屈小娥，屈 冰

（1.西安交通大學(xué)經(jīng)濟(jì)與金融學(xué)院；2.中鐵一局集團(tuán)城市軌道交通工程有限公司，西安710061）

0 引言

為了保證我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的能源約束，我國(guó)“十一五”規(guī)劃明確提出將單位產(chǎn)值能耗降低20%作為約束性指標(biāo)；“十二五”規(guī)劃又提出了將單位GDP能耗降低16%、單位二氧化碳排放降低17%。如何實(shí)現(xiàn)地區(qū)之間節(jié)能減排目標(biāo)的科學(xué)分解并保證這一目標(biāo)的順利完成，已經(jīng)成為各級(jí)政府部門和學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點(diǎn)與焦點(diǎn)。由于我國(guó)地域遼闊，地區(qū)之間異質(zhì)性的存在決定了節(jié)能降耗空間各異、進(jìn)度有別，因此，科學(xué)地制定切實(shí)可行的節(jié)能降耗戰(zhàn)略目標(biāo)和實(shí)施措施，保證“十二五”節(jié)能降耗目標(biāo)的順利完成意義重大?；诖耍疚膹奈覈?guó)省際經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗差異的現(xiàn)實(shí)出發(fā)，以全國(guó)30個(gè)省份能源消費(fèi)總量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)的理論與方法引入到能源消費(fèi)問題研究中，通過建立抽象能源經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展變化的灰色預(yù)測(cè)模型，實(shí)證測(cè)算“十二五”各省節(jié)能潛力，并分析各省節(jié)能目標(biāo)完成的可行性，其結(jié)果不僅可以為合理完成“十二五”節(jié)能降耗目標(biāo)提供實(shí)證支持，也是今后節(jié)能潛力分析的重要依據(jù)。

1 研究方法

灰色系統(tǒng)理論（Grey Theory）是我國(guó)華中理工大學(xué)鄧聚龍教授（1986）于80年代創(chuàng)立的一門新興橫斷學(xué)科。灰色預(yù)測(cè)是以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對(duì)象（劉思峰，黨耀國(guó)，2004），從數(shù)據(jù)自身性質(zhì)出發(fā)，通過對(duì)部分“已知信息”的生成和開發(fā)，提取有價(jià)值的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)行為和演化規(guī)律的正確描述與有效控制。其實(shí)質(zhì)是通過對(duì)原始數(shù)據(jù)的整理來尋求變化規(guī)律，這種就數(shù)據(jù)尋找數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)規(guī)律的途徑，也稱為灰色序列生成。由于影響能源消費(fèi)的外部性因素較多，且各種影響因素?zé)o法提前預(yù)知，因此，在分析樣本序列較短的情況下，運(yùn)用灰色理論方法從能源消費(fèi)數(shù)據(jù)自身特征出發(fā)進(jìn)行預(yù)測(cè)與決策分析，具有一定的合理性和較高的實(shí)用價(jià)值。

1.1 灰色預(yù)測(cè)GM(1，1)模型構(gòu)建

灰色預(yù)測(cè)主要是利用GM(1，1)模型對(duì)離散隨機(jī)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行累加生成，得到指數(shù)規(guī)律性較強(qiáng)的累加生成序列，然后建立GM(1，1)模型，再估計(jì)參數(shù)，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)、修正，預(yù)測(cè)。

