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2022-06-01
英文标题:
《Oil economy phase plot: a physical analogy》
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作者:
Luciano Celi, Claudio Della Volpe, Luca Pardi, Stefano Siboni
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最新提交年份:
2020
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英文摘要:
  A phase plot of the oil economy is built using the literature data of world oil production, price, and EROEI (Energy Returned on Energy Invested). An analogy between the oil economy and the Benard convection is proposed; some methods of interpretation and forecast of the system behavior are also shown based on \"phase portrait\" using as main variables the price, production and EROEI values. A scenery is proposed on this basis.
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中文摘要:
利用世界石油产量、价格和能源投资回报(EROI)的文献数据,构建了石油经济的阶段图。提出了石油经济与贝纳德对流的类比;基于“相图”,以价格、产量和EROEI值为主要变量,还展示了一些解释和预测系统行为的方法。在此基础上提出了一幅风景画。
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分类信息:

一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:General Finance        一般财务
分类描述:Development of general quantitative methodologies with applications in finance
通用定量方法的发展及其在金融中的应用
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一级分类:Physics        物理学
二级分类:Physics and Society        物理学与社会
分类描述:Structure, dynamics and collective behavior of societies and groups (human or otherwise). Quantitative analysis of social networks and other complex networks. Physics and engineering of infrastructure and systems of broad societal impact (e.g., energy grids, transportation networks).
社会和团体(人类或其他)的结构、动态和集体行为。社会网络和其他复杂网络的定量分析。具有广泛社会影响的基础设施和系统(如能源网、运输网络)的物理和工程。
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2022-6-1 05:53:31
石油经济阶段图:使用世界石油产量、价格、环境和机械工程、特伦托大学-意大利化学和物理过程研究所、国家研究委员会、Pisa-意大利抽象石油经济阶段图的文献数据,构建了石油经济阶段图的物理模拟Luciano Celib、Claudio Della Volpea、Luca Pardib、Stefano Siboniadepartment of Civil,Environment and Mechanical Engineering,和EROEI(能源投资回收)。提出了石油经济与贝纳德对流的类比;本文还介绍了一些基于“相图”的解释和预测系统行为的方法,这些方法使用了价格、产量和EROEI值等主要变量。e布景就是在此基础上提出的。关键词:EROEI、阶段图、油价1。介绍相位图或相位肖像有两个主要含义。在物理化学中,它用于表示di之间的传统平衡和转换一个系统的不同阶段,而在力学、生态学、经济学、不可逆热力学或化学动力学中,它被用来显示非动力学系统在其自然变量空间中的路径。在目前的工作中,该术语将在第二个更广泛的意义上使用。动力系统由一组di表示微分方程,其解为oen仅可进行数值评估;解可以更容易地表示在相空间中,相空间的维数由系统的自然变量的数量来确定。从这个角度来看,非常不同的动态系统可能会表现出类似的行为,因此这种方法可能有助于描述复杂且不易理解的系统。就我们的目标而言,值得考虑2D和3D相图中代表的系统行为,有时被视为更复杂、更高维系统的投影。
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2022-6-1 05:53:34
