龔 波，王 莉

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湖南省能源供需現(xiàn)狀與消費預(yù)測研究

龔 波1，王 莉2

（1. 湖南科技大學(xué)計算機科學(xué)與工程學(xué)院，湖南湘潭 411201；2. 湖南城市學(xué)院商學(xué)院，湖南益陽 413000）

當(dāng)前湖南經(jīng)濟的高速發(fā)展與能源供給量的不足，從而快速積聚能源供給危機?，F(xiàn)階段湖南能源自身產(chǎn)量和利用效率與我國能源生產(chǎn)大省以及GDP強省相比仍有較大差距。各主要能源品種的人均儲備不足與第二產(chǎn)業(yè)在能源消費量中占主導(dǎo)地位的供求特點，將導(dǎo)致湖南未來十年的能源調(diào)入格局不變。預(yù)測至2022年，湖南的一次能源消費總量將處于34 057-37 379萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤之間，一次能源生產(chǎn)總量位于25 845-28 222萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤之間。

能源；兩型社會；灰色包絡(luò)；預(yù)測

能源是人類維系基本生存活動的能量來源，是人類社會得以延續(xù)與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的命脈。近年來，隨著經(jīng)濟與城鎮(zhèn)化的發(fā)展，湖南對能源的需求量逐年上升，這無疑對一個能源自給相對匱乏的省份提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，同時能源供需矛盾也正威脅著湖南資源節(jié)約型社會的發(fā)展。因此，是否能正確判斷出湖南能源供需現(xiàn)狀，能否有效預(yù)測出該省能源的未來供求數(shù)據(jù)，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

針對湖南省能源供需現(xiàn)狀與預(yù)測的研究，目前學(xué)術(shù)界已經(jīng)形成了一些初步共識。得出的主要結(jié)論一是湖南能源供給現(xiàn)狀緊張，新能源發(fā)展?jié)摿^大，[1][2]多因素導(dǎo)致能源消耗高于全國的平均水平；[3][4]二是在對未來能源消費量的預(yù)測方面，艾更之（1994）采用e值法與人均耗能法對湖南2010年的能源需求進行了預(yù)測，其預(yù)測值分別為6 996-9 636萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤和7 024-9 486萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而湖南2010年實際能源需求為14 852萬噸，遠遠大于預(yù)測值。蔣洪亮（2006）預(yù)測出湖南2020年的能源消費量14 278萬噸，而2010年的實際消費量早已超過該預(yù)測值。[5][6]

綜上所述，從學(xué)術(shù)研究的角度看，目前對湖南該問題的研究成果不但量少而且較陳舊，很多成果與實際情況有較大的差距，有些研究在實證分析中可能還存有需要改進與提高的地方，這些都使得該問題具有再次研究的必要。本文研究的貢獻在于：一是豐富了對湖南能源供需的研究成果；二是采用灰色包絡(luò)帶模型對能源需求進行預(yù)測，這種帶狀區(qū)間預(yù)測方式可能會使預(yù)測結(jié)果更接近于實際。

一、湖南能源供需現(xiàn)狀

（一）能源供需在全國的地位分析

湖南省地處我國中西部，人口眾多，缺電少煤、無油無氣，各類能源生產(chǎn)量占全國的比重相對較低，屬于一個典型的能源輸入省份。近年來，湖南正處于經(jīng)濟與城鎮(zhèn)化高速發(fā)展時期，對能源的需求急速增長，對各種能源的需求加劇了供需關(guān)系的緊張，導(dǎo)致自身的能源供需短缺形式非常嚴(yán)峻。從各省能源（含煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣、電力）供給差異來看（如圖1），湖南能源供需差異聚類結(jié)果與河南、江西、海南、福建四省基本相似，與山西、內(nèi)蒙等能源生產(chǎn)大省有著明顯的差距，同時在能源利用效率上與山東、江蘇、廣東、浙江、遼寧這些GDP強省也有較大差異。

湖南能源供需除整體上與外省存有明顯差異之外，從自身能源的供需種類來看，也存在核能、風(fēng)能、頁巖氣、太陽能以及生物質(zhì)等新能源品種供應(yīng)缺乏，傳統(tǒng)能源消費量依舊占絕對地位的現(xiàn)狀，能源自給形式不容樂觀。2005-2012年間的能源消費總量自給率，基本在0.55的自給水平上下波動，自給后勁明顯不足。特別是原油與天然氣自給率基本為零，柴油和燃料油自給也都存有一定程度的下降，電力供給自給率雖然可達95%以上，但火電比重仍高于水電，因此電力供給實際上仍需依賴從省外調(diào)入大量煤炭來實現(xiàn)自給，保障壓力也依然嚴(yán)峻。

