中国能源安全预警指标框架体系设计，本文主要内容关键词为：中国论文,框架论文,指标论文,体系论文,能源安全论文，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：TK01 文献标识码：A 文章编号：1003-2355(2007)04-0016-05
1 中国能源安全影响因素分析
能源是支持我国经济增长的源动力。从20世纪80年代开始，随着我国经济的快速发展，能源消费也开始呈现出明显增长趋势。能源消费在起初十年的增长速度相对较快，年平均增长率超过了5％，之后从90年代开始一直到2002年，能源消费增长速度有所下降，年均增长率降为3.7％。在此期间，我国的能源消费弹性系数始终保持在0.7以下，实现了用相对较低的能源消费增长支持了经济的高速增长。进入21世纪尤其是2002年以后，这一形式发生了根本变化。2003年我国的能源消费增长速度超过了经济增长速度，能源消费弹性系数达到了1.5，之后几年能源消费弹性系数也始终大于1。能源系统的这种剧烈变化一方面给我国经济的持续增长造成了很大的压力，另一方面也给社会经济系统带来了很多不稳定因素。
在各个能源品种中，煤炭是我国主要依赖的能源资源，约占我国总能源消费的2/3，煤炭系统的波动也更容易对国民经济产生重大影响。我国煤炭的储量相对富裕，按现有消耗水平和储量计算，我国的煤炭资源还可以保证使用上百年，但我国煤炭资源的生产和消费过程中存在很多问题和不稳定因素，包括煤炭运输能力的不足、煤炭低效使用所带来的生态破坏及环境污染、煤矿安全保障差、煤炭价格波动等等，如2004年，国内煤炭供应就出现了全面紧张，并带动煤炭价格出现了前所未有的增长。
石油是增长速度最快的能源品种，其消费量从1990年的1.15亿t增加到2005年的3.25亿t，增加了将近3倍，但与此同时，石油生产一直保持着小幅增长的状态，这导致我国石油的进口量不断增大，对进口石油的依赖程度也不断增加，未来随着我国石油需求量的进一步增长，石油供需之间的差额还会进一步拉大。我国石油需求量大，并且很大程度上依赖进口，也更容易受到外来因素的干扰。2005年末，由于国际油价的持续大幅上扬，南方很多省市开始出现石油供应短缺的现象，如广州就出现了汽油短缺，很多加油站前都排起了等待加油的长龙。国际油价的大幅上扬还导致了其他能源价格的飞涨，对社会经济各个部门都产生了重大影响。
电力部门的增长也非常迅速，但同样呈现出波动性。从20世纪90年代初期开始，我国电力装机容量增长迅速，还一度出现电力过剩的局面。但之后特别是进入21世纪，随着电力需求的不断上升，电力供应开始紧张。在过去6年中，我国电力弹性系数始终大于1，全国每年新增的装机容量都相当于欧洲某些国家全国的装机容量，即便如此，电力装机的增长速度仍然落后于消费的增长速度。在过去的3年中，全国几乎所有省份都出现过不同程度的拉闸限电情况。未来几年，随着大量改建和新建电力产能的建成，全国性缺电的局面会得到明显改善，但在高峰期局部的缺电局面仍将存在，并将持续考验着电力供应的安全。同时，未来可能出现的大量发电能力富裕问题也会引发另一个安全问题。另外，电网的不断扩容及安全运行、电力部门快速增长所带来的环境污染等问题，也对电力系统乃至社会经济各部门有着重要的影响。
天然气在我国现有能源结构中所占的比例还很低，2005年消费量约为480亿m[3]，只占到消费总量的不到3％。但是，我国人均天然气资源拥有量很低，随着城市燃气化率的提升以及天然气作为一种清洁能源在工业生产、交通运输中需求的上升，天然气的安全供应也必将成为影响社会经济持续增长的关键因素之一。
除了常规的化石能源外，我国能源供应体系中还包括核能、可再生能源等其他能源形式，虽然它们在能源结构中所占的比例现在还比较低，但他们对改善我国能源的利用效率、减少我国的环境污染以及温室气体排放起着非常关键的作用，而且从长期来看，也是我国主要可以依赖的战略性替代能源。
前面所述主要是在能源供应方面的安全影响因素，而从消费的角度看，也有3个主要因素影响能源系统的安全运行：一是能源消费结构的不合理，二是能源利用总体水平低下，三是能源生产及消费过程所造成的资源生态破坏和环境污染。
