转型发展视角下山西省能源消费预测

薛慧芳

【摘 要】 科学准确预测地区能源消费水平可以为地区经济发展提供政策制定的可靠依据。本文运用灰色系统模型、多项式趋势线预测模型，结合国家节能减排目标及世界组织BP公司对能源消费水平预测的情景模式对山西省能源消费总量进行近期（2025年）、中期（2030年）、远期（2050年）的预测，得出高、中、低三种预测方案，通过对比优选更符合山西省能源消费未来发展趋势的总量预测。

【关键词】 能源消费;灰色GM（1，1）模型;多项式趋势线;总量预测

【中图分类号】 F061.5 【文献标识码】 A

【文章编号】 2096-4102（2019）06-0054-03

能源是人类社会存在和不断发展的根基，能源消费在推动区域经济发展的同时也带来了环境污染现象。2002年，经合组织（OECD）提出了“脱钩”概念，探讨如何降低直到阻断由于能源消费带来的经济发展与环境破坏之间的关联，在此基础上展开了基于脱钩理论的能源消费研究。山西省是能源消费大省，以煤为主的重工业的产业结构，在促进山西省经济发展的同时，也给山西省带来了环境污染严重、经济发展质量低下、发展的可持续性差等问题。通过对转型发展视角下的山西省能源消费总量的科学预测可以明晰山西省能源消费今后发展的目标。但目前关于山西省能源消费预测的文献相对较少，预测的年份也较早，且以煤炭资源消费预测为主，这些预测由于缺乏时效性与针对性，无法对转型经济主导下的山西省能源消费提供制定政策的科学依据。本文通过对解放以来山西省能源终端消费总量、山西省能源消费强度变化进行对比分析，并对山西省2025年、2030年、2050年的能源消费总量进行预测，具有十分重要的现实意义。

一、研究方法

（一）灰色GM（1，1）预测模型

灰色预测指从杂乱的数据中寻找其存在的规律并建立模型，根据生成数据的GM（1，1）模型求得预测值的逆处理值。本文参考王海涛等的办法将其分解为以下步骤：

（二）趋势线预测法

趋势线是利用图形表示数据趋势的线条，可用来对现有数据分析预测未来情形，也可称之为回归分析。利用回归分析方法，将图表中的趋势线进行延伸至现存数据之外，进而预测出数据的未来值。本文利用EXCEL对原始数据进行趋势线预测，找出最优预测方案为多项式预测函数，其公式为：

y=5.0344x2-122.84x+1322.7，R2=0.9733。

二、数据来源

数据来源包括《山西省统计年鉴》（2000-2018）、《山西能源经济60年》、中经网统计数据库（全国年度数据库1999-2017）。其中，1949-2008年的山西省能源消费总量及构成数据来自《山西能源经济60年》，通过对照《山西能源经济60年》中山西省能源终端能源消费及构成数据与《山西省统计年鉴》（2000-2018）的数据中的重复年份1999-2008年的数据，二者的统计口径一致，为分析和预测提供了稳定可信的较长时间跨度的数据支撑。全国能耗数据来源于中经网统计数据库，数据来源一致保证了结果的可靠性。

三、山西省能源消费现状

（一）能源消费总量呈上升趋势

1949年-2017年间山西省能源消费总量从133.5万吨增加到16836.8万吨，能源消费总量共增加16703.3万吨，约增长125倍，年平均增长率为7.37%。其中改革开放前的30年间能源消费总量共增加2626.4万吨，1978-2017年间能源消费增加13570.8万吨。山西省能源消费量的增加主要集中在改革开放以后的30多年，增加量是改革开放前的5.17倍。经济的发展离不开能源消费的增长，随着经济的转型发展，山西省能源消费预计将呈现缓慢持续增长趋势。

（二）能源消费强度

1.能源消费强度高于全国水平，呈现缓慢下降趋势

如图1所示，1999-2017年之间山西省能源消耗强度总体呈下降趋势，能源消耗强度的增长速度在波动中趋于平缓，增速有所下降，但在2016、2017年出现反弹。山西省能源消耗强度高于全国能源消耗强度平均水平，山西省能耗与全国能耗比值呈上升趋势，1999年山西省能源消费强度是全国平均水平的1.2倍，2017年这一比值上升到3.3倍。全国能耗平均水平下降幅度远高于山西省，山西省能源利用效率有待进一步提高。

