繆謝雨 楊晨

摘 要：能源是國民經(jīng)濟(jì)增長、社會穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展以及實(shí)現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)的物質(zhì)動力和基本保障。能源的開發(fā)、節(jié)約等問題關(guān)乎著社會穩(wěn)定和環(huán)境安全，引起了世界各國的高度重視。本文以中國統(tǒng)計(jì)年鑒2017年的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于無偏灰色模型預(yù)測了2017到2021年中國能源生產(chǎn)總量及其構(gòu)成并分析了能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的變動趨勢，對煤炭行業(yè)解決產(chǎn)能問題和改善環(huán)境質(zhì)量等具有重要意義。結(jié)果表明，2017到2021年全國能源生產(chǎn)總量逐年增長，但增長率逐漸下降。原煤的年產(chǎn)量明顯減少，而原油和天然氣的年產(chǎn)量均保持緩慢的上升趨勢，可再生能源的年產(chǎn)量逐年增長且增長速度較快。預(yù)測結(jié)果符合我國能源生產(chǎn)總量及其構(gòu)成的發(fā)展趨勢，對實(shí)現(xiàn)我國低碳環(huán)保、大力發(fā)展綠色清潔能源的治國理念和方針政策有重要意義。

關(guān)鍵詞：能源產(chǎn)量構(gòu)成；無偏灰色模型；生產(chǎn)趨勢；政策方針

中圖分類號：U260，15+3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-7866 （2018） 04-001-005

工業(yè)經(jīng)濟(jì)論壇 URL： http//www.iereview.com.cn DOI： 10.11970/j.issn.2095-7866.2018.04.001

Abstract： Energy is the material power and basic guarantee for the national economic growth， sustainable social development and realizing the goal of socialist modernization. The development and conservation of energy are closely related to social stability and environmental security， which have aroused great attention from all countries in the world. This paper predicts the total energy production in China from 2017 to 2021 by using the unbiased Grey prediction model based on the China's Statistical Yearbook 2017. Then the energy production structure and its changing trend are Analyzed. The results show that the total energy production will increase year by year with an decreasing growth rate from 2017 to 2021. Specifically， the annual output of raw coal has been reduced significantly， while the annual output of crude oil and natural gas keeps a slow rising trend. In addition， the annual output of renewable energy increases with a rapid growth rate. The forecast results are in line with the development trend of the total energy production and its composition in China. It is of great significance to realize the Chinese government idea and policy of low carbon energy， environmental protection and green cleanliness.

Key words： Energy Production Structure； Unbiased Grey Prediction Model； Production Trend； Policy Guideline

引言

自十一屆三中全會以來黨中央就把經(jīng)濟(jì)建設(shè)作為黨的工作重心，大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)建設(shè)是實(shí)現(xiàn)國家富強(qiáng)、民族振興的必要條件。能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動力，是一個國家獨(dú)立地更快更好地發(fā)展的物質(zhì)前提。在從木材到煤炭、從煤炭到石油、從常規(guī)能源到核能源與其它新能源的能源結(jié)構(gòu)提升的過程中，往往帶來了社會生產(chǎn)力的重大發(fā)展[1]。隨著時代的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，全國能源產(chǎn)量逐漸增多，但是在人口基數(shù)巨大的中國，人們對能源的需求量也是與日俱增的，因此有限的資源是否能夠得到最好地分配對整個國家的經(jīng)濟(jì)、政治穩(wěn)定有極大的影響，而預(yù)測未來的能源生產(chǎn)總量及其構(gòu)成是預(yù)見國家未來發(fā)展?fàn)顩r和進(jìn)行宏觀調(diào)控的基礎(chǔ)。我國一直是以原煤、原油和天然氣作為支撐社會發(fā)展的主要能源。近20年來，原煤的年產(chǎn)量都占全國能源總產(chǎn)量的70%以上，尤其是2003年至2013年期間高達(dá)75%以上；可再生能源的年平均產(chǎn)量占全國能源總產(chǎn)量的10%左右。然而最近幾年，原煤的年產(chǎn)量在全國能源生產(chǎn)總量中的占比呈逐年下降趨勢，可再生能源產(chǎn)量上升幅度較大。這表明近幾年我國的能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了較大的變化。因此，為了研究能源生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)演化，預(yù)測能源生產(chǎn)總量及其構(gòu)成、分析各能源生產(chǎn)變動趨勢是有必要的。

