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摘要
随着经济的发展，我国能源出现日益短缺的局面，因此发展可再生能源已经势在必行。作为可再生能源的重要组成部分，生物质能源以其独特的优势受到人们越来越多的关注。本文正是在此背景下对我国能源利用现状全面、细致的分析；利用了科学的方法探讨了我国各省生物质能源的潜在储藏量；并且利用层次分析法和模糊综合评价对四种重要的生物质能转化技术在各地区的开发潜力进行分析。
本文收集到了大量有关能源利用方面的数据，通过表格分析能源利用的结构、能源的供需情况、能源利用的经济效益、能源利用对环境的污染状况、能源利用的满意度、能源的进出口状况、城市与农村的能源利用状况等七个方面对我国的能源利用状况进行了全面、细致的分析，总的看来，我国的能源利用呈现出能源利用短缺、城市与农村的能源利用差异大，能源对环境的污染较为严重等特点。本文运用AR（m）法建立我国能源消费与国内生产总值之间的广义差分回归方程如下：
通过广义差分回归方程可以预测我国的能源消费总量，预测效果良好。到2020年我国能源总量将在61.2亿～63.7亿吨标准煤之间，分别是2009年能源消费总量的2.1倍和2.2倍。本文还通过灰色系统对能源的供给与需求情况、单位GDP能耗进行了预测，预测的效果较好，得出我国的能源短缺的状况在短期内不会改变，单位GDP能耗虽然逐年下降，但依然比较高。
本文通过搜集相关的数据以及借鉴前人的研究成果得出了我国各个省的农业生物质、林业生物质、畜禽粪便、城市垃圾和废水的能源储藏量，并且通过列表和绘图直观地反映了四种生物质能源在各个省的分布的分布情况。通过相关数据的处理，本文得出林业生物质能源具有储存数量上的优势，而城市生活垃圾生物质能源储存量则明显处于劣势等四种能源种类间的差异。
本文选取技术先进性准则、经济可行性准则和环境安全准则三个准则，利用能源转换效率、能源品位、生产成本、经济效益、二氧化碳排放量和环境污染等为主要指标，以求得到理想的转换利用技术。本文先用层次分析法确定相应的比重，继而使用模糊综合评判得出华北地区生物质沼气的潜力比较大；华北地区的生物质发电技术潜力比较大；华东地区的生物质液体燃料生产技术潜力比较大；华中地区的生物质压缩成型技术的潜力比较大；西南地区的生物质沼气的潜力比较大；西北地区的生物质沼气的潜力比较大。本文还采取了利用数据处理的方法对四种生物质能源利用技术进行了分析作为对方法一的补充。
对于问题四，本文结合全文的分析，对我国生物质能源利用现状的调整提出了三点具体可行的建议。
最后，本文对模型的优缺点进行了评价并对模型进行了推广。

关键词：聚类分析广义差分回归方程灰色系统层次分析法模糊综合评判
1 、问题的提出
1.1 研究背景
随着经济的发展，我国能源出现日益短缺的局面，因此发展可再生能源已经势在必行。作为可再生能源的重要组成部分，生物质能源的开发和利用受到人们越来越多的关注。生物质能源来源于一切直接或间接利用绿色植物进行光合作用而形成的有机物质，包括动物、植物、微生物，以及由这些生物产生的排泄物和代谢物。近年来，政府以及专家学者对生物质能源的转换技术以及如何对主要生物质能源利用技术在地区间的应用潜力进行综合评价越来越重视，本文正是基于此讨论生物质能源的相关问题的。
1.2 文献综述
近年来，对生物质能源相关问题的研究是一个热门话题，刘刚、沈镭在《中国生物质能源的定量评价及其地理分布》中对生物质能源的定量评价给出了具体可行的方法，本文的第二问正是借鉴他们的研究成果对生物质能源的定量评价进行分析。王晓明、唐兰等在《中国生物质能源潜在可利用量评估》中也对生物质能源的定量评价评估进行了探讨。徐庆福、王立海在《现有生物质能转换利用技术综合评判》中探讨了利用层次分析法确定相应的权重，继而使用模糊综合评判对现有生物质能转换利用技术进行综合评判，这种方法对本文具有很大的借鉴意义。
1.3 研究意义
本文通过研究我国能源利用现状和发展趋势，对我国能源的开发利用有一定的指导作用，并且具体的分析了能源的发展趋势，为能源产业结构的调整起到了一定的指导作用；通过比较我国主要生物质能源种类间及地区间的总量差异，为各个地区的生物质能源的开发利用提供了一定的理论依据，同时，本文还对几种主要的生物质能转化利用技术在不同的地区的开发潜力进行了评价，你更加合理的利用生物质能源，最后，对前面的研究进行了小结，为我国生物质能源利用现状应作如何调整提供了依据。
1.4 本文的创新之处
本文采用了广义差分回归方程对我国的能源消费进行了预测。本文在处理几种主要生物质能源利用技术在地区间的应用潜力进行综合评价时，利用了层次分析法和模糊综合评价的方法对问题进行研究，通过定量和定性和研究方法使得得到的结果更加的可靠，并且还使用了另外一种方法作为对该方法的补充。。
2 、问题的分析
对于问题一，要想对我国能源现状进行分析，就必须搜集到大量的数据，其中的一些数据在中国统计局网站上直接得到，其他的一些数据也可以在联合国网站上得到。本文选取了能源利用的结构、能源的供需情况、能源利用的经济效益、能源利用对环境的污染状况、能源利用的满意度、能源的进出口状况、城市与农村的能源利用状况等七个方面力求对我国的能源利用状况进行了全面、细致的分析。
在对能源的发展趋势进行预测时，考虑到数据不多，本文利用Eviews软件着重对我国能源消费与国内生产总值之间的关系进行分析，建立了广义差分回归方程，很好地预测了我国能源消费总量。同时，这种方法具有一定的代表意义，也可以衡量其他的因素与国民生产总值之间的关系，进而对相关指标进行预测。本文还运用灰色系统对选取的指标进行了预测，预测的效果良好。
对于问题二，各个指标之间的折算需要相关的折算系数，本文需要在前人研究的基础上确定了相关的折算系数。本文在《中国林业年鉴》上收集到了相关的数据。通过相关的换算公式就可以的到各省的生物质能源的储藏量，由此可以对我国主要生物质能源种类间及地区间的总量差异进行分析。
对于问题三，要想对主要生物质能源利用技术在地区间的应用潜力进行综合评价，需要确定相应的评价体系，本文选取技术先进性准则、经济可行性准则和环境安全准则三个准则，利用能源转换效率、能源品位、生产成本、经济效益、二氧化碳排放量和环境污染等为主要指标，以求得到理想的转换利用技术。可以利用层次分析法确定相应的比重，继而使用模糊综合评判对我国主要生物质能源利用技术在地区间的应用潜力进行综合评价。
3 问题的假设
3.1 与各种生物质能源利用技术相关的原料的关系系数相等；
3.2 我国到2020年GDP的年增长率平均为8%；
3.3 我国的能源状况和能源利用技术在短期内不会改变。
4 符号说明

