區域產業能源消費量預測模型研究

任一鑫，鐘希翠

（山東科技大學經濟管理學院，山東青島266590）

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區域產業能源消費量預測模型研究

任一鑫，鐘希翠

（山東科技大學經濟管理學院，山東青島266590）

摘要：針對目前區域產業能源供求矛盾及現有的能源預測模型缺乏對具體區域產業、產品進行能源消費量的預測等問題，鑒于我國存在區域差異、產業布局差異等特點，結合能源需求相關理論和分析方法，采用產品產量預測模型、單位能耗預測模型、季節預測模型的建立方法，建立了針對具體產業、產品的能源消費量預測模型。以期對區域相關產業、產品進行科學合理的制定能源戰略、安排能源建設以及能源優化配置等具有重要的指導價值。

關鍵詞：區域產業；能源消費量；產品產量預測；單位能耗量預測

一、引言

能源是人類生存和社會進步的重要物質保障。隨著經濟發展和人口增長，我國對能源需求呈急劇上升的趨勢，出現了能源供求短缺現象，造成這種矛盾的主要原因是產業結構、能源結構的不合理、能源價格機制存在缺陷、能源利用率低等。要解決能源供需矛盾問題，就需要合理的制定能源發展規劃，制定能源生產和消費計劃。多年來，許多學者對能源生產、消費預測開展了多方面的研究，從影響能源消費量的經濟發展、人口、產業結構、能源價格等宏觀因素之間的關系進行預測分析，大致可以分為兩類，即單一預測法和采用組合模型進行預測。這兩種預測方法多是從影響能源消費宏觀因素方面進行的，存在很大的偏差。為了提高預測的精度，本文提出了一種從具體產業、產品等微觀角度進行能源消費預測的方法，能夠反應出具體產業、產業結構、產品結構、能源結構、節能等變化對能源消費量的影響。這在一定的范圍內縮減了預測的偏差，為決策的制定提供了一定的依據。

二、區域產業能源消費的影響因素

1、產業結構對能源消費量的影響

產業結構的變化是影響區域產業能源消費的重要因素，其對能源消費產生的影響存在于以下兩方面。一是產業結構不同，其能源需求種類、耗能強度也不同。一般而言，相對于第一、三產業，第二產業屬于高耗能產業，能耗強度相對較高，所需能源品種多，因此以第二產業為主體的產業結構必然會對能源消費產生拉動作用。二是不同產業部門單位產品所需求的能源數量、種類也相差較大。具體來說，第二產業部門單位產品所需要的能源數量、種類較多，第一、三產業部門單位產品所需要的能源數量、種類相對比較集中。隨著經濟發展第二產業的主導地位正逐步向第三產業過渡，進而降低了高耗能高污染產業的比重，增加低耗能清潔產業的比重，從而整個區域的能耗強度就會下降，能源消費量也相對減少。

2、節能減排對能源消費的影響

節能減排政策的推廣對產業能源消費也產生重要的影響，主要是通過技術節能、結構節能、管理節能、優化等來達到節約能源、降低能源消耗、減少污染物排放的目的。具體來說，隨著能源使用和加工轉換技術的不斷改善，先進設備不斷投入使用，能源的生產和轉換環節的生產效率就會提高，單位產品能耗量減少，生產環節的能源損失也會減少，因此通過技術節能提高其能源利用效率，以達到節約能源、減少能源消費量的目的。另外，合理的使用能源，延長產業鏈，減少能源初級產品使用，發展下游產品的精細加工，提高高能耗高污染產業的準入條件，遏制部分高耗能產業的盲目投資和低水平的重復建設。在產業中通過對耗能產品制定科學的耗能指標，改善辦公場所、營業場所耗能設施的管理制度建設，規范企業生產行為，降低耗能，引導顧客樹立節能意識，主動使用高能效產品、節約能源。

3、能源之間的互補、替代對能源消費量的影響

同種能源具有多種用途，各種用途在產業活動中發揮的作用也不同，且同種需要也可以由不同的能源來滿足。在產業中進行相關能源之間的替代、互補可以改變能源的結構，主要改善以煤和石油為主的高耗能能源供應與消費結構，降低能耗強度，減輕環境污染。在產品中進行能源的替代、互補可以改善能源的種類，提高能源的利用率，節約能源，減少能源消費量。因此，在我國現有能源約束供給條件下，以新能源替代傳統能源、以優勢能源替代稀缺能源、以可再生能源替代化石能源，促進能源品種由單一向多元化轉變，提高替代能源在能源結構中的比重，是解決我國能源供需矛盾及減輕環境壓力的有效途徑。

