摘要：文章以1978～2005年我國石油消費(fèi)量的歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)其趨勢圖擬合出現(xiàn)實(shí)的指數(shù)曲線回歸，對(duì)其參差序列應(yīng)用時(shí)間序列進(jìn)行分析和識(shí)別，建立起適合我國石油需求預(yù)測的指數(shù)回歸—ARMA（1，1）模型。結(jié)果表明此模型具有簡單快捷、預(yù)測精度高的特點(diǎn)，可以滿足實(shí)際預(yù)測需要。

關(guān)鍵詞：指數(shù)回歸；ARMA模型；石油需求預(yù)測

一、引言

在所有的能源類別中，石油一直是全球消費(fèi)比例最高的能源。由于經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，在全球能源形勢日趨緊張的嚴(yán)峻對(duì)局中，中國對(duì)石油的需求急劇增多。目前，中國已成為世界上石油需求增長最快的國家。隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，我國的石油消費(fèi)量逐年增加，2002年達(dá)到2.457億噸，成為繼美國之后的第二大石油消費(fèi)國。2004年中國石油進(jìn)口超過日本成為全球僅次于美國的世界第二大石油進(jìn)口國，石油對(duì)外依存度有增無減。據(jù)資料顯示，2004年生產(chǎn)原油1.75億噸，進(jìn)口1.2億噸，原油對(duì)外依存度達(dá)到40％。按目前進(jìn)口的增長速度來看，明年中國石油進(jìn)口的依存度將高達(dá)50％。但相比石油消費(fèi)，中國的石油生產(chǎn)卻增速緩慢，供需矛盾日益突出。近十年來，中國國內(nèi)生產(chǎn)總值平均增長9.7％，石油需求年增長為5.77％，而國內(nèi)石油生產(chǎn)年均增長僅為1.67％。隨著對(duì)石油需求量的快速增長，我國石油供需失衡程度將呈現(xiàn)日益嚴(yán)重的態(tài)勢。為此，建立準(zhǔn)確有效的石油需求模型，對(duì)石油需求量進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確測算，對(duì)制定我國的能源戰(zhàn)略具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

石油需求預(yù)測一直以來都受到廣大學(xué)者的廣泛關(guān)注，常用的預(yù)測方法主要有：回歸分析法、能源消耗彈性系數(shù)法、灰色預(yù)測法、時(shí)間序列方法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等。本文以歷年石油消費(fèi)數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)，通過其趨勢圖形擬合出與之相似的指數(shù)回歸曲線，消除了原序列的長期趨勢，然后假設(shè)其殘差序列為一平穩(wěn)過程，根據(jù)刻畫時(shí)間序列的自相關(guān)和偏相關(guān)函數(shù)來最終確定ARMA模型的具體形式，最后得到適合我國石油需求數(shù)據(jù)特征的指數(shù)回歸—ARMA（1，1）預(yù)測模型。

二、模型識(shí)別

考慮到我國石油需求量的真實(shí)數(shù)據(jù)沒法準(zhǔn)確的測算，所以在數(shù)據(jù)處理中用每年的石油具體消費(fèi)量代替石油需求量，顯然這種數(shù)據(jù)處理方法是合理地，其具體數(shù)據(jù)如表1。

從石油消費(fèi)量序列趨勢圖可以看出，我國的石油消費(fèi)量一直呈上升的趨勢，近似一條指數(shù)曲線，在對(duì)石油消費(fèi)量序列進(jìn)行一階差分，差分結(jié)果顯示石油消費(fèi)量差分序列的年凈增長數(shù)總體上呈現(xiàn)出一種上升的趨勢，但在1988~1990年、1997~1998年和2004~2005年的這三階段我國的石油消費(fèi)卻出現(xiàn)了下滑，這是與我國當(dāng)時(shí)宏觀經(jīng)濟(jì)形勢密切相關(guān)的。自從1990年以來我國經(jīng)濟(jì)步入快車道，隨著經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)勁增長，石油消費(fèi)量也保持較快增長，1990~1997年我國石油消費(fèi)量平均保持6％的增長速度。1997~1998年亞洲金融危機(jī)對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)造成很大影響，同時(shí)石油消費(fèi)也在一定程度上得到了抑制。從1998年扭轉(zhuǎn)了金融危機(jī)的影響以來，石油消費(fèi)的增長則更加迅速。2002到2004三年間，我國石油消費(fèi)增長近7000萬噸，但2005年由于國際石油價(jià)格的大幅上升，導(dǎo)致石油及相關(guān)產(chǎn)品的價(jià)格明顯上漲，為了降低成本，更多的選擇替代產(chǎn)品，如煤炭和天然氣等能源，這樣就抑制了石油的消費(fèi)快速增長。

