鄭晨陽(yáng)

摘? 要：本文以系統(tǒng)工程的思維分析了我國(guó)“煤改氣”工程的現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題，使用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法，構(gòu)建了農(nóng)村居民“煤改氣”工程實(shí)施效果的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)模型進(jìn)行了理論仿真，并設(shè)置了不同情景，對(duì)不同情景的仿真結(jié)果進(jìn)行了分析討論，結(jié)果和分析表明，“煤改氣”工程的環(huán)境效益明顯，短期內(nèi)“煤改氣”戶數(shù)主要受政府政策影響，但在長(zhǎng)期，當(dāng)“煤改氣”工程基本全覆蓋后，居民是否使用天然氣取暖受天然氣供給和價(jià)格波動(dòng)的影響較大。

關(guān)鍵詞：“煤改氣”;系統(tǒng)動(dòng)力學(xué);“氣荒”;天然氣調(diào)峰定價(jià)

一、問(wèn)題提出與分析

政府大力推行“煤改氣”工程，“煤改氣”工程帶來(lái)了理想的環(huán)境效益，但也帶來(lái)了天然氣價(jià)格上漲、壁掛爐供應(yīng)短缺、天然氣供不應(yīng)求等問(wèn)題。

根據(jù)相關(guān)分析，采用天然氣代替散煤取暖的環(huán)境效益主要體現(xiàn)在固體顆粒物排放、硫氧化物排放、氮氧化物排放等方面，而當(dāng)空氣質(zhì)量改善到一定程度，或“煤改氣”工程已覆蓋大部分農(nóng)村居民用戶時(shí)，政府將不再制定嚴(yán)格的“煤改氣”政策要求，政策要求對(duì)居民“煤改氣”戶數(shù)的影響就將下降。同時(shí)居民使用天然氣的意愿還會(huì)受到天然氣價(jià)格波動(dòng)、天然氣價(jià)格需求彈性等因素的影響。

二、模型與數(shù)據(jù)

根據(jù)上一章的問(wèn)題分析，參考相關(guān)文獻(xiàn)，本文構(gòu)建了“煤改氣”工程的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。本文關(guān)注的“煤改氣”工程問(wèn)題涉及的核心問(wèn)題有兩個(gè)，一是煤改氣戶數(shù)受到哪些因素影響，二是標(biāo)煤減排量產(chǎn)生的環(huán)境效益。政府要素和價(jià)格需求彈性是調(diào)節(jié)閥門，是做情景分析的核心要素。本文使用Vensim軟件建模，形成反饋控制路徑，同時(shí)，以可變參數(shù)作為情景模擬設(shè)置和仿真效果分析的“遙控器。整個(gè)系統(tǒng)的主回路如下：

模型中用到的主要方程式如下：

標(biāo)煤減排量=戶均燃煤量×天然氣使用戶數(shù)變化值×10000

戶均燃煤量=3（噸 每采暖季每戶）

固體減排量變化值=標(biāo)煤減排量×0.17，初始值=0

累計(jì)固體減排量=∑固體減排量變化值

SOX減排量變化值=標(biāo)煤減排量×0.0085，初始值=0

累計(jì)SOX減排量=∑SOX減排量變化值

NOX減排量變化值=標(biāo)煤減排量×0.0074，初始值=0

累計(jì)NOX減排量=∑NOX減排量變化值

空氣質(zhì)量改善值=固體歸一化×w1+SOX歸一化×w2+NOX歸一化×w3

累計(jì)空氣質(zhì)量改善值=∑空氣質(zhì)量改善值，初始值=0

政策影響=20×（1-歸一化系數(shù)）

價(jià)格影響=20×天然氣價(jià)格波動(dòng)×天然氣需求價(jià)格彈性

天然氣價(jià)格波動(dòng)=0.05×Time+SIN（0.3×Time）

三、結(jié)果

情景1：政策要求年煤改氣戶數(shù)20 價(jià)格彈性對(duì)使用天然氣戶數(shù)的影響0.2

根據(jù)文獻(xiàn)和相關(guān)新聞的預(yù)測(cè)和討論，天然氣等能源價(jià)格的波動(dòng)受到諸多因素影響，漲跌難以預(yù)測(cè)，于是本文僅從科學(xué)性分析的角度出發(fā)，認(rèn)為從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，天然氣的商品屬性使得其價(jià)格圍繞價(jià)值上下浮動(dòng)，同時(shí)還應(yīng)考慮通貨膨脹率的影響。

在情景1中，可以看到隨著空氣質(zhì)量的逐漸改善和使用天然氣戶數(shù)的增加，政策要求的煤改氣戶數(shù)逐漸放緩，但到20年前后時(shí)空氣質(zhì)量已改善至一定程度，同時(shí)由于天然氣價(jià)格周期性上漲，農(nóng)村居民使用天然氣戶數(shù)有所回落，類似于近兩年冬季，部分農(nóng)村出現(xiàn)的“氣改煤”現(xiàn)象，由于使用天然氣取暖成本過(guò)高，政府補(bǔ)貼遲遲未到位，或天然氣供應(yīng)不穩(wěn)定等因素，部分農(nóng)村居民偷偷燃燒散煤取暖。之后政府必然再度加強(qiáng)實(shí)施“煤改氣”工程的政策壓力。

天然氣使用戶數(shù)受到天然氣價(jià)格和政府政策的雙重影響，可以看到，在前20年政府政策的大力推動(dòng)下，天然氣使用戶數(shù)迅速增長(zhǎng)，尤其是，在第10-20年天然氣價(jià)格較低的時(shí)間段內(nèi)，天然氣使用戶數(shù)增長(zhǎng)迅速。

天然氣使用戶數(shù)的多少直接決定了標(biāo)煤減排量的多少，進(jìn)而影響累計(jì)固體顆粒物、硫氧化物、氮氧化物的減排量，可以看到其波動(dòng)規(guī)律與天然氣使用戶數(shù)波動(dòng)規(guī)律一致。