4、產業規模、產品產量、單位產品能耗對能源消費的影響

在當區域中某個產業規模擴大時，能耗量增加，當產業規模壓縮時，能耗量減少；當新產業增加時，該產業的能耗量增加，當產業被淘汰時，該產業的能耗為零。產品產量的變化就是產品結構的量的變化，當生產新產品時，該產品的能源消耗量增加進來，當產品淘汰時該產品能源消耗量為零。同時在單位產品能耗中增加技術、生產方式、節能等因素，減低單位產品的能耗強度，這些因素的變化也會對能源消費量有所影響。

三、產業某能源消費量預測模型研究

1、模型建立理論依據

本文預測方法是以產品產量預測、產業結構發展預測為基礎、以單位產品耗能量預測為重點進行預測。該預測方法基礎與機理有以下幾方面。一是從產品方面。產品結構不同，所耗費能源種類、單位產品耗能量、耗能總量也不同；生產產品產量不同，產品的耗能總量也不同。二是從產業方面。產業結構不同，所耗費能源品種、耗能強度和總量不同；產業規模不同，產業的耗能總量也不同。三是其他因素方面。技術、優化、管理、綜合利用等方面的開展會對能源結構與單位耗能量產生影響，能源之間的替代、互補，也會對能源消費品種產生影響。因此，從具體區域、產業來看，產品結構、產業結構、單位能耗量變化會直接引起能源品種、能源強度、能源數量變化，這是該模型預測能源耗費量的基礎。考慮這些原因與機理，區域產業能源耗費的預測應該首先在產品種類、產量預測，然后結合相關因素的變化對單位產品耗能量進行預測，最后利用所預測的數據預測某種能源的消費量。

2、模型建立

假設某個區域擁有產業數n，第j產業生產產品種類m，第j產業生產第i種產品的產品量Qij，對該區域產業耗費某種能源消費量的預測方法如下：

（1）某產品的產品產量預測模型。本文直接采用已有的GM（1，1）和AR（p）組合預測方法進行產量預測，產量預測模型方法如下。

假設觀測實際數據序列為Q=｛q1，q2，q3，…，qn｝，應用GM（1，1）模型得到相應的模型參數則GM（1，1）模型預測公式為：

任何預測模型與實際都會產生偏差，為了提高預測的準確度，需要分析偏差變化的規律，建立偏差變化的模型，再利用該模型對預測模型進行調整。那么偏差變化的模型為：

與原始觀測數據對應相減即可得到所建灰色GM （1，1）模型殘差序列：

以殘差序列E=｛ε1，ε2，…εn｝為研究對象，建立時序AR （p）模型，則有：

由式（4）可得觀測數據序列的灰色自回歸模型預測式：

（2）某產品單位能耗量的預測。本文利用多元回歸方法進行能耗定額的預測，預測模型方法如下。

首先建立多元線性回歸模型的一般形式為：

式中：k為解釋變量的數目，βk（k=1，2，…k）為回歸系數，μ為去除k個自變量對R影響后的隨機誤差。

（3）該產品的某種能源能耗量預測。本文利用已知條件進行預測該產品某種能源能耗量。即：

（4）該產業對某種能源能耗預測。運用上述方法可以依次求出該產業中不同產品對某種能源能耗量，然后將求出的能耗量累加就可以求出該產業對某種能源的能耗量。即：

（5）區域產業某種能源消費量預測模型。運用前四步的方法依次求出不同產業某種能源的能源消費量，將此不同產業某種能源的能源消費量累加就可以求出該區域產業某種能源消費量。即：

根據上述模型我們可以把各個產業、各個產品所消費的各種能源數量預測出來，可以清楚、直觀地看到各產業、產品所耗費的各種能源的消費預測量。

四、結論

通過該模型的建立能夠有效地避免了GDP、通貨膨脹等對能源消耗量的影響，使預測的結果更加精確。利用產品產量進行能源的預測，是考慮到產品結構、產業結構、單位能耗等變化對能耗量的影響。將產業所有能源消費量進行求和，是考慮到產業結構變化對能源消耗量的影響，因此該模型能夠反映產業結構質變、量變對能源消費量的影響。通過該模型可以針對具體的產業、企業進行短期或中期的能源規劃，使得能源生產和消費更加合理、科學。由于能源消費系統具有復雜性、非線性等特征，所以本文建立的能源預測模型具有一定的局限性，還需對能源消費量預測做進一步的研究。

參考文獻

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［3］袁菲菲：我國產業結構調整對能源消費影響的研究［D］.山東財經大學，2012.

［4］王惠文、孟潔：多元線性回歸的預測建模方法［J］.北京航空航天大學學報，2007（4）.

（責任編輯：劉彤）