對(duì)石油序列的一階差分序列進(jìn)行了分析后，下面利用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)軟件對(duì)原序列和一階差分序列進(jìn)行自相關(guān)和偏相關(guān)檢驗(yàn)。從檢驗(yàn)結(jié)果可知：石油消費(fèi)序列的自相關(guān)系數(shù)沒有很快趨于零，說明序列是非平穩(wěn)的，所以不能直接對(duì)原始序列建立ARMA（p，q）模型進(jìn)行回歸。雖然可以考慮利用一階差分消除原始序列的趨勢，但是一階差分后得到的結(jié)果表明，一階差分后的序列仍然是非平穩(wěn)的。雖然可以通過二階差分得到平穩(wěn)的時(shí)間序列，但經(jīng)驗(yàn)告訴我們，差分法存在明顯的缺點(diǎn)，高階差分雖然能消除某些序列的趨勢而易于建模，但是也消除了原序列的長期特征，從而造成了大量的信息損失。所以考慮利用與原始序列趨勢近似的指數(shù)曲線來擬合原序列的趨勢，其擬合結(jié)果如下：

LOG（OD）=8.471149312+0.05246892536*T+Ut（1）

其中Ut為殘差序列，從殘差Ut的散點(diǎn)圖可以看出，其殘差序列基本上為一平穩(wěn)序列。進(jìn)一步觀察其偏相關(guān)圖，偏相關(guān)系數(shù)在滯后一期時(shí)明顯不為0，在k>2以后都落入到95％置信區(qū)間內(nèi)，說明序列的偏相關(guān)函數(shù)具有截尾性，所以p可以取1或2；從自相關(guān)系數(shù)可知，自相關(guān)系數(shù)在滯后一期明顯不為0，所以q可以選擇1和 2，綜上所述對(duì)殘差序列可以建立ARMA（1，1）、ARMA（1，2）、ARMA（2，1）和ARMA（2，2）四種模型進(jìn)行預(yù)測。

三、模型的建立

通過上述模型的識(shí)別，我們確立了基本指數(shù)回歸－ARMA（p，q）的我國石油需求預(yù)測模型，其基本形式如下：

LOG（OD）=a1+a2^*T+U_t（2）

Ut=μ₁Ut-1+μ₂U_t-2+…+μ_pU_t-p+ε_t-θ₁ε_t-1-…-θ_qε_t-q（p，q=1，2）

利用上述模型進(jìn)行擬合，我們可以得到五種不同形式模型的參數(shù)估計(jì)值，匯總其檢驗(yàn)結(jié)果如下表2所示。結(jié)果表明，以上模型除指數(shù)回歸模型外，都滿足ARMA過程的平穩(wěn)性及可逆性的條件，模型的設(shè)定上都是合理的。比較上述模型檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的結(jié)果，可以看出四種指數(shù)回歸－ARMA（p，q）模型的決定系數(shù)R2、AIC信息準(zhǔn)則以及SC準(zhǔn)則之間的差別不是很大。與指數(shù)回歸模型比較，上述四種模型的整體擬合效果都有顯著提高。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)指數(shù)回歸—ARMA（1，1）模型的平均絕對(duì)百分誤差較小，說明其短期預(yù)測效果會(huì)更好。雖然指數(shù)回歸—ARMA（2，2）模型的所有統(tǒng)計(jì)指標(biāo)也很好，但預(yù)測模型應(yīng)該力求簡潔實(shí)用，所以全面權(quán)衡后，我們選擇指數(shù)回歸—ARMA（1，1）模型對(duì)我國石油消費(fèi)量進(jìn)行中長期預(yù)測。