能源問題的研究過程中大多將能源生產(chǎn)與消費(fèi)相結(jié)合，對能源的消費(fèi)預(yù)測、消費(fèi)結(jié)構(gòu)等研究頗多，亦或是針對某個地區(qū)的能源產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測。常見的預(yù)測模型有一次（線性）預(yù)測模型、二次拋物線預(yù)測模型、三次拋物線預(yù)測模型、指數(shù)曲線預(yù)測模型、單指數(shù)平滑預(yù)測模型、馬爾可夫預(yù)測[2]、無偏灰色預(yù)測、雙組份模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[3]、ARIMA模型[4]、GMDH混合模型[5]、LEAP模型[6]、GA-SA預(yù)測法[7]、Elman模型[8]、系統(tǒng)動力學(xué)[9]、回歸預(yù)測模型[10]等。例如孫愛存[11]基于1991-2006年我國能源產(chǎn)量的歷史數(shù)據(jù)，使用了一次（線性）預(yù)測模型、二次拋物線預(yù)測模型、三次拋物線預(yù)測模型、指數(shù)曲線預(yù)測模型、單指數(shù)平滑預(yù)測模型這五種預(yù)測方法進(jìn)行預(yù)測；又如包森等[12]采用埃農(nóng)映射作為雙組份模型從非線性方法角度分析了能源系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且對中國的能源生產(chǎn)與消費(fèi)進(jìn)行了短期預(yù)測；此外傅瑛等[13]將混沌動力學(xué)原理與經(jīng)濟(jì)學(xué)原理相結(jié)合，建立哈維爾摩模型來預(yù)測我國能源產(chǎn)量，等等。

當(dāng)前，對能源產(chǎn)量的研究方法有很多，而這些方法都存在一定的缺陷。例如系統(tǒng)動力學(xué)，它要求在全面分析能源產(chǎn)量時變系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立變量體系，進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測，分析過程難免會主觀判斷并且缺乏全面性；又如回歸模型，它的自變量選擇可能忽略了某些因素的影響，且指標(biāo)之間可能存在多重共線性，在數(shù)據(jù)列存在較大波動時預(yù)測誤差較大[14]。本文采用灰色預(yù)測模型GM（1，1）[15]對2017-2021年的全國能源總產(chǎn)量及其構(gòu)成進(jìn)行預(yù)測。灰色GM（1，1）的特點(diǎn)是運(yùn)算簡單、快捷。與傳統(tǒng)灰色GM（1，1）相比，無偏灰色預(yù)測模型不存在傳統(tǒng)灰色預(yù)測模型有的預(yù)測偏差，它不僅可以避免在預(yù)測過程中因?yàn)轭A(yù)測增長率較大而失效的現(xiàn)象，而且在無偏灰色預(yù)測模型計(jì)算中無累減過程，簡化了計(jì)算的步驟。此外該模型是對少量的、離散的、無規(guī)律的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，其結(jié)果較為準(zhǔn)確，這一點(diǎn)與原始數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是相吻合的。

本文首先分析2000至2016年我國的能源生產(chǎn)總量及其構(gòu)成的基本數(shù)據(jù)，總結(jié)數(shù)據(jù)變化特點(diǎn)，再考慮無偏灰色模型的優(yōu)勢從而對2017到2021年全國能源總產(chǎn)量及其構(gòu)成進(jìn)行預(yù)測。本文除了數(shù)據(jù)預(yù)測之外還致力于分析各能源生產(chǎn)變動趨勢，有助于決策者根據(jù)能源產(chǎn)量的變化制定國家發(fā)展方案和進(jìn)行宏觀調(diào)控從而實(shí)現(xiàn)對環(huán)境污染的控制。

一、灰色預(yù)測模型GM（1， 1）建立

灰色系統(tǒng)理論是在關(guān)聯(lián)空間、光滑離散函數(shù)等概念的基礎(chǔ)上定義灰導(dǎo)數(shù)和灰微分方程，從而用離散數(shù)據(jù)列來建立微分方程的動態(tài)模型的，也就是說灰色預(yù)測模型是將離散隨機(jī)數(shù)變?yōu)殡S機(jī)性被顯著削弱而且比較有規(guī)律的生成數(shù)，從而建立起的微分方程形式的模型。

本文使用的方法是無偏灰色預(yù)測法。無偏灰色預(yù)測模型是目前應(yīng)用非常廣泛的模型，當(dāng)預(yù)測數(shù)列為一個變量時，模型為一階微分方程GM（1，1）模型。GM（1，1）模型是將原始數(shù)據(jù)中那些隨機(jī)分布的數(shù)據(jù)列，按照時間累計(jì)相加后得到一個新的時間序列數(shù)據(jù)。通過一階線性微分方程的解可以逼近該新的時間序列[16]。本文即根據(jù)GM（1，1）模型的建模理念，經(jīng)過累加處理后，從能源時間序列數(shù)據(jù)中挖掘有用信息，從而對未來我國的能源產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測。

具體預(yù)測公式如下：

二、基于GM（1， 1）模型的中國能源產(chǎn)量構(gòu)成分析及預(yù)測

（一）中國能源產(chǎn)量及構(gòu)成分析

將中國能源生產(chǎn)量分為四個部分，分別為原煤生產(chǎn)、原油生產(chǎn)、天然氣生產(chǎn)及一次能源電力及其他能源生產(chǎn)，具體占比如圖1所示。