1.2 適用范圍及可靠性判斷

對(duì)于構(gòu)建的GM(1，1)模型，其適用范圍與灰參數(shù)-a有密切關(guān)系?；疑到y(tǒng)理論認(rèn)為，只有在|-a|＜2的條件下，GM(1，1)模型才有意義，并且隨著-a的增加，模擬誤差會(huì)迅速增大。一般來講，有如下結(jié)論作為參考(劉思峰,郭天榜,黨耀國(guó),1999)：(1)-a≤0.3，GM(1，1)可用于中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)；(2)0.3＜-a≤0.5，GM(1，1)可用于短期預(yù)測(cè)，中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)慎用；(3)0.5＜-a≤0.8，GM(1，1)用于短期預(yù)測(cè)應(yīng)十分謹(jǐn)慎；(4)0.8＜-a≤1，應(yīng)采用殘差修正 GM(1，1)模型；(5)-a＞1，不宜采用 GM(1，1)模型。對(duì)于模型預(yù)測(cè)精度的判斷，灰色系統(tǒng)理論認(rèn)為均方差比值C越小越好，關(guān)聯(lián)度和小誤差概率P越大越好。對(duì)于給定的e、C0、P0，若C＜0.35、P＞0.95，則模型具有一級(jí)精度；若C＜0.5、P＞0.8，則模型具有二級(jí)精度；若C＜0.65、P＞0.7，則模型具有三級(jí)精度；若C＜0.8、P＞0.6，則模型具有四級(jí)精度。

2 各省能源消費(fèi)的灰色預(yù)測(cè)模擬模型

根據(jù)灰色預(yù)測(cè)模型的建模原理與步驟，以全國(guó)30個(gè)省區(qū)1990～2008年能源消費(fèi)總量作為原始數(shù)據(jù)序列，模擬各省區(qū)能源消費(fèi)的灰色預(yù)測(cè)模型如表1所示。從預(yù)測(cè)結(jié)果可知，30個(gè)省份中，遼寧、湖南、吉林三省的預(yù)測(cè)模型具有二級(jí)精度，黑龍江預(yù)測(cè)模型具有三級(jí)精度，其余各省預(yù)測(cè)模型均具有一級(jí)精度，可以很好的模擬能源需求的變化過程，并達(dá)到精確的預(yù)測(cè)結(jié)果。此外，從表1可以看出，各省能源消費(fèi)隨時(shí)間推移呈冪指數(shù)形式遞增，說明隨著各地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、以工業(yè)化帶動(dòng)城鎮(zhèn)化步伐加快、居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)等，在節(jié)能技術(shù)不夠成熟，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整緩慢的背景下，各地區(qū)能源需求總量也會(huì)呈快速上升趨勢(shì)。

根據(jù)表1中30個(gè)省份GM（1，1）模型預(yù)測(cè)2010～2015年能源消費(fèi)總量。預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，30個(gè)省份中能源消費(fèi)絕對(duì)量隨時(shí)間推移呈逐步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，到2015年，能源需求總量最大的省份除河南（32589.8393tce）外，其余5個(gè)省份均分布在東部地區(qū)，依次為山東（55575.5444tce）、河北（42768.9445tce）、廣東（38902.7123tce）、江蘇（36163.1662tce）、浙江（34339.5106tce），這幾個(gè)省份不但能源消費(fèi)絕對(duì)量大，而且也是能源消費(fèi)總量增長(zhǎng)最快的省份，年均增長(zhǎng)率大約都在10%以上。西部地區(qū)的寧夏、內(nèi)蒙、青海、廣西、重慶，雖然能源消費(fèi)總量相對(duì)較低，但年均增長(zhǎng)率幾乎都在10%以上。海南能源消費(fèi)絕對(duì)量（2263.3992tce）不大，但增長(zhǎng)率達(dá)到11%以上，能源消費(fèi)增長(zhǎng)率最低的省份依次為黑龍江（3.0%）、吉林（4.65%）、北京（4.96%）、遼寧（5.22%）、甘肅（5.19%），這5個(gè)省份能源需求增長(zhǎng)率幾乎都在5%以下，其余大部分省份年均增長(zhǎng)率介于6～10%之間。說明“十二五”期間能源形勢(shì)依然嚴(yán)峻，能否在經(jīng)濟(jì)保持平穩(wěn)增長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，降低能源消耗總量，是各地區(qū)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