2.终端能源消费、原煤消费强度处于下降期，燃气消费强度处于上升期

能源消费强度的变化，反映了地区经济发展水平的变动方向，其时间变化存在着一个明显的倒“U”字形过程。山西省一次能源（这里指煤炭、油品、天然气、煤气及其他）与煤炭的消费强度已经进入倒“U”形的后半階段，但天然气由于出现较晚从规律来看应该还处于上升阶段。如图2所示，1999-2017年间山西省一次能源消费强度年均增长率为-2.93%，煤炭的年均增长为-5.24%，天然气等气体的年均增长率为3.21%。

四、山西省能源消费总量预测

（一）多情景预测

1.基于山西省历史水平增长预测

基于山西省1949-2017年终端能源消费总量的原始数据，运用灰色GM（1，1）模型及多项式趋势线预测，分别得出山西省2025年、2030年、2050年的各个年份的能源消费总量，为了便于直观比较，以预测得出的数据为基础，计算了各个年份的能源消费年均增长率及增长的倍数，结果如表1。

比较两种预测结果，发现灰色预测的结果大于多项式预测结果，将预测结果与历史实际数据进行比较同样发现灰色预测结果大部分年份均大于实际数据值，多项式预测结果在更多年份中与历史数据拟合度较高。因此在制定方案时，把灰色系统预测结果划定为高的发展方案。

2.基于全国控制水平的预测分析

根据国家能源局发布的《能源发展“十三五”规划》分析，2020年山西省的能源消费总量应该比2015年增长16%的水平，年均能源消费总量增速约3.01%。已有数据显示2015-2017年，山西省能源总量增长6.47%，故剩下的三年每年增长率2.90%为宜，以此为依据在2025年前山西省能源消费总量的年均增长率为3%。2025年到2030年，随着国家节能减排计划的进一步实施，各地区的能源消费增速会进一步降低，因此预测山西省这一时期的能源消费增长率为2.5%。2025年到2050年，随着山西经济的进一步发展，能源消费年均增长率应接近世界平均水平为2%。历史数据显示全国能源终端消费的增长率低于山西省的水平，因此把这种预测结果划定为低发展方案。

3.基于世界水平预测

来自BP公司的预计，2017-2040年间全球GDP年均增速为3.2%，其中发展中经济体的经济日益繁荣，经济的增长进一步推动能源消费需求的上涨。根据BP公司发布的渐进转型情景预测可知，到2040年全球一次能源消费量将比2017提高32%的水平，2040年前全球一次能源消费将会以1.22%的年均增速增长。

BP公司的预测结果代表了世界平均水平，中国作为发展中的大国是能源消费的主力军。山西省是我国能源生产和消费大省，未来尽管能源增速减缓，但其增长率仍将高于或与全国增速持平，因此BP公司的预测结果可作为山西省能源消费总量增速控制下限参考。

（二）方案比较（如表2）

根据山西省能源消费历史数据趋势判断，结合国家总量控制及全球能源消费预测，对山西省能源发展总量增速提出高中低三种方案。高方案参考灰色系统预测结果，中方案参考多项式预测结果，低方案根据中国能源消费增量发展水平结合世界组织机构的预测得出。根据灰色预测模型得出的结果符合高经济增长方案，高的经济增长方案伴随高能源消耗强度。中方案体现能源消费符合倒U型曲线，根据前面分析的山西省目前的能源消费强度水平，可以简单判断山西省目前的能耗水平应该是最高点附近。低方案体现的是世界能源消费趋势及国家能源发展政策，到2025年中国全面建成小康社会步入中等收入国家水平，能源消费强度会进一步下降，人口增长速度放缓，能源消费总量的增速也随之进一步降低。基于山西省在全国的经济发展水平与发展现状，考虑中方案更符合目前的发展态势。因此，未来山西省能源消费总量2025年达到24800万吨标准煤，2030年达到29500万吨标准煤，2050年达到48400万吨标准煤。

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