基于时间序列的二氧化碳排放预测与能源结构分析：面向零净排放转型的多国家研究

本研究通过将国家能源结构特征与时间序列预测模型相结合，考察了包括尼日利亚、美国、中国、巴西和俄罗斯在内五大经济体二氧化碳排放轨迹。分析了2000-2023年的年度排放数据及能源生产数据，以将国家划分为取决化石能源、转型期或可再生能源加速型轮廓。评估了三种预测模型（ARIMA、SARIMA和 Holt-Winters指数平滑模型），并使用MAE、RMSE、MAPE和R²指标进行衡量。结果表明，Holt-Winters模型对尼日利亚、美国、中国和巴西的最佳预测效果，SARIMA对俄罗斯效果更佳，由于其排放相对稳定。2024-2060年的长期预测表明，各国碳中和路径呈现差异化。巴西因其以可再生能源为主的能源系统，最接近低排放未来；尼日利亚继续保持排放上升趋势，因其化石能源依赖性强；美国和中国维持中度下降，但需要加速减排措施以实现各自的净零承诺；俄罗斯的排放在当前条件下保持基本持平。这些发现凸显了能源结构对国家碳中和前景的重要影响，强调了为实现全球气候目标需要针对性能源政策改革的必要性。