表1 全國(guó)30個(gè)省份能源消費(fèi)GM（1，1）模型模擬結(jié)果

把30個(gè)省份按東、中、西三大地區(qū)歸類，結(jié)果顯示，在預(yù)測(cè)年份，三大地區(qū)能源消費(fèi)呈平穩(wěn)上升趨勢(shì)。東部地區(qū)能源消費(fèi)總量最大，依次為中部和西部，中、西部地區(qū)能源消費(fèi)量幾乎呈同步變動(dòng)趨勢(shì)。到2015年末，三大地區(qū)能源消費(fèi)總量分別為280622.5tce、128502.4tce、137037.8tce，分別占全國(guó)能源消費(fèi)總量的51.38%、23.53%和25.09%。

3 “十二五“各省節(jié)能潛力測(cè)算

3.1 各省單位產(chǎn)值能耗節(jié)能潛力測(cè)算

節(jié)能潛力指某地區(qū)相對(duì)于基年單位產(chǎn)值能耗的凈減少量，如“十二五”規(guī)劃節(jié)能目標(biāo)是在2010年的基礎(chǔ)上，到“十二五”末單位產(chǎn)值能耗降低16%。凈減少量越多，則節(jié)能潛力越大，可節(jié)約的能源總量也越多。如果能夠充分挖掘地區(qū)節(jié)能潛力，那么該地區(qū)將會(huì)對(duì)本地區(qū)乃至全國(guó)節(jié)能降耗起到積極作用。

首先，在7.5%的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)目標(biāo)下，根據(jù)各省能源消耗的灰色預(yù)測(cè)結(jié)果，計(jì)算出“十二五”末即2015年各省單位產(chǎn)值能耗，以此為依據(jù)分別測(cè)算各省單位產(chǎn)值能耗凈減少量和下降率。測(cè)算結(jié)果顯示，基年單位產(chǎn)值能耗較高的省區(qū)，如寧夏（3.426676tce/萬元）、貴州（2.805354tce/萬元）、青海（2.673558tce/萬元）、山西（2.549970tce/萬元）、內(nèi)蒙（2.088785tce/萬元）等其他能耗較高的省份，也是未來一段時(shí)期節(jié)能潛力最大的省份，到2015年末，這幾個(gè)省區(qū)仍然是單位產(chǎn)值能耗最高、節(jié)能潛力最大的省份。從單位產(chǎn)值能耗凈下降率看，除山西外，其他省份單位產(chǎn)值能耗并沒有表現(xiàn)出良好的下降趨勢(shì)，“十二五”末仍然是單位產(chǎn)值能耗大、能源利用效率最低的省份；內(nèi)蒙單位產(chǎn)值能耗（0.108546tce/萬元）凈減少率最小，依次為寧夏（0.171551tce/萬元），這些省份大多分布在經(jīng)濟(jì)比較落后、能源資源又相對(duì)富裕的中西部地區(qū)。北京、天津、上海、江蘇、浙江、廣東等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的沿海省市，萬元產(chǎn)值能耗基數(shù)較低，單位節(jié)能潛力小，但卻表現(xiàn)出了較高的能源強(qiáng)度下降率，北京、天津單位產(chǎn)值能耗下降率最高。中部地區(qū)的黑龍江、吉林和西部地區(qū)的甘肅，單位產(chǎn)值能耗也表現(xiàn)出了較高的下降率。

把30個(gè)省份按照單位產(chǎn)值能耗下降率歸類，“十二五”末單位產(chǎn)值能耗下降率在50%以上的有北京、天津、吉林、黑龍江四個(gè)省市；單位產(chǎn)值能耗下降率在40～50%之間的有遼寧、上海、江蘇、廣東、山西、江西、湖南、陜西、甘肅、新疆等10個(gè)省市區(qū)；單位產(chǎn)值能耗下降率在30～40%之間的有河北、山東、安徽、河南、湖北、重慶、四川、貴州等8個(gè)省市區(qū)；單位產(chǎn)值能耗下降率在20～30%之間的有浙江、福建、廣西、云南、青海等五個(gè)省區(qū)；單位產(chǎn)值能耗下降率在10～20%之間的有寧夏、內(nèi)蒙；海南單位產(chǎn)值能耗下降率最低，僅為2.61%。