符号	意义
EC	能源消费量
	对能源利用的满意度
B1	技术可行性准则
B2	经济可行性准则
B3	环境安全准则

注：其它符号在文中说明。
5 模型的建立与求解
5.1能源利用现状分析
5.1.1 能源利用的结构分析
利用在《中国统计年鉴》上查到的数据，可以得出各能源占能源生产与消费的比重，由于目前我国的能源生产与消费以煤、石油、天然气、水电、核电、风电为主，所以本文注重讨论了煤、石油、天然气、水电、核电、风电分别占能源生产与消费的比重。通过Excel作图可以对能源的利用结构进行分析。

图1 各能源占能源生产比重图
从上图可以看出，我国原煤的生产占能源生产的比重一直处于绝对领先状态，我国的煤炭资源丰富，一直是世界上的原煤生产大国，在短期内，原煤的生产占能源生产的比重的绝对领先状态不会改变。天然气、水电、核电、风电的生产占能源生产的比重一直都比较低，而且变化幅度很小，但近年来，由于国家越来越重视环境的保护，所以对水电、核电、风电和天然气的投入也比较大，国家的一系列举措也在一定程度上促进了水电、核电、风电和天然气的发展，使得水电、核电、风电和天然气的生产占能源生产的比重呈现出了上升的趋势。对于原油来说，我国原油生产占能源生产的比重很明显有下降的趋势，这与我国近年来我国原油的国内生产不足，严重依赖进口，对外依存度不断提高有很大的关系。

图2 各能源占能源消费比重图
从上图可以看出，我国煤炭消费占能源消费的比重一直处于绝对领先的状态，但近年来也呈现出下降的趋势，这与石油消费的增长以及新能源的快速发展有关。可以看出，我国石油消费的比重占能源消费的比重的变化不是太大，但在我国经济快速发展的时期，其明显有上升的趋势。对于水电、核电、风电和天然气的消费占能源消费的比重变化一直都比较平稳，近年来有上升的趋势。
本文在中国统计局网站上收集到了10个行业在2002~2008年能源消费总量的数据，这10个行业分别为农、林、牧、渔业、工业、采掘业、制造业、电力煤气及水生产供应业、建筑业、交通运输、仓储及邮电通信业、批发和零售贸易餐饮业、他行业、生活消费。
表1 各行业能源消费总量

年份行业	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008
农林牧渔	6514	6603	7680	7972	8395	8245	6013
工业	102181	119627	143244	158058	175137	190167	209302
采掘	10406	12123	12215	13251	13273	14056	17050
制造	79533	93164	115261	127684	143051	156219	172107
电力	12242	14340	15768	17123	18812	19893	20145
建筑	1610	1772	3259	3409	3715	4031	3813
交通	11086	12740	15104	16672	18583	20643	22917
批发零售	3464	4116	4820	5026	5522	5962	5734
其他	6333	6816	7839	8789	9530	9744	11771
生活	17032	19268	21281	23393	25388	26790	31898