Slide cơ sở kinh tế năng lượng phạm thị thu hà ĐHBKHN

tài liệu môn kinh tế năng lượng

1

Ch−¬ng I: Mét sè kh¸I niÖm c¬ b¶n

NhËp m«n

Ch−¬ng II: Quan hÖ n¨ng l−îng vµ t¨ng tr−ëng

kinh tÕ Ch−¬ng III: Thèng kª n¨ng l−îng

kinh tÕ

Ch−¬ng IV: C©n b»ng n¨ng l−îng

T¹i sao

KTNL3 Nh− thÕ nµo

KÕt luËn g×

Năng lượng là khả năng sinh công, nhiệt hoặc ánh

sáng

Nhiều loại năng lượng khác nhau

Năng lượng có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau

KTNL5

Năng lượng có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau

Năng lượng có thể dùng trực tiếp hay phải trải qua 1 hay một vài quá trình biến đổi

Năng lượng gọi là được sử dụng hiệu quả khi sử dụng

ít năng lượng nhất cho một mục đích xác định với trình

độ công nghệ hiện có

Phân loại năng lượng

Có nhiều hệ thống phân loại khác nhau về năng lượngthương phẩm đang được sử dụng

Năng lượng được phân loại theo dạng vật chất (đặc

Năng lượng được phân loại theo dạng vật chất (đặc(rắn) - lỏng - khí - điện hay than- dầu - khí - điện),

Theo mức dòng năng lượng (năng lượng sơ cấp, năng

Các quá trình biến đổi năng l−ợng

Năng l−ợng

 N¨ng l−îng cã thÓ ®−îc biÓu hiÖn ra nhiÒu d¹ng nh− nhiÖt, quang,

 NhiÖt n¨ng/khèi l−¬ng Cal/kg BTU/b¶ng

 NhiÖt n¨ng / thÓ tÝch cal/m 3 BTU/fit 3

Hàm lượng năng lượng

Khả năng phát nhiệt toàn bộ: lượng nhiệt nhận được từ sự đốt cháy toàn bộ các nhiên liệu hoá thạch hay nhiên liệu sinh khối Trong thực tế ta không dùng được toàn bộ lượng nhiệt này.

Khả năng phát nhiệt toàn bộ (Khả năng phát nhiệt cao-GCV) và

Khả năng phát nhiệt ròng (Khả năng phát nhiệt thấp-NCV) (tức là chỉ tính phần nhiệt thực được sử dụng tức là lượng nhiệt hữu ích).

 Thông thường chênh lệch giữa hai giá trị 2-3% đến 10% Sự khác

Các đơn vị đo thường gồm hai nhóm chính như sau:

Đơn vị tường minh (thường dùng cho mục đích khoa học) Cal, BTU, Jule

Đơn vị không tường minh (thường dùng cho thương mại và sản

KTNL11

Đơn vị không tường minh (thường dùng cho thương mại và sản xuất công nghiệp)TOE, TCE, thùng

Các khu vực sử dụng Năng L−ợng

Tiêu thụ nhiều và đa dạng Tiêu hao năng l−ợng trongngành năng l−ợng đ−ợc coi là tiêu hao năng l−ợng tựdùng, không tính ở đây

Khu vực tiêu thụ năng l−ợng cuối cùng cho tất cả cáckhâu hoạt động vận tải, kể cả vận tải cho các ngànhkinh tế quốc dân nh− công nghiệp, nông nghiệp khu

Khã t¸ch b¹ch tiªu thô n¨ng l−îng cho s¶n xuÊt n«ngnghiÖp hay n¨ng l−îng tiªu dïng cho sinh ho¹t trongn«ng nghiÖp Khã thèng kª

D©n dông sinh ho¹t

Sự cần thiết phải nghiên cứu mối quan hệ kinh tế và năng

Nghiên cứu mối quan hệ kinh tế năng l−ợng giúp chúng ta

hiểu rõ vai trò năng l−ợng trong phát triển kinh tế đồng thời xác định đ−ợc nhu cầu năng l−ợng để có kế hoạch cung ứng

