湖南省能源供需现状与消费预测研究

龚 波，王 莉



湖南省能源供需现状与消费预测研究

龚 波1，王 莉2

（1. 湖南科技大学计算机科学与工程学院，湖南湘潭 411201；2. 湖南城市学院商学院，湖南益阳 413000）

当前湖南经济的高速发展与能源供给量的不足，从而快速积聚能源供给危机。现阶段湖南能源自身产量和利用效率与我国能源生产大省以及GDP强省相比仍有较大差距。各主要能源品种的人均储备不足与第二产业在能源消费量中占主导地位的供求特点，将导致湖南未来十年的能源调入格局不变。预测至2022年，湖南的一次能源消费总量将处于34 057-37 379万吨标准煤之间，一次能源生产总量位于25 845-28 222万吨标准煤之间。

能源；两型社会；灰色包络；预测

能源是人类维系基本生存活动的能量来源，是人类社会得以延续与发展的物质基础，是一个国家或地区经济发展的命脉。近年来，随着经济与城镇化的发展，湖南对能源的需求量逐年上升，这无疑对一个能源自给相对匮乏的省份提出了严重挑战，同时能源供需矛盾也正威胁着湖南资源节约型社会的发展。因此，是否能正确判断出湖南能源供需现状，能否有效预测出该省能源的未来供求数据，具有十分重要的现实意义。

针对湖南省能源供需现状与预测的研究，目前学术界已经形成了一些初步共识。得出的主要结论一是湖南能源供给现状紧张，新能源发展潜力较大，[1][2]多因素导致能源消耗高于全国的平均水平；[3][4]二是在对未来能源消费量的预测方面，艾更之（1994）采用e值法与人均耗能法对湖南2010年的能源需求进行了预测，其预测值分别为6 996-9 636万吨标准煤和7 024-9 486万吨标准煤，而湖南2010年实际能源需求为14 852万吨，远远大于预测值。蒋洪亮（2006）预测出湖南2020年的能源消费量14 278万吨，而2010年的实际消费量早已超过该预测值。[5][6]

综上所述，从学术研究的角度看，目前对湖南该问题的研究成果不但量少而且较陈旧，很多成果与实际情况有较大的差距，有些研究在实证分析中可能还存有需要改进与提高的地方，这些都使得该问题具有再次研究的必要。本文研究的贡献在于：一是丰富了对湖南能源供需的研究成果；二是采用灰色包络带模型对能源需求进行预测，这种带状区间预测方式可能会使预测结果更接近于实际。

一、湖南能源供需现状

（一）能源供需在全国的地位分析

湖南省地处我国中西部，人口众多，缺电少煤、无油无气，各类能源生产量占全国的比重相对较低，属于一个典型的能源输入省份。近年来，湖南正处于经济与城镇化高速发展时期，对能源的需求急速增长，对各种能源的需求加剧了供需关系的紧张，导致自身的能源供需短缺形式非常严峻。从各省能源（含煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气、电力）供给差异来看（如图1），湖南能源供需差异聚类结果与河南、江西、海南、福建四省基本相似，与山西、内蒙等能源生产大省有着明显的差距，同时在能源利用效率上与山东、江苏、广东、浙江、辽宁这些GDP强省也有较大差异。

湖南能源供需除整体上与外省存有明显差异之外，从自身能源的供需种类来看，也存在核能、风能、页岩气、太阳能以及生物质等新能源品种供应缺乏，传统能源消费量依旧占绝对地位的现状，能源自给形式不容乐观。2005-2012年间的能源消费总量自给率，基本在0.55的自给水平上下波动，自给后劲明显不足。特别是原油与天然气自给率基本为零，柴油和燃料油自给也都存有一定程度的下降，电力供给自给率虽然可达95%以上，但火电比重仍高于水电，因此电力供给实际上仍需依赖从省外调入大量煤炭来实现自给，保障压力也依然严峻。

图1 各省能源供给差异聚类图

（二）分品种的能源供需情况

从1980-2012年这段时期来看，湖南对能源需求快速增长。2012年湖南能源消费总量为16744.08万吨标准煤，年平均增长率达24.17%，将近为1980年的8倍。其中煤炭、电力、焦炭、原油消费量上升趋势明显，煤品燃料占能源消费比重从2000年的71.5%下降至2010年的62.8%，油品燃料占能源消费比重从2001年的9.1%上升至2010年的11.1%，一次电力及净调入电力占能源消费比重从2000年的13.8%上升至2010年的15.2%。如果把各类能源统一折算成标准煤进行比较（见图2），可见煤炭与电力的消费量基本呈直线上升趋势、其余各类能源基本都呈波动上升趋势，且扩张期多于收缩期。

