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中国能源结构优化的研究

摘   要

　　　能源是人类赖以生存、经济发展和社会进步不可缺少的重要物质资源，是社会经济可持续发展的物质基础，能源问题一直是我国经济和社会发展中的热点和难点。中国是能源生产和消费大国，同时由于资源禀赋又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与保护环境的矛盾相对突出。能源结构的不合理越来越影响我国经济的发展甚至是人民的生活，如何在保证我国经济增长的同时调整能源结构是摆在我们面前的一个重要而又现实的问题，能源结构的优化和调整是当前及未来相当长一段时期内我国能源战略的核心。

　　　投资组合理论的本质是在不确定性的收益和风险中选择一个优化的组合，所谓优化的组合是指在给定风险水平下收益最大的组合，或者在给定收益水平下风险最小的组合。针对当前能源结构优化的研究，本文将投资组合理论应用于中国能源结构优化。具体如下：

　　　基于投资组合理论的中国电源结构优化的研究。优化的电源结构包含两方面，一方面是静态的发电组合的优化，另一方面是发电环节中的基荷、腰荷、峰荷动态电源结构的优化，这是直接影响电网运行和最大限度发挥可再生能源作用的关键。将投资组合理论应用于中国发电组合的优化，结合可再生能源电价补贴研究了不同水平电价、碳税下的优化的发电组合，并且满足了优化的发电组合中峰荷电源达到10%这个最低标准。最后评价了中国2011年部分省的发电组合水平现状，并对低效的发电组合给出了优化建议。

　　　基于投资组合理论的中国能源结构优化的研究。面对日益增加的节能减排的压力和逐年攀升的石油对外依存度，大力发展可再生能源成为能源发展的大势所趋。本文将投资组合理论应用于中国能源结构的优化，综合考虑了可再生能源成本的学习曲线效应以及化石能源的成本随时间增加的特性，对中国未来的能源结构做出预测和分析。

　　　

关键词：能源结构，电源结构，投资组合理论，成本，风险，优化

ABSTRACT

　　　Energy is important indispensable material resources for human survival, economic development and social progress, as well as the basis material for social and economic sustainable development, so energy is a hot and difficult issue in China's economic and social development. China is a big country of energy production and consumption, in which coal as its main energy for resource endowment, then, there is a relatively prominent contradiction between economic development and environmental protection. The irrational energy structure is increasingly affecting China's economic development and even the lives of people. How to adjust the energy structure while keep China's economic growing is an important and realistic problem in front of us, so the core of China's energy strategy is the optimization and adjustment of energy structure in current, even the future.

　　　The essence of portfolio theory is to find an optimal portfolio under the uncertainty of return and risk. The so-called optimal portfolio has a max return at a given level of risk, or a minimum risk at a given level of return. This research applied portfolio theory to the optimization of China’s energy structure.

　　　The optimization of the power generation in China based on portfolio theory. The optimization of power structure contains two aspects, one is the optimization of static power generation portfolio, the other is the optimization of dynamic power structure of base load, lumbar load, peak load in power generation sector, which is the key to operate grid normally and maximize the role of the renewable energies. This article applied portfolio theory to China's power generation portfolio optimization, and combined with renewable energy price subsidies to research the impact of different levels of tariffs and carbon taxes upon the optimized power generation, meanwhile we make sure the minimum proportion of peak load power up to 10% in the optimized generation mix. Finally, eva luation of the level of generation mix about some provinces in China is obtained, so is the optimization suggestions for the inefficient power generation portfolio. 

　　　The optimization of the energy structure in China based on portfolio theory. Facing with increasing pressure on energy conservation and gradually rising dependence on oil import, developing renewable energy has become a trend in the energy development. This research applies portfolio theory to the optimization of energy structure in China, considering the characteristics of renewable energy cost following the learning curve effect and fossil energy cost increasing over time. At last the predictions and analysis on China's future energy structure are given.

　　　

Key words: energy structure, power structure, portfolio theory, cost, return, optimization.目  录

第1章  绪  论 1

1.1  研究背景和意义 1

1.1.1  世界能源结构、电源结构与可再生能源发展现状 1

1.1.2  中国能源结构、电源结构与可再生能源发展现状 6

1.2  研究现状 9

1.2.1  能源结构优化研究现状 9

1.2.2  电源结构优化研究现状 11

1.3  本文的研究内容和创新点 14

第2章  预备知识 15

2.1  投资组合理论 15

2.1.1  均值－方差分析方法(MVP) 15

2.1.2  投资组合有效边界模型 15

2.2  学习曲线含义及基本模型 16

2.2.1  学习曲线概述 16

2.2.2  学习曲线基本模型 16

2.3  能源结构和电源结构概念及优化方向 16

第3章  基于投资组合理论电源结构的优化 18

3.1  引言 18

3.2  模型提出 18

3.3  数据整理与计算 18

3.3.1  生产成本 19

3.3.2  外部成本 19

3.3.3  成本 19

3.3.4  收益 20

3.3.5  风险 21

3.3.6  相关系数矩阵 21

3.4  情景分析与讨论 22

3.5  本章小结 28

第4章  基于投资组合理论的中国能源结构的优化 29

4.1  引言 29

4.2  各种能源成本的确定 30

4.2.1  化石能源成本 30

4.2.2  新能源成本 31

4.3  各种能源风险的确定 33

4.3.1  化石能源风险 33

4.3.2  新能源风险 34

4.3.3  相关系数矩阵 34

4.4  情景分析与讨论 35

4.5  对比分析 38

4.6  本章结论 40

第5章  总结与展望 42

参考文献 43

致  谢 47