区域产业能源消费量预测模型研究

任一鑫，钟希翠

（山东科技大学经济管理学院，山东青岛266590）



区域产业能源消费量预测模型研究

任一鑫，钟希翠

（山东科技大学经济管理学院，山东青岛266590）

摘要：针对目前区域产业能源供求矛盾及现有的能源预测模型缺乏对具体区域产业、产品进行能源消费量的预测等问题，鉴于我国存在区域差异、产业布局差异等特点，结合能源需求相关理论和分析方法，采用产品产量预测模型、单位能耗预测模型、季节预测模型的建立方法，建立了针对具体产业、产品的能源消费量预测模型。以期对区域相关产业、产品进行科学合理的制定能源战略、安排能源建设以及能源优化配置等具有重要的指导价值。

关键词：区域产业；能源消费量；产品产量预测；单位能耗量预测

一、引言

能源是人类生存和社会进步的重要物质保障。随着经济发展和人口增长，我国对能源需求呈急剧上升的趋势，出现了能源供求短缺现象，造成这种矛盾的主要原因是产业结构、能源结构的不合理、能源价格机制存在缺陷、能源利用率低等。要解决能源供需矛盾问题，就需要合理的制定能源发展规划，制定能源生产和消费计划。多年来，许多学者对能源生产、消费预测开展了多方面的研究，从影响能源消费量的经济发展、人口、产业结构、能源价格等宏观因素之间的关系进行预测分析，大致可以分为两类，即单一预测法和采用组合模型进行预测。这两种预测方法多是从影响能源消费宏观因素方面进行的，存在很大的偏差。为了提高预测的精度，本文提出了一种从具体产业、产品等微观角度进行能源消费预测的方法，能够反应出具体产业、产业结构、产品结构、能源结构、节能等变化对能源消费量的影响。这在一定的范围内缩减了预测的偏差，为决策的制定提供了一定的依据。

二、区域产业能源消费的影响因素

1、产业结构对能源消费量的影响

产业结构的变化是影响区域产业能源消费的重要因素，其对能源消费产生的影响存在于以下两方面。一是产业结构不同，其能源需求种类、耗能强度也不同。一般而言，相对于第一、三产业，第二产业属于高耗能产业，能耗强度相对较高，所需能源品种多，因此以第二产业为主体的产业结构必然会对能源消费产生拉动作用。二是不同产业部门单位产品所需求的能源数量、种类也相差较大。具体来说，第二产业部门单位产品所需要的能源数量、种类较多，第一、三产业部门单位产品所需要的能源数量、种类相对比较集中。随着经济发展第二产业的主导地位正逐步向第三产业过渡，进而降低了高耗能高污染产业的比重，增加低耗能清洁产业的比重，从而整个区域的能耗强度就会下降，能源消费量也相对减少。

2、节能减排对能源消费的影响

节能减排政策的推广对产业能源消费也产生重要的影响，主要是通过技术节能、结构节能、管理节能、优化等来达到节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放的目的。具体来说，随着能源使用和加工转换技术的不断改善，先进设备不断投入使用，能源的生产和转换环节的生产效率就会提高，单位产品能耗量减少，生产环节的能源损失也会减少，因此通过技术节能提高其能源利用效率，以达到节约能源、减少能源消费量的目的。另外，合理的使用能源，延长产业链，减少能源初级产品使用，发展下游产品的精细加工，提高高能耗高污染产业的准入条件，遏制部分高耗能产业的盲目投资和低水平的重复建设。在产业中通过对耗能产品制定科学的耗能指标，改善办公场所、营业场所耗能设施的管理制度建设，规范企业生产行为，降低耗能，引导顾客树立节能意识，主动使用高能效产品、节约能源。

3、能源之间的互补、替代对能源消费量的影响

同种能源具有多种用途，各种用途在产业活动中发挥的作用也不同，且同种需要也可以由不同的能源来满足。在产业中进行相关能源之间的替代、互补可以改变能源的结构，主要改善以煤和石油为主的高耗能能源供应与消费结构，降低能耗强度，减轻环境污染。在产品中进行能源的替代、互补可以改善能源的种类，提高能源的利用率，节约能源，减少能源消费量。因此，在我国现有能源约束供给条件下，以新能源替代传统能源、以优势能源替代稀缺能源、以可再生能源替代化石能源，促进能源品种由单一向多元化转变，提高替代能源在能源结构中的比重，是解决我国能源供需矛盾及减轻环境压力的有效途径。