我国能源消费结构的不合理表现在2方面，一是我国的能源消费结构以煤为主，一些相对清洁的能源如石油、天然气、可再生能源等所占比例较低，这与世界多数国家倡导以石油、天然气为主的能源消费结构不同。二是我国高耗能产业在国民经济中所占比例过高，宏观经济的重化工特征明显。我国一些主要的高耗能行业一直是拉动经济的主要力量，而且还有进一步扩大的势头，相反，一些高附加值、低能耗的产业在国民经济中所占比例比较低，对国民经济的贡献也比较少，这一点是造成我国GDP能源强度远高于发达国家的根本原因。
我国能源利用效率水平在过去20年提高显著，但比起一些发达国家甚至是一些同等水平的发展中国家来说，水平仍然较低。从1980到2004年，我国年均节能率达到了4.71％，一些主要的耗能产品如燃煤发电、钢铁、水泥、有色金属、化肥、乙烯等的单位能耗都有显著降低，平均节能率在10％～40％之间。但即便如此，主要工业产品如水泥、乙烯、钢铁等的综合能耗仍比发达国家要高10％～20％，节能仍旧是我国未来各项工作的重中之重。
我国能源生产和消费引起的资源生态破坏和环境污染是另一个不容忽视的问题，不仅影响到能源系统的安全和稳定，还给国民经济的可持续发展以及民众的身体健康带来严重的负面影响。由能源生产和消费引起的生态和环境问题主要包括：(1)我国煤炭开采对某些矿区的土地资源、水资源和植被的破坏非常巨大，有些甚至是无法恢复性的破坏。(2)煤炭消费是导致我国SO[，2]排放的主要原因，全国80％以上的SO[，2]排放来自于燃煤排放，2005年全国的SO[，2]排放量为2549万t，比2000年增加了27％。大量的SO[，2]排放已经使我国1/3的国土面积沦为酸雨区。(3)能源消费是造成我国温室气体排放的主要原因。我国正面临着越来越大的要求减排温室气体的国际压力。
除了上述因素以外，还有一些其他因素如能源产业的景气水平、能源技术效率、突发和突变事件等会对能源系统的安全和稳定运行产生扰动，而且，随着我国开放程度的提高，我国能源系统与国际社会的接触和交流越来越多，也更容易受到各种国际政治、经济和军事因素的冲击和影响。
2 能源安全预警研究回顾
预警一词是从军事预警仿照来的。如在军事技术装备中，有预警飞机、预警雷达等。关于预警的研究首先是从经济预警发展起来的，也主要集中在经济预警上，后来又延伸到粮食预警、金融预警等领域。对能源预警来说，目前无论从国内还是国外，相关研究还比较少，发达国家一些与预警相关的工作由于涉及经济安全、国家安全和对外战略等方面，也基本不公开。
国外能源安全的提出起源于20世纪70年代发生的第一次世界石油危机，那时主要是指可能发生的石油供应中断。1974年国际能源署(IEA)成立后，正式提出了以稳定原油供应和价格为核心的国家能源安全的概念。之后随着国际社会对各种环境和全球气候变化的关注，各国又开始考虑赋予能源安全以环境保护的内涵，也就是能源的消费和使用不应对人类自身生存与发展的生态环境构成大的威胁。因此，能源安全从概念上讲应该包括供应安全、消费安全、经济安全、生态环境安全等多个方面。
我国虽然已经开始逐渐重视能源的预警研究，但才刚刚起步，而且更多的是学术研究。一些主要的研究包括：王礼茂在分析影响资源安全的5个主要因素的基础上选择了14项指标，组成了资源安全的评估指标体系，并运用该指标体系对中国石油和粮食安全状况进行了初步评估；郭小哲、段兆芳提出了涵盖突变、效益、供需、环保、效率以及石油安全的特殊监测体系；迟春洁，黎永亮对影响能源安全的因素进行了分析，归纳出影响能源安全的能源、政治、经济、运输、军事及可持续发展6个方面的要素，并参照国内外可持续发展研究理论，提出用压力指标、状态指标和响应指标来进行分类的共35项指标，初步建立了能源安全测度指标体系；刘钰、田泽对石油企业经济风险进行了分析，并提出了预警对策；赵家廉提出了建立煤炭经济预警系统的基本功能和指标体系；王慧敏、陈宝书提出建立4个预警子系统和预警指标体系的设计原则、基本框架；吴文盛提出了包括8个指标在内的石油资源安全评价指标体系，并确定了安全等级的划分与安全标准等。但总的来说，国内目前还没有一个完整的对能源系统的安全状态进行综合评价的能源安全预警系统，与能源有关的预警研究还存在以下局限性：
