中国石油需求模型研究，本文主要内容关键词为：中国石油论文,模型论文,需求论文，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。
一、引言
在所有的能源类别中，石油一直是全球消费比例最高的能源。由于经济飞速发展，在全球能源形势日趋紧张的严峻对局中，中国对能源需求急剧增多，2004年中国石油进口超过日本成为全球仅次于美国的世界第二大石油进口国，石油对外依存度有增无减。据资料显示，2004年生产原油1.75亿吨，进口1.2亿吨， 原油对外依存度达到40％[1]。按目前进口的增长速度来看， 明年中国石油进口的依存度将高达50％。随着对石油需求量的快速增长，我国石油供需失衡程度将呈现日益严重的态势。为此，建立准确有效的石油需求模型，对石油需求量进行及时、准确测算，对制定我国的能源战略具有很重要的现实意义。
目前许多学者用多种方法对我国能源需求量进行预测，如价格预测法，能源弹性系数预测法，回归预测法，间接预测和直接预测。但多是用这些方法对电力、煤炭的需求量做预测，对石油的需求量做专门的研究还不多见，常见的结论是预测2010年、2020年石油对外依存度分别为40％、50％，2020年石油需求量将达到4.5亿吨等。这些预测并没有给出这些数字的可靠性分析，而且只是需求量总量上的一个估算，没有对每年的需求量做分析。为对我国石油需求量做准确的测算，本文以历年石油的产销数据和相关宏观经济变量的数据为基础，根据时间序列计量方法，设计了一个算法，来建立数学模型对石油需求量进行预测，并以1990～2003年的数据进行实证检验，说明了该算法的可行性。
二、建模思路和方法
石油消费量不等于石油需求量，这是因为实际消费量受价格、供需矛盾等因素的影响。所以用实际消费量建立石油需求模型[2]，并用它来估计模型参数的做法，无论在理论上还是在实践上，都是有缺陷的。本文的思路是：石油需求量虽然不同于消费量，但和消费量有着非常密切的关系。实际消费量是一个供需双方平衡的结果，消费量可能满足需求量，也可能在特定的环境下低于需求量。因此可以在实际消费量的基础上进行调整，求得需求量数据。同时，为了分析石油供需失衡状况，还需要建立石油生产供给模型。
全部模型的建立包括四个步骤：第一步，用一种调整算法在消费量的基础上求得需求量的初始值，这个初始值可看作是需求量的一个粗算值。第二步，利用初始值建立估计模型，用模型计算的结果即为石油需求量，这个估计结果可以称为精算值。第三步，建立预测模型。由于需求量精算模型只能利用历史数据计算而来，因此该模型不能用于对未来时期的预测，所以在精算模型的基础上，还需要建立预测模型，用来对未来的需求量进行预测。建立需求量预测模型的方法是在精算模型的基础上，对时间序列进行递延，即以时间T作为自变量，以估计的精算需求量作为因变量建立模型。第四步， 建立石油生产供给模型。为了分析未来时期石油供需的失衡程度，还需要建立石油生产供给模型对未来的生产量进行预测，并将二者的对比结果作为分析石油供需失衡程度的依据。
在上述对消费量进行调整，求需求量初始值的过程中，选择了两个方面的调整：第一，对石油消费量增长率的调整。每年石油需求量的增长率应该不同于石油消费量的增长率，这是因为受石油价格变化、国际国内经济发展状况等因素的影响，例如，随着经济的增长，工业、交通运输和生活对石油需求量的增长就可能快于其它部门，引起石油消费结构性变化。同时，由于经济总量不同，也就引起了石油需求总量增长速度的不同。因此，在对石油需求量进行估算时，首先用工业、交通运输业、生活和其他四个方面的用油比重对增长率进行调整。初次调整以后，再用石油消费量对GDP的弹性[3] 乘以调整后的增长率，来估算石油需求量的增长率。第二，库存调整。石油库存变化会引起石油需求量变化。我国目前正处于建立石油储备体系的阶段，有可能引起石油需求量的波动起伏，所以这一因素应该加以考虑。从能源安全角度考虑，参考国际发达国家的石油安全库存量，本文将我国的石油安全库存调整为年石油消费量的2／12（2个月的石油实际消费量）[4]。
三、石油需求模型初始值的估计和模型设计
根据以上思路，下面对初始值的具体算法和模型设立进行讨论，模型参数的估计采用1990～2003年我国与石油相关的实际数据。
（一）石油需求量初始值的估计
1.石油库存量的调整。需求量中应该包括库存变化。 所以按每年石油消费量的2／12算出需要的石油库存量，即2个月的石油消费量。用t年的石油库存量减去t－1年的库存量，得到t年的库存变化量，即为t年石油的库存需求量。设石油的库存量为C[,t]，石油的库存需求量为△C[,t]；C[,t]＝t年石油的实际消费量*2／12；△C[,t]＝C[,t]－C[,t－10]。
2.石油需求量增长率的估算。影响石油需求增长的有四个方面：工业用油、交通运输用油、生活用油和其它用油。因此选取以下指标来估算石油需求量的增长率。
（1）指标：k为估算的石油需求量增长率，k[,1]为GDP增长率，k[,2]为工业增加值增长率，k[,3]为货运周转量增长率，k[,4]为客运周转量增长率，k[,5]为私人载客汽车增长率，k[,6]为石油实际消费量的增长率，a[,1]为工业用油比重，a[,2]为运输业用油比重，a[,3]为生活用油比重，η为石油实际消费量增长率对GDP增长率的弹性。
（2）计算方法：
η[,t]＝k[,6t]／k[,1t]
k＝［k[,1]*（1－a[,1]－a[,2]－a[,3]）＋k[,2]*a[,1]＋
1／2（k[,3]＋k[,4]*a[,2]＋k[,5]*a[3]*η
