中国能源消费的灰色预测与前景展望

　　摘要：本文讨论了21世纪中国的能源现状和能源结构，并基于2000～2007年中国能源消费总量的原始数据，构建GM(1,1)模型，对中国在未来的5年的能源消费作了经济预测，中国能源消费总量将突破50亿吨标准煤，最后对今后能源战略作了前景展望。
　　关键词：能源消费；灰色预测；GM(1,1)模型
　　
　　1中国能源消费现状
　　我国目前的能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第3位；基本能源消费占世界总消费量的10.4%，居世界第2位，可见我国已经成为一个能源生产和消费大国。但是我们应当清醒地看到：中国资源总量虽然较大，但人均占有量少，人均能源资源可采储量远低于世界平均水平。
　　 《中国能源发展报告2009》[1]指出，2008年我国能源产业积极应对经济形势变化，总体运行状况良好。能源供应保障能力继续增强，能源种类进一步多元化；能源结构调整积极推进，清洁能源和可再生能源发展加快，所占比例有所提高；节能减排工作取得较大进展，单位GDP能耗显著下降。同时，能源科技装备工作进步显著，不仅启动了大型油气田和煤层气开发等重大科技专项，一系列配套关键技术、装备研发也取得突破。此外，我国进一步加强了国际能源合作，和中亚、欧洲、非洲等多个地区都开展了能源合作。合作领域也有所拓宽，由油气为主拓展到铀矿、风能、煤炭、电力开发建设、工程承包、技术服务等领域，金融合作与项目投资相结合，在开发利用境外能源资源的同时，推动国内能源装备产业发展。
　　
　　2中国目前能源结构
　　中国是世界上资源总量较丰富的国家，煤炭资源在一级能源消费中所占的比重很大。根据表1[2]，与2006年相比，2007年全国消费煤炭25.86亿吨，增长8.1%；石油3.66亿吨，增长4.9%；天然气695亿立方米，增长23.9%；水电4853亿千瓦时，增长11.4%；核电621亿千瓦时，增长13.3%。由此看出，中国能源消费量很大，并有逐年上升的趋势。由表2的数据看来，中国能源消费构成一直以煤炭为主体，从2003年至2007年，煤炭在能源消费格局中占七成左右的比例，并且逐渐趋向于饱和，石油的比重有所下降，天然气比重正逐步提高，水电与核电的比重没有太大改变，而且在构成中所占的比例很低。
　　表1中国近年能源消费构成

　　
　　表2中国近年能源消费构成比重

　　
　　中国能源结构不合理，能源消费以煤占主导地位，偏离了世界能源结构以油气为发展趋势的主流。落后的用煤方式、生产设备、管理方式引发了种种问题，包括人均能源资源少，供需差距明显，能源消耗强度高，效率低，排放污染严重，生态环境遭到破坏。目前，我国能源发展面临的形势和环境比较复杂，矛盾和困难前所未有，任务十分艰巨。
　　
　　3基于GM(1,1)模型的能源消费预测
　　3.1GM(1,1)模型原理
　　灰色预测[3]是指利用GM模型对系统行为特征的发展变化规律进行估计预测，同时也可以对行为特征的异常情况发生的时刻进行估算，以及对在特定时区内发生事件的未来时间分布情况做出研究等等。这些工作实质上是将“随机过程”当作“灰色过程”，“随机变量”当作“灰变量”，并主要以灰色系统理论中的GM(1,1)模型来进行处理。建立一阶一个变量的灰色系统模型(GM(1,1)模型)[4]包括数据的检验和处理，建立模型，检验预测值。
　　3.2模型的建立与检验
　　表32000～2007中国能源消费总量