(1)研究主要集中于对生态资源安全的预警和主要能源品种如石油、煤、电力安全的预警，其中犹以对石油安全的预警居多，目前还没有哪项研究建立起一套完整的能源安全预警系统；
(2)对总的能源系统的预警还只是停留在简单的描述中，还没有形成一个统一和具体的方法论，一些研究对预警方法有较为详细的描述，但在实际应用时多数采用简化的方法进行；
(3)很多研究对能源预警指标进行了选择，并对框架体系进行了设计，但相互之间差异较大，也没有一个研究能提出一个既全面又具有操作性的指标体系。
3 中国能源安全预警指标框架体系的建立
3.1 构建目的
如上所述，对我国来说，构建中国能源安全预警系统已经非常重要和急迫。我们计划利用一到两年时间建立一个能够长期应用、支持政府决策的中国能源安全预警系统，使其成为能源分析工具之一。目前设计的中国能源安全预警系统将采取能源系统仿真方法和能源经济景气分析方法相结合的框架，以较为全面和深入地反映我国的能源安全影响因素。建立中国能源安全预警指标框架体系的目的是为中国能源安全预警系统提供重要基础，是系统构建的第一步。
3.2 能源系统特点分析
预警理论发展至今已经比较成熟，预警方法也比较丰富，简单来说有指数预警方法、周期预警方法、专家预警方法、预期调查方法等，复杂来说有模型预警方法和模拟预警方法等。尽管这些方法之间有所差异，但无论是哪种方法，最关键的部分都是确定预警指标及其框架体系，对能源预警来说，指标的确定要根据能源系统的特点进行。
能源系统与经济系统相比，一方面，两者具有相似性和相关性，如能源系统的长期变化趋势与宏观经济的长期变化趋势具有一定程度的相关性、能源供需的变化也具有周期性、能源系统的稳定与否与宏观经济的运行状态息息相关等，但另一方面，能源系统又有其自身的特点，主要表现在：
(1)能源系统可能受到的突变影响因素较多，其中不仅包括人为的突发因素，还包括由于自然气候变化引起的突变因素，能源系统也更容易受到这些突发因素和突变因素的扰动而偏离正常运行的状态；
(2)能源系统包含多个能源品种。对不同的能源品种来说，影响其系统稳定运行的因素可能不同，需要区别对待；同时，能源系统的稳定性不仅取决于各能源品种系统的稳定，还取决于各能源品种之间是否具有良好和稳定的替代和接续能力；
(3)能源系统的稳定性受到多种因素的影响，包括技术、经济、政治、安全、生态、环境因素等，各种因素之间相互关联，因此，对系统稳定性的表征也更为复杂和困难；
(4)能源系统的变化尽管也具有周期性的特征，但不如经济系统的周期性那么明显，也更难用相关的数学或经济工具进行模拟。
因此，在建立中国能源安全预警指标框架体系的时候，一方面，我们可以借鉴预警理论和其基本的方法，另一方面，又要基于能源行业本身的特点，使能源安全预警指标框架体系能够从多个方面综合地反映中国能源行业的安全状态。
3.3 能源安全预警指标的选择原则
能源安全预警指标的选择不仅要遵从一定标准，还要尽可能全面，每个指标的赋值也需要综合考虑各种影响因子后加以确定，它们的选择应遵从以下原则：
“量”与“质”相结合 预警指标要从“量”和“质”两个角度来反映整个能源系统的总体状态。不仅要能为建立一个稳定、可靠、安全、经济、清洁的能源供应系统提供必要的信息，还要能反映能源生产和消费对社会发展、经济增长、生态环境所带来的影响和变化；
全面性 能源安全预警指标体系是一个集成的指标体系，指标的选择要全面，要既有外延指标，又有内生指标；既有长期指标，又有短期指标；既有定量指标，又有定性指标；既有分能源品种的指标，又有综合评价指标；
关键性 预警指标的设置要尽可能简化，要突出重点，选取能反映能源系统的关键指标；
代表性 预警指标的选择要具有代表性，要能够反映系统的特征、当前运行状态以及未来发展方向，同时，预警指标还要能暴露出系统存在的问题，担当系统的晴雨表；