Cường độ năng lượng và các yếu tố chính ảnh hưởng đến cường độ năng lượng

1 Định nghĩa

EI = E/I

KTNL15

Nếu I là số người lao động - EI phản ánh mức độ trang

Nếu I là số người lao động - EI phản ánh mức độ trang

bị năng lượng cho lao động Một yếu tố có ảnh hưởng đặc biệt quan trọng đến năng suất lao động

Nếu I là dân số một quốc gia một khu vực -EI phản

E/Y thay đổi theo không gian và thời gian.

Phân tích sự biến thiên của cường độ năng lượng - E/Y

thay đổi theo không gian và thời gian

lượng theo các yếu tố ảnh hưởng.

Cường độ năng lượng được xác định theo các yếu tố ảnh hưởng như :

EI= E/ GDP = ∑ (Ei/VAi) * (VAi/GDP)

∆ EI = ∑ ∆ (Ei/VAi) * (VAi/GDP) hiệu ứng công nghệ

KTNL19

∆ EI = ∑ ∆ (Ei/VAi) * (VAi/GDP) hiệu ứng công nghệ

+ ∑ (Ei/VAi) * ∆ (VAi/GDP) hiệu ứng cấu trúc

Chúng ta sẽ xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ năng lượng như:

Phương pháp Laspayer:

∆ EI t2/t1= ∑ ∆ (Ei/VAi)t2/t1 * (VAi/GDP)t2 hiệu ứng công nghệ

+ ∑ (Ei/VAi)t1 * ∆ (VAi/GDP)t2/t1 hiệu ứng cấu trúc

+∑ [ (Ei/VAi)t1 +(Ei/VAi)t2)]/2 * ∆ (VAi/GDP)t2/t1

E= ∑ Ei = ∑ (Ei/VAi) * (VAi/GDP) * GDP=∑ EIi * SIi * GDP

- Ei : năng lượng tiêu thụ của ngành i

- VAi : Giá trị gia tăng của ngành i ; i = 1ữn

KTNL21

- VAi : Giá trị gia tăng của ngành i ; i = 1ữn

- EIi : cường độ năng lượng ngành thứ i

- SIi : cơ cấu của ngành i

hiệu ứng do thay đổi cấu trúc

HUCT=∑[EI(i,t1)+EI(i,t2)]/2 *[GDP(t1)+GDP(t2)]/2* ∆ SI(i,t)

Giải thích sự thay đổi của nhu cầu năng l−ợng.

HUCD =∑ [SI(i,t1)+SI(i,t2)]/2 *[GDP(t1)+GDP(t2)]/2 *∆ EI(i,t)

HUTT = = ∑ [SI(i,t1)+SI(i,t2)]/2 * [EI(i,t1)+EI(i,t2)]/2 * ∆ GDP

Hệ số đàn hồi phản ánh sự thay đổi tương đối của một biếnphụ thuộc so với một biến độc lập nào đó.

KTNL23

theo GDP phản ánh sự thay đổi tương đối GDP khi có sự thay

đổi tương đối của tiêu hao năng lượng

II Hệ số đàn hồi

Hệ số đàn hồi thay thế xác định sự thay đổi tương đối của yếu

tố đầu vào tổng hợp khi có sự thay đổi tương đối của giá yếu

Xem xét kết quả thực tế nhiều năm ở các nước công

nghiệp phát triển cho thấy mối liên hệ rất chặt chẽ giữa

KTNL25

nghiệp phát triển cho thấy mối liên hệ rất chặt chẽ giữa

tiêu hao năng lượng và tốc độ tăng trưởng kinh tế –

người ta nói đến quy luật hệ số đàn hồi đơn vị

III Hàm sản xuất

Một kế hoạch sản xuất y∈ Y được gọi là hiệu quả nếu:

- Nhiều sản phẩm hơn với cùng một đầu vào, hoặc

- Cùng một đầu ra với đầu vào ít hơn

- Cùng một đầu ra với đầu vào ít hơn

Hai trường hợp:

Giá của các yếu tố đầu vào và giá sản phẩm đầu ra không đổi

tr×nh s¶n xuÊt lu«n tû lÖ víi gi¸ cña nã

u

hằng số, mà ngược lại giá phụ thuộc vào số lượng sảnphẩm bán ra Khi muốn bán nhiều hàng chúng ta phảigiảm giá thoả đáng, tức là quy mô của sản lượng ảnhhưởng đến giá bán sản phẩm,

KTNL29

hưởng đến giá bán sản phẩm,

Nói cách khác trong trường hợp tổng quát, điều kiện giábán không đổi không được thoả mãn và do đó ở điểm tối

ưu chi phí biên của sản phẩm bất kỳ của hãng sản xuất tối

đa sản phẩm không bằng gía của sản phẩm đầu ra đó

Tr−êng ph¸i thø nhÊt cho r»ng c¸c yÕu tè lµ bæ sung nhau

Tr−êng ph¸i thø hai cho r»ng c¸c yÕu tè cã quan hÖ thay thÕ nhau

KTNL31

thÕ nhau

Một loạt nghiên cứu kinh tế đã chỉ ra rằng :

những phân tích sâu sắc trên hàng loạt niên đại

dẫn đến sự khẳng định luận thuyết bổ sung

Trong khi những phân tích sâu sắc trên "đường lát

Trong khi những phân tích sâu sắc trên "đường lát

cắt" dẫn đến sự khẳng định luận thuyết thay thế

Thuyết bổ sung được kiểm chứng dễ hơn ở Mỹ,

Hµm ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng hµm mò:

Khi xem xét hiệu quả sản xuất ta dùng hệ số hàm

A= a1+ a2

Nếu A> 1 sản xuất có hiệu quả

Nếu A> 1 sản xuất có hiệu quả

Nếu A= 1 sản xuất không đổi theo quy mô

Nếu A< 1 sản xuất kém hiệu quả

Trong thực tế người ta luôn mong muốn trường hợp đầu xảy

Lêi gi¶i cña tr−êng hîp 1 còng t−¬ng tù nh− tr−êng

hîp 2, ta cã ®iÓm tèi −u K* vµ L*

Người ta còn nhận thấy rằng năng lượng và vốn sẽ có thểthay thế mạnh ở những ngành có cường độ năng lượnglớn EI cao tiêu hao nhiều năng  giá năng lượng tăng

 chi phí năng lượng tăng  đầu tư vào các thiết bị nănglượng sẽ khả thi vốn thay thế E

lượng sẽ khả thi vốn thay thế E

Tính chất này còn phụ thuộc vào bản chất năng lượng ưathích vì người ta thấy rằng vốn và điện nói chung là bổ

tỷ lệ tối ưu việc sử dụng các yếu tố đầu vào.

Việc thay thế lao động bằng vốn được đẩy mạnh vào nhữngnăm 1960 và 1975 ở các nước công nghiệp phát triển vàngười ta cũng nhận thấy đi đôi với quá trình thay thế này là

KTNL37

người ta cũng nhận thấy đi đôi với quá trình thay thế này là

sự gia tăng quá trình sản xuất năng lượng, sự sử dụng cácthiết bị đòi hỏi nguồn năng lượng nhiều hơn Lý giải tương tự

Như vậy sự thay thế lao động bằng vốn giúp cho việc tănghàm lượng năng lượng trong kinh tế, càng khẳng định mốiliên hệ giữa vốn, lao động và năng lượng gắn bó chặt chẽvới nhau Điều này thể hiện rất rõ trong hàm KLEM códạng dưới đây.

