碳减排数学模型及其应用电子书

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内容提要

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前言

第1章 碳排放背景

1.1 温室效应和气候变化

1.2 保护环境的全球合作

1.2.1 《斯德哥尔摩宣言》

1.2.2 《联合国气候变化框架公约》

1.2.3 《京都议定书》

1.2.4 《欧盟气候变化计划》

1.2.5 《巴黎协定》

1.2.6 中国的行动

1.2.7 减排手段

1.3 碳市场

1.3.1 欧盟排放交易体系

1.3.2 美国交易市场

1.3.3 其他外国交易市场

1.3.4 中国交易市场

第2章 碳减排模型的数学基础

2.1 最小二乘法拟合

2.2 线性规划

2.2.1 线性规划基本概念

2.2.2 线性规划的解法

2.2.3 线性规划的软件包解法

2.3 Shapley值法

2.4 微分方程

2.4.1 一般概念

2.4.2 解的定性分析：微分方程的平衡解

2.4.3 微分方程的数值解

2.5 随机过程

2.5.1 马尔科夫链

2.5.2 布朗运动

2.5.3 Feynman-Kac公式

2.6 蒙特卡洛（Monte Carlo）方法

2.7 随机最优控制及HJB方程

2.7.1 控制问题

2.7.2 动态规划原理

2.7.3 HJB方程

第3章 碳减排相关模型

3.1 人口模型

3.1.1 指数增长模型（马尔萨斯模型）

3.1.2 阻滞增长模型（Logistic模型）

3.1.3 带随机项的阻滞增长模型

3.1.4 人口发展模型

3.2 气温模型

3.3 GDP模型

3.4 人口、经济、科技与环境污染方程

3.4.1 IPAT模型

3.4.2 STIRPAT模型

3.4.3 STIRPAT模型的随机微分方程形式

3.5 扩散模型

3.6 二叉树模型

3.7 马科维茨优化模型

3.7.1 马科维茨模型的基本假设

3.7.2 收益和风险的度量

3.7.3 马科维茨模型的建立

3.7.4 马科维茨模型的求解

3.8 市场价格的连续随机过程

3.9 Black-Scholes模型

3.9.1 Black-Scholes模型的建立

3.9.2 Black-Scholes公式

3.10 GARCH模型

第4章 简单的碳减排模型

4.1 概率统计模型

4.1.1 回归拟合碳曲线[注]

4.1.2 用GARCH模型估计碳市场波动率[注]

4.1.3 因子模型[注]

4.2 碳减排边际费用曲线

4.3 碳项目的数学规划模型

4.3.1 碳排放限制下的投资项目规划

4.3.2 碳减排项目投资规划

4.3.3 低碳旅行

4.4 合理分配碳许可

4.5 微积分优化碳控制

4.6 碳排放权涨跌的马尔科夫模型

4.7 大气颗粒屏蔽热辐射的蒙特卡洛模拟

4.8 树种发展竞争模型

4.9 污染扩散模型

4.9.1 扩散和消失

4.9.2 高斯烟羽扩散

4.10 碳排放随机过程模型[注]

4.10.1 基本假设

4.10.2 碳排放量的随机过程

4.11 碳超限概率的未定权益定价[注]

4.11.1 超限概率模型

4.11.2 超限概率性质分析

4.11.3 超限概率计算

4.11.4 参数分析与作图

4.12 碳排放超限潜在成本的未定权益定价[注]

4.12.1 潜在成本模型

4.12.2 潜在成本性质分析

4.12.3 潜在成本计算

4.12.4 参数分析与作图

第5章 碳金融模型

5.1 碳金融产品的介绍

5.1.1 碳金融原生产品

5.1.2 碳金融衍生品

5.2 碳金融衍生品的定价

5.2.1 碳金融欧式期权

5.2.2 碳金融美式期权

5.2.3 嵌入期权的碳金融债券案例[注]

5.2.3.1 参数校验

5.2.3.2 解的性质分析

5.2.4 以碳产品为标的的信用违约互换案例[注]

5.2.5 碳排放权掉期案例[注]

5.2.6 碳保险的案例[注]

5.3 马科维茨最优碳投资组合[注]

5.3.1 样本选择

5.3.2 数据处理

5.3.3 最优投资比例计算

5.3.4 结果与分析

第6章 碳优化模型[注]

6.1 控制无上界限制的国家碳排放率的优化模型

6.1.1 问题简述

6.1.2 模型建立

6.1.3 模型求解

6.1.4 数值模拟和解的性质分析

6.2 控制有上界限制的国家碳排放控制率的优化模型

6.2.1 问题简述

6.2.2 模型建立及求解

6.2.3 数据处理及参数选取

6.2.4 数值计算和解的性质分析

6.3 考虑碳交易的国家碳减排的最优策略模型

6.3.1 问题简述

6.3.2 模型建立

6.3.3 模型求解

6.3.4 模型的数值解分析

6.4 带惩罚机制的具碳交易的国家碳减排放的最优策略模型

6.4.1 问题简述

6.4.2 模型建立

6.4.3 模型求解

6.4.4 模型的数值解分析

6.5 单时段企业排放权最佳购买量模型

6.5.1 问题简述

6.5.2 模型建立

6.5.3 模型求解

6.5.4 性质分析

6.6 两时段企业排放权最佳购买量模型

6.6.1 问题简述

6.6.2 模型建立

6.6.3 模型求解

6.7 企业减排技术最佳引进时间模型

6.7.1 问题简述

6.7.2 模型建立

6.7.3 特殊情况下的模型求解

6.7.4 模型扩展

第7章 总结和展望

附录

附录1 碳减排方面专有名词解释

附录2 碳优化模型相关数学证明

一、6.2中解的存在唯一性

（一）定理6.1的证明

（二）定理6.2的证明

二、6.4中粘性解的存在唯一性

（一）定理6.3的证明

（二）定义[问题（6.19）和（6.20）的粘性解]

参考文献

后记