3.石油需求量初始值的估算。设估算的年石油需求量为X[0]，实际的年石油消费量为X[,t]则：
X[,t][0]＝X[,t－1]*（1＋k[,t]）＋△C[,t]
（二）石油需求量的精算模型
精算模型的被解释变量是以上计算的需求量初始值，用Y表示。
1.解释变量的选取。X[,1]为石油的库存量变化量，X[,2]为上一年石油的实际消费量，X[,3]为工业增加值增长率，X[,4]为客货运周转量综合增长率。
2.建立回归模型。用SPSS做多元回归模型：
（三）石油需求量的预测模型[5]
在精算结果的基础上，首先对数据取对数得到新的时间序列Y[,3]，设立的预测模型为：
Y[,1]＝β[,1]＋β[,2]*t
进行回归后得到回归结果如下：
Y[,1]＝9.346551＋0.063382*t
其中R[2]＝0.980923，β[,2]的T统计量的值为24.84001，因此对β[,2] 的预测是显著的。DW值为2.073101，说明残差项不存在自相关，因此利用该模型可以将时间递延到后面的年份进行预测。
（四）国内石油生产量的预测
为了分析未来时期国内石油生产量对需求量的保证程度，本文也建立了我国石油生产量预测模型。从实际数据观察，我国石油生产量时间序列存在着明显的趋势性，所以本文的生产量预测模型采用了实际生产量以时间T回归的方法。模型形式为：
Y[,2]＝β[,1]＋β[,2]*t
用EVIEWS进行回归之后得到如下回归结果：
Y[,2]＝12491.11＋239.3393*t
模型中R[2]＝0.973696，β[,2]的T统计量的值为25.08551，因此对β[,2]的预测是显著的。但是DW值为0.815617，说明残差项存在着自相关，因此对残差项进行平稳性检验。通过检验发现，残差序列为非平稳的时间序列，在进行一次差分后，序列转化为平稳的时间序列。对差分后的残差序列进行ARMA模型的拟合，以差分后的时间序列拟合MA（1）模型，回归结果如下：
Y[2]＝12591.13＋230.7420*t＋μ[,t]
μ[,t]－0.36794*μ[,t－1]＝a[,t]＝a[,t]－0.941414*a[t-1]
R[2]＝0.986288，DW值为1.986632，非常接近2，显示该模型不再存在序列相关，因此该模型较好地拟合了石油生产量的实际变动情况，可以用它来进行短期预测。
四、实际分析结果
利用上面建立的模型对我国石油1990～2003年度的石油需求量进行估计，在此基础上又对2004～2010年石油的生产量和需求量进行了预测（限于篇幅，原始数据省略），结果见表1、表2。
表1 我国石油需求量精算值表
单位：万吨
年份 石油生产量 石油消费量 石油需求量精算值 年份 石油生产量 石油消费量 石油需求量精算值
1990 1383111486 -
1997 16074
1969220645
1991 1390012462 129871998 16100
1981819787
1992 1420013521 139801999 16000
2107321599
1993 1451714721 152422000 16300
2243923040
1994 1460814956 150982001 17396
2283823007
1995 1500516065 165412002 16700
2478025524
1996 1573317436 178982003 17000
2821129355
表2 我国石油生产量和需求量预测值表
年度 石油生 石油生 石油需 石油需 石油对
产量
产量增 求量
求量增 外依存
(万吨) 长率(%) (万吨) 长率(%) 度
2004 17220 -
29652 -
0.42
2005 17451 1.34
31592 6.54
0.45
2006 17682 1.32
33659 6.54
0.47
2007 17913 1.31
35861 6.54
0.50
2008 18144 1.29
38208 6.54
0.53
2009 18375 1.27
40708 6.54
0.55
2010 18606 1.26
43372 6.54
0.57
由此可以得出主要结论如下：
（1）通过对1990～2003 年石油供需分析可知：从石油需求量与生产量的失衡度看，我国石油供需失衡呈逐年递增趋势。从石油需求量与消费量的失衡度看，我国石油供需失衡基本平衡，属于小范围内的供小于求。而我国石油的对外依存度呈递增趋势，对外依存度从1995年的7.59％增加到2003年的34.7％。因此，在可见的未来我国石油需求增长强劲。（2）短期而言，导致中国石油需求快速增长的主要因素[6]：一是高油耗的第二产业特别是汽车、建材和化工业的迅速增长，带动了对石油需求的大幅增长；二是2003年以来受中国经济快速增长和经济结构调整等因素影响，电力需求大幅增长，因电力供应不足而导致燃油发电量剧增。（3）根据模型对2004～2010年石油供需的预测，到2010年我国石油需求量大约为4.3亿吨，石油需求量平均增长率为6.54％，但由于石油生产量平均增长率较低，仅为1.3％，预计2010年的石油生产量约为1.86亿吨，因此供需失衡更为严重，2010年石油供需差额将是生产量的1.33倍，因此石油需求量的57％将要通过进口来满足。（4）从长期看，由于我国国内石油需求的快速增长与国内石油产量增长和可持续供给能力的矛盾日益突出，在可见的未来，伴随着中国在宏观经济上继续持续快速增长的将是中国对石油的需求量越来越大，石油供需失衡加重。而高达50％以上的石油对外依存度将加重我国的能源安全问题。