dạng dưới đây

Tìm được điểm tối ưu bằng phương pháp nhân tử Lagrang

Các yếu tố có thể thay thế lẫn nhau:

- Lao động được thay thế bằng vốn - thay thế lao động chântay bằng lao động cơ giới hoá

Hàm KLEM

Người ta nhận thấy rằng trong quá trình công nghiệp hoá lao

động được thay thế bằng vốn tức là thay thế lao động chântay bằng máy móc

Năng lượng và vốn có thể thay thế ngay cả khi mối quan hệ

bổ sung đơn giản đã được xác định Máy rẻ tiền tốn ít lãng phí năng lượng - đúng cho trường hợp dồi dào các

Hàm KLEM

Việc thay thế phải xem xét theo giá của bản thânnăng l−ợng cũng nh− phải tính tới các yếu tố so sánhkhác nh−:

 giá của loại năng l−ợng

 hiệu suất của các thiết bị

 chi phí đầu t− vào các thiết bị khi chuyển đổi

Hµm Leontief

C¸c hµm d¹ng Cobb Douglas coi sù thay thÕ lµ tÊt nhiªn

cßn hµm d¹ng Leontief coi ®Çu vµo lµ sù bæ sung nhau

víi sù cøng nh¾c cña c«ng nghÖ

KTNL43

víi sù cøng nh¾c cña c«ng nghÖ

Y = µµµµL = λλλλK = ππππE

Hàm Leontief

Không có thay thế giữa các yếu tố Có sự bổ sung hoàn

hảo giữa năng lượng, vốn và lao động

Hàm Leotief đúng trong ngắn hạn Tại một thời điểm cho

Hàm Leotief đúng trong ngắn hạn Tại một thời điểm chotrước sự kết hợp giữa các yếu tố xác định, và không có sựthay đổi nào giữa các yếu tố

Trong dài hạn, với sự tiến bộ khoa học kỹ thuật thì các hệ số

Nhu cầu cuối cùng (nhu cầu trực tiếp) đối với sản phẩm

của 3 ngành này tương ứng là: fi (i= 1-3)

cân đối liên ngành - Input - Output với yếu tố năng l−ợng

Ma trận Input - Output của nền kinh tế chỉ bao gồm 3

Mỗi dòng biểu diễn dòng sản phẩm đi đâu

Mỗi cột mô tả sản phẩm từ đâu tới

Xij dòng sản phẩm từ i cung cấp cho ngành j

KTNL47

Xij dòng sản phẩm từ i cung cấp cho ngành j

aij hệ số tiêu hao sản phẩm từ i cung cấp cho ngành j - suất tiêuhao xác định

tj tổng sản phẩm của ngành j

fi tiêu dùng cuối cùng trong ngành thứ i

Xij +fi =tj

Phân tích bảng cân đối liên ngành

Đánh giá tiêu hao các nguồn lực để thoả mãn nhu cầu

Cơ sở để hoà hợp việc dự báo hướng cầu và dự báohướng cung

hướng cung

Cơ sở để phân tích các chính sách năng lượng (thay thế,

sử dụng các nguồn lực, cường độ năng lượng, năng lượng

và môi trường )

Ghi lại các dòng dịch chuyển của sản phẩm trong nền kinh tế

Từ đâu tới (nguồn) :

KTNL49

Hướng tới đâu (sử dụng vào những mục đích nào):

B¶ng Input – Output

Mét ma trËn víi c¸c cét vµ c¸c dßng

Mçi mét dßng thÓ hiÖn h−íng cña dßng dÞch

chuyÓn s¶n phÈm (s¶n phÈm ®i ®©u)

 Mçi cét thÓ nguån gèc cña c¸c dßng s¶n phÈm

(s¶n phÈm tõ ®©u tíi)

Ma trậ n h ệ s ố Input output đơ n

Σ j ij ij+ Σ bij (t0) [ q j(t) - q j(t0) ]