圖1 各省能源供給差異聚類圖

（二）分品種的能源供需情況

從1980-2012年這段時期來看，湖南對能源需求快速增長。2012年湖南能源消費總量為16744.08萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年平均增長率達24.17%，將近為1980年的8倍。其中煤炭、電力、焦炭、原油消費量上升趨勢明顯，煤品燃料占能源消費比重從2000年的71.5%下降至2010年的62.8%，油品燃料占能源消費比重從2001年的9.1%上升至2010年的11.1%，一次電力及凈調(diào)入電力占能源消費比重從2000年的13.8%上升至2010年的15.2%。如果把各類能源統(tǒng)一折算成標(biāo)準(zhǔn)煤進行比較（見圖2），可見煤炭與電力的消費量基本呈直線上升趨勢、其余各類能源基本都呈波動上升趨勢，且擴張期多于收縮期。

圖2 2005-2012年湖南各能源折算成標(biāo)準(zhǔn)煤的消費量

1. 煤炭儲備與開發(fā)方面。截至2008年底，湖南煤炭資源的保有儲量接近32億噸，其中基礎(chǔ)儲量將近20億噸，人均擁有量為12.89噸，僅占全國人均平均水平的5.5%，煤炭資源量嚴(yán)重不足。2009年以前的煤炭年產(chǎn)量基本維持在4 000萬噸左右，人均煤炭可開采儲量為全國人均水平的29%，人均保有量為全國平均水平的1/6。自2010年開始，湖南煤炭年產(chǎn)量開始大幅度提升，2012年產(chǎn)量已經(jīng)增至8 000萬噸左右，占全國煤炭產(chǎn)量的3.14%，但這與2012年所消費的12 084萬噸煤炭相比，僅憑自身產(chǎn)量仍遠遠不夠。

2. 電力供給與利用方面。湖南水資源較為豐富，全省地表水徑流量與地下水資源都較充足。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，全省水力蘊藏量約為1 532萬千瓦，其中湘江流域占全省總量的30.7％，高達471萬千瓦。在這些水力蘊藏量中，可供利用的開發(fā)量為1 084萬千瓦，占全省水力蘊藏量的71％左右。2012年全年電力消費供給量為1 260億千萬小時，其中水電與火電比為1:1.5。2012年的電力供給總量與1 347億千萬小時的消費中量相比，仍還有6%的供給缺口。

3. 石油與天然氣供需方面。自從2005開始，湖南對汽油、原油、煤油、燃料油、天然氣的消費量在穩(wěn)步上升。與2005年相比，2012年的天然氣消費量增長了將近19倍。然而，目前省內(nèi)除了發(fā)現(xiàn)有頁巖氣外，尚未有可供開采的石油與天然氣被發(fā)現(xiàn)，其全部消費量仍需從外地調(diào)入，石油與天然氣供需矛盾較為突出。[7]

（三）按產(chǎn)業(yè)能源需求情況

1. 第一產(chǎn)業(yè)的能耗保持上升趨勢，但比重仍然較小。2012年，湖南省第一產(chǎn)業(yè)能源消費量為933萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比2005年增長了71%，平均每年增長8.9個百分點；第一產(chǎn)業(yè)在全省能源消費量中所占比重較小，2012年僅占6%，與2005年相比下降了0.05個百分點。

2. 第二產(chǎn)業(yè)的能耗比重近年略有下降，但所占比重仍然最大。第二產(chǎn)業(yè)一直是湖南多年以來能源消耗最多的產(chǎn)業(yè)，近年來隨著各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與兩型社會建設(shè)工作力度的加大推進，第二產(chǎn)業(yè)對能源的消耗增長幅度開始下降，占整個能源消耗的比重也有所回落。2012年的第二產(chǎn)業(yè)能源消耗總量為10 606萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相比2005年增長了58.9%，平均每年增長率為7.4個百分點。2012年，第二產(chǎn)業(yè)在全省能源消費量中所占比重為63%，與2005年相比下降了6個百分點。

表1 2005-2012年各產(chǎn)業(yè)能源消費量（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）

數(shù)據(jù)來源《湖南省統(tǒng)計年鑒2013》《湖南省能源統(tǒng)計年鑒2005-2010》

3. 第三產(chǎn)業(yè)的能耗增長迅速，比重有所上升。近年來，湖南的第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較快，對各類能源的需求也隨之快速增長，成為推動全省能源消費增長的主要動力。2012年，湖南省第三產(chǎn)業(yè)所消耗的能源總量達到了5 205萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤（注：本文計算方式為總的能源消費量與第一產(chǎn)業(yè)能源消費量和第二產(chǎn)業(yè)能源消費量之差，計算結(jié)果可能偏大），與2005年相比增長了209%，平均每年增長26個百分點。在全省各類能源的消費量中，第三產(chǎn)業(yè)所占比重位于一、二產(chǎn)業(yè)之間，2012年達到了31.09%，這與2005年相比上升了將近6個百分點。2005-2012年各產(chǎn)業(yè)的能源消費量如表1所示。

