基于倒“U”形规律的中国未来10年能源需求预测，本文主要内容关键词为：需求预测论文,中国论文,规律论文,能源论文,未来论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F407.2 文献标识码：A 文章编号：1673－2464（2011）05－0010－06
未来10年是我国集中力量实现工业化的重要时期，同时也是全球资源分配问题凸显的时期。一方面，工业生产规模的持续扩大以及城市化的快速发展，将推动我国能源需求持续大幅增长；另一方面，国外各利益集团通过垄断资源，推动资源价格暴涨的局面一时难以改变。面对如此严峻的国内外形势，合理预测我国未来10年的能源需求量，有效探寻节能的途径就显得尤为必要。
近年来，国内外已有不少学者和机构对我国能源需求趋势进行了预测，预测方法大致可分为部门分析法、数学模型法和指标定量分析法。其中，数学模型法又可分为回归分析法、趋势外推法和灰色预测，已有研究表明[1－3]，以上这3种方法大多缺乏对能源需求基本规律的认识和把握，长期预测往往会产生较大偏差。指标定量分析法包括了能源消费强度法[4－5]、弹性系数法[6]、人均能源消费法[7]。该方法由于选取的指标过于宏观，适用于能源需求的短期预测，在进行能源需求的中长期预测时，预测结果的科学性和准确性难以保证。国外能源机构对能源需求预测的方法大都采用部门分析法[8－9]，即对未来各部门活动水平发展趋势进行层次分析和判断，预测能源的总体需求。这些机构每隔几年就会对中国能源需求重新预测，就预测结果而言，针对2020年我国一次能源的需求预测，不同机构给出了不同的预测值。其中，国际能源机构预测值为35.9亿t油当量；美国能源信息署预测值为36.5亿t油当量，其预测结果准确与否有待检验。
鉴于以上各种预测方法的优缺点，本文首先对中国能源消费的历史及现状进行分析，进而结合部门分析法和能源消费强度法，通过对发达国家近50年的能源消费与经济发展数据进行分析，总结部门能源消费强度的变化规律。在综合评估未来10年我国经济发展趋势和各产业部门强度变化趋势的基础上，对未来10年我国一次能源需求量进行预测。
1 中国能源消费历史
改革开放至今，中国经济持续快速增长，2009年我国GDP总量达8.7万亿美元（以下美元单位均系1990年盖凯美元），已跃居全球第二位。近10年来，GDP年均增速更是高达11.2％，步入工业化加速发展时期。经济的快速发展带动了能源消费总量的持续快速上涨。自改革开放以来，中国能源消费总量增加了4.2倍，年均增速为5.8％；尤其是近10年来，中国能源消费增速高达9.5％，增速远大于以往任何时期[10]。
从各部门能源消费量来看，2007年农业、工业、交通、商业和服务业的能源消费分别占终端能源消费的3.4％、45.9％、11.1％、3.6％和25.3％[11]。工业部门能源消费量几乎占到全国能源消费总量的50％，生活部门占到能源消费总量的1/4。
从各部门能源消费的历史变化趋势来看，均呈现不断增长的态势，但各部门在不同时期能源消费的增速却存在着较大差异（图1）。2001年以前，各部门能源消费均呈现缓慢增长的态势。2001年开始，我国重化工业和交通运输业的快速发展推动了能源消费持续大幅增长。其中，工业部门能源消费快速增长，年均增速高达9.3％，直接拉动了我国能源消费总量短期内快速增长。交通部门次之，年均增速达8.7％，商业和服务业部门年均增长6.7％，生活部门能源消费增长较慢，年均增速仅为1.1％。根据工业化中期经济发展的特点，我国各部门能源消费短期内快速增长的趋势将很难改变。
图1 中国各部门能源消费历史
2 中国能源需求预测
能源消费强度法作为预测能源需求的重要方法，它不仅能够综合体现一国经济发展水平与能源消费量的关系，而且还能体现一国能源节约的水平。因此，本文将通过对发达国家各产业部门能源消费强度的变化趋势进行对比，总结其变化规律，预测我国未来10年能源需求总量。
2.1 各产业能源消费强度规律分析
一国在不同经济发展阶段，能源消费强度有着不同的变化趋势，随着工业化进程的推进，各国能源消费强度大致呈现倒“U”形规律[7]，但各产业部门能源消费强度的变化趋势究竟如何？是否有其共同的变化特点？为了寻找各产业部门的能源消费强度变化规律，本文统计了发达国家近50年来的各部门能源消费量[12]、各部门GDP[13]，并以人均GDP来界定各国经济社会发展水平，建立了部门能源消费强度与经济社会发展水平之间的联系。