Nghịch đảo I-A ( I-A)* B

1,17 0,09 0,34 0,19 0,87 0,67 -0,64 0,21 1,19 0,72 0,24 0,48 0,38 -0,02

Ma trận hệ số Input output tổng hợp

C* ( I- A) C* (I-A)*B+D

ma trận Input output ban đầu

Hàm CES

Để tránh thiên về một trong hai thái cực người ta sử dụng

hàm dạng tổng quát CES (Constant Elasticity of

Substitution) hay còn có tên là SMAC theo tên những

người đã tỡm ra hàm này Solow, Minhas, Arrow và Chenery)

logarit của E/K

Ta có thể dễ dàng kiểm tra hệ số đàn hồi thay thế là

không đổi.

[ ρ ρ ] ρ

1

K a

KTNL61

2 1

ở các trường hợp đặc biệt thì hàm CES trở thành hàm

Cobb Douglass và Leontief Thật vậy ta có

Nếu ρ = 0 hay σ = 1 ta có hàm số dạng Cob-douglas

(Y= Ea K*b )

(Y= E K* )

Nếu Nếu γ→-∞ hay σ = 0 chúng ta sẽ có hàm dạng Leontief( y =uE = v K*)

trong thời gian dài là tương đối yếu (-0.3 ữ0.5)

Có thể kết luận sự thay thế chỉ trong giới hạn nhất định và bêncạnh đó cũng tồn tại quan hệ bổ sung giữa các nhân tố

KTNL63

cạnh đó cũng tồn tại quan hệ bổ sung giữa các nhân tố

E= y a pe

s = pe E/Y = aσ pe 1- σ

Từ ta có nếu pe không đổi tức là s là không đổi hay ta cónếu pe không đổi chi phí năng l−ợng trong Y là ổn định

Nếu σ <1 khả năng thay thế năng l−ợng và vốn có giới

Nếu σ <1 khả năng thay thế năng l−ợng và vốn có giớihạn (yếu) việc tăng giá năng l−ợng sẽ kéo theo sự tăngchi phí năng l−ợng trong y

E' ®iÖn, E" d¹ng n¨ng l−îng kh¸c, E n¨ng l−îng chung,

Điều này được kiểm nghiệm khi xảy ra cuộc khủng hoảngdầu lửa thứ nhất: những nước nhập khẩu dầu lửa không cókhả năng ngay lập tức thay đổi sự kết hợp vốn và E đã có từtrước Khi pe tăng lượng năng lượng sử dụng sẽ giảm nhẹ,

và sản xuất giảm nhiều và tỷ trọng chi phí năng lượng trongGDP tăng

hơn là đối với giá tương đối pe/pk, sự tăng giá năng lượngdẫn đến tỷ trọng chi phí E trong GDP giảm.

Nếu σ = 1 chúng ta có sự thay thế năng lượng và vốn tỷ lệvới sự biến thiên của giá tương đối và chi phí năng lượng

KTNL67

với sự biến thiên của giá tương đối và chi phí năng lượngtrong GDP không đổi và = a

Các hàm nhu cầu năng lượng

Thông thường có hai cách tiếp cận khi xác định hàm nhucầu năng lượng Một là sử dụng các mô hình kinh tế lượng

và cách tiếp cận kinh tế kỹ thuật

Trong cách tiếp cận thứ nhất người ta giả thiết là các quan

Trong cách tiếp cận thứ nhất người ta giả thiết là các quan

hệ giữa năng lượng và các yếu tố kinh tế quan trọng khác(GDP, p e thu nhập ) đã được xác lập trong quá khứ sẽ đượcduy trì trong tương lai

Trong cách tiếp cận kinh tế kỹ thuật người ta xem xét phântích xác định nhu cầu năng lượng dựa trên việc xem xét ảnhhưởng của các yếu tố kinh tế kỹ thuật công nghệ , cách

KTNL69

hưởng của các yếu tố kinh tế kỹ thuật công nghệ , cáchtiếp cận này nhấn mạnh hơn yếu tố thực nghiệm