綜合以上結(jié)果可知，到“十二五”末，除少數(shù)西部落后省份外，我國(guó)大部分省份單位產(chǎn)值能耗都能夠表現(xiàn)為良好的下降趨勢(shì)。但是，按照“十二五”規(guī)劃16%的節(jié)能目標(biāo)衡量，只有北京、天津、遼寧、上海、山西、江西、湖南、吉林、黑龍江、陜西、甘肅等10個(gè)省份可以完成年度分解目標(biāo)，其余大部分省份仍無法完成，寧夏、內(nèi)蒙、云南、青海等落后省份完成難度較大，是需要進(jìn)一步關(guān)注與扶持的省份。

3.2“十二五”各省節(jié)能總量測(cè)算

節(jié)能總量是指某一地區(qū)期末（2015年）可節(jié)約的能源總量，具體表現(xiàn)為GDP總量與單位產(chǎn)值能耗凈減少量的乘積。節(jié)能貢獻(xiàn)率指某一地區(qū)節(jié)能總量占全國(guó)節(jié)能總量的比重。各省節(jié)能總量不僅與單位產(chǎn)值能耗凈減少量有關(guān)，也與經(jīng)濟(jì)發(fā)展及經(jīng)濟(jì)規(guī)模大小等因素有關(guān)，經(jīng)濟(jì)規(guī)模不同，其節(jié)能貢獻(xiàn)也不同?？紤]“十二五”末各省GDP測(cè)算結(jié)果及單位產(chǎn)值能耗凈減少量，具體測(cè)算時(shí)按以下公式計(jì)算：

“十二五”各省節(jié)能總量=2015年GDP總量ד十二五”各省單位產(chǎn)值能耗凈減少量

全國(guó)節(jié)能總量=∑各省節(jié)能總量之和

各省節(jié)能貢獻(xiàn)率=各省節(jié)能量/全國(guó)總節(jié)能量

全國(guó)30個(gè)省份2015年測(cè)算結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，東部地區(qū)的山東、廣東、江蘇等經(jīng)濟(jì)大省，盡管單位產(chǎn)值節(jié)能量不大，但節(jié)能總量較大，對(duì)全國(guó)總節(jié)能量的貢獻(xiàn)也大；河北、山西、遼寧、河南等能耗大省，盡管經(jīng)濟(jì)總量小，但單位產(chǎn)值節(jié)能量大，總節(jié)能量及對(duì)全國(guó)的節(jié)能貢獻(xiàn)也較大；青海、寧夏、貴州、甘肅、新疆、內(nèi)蒙、廣西等西部落后省區(qū)，經(jīng)濟(jì)總量不大，單位產(chǎn)值節(jié)能量小，因而總節(jié)能量及對(duì)全國(guó)的節(jié)能貢獻(xiàn)也較小；福建雖然經(jīng)濟(jì)總量大，但單位產(chǎn)值節(jié)能量小，節(jié)能潛力不大，因而節(jié)能總量小，對(duì)全國(guó)總節(jié)能量的貢獻(xiàn)也較小。海南是個(gè)例外，經(jīng)濟(jì)總量小，單位產(chǎn)值節(jié)能量小，其節(jié)能總量及對(duì)全國(guó)節(jié)能的貢獻(xiàn)也較小。海南（0.0177）、內(nèi)蒙（0.9946）、廣西（0.9212）、青海（0.4361）、寧夏（0.4266）成為全國(guó)節(jié)能貢獻(xiàn)率最小的省份，節(jié)能貢獻(xiàn)率均沒有超過1%。可以看出，節(jié)能總量及節(jié)能貢獻(xiàn)的大小是多種因素綜合作用的結(jié)果，即與各省經(jīng)濟(jì)總量、能耗總量有關(guān)、也與單位產(chǎn)值能耗大小有關(guān)。