由回歸結(jié)果可知，首先模型的殘差序列是平穩(wěn)的，說明模型通過了適應(yīng)性檢驗(yàn)；其次模型的擬合值與實(shí)際值保持大體一致，說明模型的預(yù)測結(jié)果可靠性也是很高的。顯然指數(shù)回歸—ARMA（1，1）模型的短期預(yù)測能力是非常理想的。下面為應(yīng)用指數(shù)回歸—ARMA（1，1）模型對(duì)我國未來石油需求的預(yù)測結(jié)果。

四、結(jié)論

由以上預(yù)測結(jié)果，我們可以得到一些關(guān)于未來中國經(jīng)濟(jì)如何與石油消費(fèi)協(xié)調(diào)發(fā)展的啟示。從而，對(duì)我國實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速健康發(fā)展提供一些戰(zhàn)略性建議。

（一）提倡資源節(jié)約型的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，盡快制定出國家總體石油發(fā)展戰(zhàn)略

在石油供應(yīng)不足或價(jià)格不穩(wěn)定的情況下，國家應(yīng)利用法律、行政，以及綜合運(yùn)用投資、財(cái)稅、價(jià)格等經(jīng)濟(jì)杠桿，制定一系列相關(guān)政策。積極倡導(dǎo)資源節(jié)約型的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，制定出國家總體石油發(fā)展戰(zhàn)略。只有在國家層面上制定的長遠(yuǎn)石油發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，實(shí)施煤炭、石油、天然氣、水電、核能等各個(gè)部門的協(xié)調(diào)發(fā)展目標(biāo)，才能實(shí)現(xiàn)能源整體優(yōu)化。

（二）調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，加大替代石油工作的力度，防止石油消費(fèi)量過快增長

由于近年來，石油消費(fèi)量增加的幅度較大，石油價(jià)格也持續(xù)上漲，但石油消費(fèi)量的增加并非可以直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)的迅速增長。因此，我們更應(yīng)該加大替代石油工作的力度，防止石油消費(fèi)量過快增長。如可油、氣并舉，加快天然氣工業(yè)的發(fā)展；加快煤層氣資源的開發(fā)利用步伐，國家給予相應(yīng)的鼓勵(lì)政策；高度重視煤炭的潔凈利用，對(duì)煤代油技術(shù)開發(fā)給予投資；大力發(fā)展?jié)崈裟茉矗缣柲軣崴?、風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電、地?zé)岵膳偷責(zé)岚l(fā)電、生物質(zhì)能利用技術(shù)等方面等。具體措施為：（1）建立新能源和可再生能源法規(guī)體系。研究制訂專項(xiàng)法規(guī)或修訂已有的法規(guī)，逐步建立潔凈能源和可再生能源法規(guī)體系，主要包括項(xiàng)目審批程序、財(cái)稅制度、安全和環(huán)保、價(jià)格、建筑設(shè)計(jì)等；（2）設(shè)立專職機(jī)構(gòu)，建立開發(fā)利用體系。負(fù)責(zé)實(shí)施和指導(dǎo)擴(kuò)大可再生能源生產(chǎn)和利用計(jì)劃，支持高風(fēng)險(xiǎn)長遠(yuǎn)研究開發(fā)活動(dòng)，管理指令性援助計(jì)劃；（3）利用部分國債資金開發(fā)利用新能源，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，增加新能源在能源消費(fèi)中的比重。盡量減輕對(duì)進(jìn)口石油的依賴度，是我國今后能源建設(shè)所面臨的一個(gè)重大課題?？梢钥紤]由政府利用部分國債資金，支持新能源的開發(fā)工作；（4）開拓利用國際石油市場，建立規(guī)?；?、多元化的海外油氣供應(yīng)體系。利用國外資源，一般有兩種途徑：一是發(fā)展國際貿(mào)易；二是到海外直接投資，建立油氣生產(chǎn)供應(yīng)基地。要充分發(fā)揮國家公司的比較優(yōu)勢，以中東、中亞、俄羅斯和非洲的油氣項(xiàng)目為基礎(chǔ)，抓住機(jī)會(huì)，優(yōu)選有利地區(qū)，發(fā)展新項(xiàng)目。加快建成幾個(gè)具有較大規(guī)模的海外油氣生產(chǎn)供應(yīng)基地。同時(shí)，積極建設(shè)多元化貿(mào)易業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)油氣來源、貿(mào)易方式和運(yùn)輸方式的多元化，確保石油供應(yīng)安全。

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（作者單位：遼寧石油化工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院）