二、湖南未來能源供需預(yù)測與檢驗

加強能源供需平衡預(yù)測，對湖南產(chǎn)業(yè)布局與經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。能源預(yù)測是一個非常困難的事情，它不但與湖南自身經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r相關(guān)，也與我國乃至全球經(jīng)濟發(fā)展都有密切關(guān)系，而影響經(jīng)濟發(fā)展的因素實在太多。考慮以往文獻中精準(zhǔn)預(yù)測的不足，我們將采用灰色包絡(luò)帶模型進行區(qū)間預(yù)測，盡可能預(yù)測出湖南未來能源供需量的可能變化范圍。

（一）灰色包絡(luò)帶模型的定義與建模過程

灰色包絡(luò)帶模型的實現(xiàn)思想是：假如原始序列波動幅度較大時，可以對原始序列上、下邊緣采取建立包絡(luò)線的辦法，來尋找數(shù)據(jù)的波動區(qū)間，說的區(qū)間就是未來數(shù)據(jù)的發(fā)展變化范圍內(nèi)。上、下包絡(luò)線之間的區(qū)域稱為灰區(qū)間。因此，灰色包絡(luò)帶預(yù)測本質(zhì)就是分別對上、下包絡(luò)線建立GM（1,1）模型并作預(yù)測，以獲得預(yù)測變量未來變化的范圍。對GM（1,1）方法請參見文獻[8]，我們在此只簡介灰色包絡(luò)帶模型的建模步驟：

1. 作原始序列的上、下包絡(luò)線，并給出它們的包絡(luò)序列。對于上、下包絡(luò)，必須分別給出上緣點或下緣點（不必是所有上緣點或下緣點）連線所對應(yīng)的序列。

2. 應(yīng)用GM（1,1）模型，分別得到灰區(qū)間上、下緣點序列的預(yù)測函數(shù)。上包絡(luò)預(yù)測函數(shù)為：

下包絡(luò)線的預(yù)測函數(shù)為：

3. 由式（1）、式（2）得出上、下包絡(luò)序列的預(yù)測值，從而可預(yù)測出原始序列灰區(qū)間值[9]。

（二）湖南未來能源供需預(yù)測

根據(jù)數(shù)據(jù)可得原則，我們提取了2005-2012年《湖南省統(tǒng)計年鑒》中的能源生產(chǎn)、消費數(shù)據(jù)分別作為包絡(luò)帶模型的輸入數(shù)據(jù)。

1. 上、下包絡(luò)序列預(yù)測

其1-AGO序列為:

GM（1,1）時間響應(yīng)式為:

表2 一次能源生產(chǎn)、消費總量的上、下包絡(luò)序列模型預(yù)測值

表3 一次能源生產(chǎn)與消費總量的GM(1,1)模型及包絡(luò)區(qū)中心序列模型預(yù)測結(jié)果

2. 結(jié)果分析

通過上述步驟，我們可得到湖南省未來能源供給與需求的上、下灰色包絡(luò)帶預(yù)測結(jié)果（表2）。從表2可以看出，至2022年，一次能源生產(chǎn)總量位于25 845-28 222萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤之間，對其再采用包絡(luò)區(qū)中心序列模型，可求一次能源生產(chǎn)總量為270 348萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，采用GM（1,1）模型可得到的生產(chǎn)總量為31 423萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤（表3）。由表2、表3還可知一次能源消費總量位于34 057-37 379萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤之間，采用包絡(luò)區(qū)中心序列模型結(jié)果為35 718萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，采用GM（1,1）模型得到的一次能源消費總量為38 015萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤?？梢姡脙煞N模型分別預(yù)測出的湖南能源供給和需量結(jié)果存有一定的差異?？紤]能源生產(chǎn)的邊際效應(yīng)與新能源開發(fā)水平的提升，筆者認為2022年湖南一次能源生產(chǎn)總量將會達到28 000萬噸，而隨著節(jié)能減排與經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，湖南一次能源消費總量將會突破32 000萬噸，能源仍需調(diào)入的格局不會改變，因此需提前規(guī)劃與制定好能源的調(diào)入措施。

影響一個地區(qū)能源供給與需求的因素很多，這些因素的綜合將會使湖南對未來能源需求也將具有較大的不可預(yù)見性。在全面建設(shè)“資源節(jié)約、環(huán)境友好”的兩型社會過程中，需要多少能源才能支撐該發(fā)展目標(biāo)，不但取決于湖南、中國乃至全球經(jīng)濟大氣候的發(fā)展，也取決于湖南未來經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，新能源和新技術(shù)的利用水平等因素。所以，今后需逐步加強對湖南風(fēng)能、太陽能以及頁巖氣等新能源利用的研究工作，爭取為保障湖南能源供給做出更精準(zhǔn)的研究。

參考文獻：

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（責(zé)任編校：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

湖南省軟科學(xué)研究計劃項目（2012ZK2050）

龔波（1975-），男，湖南益陽人，副教授，博士，主要從事產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學(xué)研究；王莉（1971-），女，湖南益陽人，副教授，博士生，主要從事產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學(xué)研究。