1）农业部门：能源消费强度呈现倒“U”形变化趋势，强度峰值点大都出现在人均GDP 12000～14000美元（图2），农业部门能源消费强度不断上升的阶段大都对应各国农业机械化逐步实现的过程，当各国实现农业机械化后，农业部门劳动生产率迅速提高，能源消费强度开始下降。历史数据显示，中国农业部门能源消费强度正处在逐年上升的阶段。
图2 农业部门能源消费强度变化趋势
2）工业部门：能源消费强度呈现不断下降的变化趋势（图3），工业部门能源消费强度的变化与一国工业化进程密切相关，在经历了高能耗的重化工业发展阶段之后，工业向高端升级，技术进步不仅增加了产品的附加值，而且提高了能源的使用效率，整体上降低了能源的消费量，进而实现了能源消费强度的下降。近些年来，中国工业部门能源消费强度同样呈现了不断下降的趋势。
图3 工业部门能源消费强度变化趋势
3）交通部门：能源消费强度整体上呈现倒“U”形的变化趋势，发达国家大都在人均GDP 13000～15000美元之间到达强度峰值点，之后开始下降（图4）。目前，中国交通部门能源消费强度呈现不断上升的趋势，随着我国汽车拥有量的快速增长，未来几年内，交通部门能源消费强度将保持较大增幅。
图4 交通部门能源消费强度变化趋势
4）商业和服务业：能源消费强度的变化趋势大致可分为两类情况（图5），第一类是法国、韩国等国家，能源消费强度自人均GDP 5000美元开始快速上升，在人均GDP 12000～15000美元期间相继到达强度峰值点，之后快速下降。第二类国家能源消费强度呈现缓慢增长的趋势，至今仍未到达峰值点，如意大利和西班牙等国。但预期这类国家随着商业部门产值的不断增大，能源消费强度开始下降，同样会呈现倒“U”形的变化趋势。根据我国商业部门能源消费强度的历史轨迹来看，更趋同于第二类国家。
图5 商业部门能源消费强度变化趋势
5）生活部门：能源消费强度变化趋势同样可分为两类情况（图6），一类是美国、荷兰等高能耗国家，能源消费强度大致呈现倒“U”形，峰值点出现在人均GDP 13000～15000美元之间；另一类是日本、韩国等低能耗国家，能源消费强度大致呈现缓慢增长的趋势。根据我国居民生活水平、人口数量以及生活方式的特点，未来几年内，我国生活部门能源消费强度变化趋势将更接近于与日本和韩国等国家。
图6 生活部门能源消费强度变化趋势
总体而言，各产业部门能源消费强度大致都呈现倒“U”形的变化规律，各产业部门强度峰值点的到来具有一定的波次性，依次为工业部门、农业部门、商业部门、生活部门和交通部门（图7）。各部门能源消费强度到达峰值点时的数值也有所不同，按大小排序依次为交通部门、工业部门、商业部门、农业部门和生活部门。尽管各部门能源消费强度的变化趋势有其各自的原因，但在综合分析各国同一经济发展水平下的产业结构时发现（图8）：在人均GDP 13000美元左右，即农业、交通、商业部门强度峰值点到来的时刻，众多发达国家各产业部门结构趋于一致。其中：农业部门所占比例保持在4％左右，工业部门所占比例大都低于40％，交通部门所占比例在7％左右，商业部门所占比例将达到最大，大都超过55％。由此可见，各国产业结构的变化与部门能源消费强度的变化有着极其紧密的联系。调整产业结构，尤其是降低工业部门比例是降低部门能源消费的重要措施。
图7 各产业部门能源消费强度变化趋势波次图
图8 各国产业部门GDP结构比例
2.2 预测流程
1）设定经济发展基本情景：根据2020年GDP比2010年翻一翻的国家基本规划以及联合国对未来10年中国人口增长的预测，设定我国未来10年GDP高、中、低3种增长情景，同时界定人口年均增速。
2）分析部门能源消费强度趋势：截取工业化国家各产业部门人均GDP 6000～15000美元的能源消费强度曲线，结合我国各部门能源消费强度的历史轨迹，利用趋势线法，计算出我国各部门强度的变化率，其中农业部门增长率为0.74％，工业部门下降率为1.73％，交通部门增长率为4.15％，商业部门增长率为0.16％，生活部门增长率为0.24％。以2009年我国各部门能源消费强度为基准，进而推算出未来10年我国各部门能源消费强度。