對2000-2016年各能源產(chǎn)量占比圖進(jìn)行分析。從圖中發(fā)現(xiàn)，原煤產(chǎn)量在全國總產(chǎn)量中占據(jù)主要地位，原油產(chǎn)量次之，天然氣產(chǎn)量的占比最小。此外，各種能源產(chǎn)量的占比隨著時間的推移并不是一成不變的。近幾年，原煤產(chǎn)量的占比明顯減少，而一次電力及其他能源的產(chǎn)量大大增加，原油和天然氣的產(chǎn)量占比變化不大。

為了具體分析能源生產(chǎn)構(gòu)成的演變趨勢，對2000-2016年中國能源生產(chǎn)量的占比情況進(jìn)行具體分析，如圖2所示。

根據(jù)2000-2016年全國能源生產(chǎn)總量及構(gòu)成量折線統(tǒng)計(jì)圖得出，中國能源生產(chǎn)總量和原煤產(chǎn)量的變化均不是呈線性關(guān)系；而原油天然氣的產(chǎn)量都近似線性關(guān)系。其次，2000到2014年期間全國能源生產(chǎn)總量是逐年增加的，由2000年的138570萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤上升至2014年的361866萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。但2015到2016年，全國能源生產(chǎn)總量是遞減的。前者出現(xiàn)的原因是我國生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高以及生產(chǎn)、生活對能源的需求量的增加等；后者出現(xiàn)的原因是在全國能源生產(chǎn)總量中占據(jù)主要地位的原煤的產(chǎn)量大大降低。

2000至2006年期間，全國能源生產(chǎn)總量增長速度相對較快，而2011至2014年期間增速相對較慢，其原因是在總產(chǎn)量中原煤占比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他能源，同時在2000至2006年期間，原煤產(chǎn)量總體增長速度較快，而在2011至2014年期間，原煤產(chǎn)量增速大大減緩。

近幾年，原煤的產(chǎn)量呈現(xiàn)負(fù)增長趨勢，而一次電力及其他能源的產(chǎn)量呈現(xiàn)出顯著上升趨勢。其原因是國家大力發(fā)展清潔能源、出臺了保護(hù)環(huán)境的相關(guān)政策。

（二）中國能源產(chǎn)量構(gòu)成的預(yù)測分析

根據(jù)對2000-2016年中國能源產(chǎn)量構(gòu)成比例及特征分析，根據(jù)灰色預(yù)測模型GM（1，1）對2017-2021年中國能源產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測，得到中國能源生產(chǎn)總量及能源構(gòu)成量的具體數(shù)據(jù)值，為了便于分析和比較，所有預(yù)測值的單位統(tǒng)一化為萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如圖表1所示。

為了便于了解2017-2021年中國能源總量的變化情況，圖3中具體分析了各能源生產(chǎn)量隨時間的變化趨勢及高碳能源-低碳能源的占比趨勢，如圖3所示。

從2017-2021年全國能源生產(chǎn)總量及構(gòu)成量折線統(tǒng)計(jì)圖中可以看出，2017-2021年全國能源生產(chǎn)總量呈上升趨勢，其中原煤的生產(chǎn)總量雖然依舊在全國能源生產(chǎn)總量中占主要地位，但是它是呈下降趨勢的。然而，之所以全國能源生產(chǎn)總量沒有因?yàn)樵旱漠a(chǎn)量下降而下降，是因?yàn)橐淮坞娏捌渌茉吹漠a(chǎn)量在全國能源生產(chǎn)總量中的占比大大提高，并且呈現(xiàn)逐年上升趨勢。這符合我國能源發(fā)展的現(xiàn)狀：人口基數(shù)大的中國能源生產(chǎn)總量在短期內(nèi)不可能減少；可再生能源的大力發(fā)展使得能源結(jié)構(gòu)更加完善。

三、結(jié)論

本文用灰色預(yù)測模型預(yù)測了2017到2021年全國能源生產(chǎn)總量及其構(gòu)成，并分析了各能源生產(chǎn)變動趨勢。預(yù)測對于制定和有效實(shí)施能源政策非常重要?？紤]到我國能源需求的快速增長和能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不平衡，對能源生產(chǎn)、消費(fèi)總量和結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確預(yù)測是分析自給率和制定新能源政策的關(guān)鍵[17]。面對經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國必須要有一個強(qiáng)有力的能源供應(yīng)來穩(wěn)住現(xiàn)代化建設(shè)的步伐。根據(jù)研究結(jié)果，針對現(xiàn)階段能源中存在的問題，我國不僅要加快研發(fā)低能耗、無污染的新能源，而且要減少能源的損耗，提高綠色能源的利用率。要以保護(hù)環(huán)境為前提，堅(jiān)決抵制先污染后治理的作法，并且合理調(diào)整能源結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多元化。針對我國的特殊國情和特殊的能源結(jié)構(gòu)，中國必須找到適合自己的能源生產(chǎn)道路來不斷強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

基金項(xiàng)目

江蘇大學(xué)第十六大學(xué)生科研項(xiàng)目（批準(zhǔn)號：NO. 16A295）

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