e感兴趣的读者可以文献[1-3]中有许多详细的分析。这里我们总结一些要点。图中未明确表示时间,但可以跟踪对应于di的系统变量的时间演变不同的条件;时间序列通常显示一些油井周围的轨迹ned点或集,称为吸引子;轨迹数可能为nite或非常大;绘图通常可划分为与di相对应的不同区域运动方向和变量的不同组合;吸引子可能对应于稳定或不稳定的状态子集(每个状态对应于相空间的点)。e过程很容易应用于机械系统,如钟摆[3],但也可以类似地应用于生态学(捕食循环,Lotka-Volterra方程[10])或化学过程,如振荡反应(Belousov-Zhabotinsky反应[4,5])或经济分析(如经济循环的Goodwin表示[6])。即使当系统看起来明显更复杂,2D表示只是维度更复杂绘图的2D投影时,即使没有控制系统动力学的一组众所周知的方程,也可能有非常有用的指示。是地球气候的Etkin表示的情况【11】(g、 1),其中相关性极为复杂的两个主要变量是由di提取的二氧化碳浓度和地球平均温度不同的数据源。e图表明,近年来,地球系统已经放弃了一个强-2石油经济阶段图:一个物理类比,Celi L.、Della Volpe C.、Pardi L.、Siboni S.“吸引子”,活跃了至少一百万年,以探索一个不同的空间相位区域。
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2022-6-1 05:53:37
很明显,即使简单地考虑一下Etkin图像,也不需要对该系统有任何先验的全面知识来评估该过程的价值和重要性。其他一些系统似乎是不可还原的3D(或更复杂的维度),因为这是洛伦兹“奇怪吸引子”和其他类似洛伦兹的系统的情况,这将在下文中考虑。在目前的分析中,我们尝试使用类似于Etkin的工作建议的程序,尽管涉及到完全的di主题:石油生产系统。我们将试图展示2D和3D phaseportraits可能有助于阐明此类系统的动力学细节。同样清楚的是,如果我们假设系统由动力学模型描述,因此其参数和方程不明确依赖于时间,则曲线重叠是不可能的,除非相位图是具有更高维度的系统的二维投影。尽管如此,signi铁路超高结论也可从该低维图中得出。2、数据和方法根据Etkin方法,我们在这里尝试根据信号石油生产系统的变量,希望对系统的行为有一些了解。这样一个系统肯定非常复杂,基本问题是,如果存在的话,选择几个能够捕捉其基本行为的变量。is选择可能取决于理论和经验考虑;对于此处考虑的数据,我们选择了石油价格(2014年不变价格美元)和全球石油年产量(百万吨)。在石油经济文献中,尤其是在英国石油公司定期更新的最流行的公共数据库中,可以找到数据的组合。然而,这样的变量选择并不是偶然的。
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2022-6-1 05:53:40
事实上,这是完全公正的根据萨斯洛提出的热力学和经济学之间的可能类比[7]。为了代表经济财富,萨斯洛试图探索经济与ermodynamics提出了以下财富公式:W=LM+pN[公式1],其中财富W是货币数量M和商品数量Fig的一阶齐次函数。1: 南极冰期周期的状态空间视图,om Etkin,2010(Springer Editor许可证编号:3971331483376)-3石油经济阶段图:物理类比Celi L.、Della Volpe C.、Pardi L.、Siboni S.N;另外两个量分别是L,即货币价值和p,即商品价值。换言之,财富部分可以作为直接投资的商品获得不同的种类,部分也作为货币,其价值会随时间变化。货币价值或商品价值分别是财富相对于货币或商品数量的衍生物。这样,p和L起着密集量的作用,而M和N是广泛量。ESE函数非常相似,并且与热力学函数(如能量、熵、亥姆霍兹自由能或吉布斯自由能)具有相同的数学同质性,正如Callen 50多年前提出的常用方法所分析的,并且在大多数热力学教科书中使用【13】。在规范中c萨斯洛提出的处理方法,商品数及其衍生物p分别等于摩尔数和化学势,而W可被视为亥姆霍兹自由能的类似物。从这个角度来看,价格与商品数量的曲线图将对应于反应物的化学势与从缩合反应中获得的摩尔数的曲线图。3、结果g。
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2022-6-1 05:53:43
2据报告,年平均油价(以2014年不变美元计算)与年石油产量之比(单位:百万吨)-在模型中,每个参数都可以用其除以参考年的值。很明显,从数学角度来看,这些数量实际上是“连续的”,但它们是每年取样的。有可能nd在文献中具有类似数据的类似图,但从目前的观点来看,没有一个被视为动力系统的相位图。然而,在文献[8]中,在很短的时间内使用月度数据,使得绘图非常混乱,无法理解全球趋势,而文献[14]中的数据(从十九世纪下半叶开始到现在)没有被评论。图2:2D阶段图,石油产量(Mton)与石油价格(2014美元)。e di中的背景曲线不同颜色对应diEROEI=1时的不同限价。-4石油经济阶段图:物理类比Celi L.、Della Volpe C.、Pardi L.、Siboni S。在当前图中,年平均值通过红色时间线与油井数据相关联ned路径,但时间没有明确表示为变量。曲线与自身相交的事实表明,至少需要第三个变量。可以对该图作出一些一般性评论:1。已使用非常有限的点获得e图,这些点与非常高且潜在的经典相位图的nite数;这是事实,不能改变。这可能是将该方法应用于典型经济系统的主要局限性;可以使用每月甚至每天的值来增加点数,但这会在行业中引入不可接受的噪音。2.e p vs N轨迹似乎取决于不断增长的背景识别图中的最低点,大致由rst六个点和四条彩色曲线。
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