3）设定未来10年各部门结构比例：分析先期工业化国家在人均GDP 7000～13000美元这个阶段的各部门结构比例，结合当前我国各部门结构比例以及国家对产业结构的规划，设定我国未来10年各部门结构变化趋势。
4）预测公式如下：
2.3 不同情景下的我国能源需求预测
2.3.1 未来10年我国经济社会发展趋势分析
人口预期：按联合国对中国未来10年人口增长的预期，我国人口增长速度进一步减慢，但由于庞大的人口基数，人口总量仍将保持增长态势。到2020年，我国人口总量将达到14.45亿，人口年均增速为0.7％，其中2010—2014年年均增速为0.72％，2015—2020年年均增速为0.67％。
经济总量预期：未来10年，我国经济仍将保持稳定增长的态势，但GDP总量增长速度将逐步降低。考虑到经济增长受多方面因素的影响，在此设定参考情景、高增长和低增长3种经济增长情景（表1）。其中，参考情景是以系统分析我国过去30年GDP增长趋势和未来25年国家经济发展规划为基础[14]并结合发达国家不同发展阶段经济增长特征后设定的，是经济发展最可能的情景。按此情景，设定我国2015年前GDP年均增速为7.5％，2015—2020年年均增速为6％，2020年我国GDP将达到18万亿美元。
经济结构预期：未来10年，我国农业比例将持续下降，但作为人口大国，农业仍需保持一定的规模，预期到2020年我国农业比例将维持在4％－5％左右，略高于相同发展水平的发达国家农业比例。近年来，我国工业规模一直保持在50％左右，随着国家加大产业结构调整力度，预计未来几年我国工业比例将逐步下降，预期到2020年工业比例将低于40％。未来10年，随着我国机动车保有量持续增长，交通部门的产值也将不断提高，但相对于全国GDP的增速而言，依然很小，因此比例变化将不会有太大改变，保持在6％左右。商业和服务业部门比例将持续增加，预计2020年将达到50％以上。
2.3.2 预测结果
在综合预期未来10年我国经济社会发展指标的基础上，依据部门能源消费强度的倒“U”形变化规律，以部门能源消费强度法为基本方法，构建了中国能源需求预测模型，设定不同经济增长情景，对我国未来10年能源需求量进行了系统预测（表2）。
不同的经济社会发展情景下，我国2020年一次能源需求量将到达33.6亿～36.6亿t油当量。其中，在参考情景下，预计2015年和2020年我国一次能源需求量将分别达到28.4亿t和34.9亿t油当量，2010—2015年年均增长率为4.6％，2015—2020年年均增长率为4.2％，未来10年，我国将处于前所未有的能源消费高增长期。针对中国未来能源需求趋势，著名能源研究机构国际能源机构和美国能源信息署也分别对2020年我国一次能源需求量进行了预测，预测值为35.9亿t油当量和36.5亿t油当量。相比而言，参考情景下，本文对2020年我国一次能源需求量的预测值均低于国际能源机构和美国能源信息署的预测，比国际能源机构预测值低2.8％，比美国能源信息署预测值低4.6％，但在能源消费的高增长情景下，本文对2020年我国一次能源需求量的预测值与两大能源研究机构的预测值较为接近。
3 结论
1）各产业部门能源消费强度呈倒“U”变化规律。本文对发达国家各产业部门能源消费强度进行了对比分析，结果表明，各产业部门能源消费强度整体上呈现倒“U”形变化规律，且各部门能源消费强度峰值的到来具有一定的波次性，依次为工业部门、农业部门、商业部门、生活部门和交通部门。并进一步发现，在各产业部门能源消费强度到达峰值点时，一国各产业产值比例具有很强的相似性，笔者认为，调整产业结构，尤其是降低工业部门比重，是降低一国能源消费量的关键。
2）未来10年我国能源需求仍将持续快速增长。在系统预测未来10年我国经济社会发展趋势的基础上，以部门能源消费强度规律为基础，结合我国各部门能源需求趋势的判断，分情景预测了我国未来10年的能源需求量。其中：在参考情景下，我国2015年能源需求总量将达到28.4亿t油当量，2020年将达到34.9亿t油当量，2010—2020年我国一次能源需求量年均增长率将接近4.4％。面对未来10年巨大的能源需求量，我国应未雨绸缪，及时调整产业结构和优化能源结构，提高核能、天然气和可再生能源在各产业部门能源消费中的比重。针对各部门能源消费的特点，完善节能减排等各项法律法规，积极利用价格手段提高各部门能源利用效率，创新能源消费模式。
收稿日期：2010－11－03；修订日期：2011－09－26