图2 2005-2012年湖南各能源折算成标准煤的消费量

1. 煤炭储备与开发方面。截至2008年底，湖南煤炭资源的保有储量接近32亿吨，其中基础储量将近20亿吨，人均拥有量为12.89吨，仅占全国人均平均水平的5.5%，煤炭资源量严重不足。2009年以前的煤炭年产量基本维持在4 000万吨左右，人均煤炭可开采储量为全国人均水平的29%，人均保有量为全国平均水平的1/6。自2010年开始，湖南煤炭年产量开始大幅度提升，2012年产量已经增至8 000万吨左右，占全国煤炭产量的3.14%，但这与2012年所消费的12 084万吨煤炭相比，仅凭自身产量仍远远不够。

2. 电力供给与利用方面。湖南水资源较为丰富，全省地表水径流量与地下水资源都较充足。据相关资料统计，全省水力蕴藏量约为1 532万千瓦，其中湘江流域占全省总量的30.7％，高达471万千瓦。在这些水力蕴藏量中，可供利用的开发量为1 084万千瓦，占全省水力蕴藏量的71％左右。2012年全年电力消费供给量为1 260亿千万小时，其中水电与火电比为1:1.5。2012年的电力供给总量与1 347亿千万小时的消费中量相比，仍还有6%的供给缺口。

3. 石油与天然气供需方面。自从2005开始，湖南对汽油、原油、煤油、燃料油、天然气的消费量在稳步上升。与2005年相比，2012年的天然气消费量增长了将近19倍。然而，目前省内除了发现有页岩气外，尚未有可供开采的石油与天然气被发现，其全部消费量仍需从外地调入，石油与天然气供需矛盾较为突出。[7]

（三）按产业能源需求情况

1. 第一产业的能耗保持上升趋势，但比重仍然较小。2012年，湖南省第一产业能源消费量为933万吨标准煤，比2005年增长了71%，平均每年增长8.9个百分点；第一产业在全省能源消费量中所占比重较小，2012年仅占6%，与2005年相比下降了0.05个百分点。

2. 第二产业的能耗比重近年略有下降，但所占比重仍然最大。第二产业一直是湖南多年以来能源消耗最多的产业，近年来随着各产业结构的调整与两型社会建设工作力度的加大推进，第二产业对能源的消耗增长幅度开始下降，占整个能源消耗的比重也有所回落。2012年的第二产业能源消耗总量为10 606万吨标准煤，相比2005年增长了58.9%，平均每年增长率为7.4个百分点。2012年，第二产业在全省能源消费量中所占比重为63%，与2005年相比下降了6个百分点。

表1 2005-2012年各产业能源消费量（万吨标准煤）

数据来源《湖南省统计年鉴2013》《湖南省能源统计年鉴2005-2010》

3. 第三产业的能耗增长迅速，比重有所上升。近年来，湖南的第三产业发展速度较快，对各类能源的需求也随之快速增长，成为推动全省能源消费增长的主要动力。2012年，湖南省第三产业所消耗的能源总量达到了5 205万吨标准煤（注：本文计算方式为总的能源消费量与第一产业能源消费量和第二产业能源消费量之差，计算结果可能偏大），与2005年相比增长了209%，平均每年增长26个百分点。在全省各类能源的消费量中，第三产业所占比重位于一、二产业之间，2012年达到了31.09%，这与2005年相比上升了将近6个百分点。2005-2012年各产业的能源消费量如表1所示。

二、湖南未来能源供需预测与检验

加强能源供需平衡预测，对湖南产业布局与经济发展具有重要意义。能源预测是一个非常困难的事情，它不但与湖南自身经济发展状况相关，也与我国乃至全球经济发展都有密切关系，而影响经济发展的因素实在太多。考虑以往文献中精准预测的不足，我们将采用灰色包络带模型进行区间预测，尽可能预测出湖南未来能源供需量的可能变化范围。

（一）灰色包络带模型的定义与建模过程

灰色包络带模型的实现思想是：假如原始序列波动幅度较大时，可以对原始序列上、下边缘采取建立包络线的办法，来寻找数据的波动区间，说的区间就是未来数据的发展变化范围内。上、下包络线之间的区域称为灰区间。因此，灰色包络带预测本质就是分别对上、下包络线建立GM（1,1）模型并作预测，以获得预测变量未来变化的范围。对GM（1,1）方法请参见文献[8]，我们在此只简介灰色包络带模型的建模步骤：

1. 作原始序列的上、下包络线，并给出它们的包络序列。对于上、下包络，必须分别给出上缘点或下缘点（不必是所有上缘点或下缘点）连线所对应的序列。

2. 应用GM（1,1）模型，分别得到灰区间上、下缘点序列的预测函数。上包络预测函数为：

下包络线的预测函数为：

3. 由式（1）、式（2）得出上、下包络序列的预测值，从而可预测出原始序列灰区间值[9]。

（二）湖南未来能源供需预测

根据数据可得原则，我们提取了2005-2012年《湖南省统计年鉴》中的能源生产、消费数据分别作为包络带模型的输入数据。

1. 上、下包络序列预测

其1-AGO序列为:

GM（1,1）时间响应式为:

表2 一次能源生产、消费总量的上、下包络序列模型预测值

表3 一次能源生产与消费总量的GM(1,1)模型及包络区中心序列模型预测结果

2. 结果分析

通过上述步骤，我们可得到湖南省未来能源供给与需求的上、下灰色包络带预测结果（表2）。从表2可以看出，至2022年，一次能源生产总量位于25 845-28 222万吨标准煤之间，对其再采用包络区中心序列模型，可求一次能源生产总量为270 348万吨标准煤，采用GM（1,1）模型可得到的生产总量为31 423万吨标准煤（表3）。由表2、表3还可知一次能源消费总量位于34 057-37 379万吨标准煤之间，采用包络区中心序列模型结果为35 718万吨标准煤，采用GM（1,1）模型得到的一次能源消费总量为38 015万吨标准煤。可见，用两种模型分别预测出的湖南能源供给和需量结果存有一定的差异。考虑能源生产的边际效应与新能源开发水平的提升，笔者认为2022年湖南一次能源生产总量将会达到28 000万吨，而随着节能减排与经济结构调整，湖南一次能源消费总量将会突破32 000万吨，能源仍需调入的格局不会改变，因此需提前规划与制定好能源的调入措施。

影响一个地区能源供给与需求的因素很多，这些因素的综合将会使湖南对未来能源需求也将具有较大的不可预见性。在全面建设“资源节约、环境友好”的两型社会过程中，需要多少能源才能支撑该发展目标，不但取决于湖南、中国乃至全球经济大气候的发展，也取决于湖南未来经济结构的调整，新能源和新技术的利用水平等因素。所以，今后需逐步加强对湖南风能、太阳能以及页岩气等新能源利用的研究工作，争取为保障湖南能源供给做出更精准的研究。

参考文献：

[1] 高建良, 王花球. 湖南城市化进程中的能源安全机制建设[J]. 湖南财经高等专科学校学报, 2006(1): 75-78.

[2] 孙晓琳, 邹旸, 王铁骊. 湖南能源供需现状与对策研究[J]. 南华大学学报: 社会科学版, 2010(4): 46-48.

[3] 刘祥谦. 湖南省能源供求关系分析及能耗影响因素的实证研究[D]. 湖南大学, 2009.

[4] 陈浩, 黄贺琴, 李吟, 等. 基于能源类碳源估算的湖南省碳排放分析[J]. 湖南城市学院学报:自然科学版, 2012(2): 61-66.

[5] 艾更之. 湖南能源消费现状及未来能源需求预测[J]. 预测, 1994(4): 18-24.

[6] 蒋洪亮. 应对湖南中长期能源短缺问题的战略研究[D]. 国防科学技术大学, 2006.

[7]湖南统计局.湖南能源供需现状、问题及对策研究[EB/OL].[2009-1-1].http://www.hncounty.com/News/Show.asp?id=313.

[8] 刘思峰, 党耀国, 方志耕, 谢乃明.灰色系统理论及其应用: 第5版[M]. 北京: 科学出版社, 2010.

[9] 刘占洲, 敖天其, 万育安. 灰色包络模型在紫坪铺站年径流预测中的应用[J]. 水利科技与经济, 2008(12): 947-949.

（责任编校：彭 萍）

Research on Status of Energy Supply and Consumption Prediction

GONG Bo,WANG Li2

(1．School of Computer Science and Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 412201, China; 2．Business School of Hunan City University, Hunan Yiyang 413000, China)

With the rapid development of Hunan economy and insufficient energy supply Hunan is being faced energy supply crisis. Compared with China's energy-producing province and the GDP strong province there is still a wide gap existed in the current Hunan production and utilization of energy efficiency. According to demand characteristics of inadequate per capita reserves of the major energy varieties and secondary industry dominated in energy consumption, the result shows that total primary energy consumption in Hunan is between 34 057-37 379 tons of standard coal and primary energy production is between 25 845-28 222 million tons of coal. This supply and demand gap lead to the next decade situation that the transferred Hunan energy pattern will not be changed.

energy; two-oriented society; gray envelope; predict

F 206

A

10.3969/j. issn. 2096-059X.2015.06.002

2096-059X(2015)06–0006–05

2015-09-25

湖南省软科学研究计划项目（2012ZK2050）

龚波（1975-），男，湖南益阳人，副教授，博士，主要从事产业经济学研究；王莉（1971-），女，湖南益阳人，副教授，博士生，主要从事产业经济学研究。