4、产业规模、产品产量、单位产品能耗对能源消费的影响

在当区域中某个产业规模扩大时，能耗量增加，当产业规模压缩时，能耗量减少；当新产业增加时，该产业的能耗量增加，当产业被淘汰时，该产业的能耗为零。产品产量的变化就是产品结构的量的变化，当生产新产品时，该产品的能源消耗量增加进来，当产品淘汰时该产品能源消耗量为零。同时在单位产品能耗中增加技术、生产方式、节能等因素，减低单位产品的能耗强度，这些因素的变化也会对能源消费量有所影响。

三、产业某能源消费量预测模型研究

1、模型建立理论依据

本文预测方法是以产品产量预测、产业结构发展预测为基础、以单位产品耗能量预测为重点进行预测。该预测方法基础与机理有以下几方面。一是从产品方面。产品结构不同，所耗费能源种类、单位产品耗能量、耗能总量也不同；生产产品产量不同，产品的耗能总量也不同。二是从产业方面。产业结构不同，所耗费能源品种、耗能强度和总量不同；产业规模不同，产业的耗能总量也不同。三是其他因素方面。技术、优化、管理、综合利用等方面的开展会对能源结构与单位耗能量产生影响，能源之间的替代、互补，也会对能源消费品种产生影响。因此，从具体区域、产业来看，产品结构、产业结构、单位能耗量变化会直接引起能源品种、能源强度、能源数量变化，这是该模型预测能源耗费量的基础。考虑这些原因与机理，区域产业能源耗费的预测应该首先在产品种类、产量预测，然后结合相关因素的变化对单位产品耗能量进行预测，最后利用所预测的数据预测某种能源的消费量。

2、模型建立

假设某个区域拥有产业数n，第j产业生产产品种类m，第j产业生产第i种产品的产品量Qij，对该区域产业耗费某种能源消费量的预测方法如下：

（1）某产品的产品产量预测模型。本文直接采用已有的GM（1，1）和AR（p）组合预测方法进行产量预测，产量预测模型方法如下。

假设观测实际数据序列为Q=｛q1，q2，q3，…，qn｝，应用GM（1，1）模型得到相应的模型参数则GM（1，1）模型预测公式为：

任何预测模型与实际都会产生偏差，为了提高预测的准确度，需要分析偏差变化的规律，建立偏差变化的模型，再利用该模型对预测模型进行调整。那么偏差变化的模型为：

与原始观测数据对应相减即可得到所建灰色GM （1，1）模型残差序列：

以残差序列E=｛ε1，ε2，…εn｝为研究对象，建立时序AR （p）模型，则有：

由式（4）可得观测数据序列的灰色自回归模型预测式：

（2）某产品单位能耗量的预测。本文利用多元回归方法进行能耗定额的预测，预测模型方法如下。

首先建立多元线性回归模型的一般形式为：

式中：k为解释变量的数目，βk（k=1，2，…k）为回归系数，μ为去除k个自变量对R影响后的随机误差。

（3）该产品的某种能源能耗量预测。本文利用已知条件进行预测该产品某种能源能耗量。即：

（4）该产业对某种能源能耗预测。运用上述方法可以依次求出该产业中不同产品对某种能源能耗量，然后将求出的能耗量累加就可以求出该产业对某种能源的能耗量。即：

（5）区域产业某种能源消费量预测模型。运用前四步的方法依次求出不同产业某种能源的能源消费量，将此不同产业某种能源的能源消费量累加就可以求出该区域产业某种能源消费量。即：

根据上述模型我们可以把各个产业、各个产品所消费的各种能源数量预测出来，可以清楚、直观地看到各产业、产品所耗费的各种能源的消费预测量。

四、结论

通过该模型的建立能够有效地避免了GDP、通货膨胀等对能源消耗量的影响，使预测的结果更加精确。利用产品产量进行能源的预测，是考虑到产品结构、产业结构、单位能耗等变化对能耗量的影响。将产业所有能源消费量进行求和，是考虑到产业结构变化对能源消耗量的影响，因此该模型能够反映产业结构质变、量变对能源消费量的影响。通过该模型可以针对具体的产业、企业进行短期或中期的能源规划，使得能源生产和消费更加合理、科学。由于能源消费系统具有复杂性、非线性等特征，所以本文建立的能源预测模型具有一定的局限性，还需对能源消费量预测做进一步的研究。

参考文献

［1］李爱军、黄树红：能源模型与政策分析［M］.华中科技大学出版社，2012.

［2］夏学文、蒋劲松：能源生产的经济数学模型及预测［J］.工业技术经济，1997（1）.

［3］袁菲菲：我国产业结构调整对能源消费影响的研究［D］.山东财经大学，2012.

［4］王惠文、孟洁：多元线性回归的预测建模方法［J］.北京航空航天大学学报，2007（4）.

（责任编辑：刘彤）