從地區(qū)之間的差異看，山東、廣東成為東部地區(qū)節(jié)能總量及節(jié)能貢獻(xiàn)率最大的省份，其節(jié)能貢獻(xiàn)率達(dá)到8%以上，河北、江蘇兩省節(jié)能貢獻(xiàn)率接近8%，福建、海南節(jié)能貢獻(xiàn)率最小，沒有超過2%。河南、山西成為中部地區(qū)節(jié)能總量及節(jié)能貢獻(xiàn)率最大的省份，節(jié)能貢獻(xiàn)率在5%以上，其余6省節(jié)能貢獻(xiàn)率沒有超過4%，江西最小，節(jié)能貢獻(xiàn)率沒有超過2%。西部地區(qū)除四川節(jié)能貢獻(xiàn)率在3.5%以上外，其余10省區(qū)沒有超過2.5%。

三大地區(qū)節(jié)能貢獻(xiàn)率由東向西呈現(xiàn)明顯的“梯度遞減”，東部地區(qū)節(jié)能貢獻(xiàn)率最大，為53.65%；依次為中、西部地區(qū)，節(jié)能貢獻(xiàn)率分別為28.58%和17.40%。這和屈小娥（2011）基于DEA方法對(duì)省際工業(yè)能源效率及節(jié)能潛力的測(cè)算結(jié)果基本一致。由此可以看出，資源貧乏、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部沿海省份仍然是未來一段時(shí)期節(jié)能貢獻(xiàn)最大的地區(qū)；資源豐裕、經(jīng)濟(jì)落后的中西部地區(qū)成為未來節(jié)能降耗的重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域，需要進(jìn)一步挖掘潛力，提高能源利用水平，降低單位產(chǎn)值能耗。

表2 30個(gè)省區(qū)2015年節(jié)能貢獻(xiàn)

4 結(jié)論

本文以中國(guó)大陸30個(gè)省份為研究對(duì)象，通過建立各省份能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的灰色預(yù)測(cè)GM（1，1）模型，分別測(cè)算了“十二五”末即2015年各省單位產(chǎn)值能耗的節(jié)能潛力、節(jié)能總量及對(duì)全國(guó)總節(jié)能量的貢獻(xiàn)。基本結(jié)論如下：

(1)我國(guó)30個(gè)省份能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)序列隨時(shí)間推移和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)態(tài)變化，呈冪指數(shù)遞增。中西部地區(qū)的多數(shù)省份不僅是“十一五”節(jié)能降耗的重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象，同時(shí)也是“十二五”節(jié)能降耗的難點(diǎn)地區(qū)，其單位產(chǎn)值的節(jié)能貢獻(xiàn)對(duì)全國(guó)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)起著重要的作用。

(2)單位產(chǎn)值能耗凈減少量和總節(jié)能量的計(jì)算結(jié)果表明，對(duì)全國(guó)總節(jié)能量及節(jié)能貢獻(xiàn)率最大的地區(qū)以山東、廣東、江蘇、河北等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份為主；對(duì)全國(guó)總節(jié)能量貢獻(xiàn)也較小的省份以青海、寧夏、內(nèi)蒙、廣西、云南等西部落后省份為主；東、中、西三大地區(qū)節(jié)能總量及節(jié)能貢獻(xiàn)率由東向西呈現(xiàn)“梯度遞減”。

(3)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省和單位產(chǎn)值能源利用效率高的省份節(jié)能貢獻(xiàn)較大；能源大省和單位產(chǎn)值能源利用效率不高的省份節(jié)能貢獻(xiàn)較小。

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