Hµm Cobb Douglass vµ nhu cÇu n¨ng l−îng

Hµm ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng hµm mò:

l−îng : M« h×nh A Manne

Tõ hµm s¶n xuÊt d¹ng CES => hµm nhu cÇu

Nhu cÇu n¨ng l−îng E cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng:

KTNL71

Nhu cÇu n¨ng l−îng E cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng:

E = Y bσσσσ (pe) - σσσσ

¸p dông tÝnh to¸n vµ ph©n tÝch

Thống kê năng lượng

Đánh giá hiện trạng của Hệ thống năng lượng (HTNL):

- Tỷ trọng từng loại năng lượng trong tổng tiêu thụ

- Các nhân tố giải thích tăng trưởng tiêu thụ năng lượng

- Tình trạng hoạt động của các đơn vị trong ngành nănglượng

- Khả năng thay thế giữa các dạng năng lượng

§Ó tr¶ lêi c¸c c©u hái nµy mét c¸ch hÖ thèng cÇn ph¶i:

=>Chức năng của thống kê năng lượng:

Thu thập, xử lý và phân tích thông tin năng lượng

Nghiên cứu toàn diện về tình hình sản xuất và tiêu thụ nănglượng

Những nhân tố giải thích sự tăng trưởng hay sự thay đổi nói

Những nhân tố giải thích sự tăng trưởng hay sự thay đổi nóichung

Tình trạng hoạt động của các dạng năng lượng nói chung

Dự báo về sản xuất và tiêu thụ năng lượng

Mỗi dòng năng lượng được biểu hiện bằng đơn ựi riêng

 Mỗi loại năng lượng được thể hiện trong bảng

TKNL theo đơn vị riêng của mình

 Mỗi cột tương ứng với một loại năng lượng hàng hoá

KTNL75

hoá

 Các dòng tương ứng với các công đoạn chính từ TT-PP-tiêu dùng

SX-
Thống kê năng lượng phản ánh mức độ sản xuất và tiêu thụ các dạng năng lượng khác nhau

Sai số thống kê (+/-)*

Đầu vào và ra của hệ thống lọc dầu (+/-)

Đầu vào của hệ thống sản xuất điện (-)

Quá trình biến đổi

KTNL77

Đầu vào của hệ thống sản xuất điện (-)

Tổn thất của hệ thống truyền tải và phân phối (-)

Tự dùng và Tổn thất của hệ thống năng l−ợng (-)

Tổng cung cấp ròng (NSA)

Nhu cầu nội địa ròng

Tiêu thụ năng lượng trong công nghiệp

Tiêu thụ năng lượng trong nông nghiệp

Quá trình tiêu thụ

( nhu cầu)

Tiêu thụ năng lượng trong nông nghiệp

Tiêu thụ năng lượng trong giao thông

Tiêu thụ năng lượng trong thương mại dân dụng

Thống kê năng lượng ghi lại các dòng biến đổi năng lượngtrong tất cả các công đoạn từ khai thác sơ cấp, biến đổivận chuyển , từ năng lượng sơ cấp đến tiêu thụ cuối cùng

cho phép có thể xem xét đánh giá từng dạng năng

lượng.

KTNL79

lượng.

Từng dạng năng lượng được đo lường thống kê theo đơn

vị vật lý riêng của mình (tấn, lít thùng, m3)

Tuy nhiên Thống kê năng l−ợng không cho phép so sánh

đánh giá vị trí vai trò của từng loại năng l−ợng nhiên liệu

Nó cũng không đ−a ra đ−ợc cái nhìn tổng thể về tình hình

sản xuất biến đổi và tiêu thụ năng l−ợng

Không phản ánh đ−ợc mối liên hệ mật thiết qua lại giữa các

khối năng l−ợng

Cân bằng năng l−ợng là một dạng biểu diễn phù hợp để