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中文题名:

 

基于集成算法的我国碳排放预测研究

    

姓名:

 龚林    

学号:

 1049722000040    

保密级别:

 公开    

论文语种:

 chi    

学科代码:

 120100    

学科名称:

 管理学 - 管理科学与工程(可授管理学、工学学位) - 管理科学与工程    

学生类型:

 硕士    

学校:

 武汉理工大学    

院系:

 安全科学与应急管理学院    

专业:

 管理科学与工程    

研究方向:

 能源经济与管理    

第一导师姓名:

 刘丹    

第一导师院系:

 安全科学与应急管理学院    

完成日期:

 2023-03-01    

答辩日期:

 2023-05-18    

中文关键词:

 

碳排放 ; Lasso模型 ; Bagging集成学习 ; 情景分析

    

中文摘要:

温室气体排放导致的全球气候变暖、冰川融化等环境问题日益突出,严重威胁到人类社会的可持续发展。世界各国协同应对,我国作为能源消耗量和碳排放量最大的国家,积极承担大国责任,承诺2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。面对经济转型和碳减排压力,探索适合我国现阶段的节能减排策略至关重要。因此,探究我国碳达峰时间对我国经济高质量发展和早日实现双碳目标具有重大意义。

首先,本文基于我国2001-2020年能源消费量数据,利用碳排放系数法核算全国的碳排放量,从而分析我国的碳排放现状。研究发现:我国2001-2020年碳排放量的整体发展过程可划分为快速增长阶段和缓慢增长阶段;我国碳排放强度至2020年下降为2.60t/万元,但仍存在较大的下降空间。

其次,利用文献研究法梳理了可能影响我国碳排放量的影响因素指标,从经济因素、社会因素、能源因素和环境因素4个维度构建碳排放影响因素指标体系,共包括21个指标,通过构建Lasso模型剔除无效指标。结果显示:剔除了12个指标,保留了9个指标,其中,与碳排放量相关性最强的3个指标分别是人均能源消费量、货物进出口总额和建成区绿化覆盖率。

再次,利用Bagging集成算法对单一模型进行集成,构建碳排放预测模型,通过4个评价指标对比集成模型和单一模型的预测效果。结果表明:模型的预测效果为Bagging-ANN>ANN>LSTM>Bagging-SVM>RNN>SVM;以评价指标MSE为标准可知,Bagging-SVM模型相对于SVM模型,MSE降低了45.65%,Bagging-ANN模型相对于ANN模型,MSE降低了56.25%,说明Bagging集成算法能提高预测模型的精度和拟合效果。

最后,结合预测效果最好的模型Bagging-ANN和情景分析法,设置高碳、基准和低碳3种情景预测我国2021-2030年的碳排放情况,分析在以上3种情景下我国能否实现在2030年前碳达峰的目标。研究表示:高碳情景下,不能实现碳达峰,2030年碳排放量达到1503527.19万吨;基准情景下,我国碳排放曲线呈倒U型,拐点时间为2028年,此时峰值为1493949.42万吨;低碳情景下,我国碳达峰时间相对于基准情景提前了1年,峰值降低了36349.61万吨。并根据碳排放预测结果,提出针对性的碳减排对策,为我国推进节能减排工作和碳达峰工作提供参考。

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中图分类号:

  X196    

条码号:

 002000070747    

馆藏号:

 TD10058096    

馆藏位置:

 403    

备注:

 403-西院分馆博硕论文库;203-余家头分馆博硕论文库    

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