　　根据GM(1,1)模型构建原理和分析步骤,本文选取了《中国能源统计年鉴2008》公布的2000～2007年能源消费总量数据组成预测模型的原始数列(见表3)。
　　
　　第一步：级比检验
　　建立能源消费量数据的时间序列如下：
　　（3-1）
　　(1) 求级比
　　(3-2)
　　
　　（3-3）
　　(2) 级比检验
　　由于，k=2,3,...,8,故可以用作满意的GM(1,1)建模。
　　第二步：GM(1,1)建模
　　(1) 对原始数据作一次累加，即
　　（3-4）
　　(2) 构造数据矩阵B及数据向量Y
　　（3-5）
　　(3) 计算(3-6)
　　于是得到=-0.1069,=120505.725
　　(4) 建立模型
　　(3-7)
　　求解得
　　(3-8)
　　(5) 求生成数列及数据还原值：
　　令k=1,2,3,4,5,6,7,由上面的时间响应函数可得，其中取
　　(3-9)
　　由，取k=2,3,...,8,得
　　k=2,3,...,8(3-10)
　　(3-11)
　　
　　第三步：模型检验（见表4）
　　表4能源消费预测模型效果检验

　　
　　经模型的预测，中国能源消费呈现准指数增长规律，采用GM(1,1)模型进行预测的平均误差为1.28%，拟合值对实际值的拟合精度达到了98.72%。其中2008和2009年的数据没有用于模型的建立，但在模型的预测下也得出了较接近的结果。2009年的数据相对误差较大，也显示出了此模型的局限性。GM(1,1)模型建立过程中没有考虑到国民经济的发展，人口的增长，国家政策的实施，能源利用效率的提高，新能源的开发等影响因素，以至于在某些年份的预测值偏差较大，因此建议该模型用于短期内能源消费的经济预测，并结合其他影响因素作出评价，具有一定的实用价值。
　　3.32010～2014年的能源消费预测
　　由以上的推导可以得出中国能源消费总量的预测模型为
　　(3-12)
　　n=2010,2011,2012,2013,2014...
　　在2010～2014年之间
　　（3-13)
　　因此，在未来5年里，在现有的能源结构基础上，中国能源消费总量很可能突破50亿吨标准煤，并以11.28%的平均增长率在增加，如此巨大的能源消耗将严重制约着国民经济的发展，21世纪新的能源战略的实施已刻不容缓。
　　
　　4中国21世纪能源战略的前景展望
　　在21世纪要想实现能源行业的平稳发展，推动国民经济的持续增长，必须立足当前，着眼长远，以结构调整为主线，着力转变发展方式。
　　积极调整能源结构，提高能源效率。具体来看，要大力推进煤炭资源整合，抓住电力需求放缓的机遇，加快电力工业结构调整。同时，积极发展可再生能源和新能源，不断提高清洁能源在我国一次能源消费中的比重；推进节能和科技装备进步，通过技术进步，提高能源利用率，减少污染物的排放。
　　稳定能源投资政策，保持必要的能源建设规模。能源产业的投资乘数效应非常明显，对带动下游产业和相关产业发展，拉动国民经济整体回暖有着至关重要的作用。因此，从提高能源中长期供应保障能力出发，保持适度超前的能源建设规模十分必要。我国应加大对能源基础设施的投入，增强能源产业的可持续发展能力。
　　深化能源体制改革，解决能源健康发展的深层次问题。我国多种新能源的发展还处于初级阶段，没有形成成熟的能源体制。国际能源市场的大幅动荡对我国能源行业来说不仅是挑战，也为我们开展能源价格、财税、资源等改革提供了契机。我们应抓住机遇，推进能源发展的体制机制改革，规范能源市场，保证能源供应安全。
　　积极开展能源国际合作，增强我国能源供应保障能力。在经济全球化的背景下，我国应最大限度地利用现行国际能源秩序，不断加强与能源资源国和过境国的合作，利用政治、经济和外交优势，努力营造良好的国际能源合作环境。同时，还要开拓油气资源的新区域，积极参与海外油气领域的投资，构筑多元化的油气安全保障系统。
　　
　　参考文献
　　[1]崔民选.中国能源发展报告2009[M].社会科学文献出版社，2009
　　[2]国家统计局.中国能源统计年鉴2008[M].国统计出版社，2009
　　[3]刘思峰，党耀国.灰色系统理论及其应用（第三版）[M].北京科学出版社，2004
　　[4]蒋光军等.重庆市能源消费的灰色关联分析与趋势预测[J].能源与环境，2009（1）：10-11.