反馈性 预警指标的选择要具有反馈性，即要能及时反映系统对影响的应对能力以及调控效果；
科学性 指标体系的确立、指标的选择以及指标权重的确定都需要遵循科学的方法论并建立在一定的研究基础之上，在确定指标取值时也要尽可能考虑各个方面的因素，以保证指标取值的准确性及代表性；
动态性 指标体系是一个动态的和开放的体系，指标的分类、选择、取值以及警限与警度的确定等均要随着情况的变化而进行调整。
3.4 能源安全预警指标体系的建立
根据以上原则，我们建立了3个层次的中国能源安全预警指标体系：
第一个层次是目标层次 我国能源安全预警评价指标监控的是分能源品种的能源产业的安全性和稳定性，预警指标体系的建立首先要分能源品种。从我国能源系统的特征考虑，我国现在的一次能源供需结构仍以化石燃料为主，二次能源电力在能源消费中也占据着重要的地位，因此，首先要将煤炭、石油天然气和电力三种能源子系统作为监控的目标。另外，对能源系统存在的一些共性问题和影响安全的关键因素，如能源消费增长过快、能源效率利用低、能源生产和利用对环境影响等，也必须进行评价，也就是说，要在关注主要能源品种子系统安全的同时，对能源系统总的安全性进行综合评价。这样就形成了我国能源安全预警评价指标体系的第一个层级即目标层次，分4个子系统，分别是煤炭子系统、石油及天然气子系统、电力子系统以及能源综合评价子系统。四个子系统互为补充，缺一不可。
第二个层次是构成要素层次 从前面的分析可以看出，我国的能源安全应该是一个包括供应安全、消费安全、经济安全和生态环境安全多个方面的综合概念，因此，对每个子系统来说，必须要从这些方面对其安全性进行评价。另外，考虑到能源系统容易受到突变影响以及运输在能源系统中的重要地位，这两方面的内容也作为评价系统安全的主要构成要素之一。综合起来，对前面所说的每个子系统，都分了5种构成要素，分别从5个方面来描述系统的安全状态，包括供需平衡、运输能力、突变影响、经济安全、生态环境。每种构成要素反映的是子系统某一方面目前所处的状态，其具体结果要通过构成要素包括的各种评价指标来反映。
第三个层次是评价指标也即预警指标层次 评价指标反映了每个子系统的每个构成要素中起关键作用的影响因素，指标的选取对不同的预警子系统会有所不同，要结合子系统的特点、安全态势和关键影响因素等进行选取。另外需要说明的是：(1)每个指标在预警期的赋值的测算都要根据指标的定义，综合考虑对指标可能产生影响的各种因素，用定性或定量的方法预测得到；(2)评价指标代表的因素对每个子系统安全性的影响不同，要根据影响大小赋予指标不同的权重值，并基于此来计算得到子系统总的状态值(将指标估算数据加权后得到)，作为衡量子系统安全状态的基准。中国能源安全预警指标框架体系见表1。
4 初步结论
本文在分析我国能源安全的总体态势以及预警的基本原则基础上，对我国能源安全预警指标及其框架体系进行了研究，建立了分4个子系统、5个构成要素、共46个评价指标的中国能源安全预警评价指标体系。
无论从指标的数量还是选择依据来看，我国的能源安全预警系统都将是一个多方面、多因素、多层次的复杂巨系统，这也预示着，保障我国能源安全的手段也要来自多个方面，最主要的应该包括：(1)加强国际国内合作，确保能源供应渠道的多样性；(2)提高能源利用效率，增加能源资源利用的可持续性；(3)减少能源生产和利用对环境和生态的影响；(4)加强能源系统对突发和突变因素的应对和调节能力等。
能源安全预警系统的建立和应用是一个复杂和庞大的工程，建立能源安全预警指标框架体系只是第一步，后续还需要对预警指标的权重、预警界限值、取值等进行分析处理，并根据结果判断我国能源安全的总体态势，发布预警信号，给出排警决策。这一过程不仅需要有大量的基础数据支撑，还需要运用模型预测、系统仿真、定性分析和专家估算等多种方法对数据进行分析处理，以保证系统的准确性和权威性，这也是我们下一步要重点开展的工作。
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