量与定性相结合的方法。本篇论文选取黑龙江省近十几年的数据，根据 能源的消费情况和空气质量情况，绘制能源消费和能源生产以及空气质量变化的折线 图，还有能源消费结构的饼状图，图表结合，分析黑龙江省能源总量和空气质量变化 趋势。归纳总结能源结构对空气质量的影响路径。SPSS输出结果得出结论(3)SPSS输出结果得出结论2黑龙江省能源消费结构与空气质量现状分析上一章中介绍了能源消费结

13、构与空气质量关系的国内外研究现状和研究背景及方法，本章将具体描述黑龙江省能源消费及空气质量现状，并对能源消费及空气质量进行一下概况界定。能源消费与空气质量概况界定在对能源消费与空气质量进行相关研究之前，首先对其定义有足够的了解，本节主要介绍能源消费与空气质量的相关理论。能源消费概况界定能源消费就是指生产和生活中所消耗的能源量。能源消费是衡量和评价一个国家 经济和人民生活水平的重要标准。 主要是通过人平均的能源消耗占有量， 人均消耗的 能源越多，国民生产总值越大，社会也就更加发达。在中国这样的发达国家中，能源 消费强度变化与工业化密切相关。工业化的能源消费会随着经济的增长呈缓慢上升趋 势。在工业

14、化阶段进入后期时，经济发展方式会发生很大改变，能源消费强度也会开 始下降。空气质量概况界定空气质量的好坏能够反映空气污染的程度，它是根据空气污染物浓度的多少来判 断的。而空气污染指数就是根据空气质量标准和污染物对人类健康、环境、生态的影响，将污染物的浓度转化成一个数值，将空气质量分级表示。当空气污染指数在050, 达到了国家空气质量标准的一级，评估为优，对人体健康无影响；当空气污染指数在 51100,达到了国家空气质量标准的二级，评估为良，对人体健康无显著影响；当空 气指数在101200,达到空气质量标准的三级，为轻度污染，健康人群身体出现刺激 影响；当空气污染指数在201-300,达到空气质

15、量标准的四级，为中度污染，健康人 群身体普遍出现刺激症状；当空气指数在300以上，为重度污染，健康人群出现严重 刺激情况。黑龙江省能源消费结构现状图2.1黑龙江省1995-2015图2.1黑龙江省1995-2015年能源生产结构（单位：百分比）图2.2黑龙江省2005-2015年能源消费结构（单位：百分比）生产总量消费总量生产总量消费总量5A0 3TA0HA0 QWH27R2 5H23nH2 1R29n?15000.010000.05000.00.0图2.3黑龙江省1995-2015年能源生产和消费总量从总量来看，图2.1中可以看出2000年以前，原煤的生产量基本呈现逐年递增， 2000年下降

16、到3 551.60万吨，之后一直到2006年继续递增，2006年达到最高产量7 344.40万吨，2006年之后逐年递减。作为东北重要的石油基地，原油的生产率一直 占能源的总生产率的50%左右，原油的产量在1996年之年逐年递增，1996年达到最高产量8 002.60万吨，之后逐年递减。天然气产量每年有小范围攀升，2015年达到最高。而电力生产率占总能源的生产率一直很小。根据图2.3生产总量在2004年前波动较大，之后基本呈下降趋势。能源消费总量一直到2012年基本呈上升趋势，由于资源开发较早，经过多年的高强度开采，资源可采储量衰减严重，资源保证能力 下降，2012年之后呈下降趋势。根据图2.

17、2原煤和原油的消费趋势基本相同， 虽有波 动，但总体上基本呈上升趋势。天然气和电力比较平稳，呈上升状态，涨幅速度比较 小。从图2.3可以看到2012年以前黑龙江省的能源消费总量一直在上升，且速度比 生产总量要快，2012年以后生产总量的下降也使得消费总量必须下降。但是黑龙江省是重工业基地，而且在能源方面也受到经济的约束，即使天然的能 源拥有量很大，然而还是有能源消费总量大，能源利用率低，引起严重的污染的特点， 工业能源消耗量占全省能源消耗总量的比重最大，达到了70%,并且很许多能源从很多年前就开始开采利用，使得开采开发困难不断增加，成本也在增加。黑龙江省拥有的 大庆油田曾因为石油储存量丰富而闻名，但也因为今年来过度的开采而导致资源逐渐 衰竭。人们也对能源的可持续发展能力感到担心。原煤和原油都是不可再生能源，用一点就少一点，能源在衰竭，而经济发展不能停止，一旦能源生产不能供应，没有办 法满足需求时，那么对能源安全和经济的发展都会有很大的危机。虽然从图2.3中看到黑龙江省能源生产总量一直高于能源消费总量，但是我们不能一直这样乐观的认为 能源