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碳排放量把握优化模型构建

全球气候变暖已成为国际社会极为关注的话题，由于气候变化可能导

致的海平面上升、洪涝灾难、生物多样性降低等一系列环境问题开头

威逼人类的正常生存，气候问题亟待解决，温室气体减排已迫在眉睫

[1]。自2021年英国政府提出低碳经济“”的概念以来，作为应对气候

变化的最佳经济进展模式，低碳经济始终受到全世界的广泛青睐。世

界各国向低碳经济转型是世界经济的进展趋势，低碳经济由此成为相

关领域争辩的热点[2-5]。我国也在进展低碳经济和温室气体减排方面

做出了乐观的努力，并在丹麦哥本哈根进行的联合国气候变化会议上，

承诺在2021年单位GDP温室气体排放量比2021年下降40%~45%的

碳减排目标。然而，碳减排和低碳经济进展的道路并不平坦，我国低

碳经济的进展也受制于多方面因素，其中，产业结构不合理就是一个

重要方面[6-7]。因此，科学合理地构建低碳经济进展的碳减排模型，

对经济进展和碳排放量把握进行优化，能够在保障经济增速不变的前

提下，实现碳排放总量的降低，有效地指导产业结构调整，从而为政

府管理部门科学有效的管理规划、低碳经济进展方向的制定供应依据，

达到实现低碳化进展的目标。近年来，低碳经济领域的相关争辩不断

涌现，很多学者以低碳经济理论为指导，从内涵、特征、进展原则等

方面进行了广泛的争辩，并将低碳经济进展所涉及的各因素经过收集

和归纳，从不同角度构建了低碳经济进展相关的指标体系，如低碳经

济综合评价指标体系、低碳城市评价指标体系、低碳城市把握指标体

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系等，为低碳经济进展的深化争辩奠定了基础[8-10]。但是，目前低

碳进展相关争辩多集中于定性分析，定量分析仍旧较少，本文基于以

往的争辩工作，结合数学模型进一步对低碳经济进展进行定量化争辩。

1模型构建

1.1目标函数的构建

本文基于低碳经济理论，分别设定2021、2021年为基准年和预期

年，以预期年的碳排放总量最小为优化目标，影响低碳经济进展的预

期年各行业经济增长量作为优化模型的决策变量，构建基于结构减排

的不确定性低碳经济进展碳排放总量把握优化模型，选取我国在哥本

哈根会议上承诺的2021年单位GDP温室气体减排目标、社会经济增

速不变、行业经济增长量等作为约束条件，运用区间规划数学方法进

行模型求解。模型目标函数具体表达如下：

1.2约束条件的选取

在约束条件的选取过程中，温室气体减排目标约束为我国在哥本哈

根会议上承诺的2021年单位GDP温室气体排放量较2021年降低

40%~45%的减排目标；预期年社会经济总量约束以2021年经济增长

总量为基准，参考近年来我国经济增长速率，考虑金融危机等经济因

素的影响，以保守经济增速猜测2021年经济增长总量；行业经济增

长量约束，以2021年各行业经济值为基准，以各行业保守经济增速

猜测2021年行业经济增长量。（1）温室气体减排目标约束：

（Ii=1ΣPi0±+Ii=1ΣExi±×Δ）/Ii=1Pi±ΔΣExiEi±±≤C0/E0（1-η±×）（2）社会经

济总量约束：Ii=1ΣExi±≥（E01+×δ±）n（3）行业经济增长量约束：

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Exi±≥AE0andExi±≥AB01.3决策变量及参数的意义（1）决策变量。模型

选取各行业经济增长量作为决策变量，并以区间形式表示。（2）参数。

f±：预期年的碳排放总量，万t；C1±：不同行业预期年的碳排放量，

万t；PF0±：农、林、水利业基准年的碳排放量，万t；ExF±：农、林、

水利业预期年经济总量，万元；ΔPF±/ΔEF±：农、林、水利业单位经

济增长量的碳排放量，万t/万元；PG0±：采掘业基准年的碳排放量，

万t；ExG±：采掘业预期年经济总量，万元；ΔPG±/ΔEG±：采掘业单

位经济增长量的碳排放量，万t/万元；PH0±：制造业基准年的碳排放

量，万t；ExH±：制造业预期年经济总量，万元；ΔPH±/ΔEH±：制造

业单位经济增长量的碳排放量，万t/万元；PI0±：能源生产与供应业

基准年的碳排放量，万t；ExI±：能源生产与供应业预期年经济总量，

万元；ΔPI±/ΔEI±：能源生产与供应业单位经济增长量的碳排放量，万

t/万元；PJ0±：建筑业基准年的碳排放量，万t；Ex