我国天然气消费量预测研究

莪 国 天 然 号 消 费 星 预 测 砜 穷 能源 问是 关系我 国经济发 展 、 社 会稳 定和 国 家 安 全 的 重 大 战 略 问 题 。 在 国家能源战略中， 油气储运 的建 设和发 展 关系着 国家当前和 长远 的经 济发展 、 经济社会和能源协调发展 、 能 源开发和节约 、 能源发展和改革 、 国内 开发与国外合作 ， 为国民经济和社会发 展提供长期 、 稳定 、 经济 、 安全的能源 保障的战略全局 。 随着西气东输 、 南油 北 运 工 程 的投 用 ， 油气消费 已经 进 入 千家万户；而油气开 采和油品市场的开 放 ， 也将使油气储运成为国家 、 企业和 社会投资的重 点 。 目前和 今后 一 个相 当长时期内， 油气储运 都 将越 来越成 为我 国能源 和 经济发展 的战略重 点 、 投资热点 、 社会关注 的焦点。 当前 ， 在我 国 一 次能 源 消费结构 中， 煤炭 的消费还是居于首位 。 据国家 统计局2008年2月28日公布的 ((2007年 国民经济和 社会发 展统计 公报 * 中所 提 到 的 数字可知 ， 2007年能源 消费总 量26． 5亿吨煤 ， 比上年增长7-8％。 煤炭消费量25 ． 8亿吨 ， 增长7． 9‰ 原油 消费量 3 ． 4 亿吨 ， 增长6 ． 3％ ； 天 然气消 费量 673 '1L ,立 方米 ， 增长 19 ． 9％ 。 从 以 上 数字可 以 看出 ， 天 然 气 消 费在 整 个 一 次 能源 消 费结 构 中所 占的 比例还 是 非常小的。 但是 ， 随着我 国天 然气利用 政策的出台以及 政府对天 然 气利用 的 大力扶持， 天然气在城市居民中的消费 正在逐年增长 。 正 是这 样的大环 境形势下 ， 对 天 然 气 的 消 费量 预 测 成为 大 家 关注 的 焦点 ， 未来十年甚至 二 十年后 ， 我 国 天 然 气 的 消费量 能 达 到 如 何 的 一 个 程 度? 我们 将如 何满 足 未 来天 然气消 费市场的需要? 虽 然2007年我 国天 然 气产量 晋 升 世 界十 强 ， 但是今后 我 国 天 然 气资源是否能够产销平 衡 ? 如 果 出现 缺 口 ， 将 会达 到 多少 ? 带 着上 述 问题 ， 本文开 展 了有针对性 的研 究工 作 ， 通 过 对 G D P 增长率 、 能 源 弹性 系 数的变化规律以及 天 然 气消费量 占一 次 能源消费总 量 比例 的研 究和， 得 到 了未来全 国天 然 气 消费总量 。 根 据对未 来天 然 气消费总 量 的预测 ， 进 而得到各地 区逐年的用气 量 ， 根据现 有天 然气管道 的输送 水平 ， 预 测 分析 未来天 然 气管道 的建设 趋势 ， 从 而 为 中国石 油的发展提 供有力的技 术支持 与参 考 。 目前 ， 对 天 然 气 消费量 的 预 测 存 在 多种 方法 ， 包括灰色系统 法 、 神经 网络法 、 指数平 滑法 、 弹性系数法 、 回 归分 析 法 、 时 间序 列 法 、 组 合 预 测 方 法 等 ， 其 中， 常用 于 中长期预 测 的 方 法 包括灰 色系统 法 、 弹性 系数 法 、 回 归分析法 ， 而 单纯 的 神 经 网络 法 、 指 数平 滑法和 时间序列法常用于 短 期预 测 ， 另外 ， 针对 以 上 各种 预 测 方 法所 存在 的不足 与缺陷 ， 将 两种 方法结合 在 一 起 ， 取长补短 ， 便产生了组合预测 方 法 ， 例 如 ， 将灰色系 统 与神经 网络 相 结合 、 时 间序列与神经 网络相结合 等方法 。 针对灰 色系 统 法 ， 原 理 采 用 累加生 成法将历史负荷数据进行灰数 李宁 王 冰怀 赵桂英 生成 ， 建立G M (1 ， 1)模型进行求解 ， 然后再采用累减还 原 法得到 预测值 ， 其优 点在于原 理 简单 、 所需样本数据 少(不少于 四个 即可 )、 计算方便 、 预测 精度高和 可 检验 性 强 。 但是 ， 对 于 天 然 气消费来说 ， 其 变化受 到很 多外界 因素的影 响 ， 其 中最大 的便是 国 内生 产总值 G D P 的影 响 。 而在这 方面 ， 能 源 弹性系数 法是最合适 的方法 ， 其产 生便是 为预测 能 源 发展而 出现 的 。 因 此 ， 本文采用 “ 能源消费弹性 系数法” 作为预测 方法 。 能源消费弹性 系数是分析国家或 地 区能 源 形 势 、 预 测能源 需 求 的 重要 指标 。 其定义为单位 国内生 产总值的 变动所造成的地 区能源消费的相对变 动 ， aP ,l~源 消费年均增长率 与国内生 产总值年均增长率的比值 。 它表示 经济 发展 对能源需 求的依赖程度 ， 是能源 需求预测的重要参数 。 能源消费弹性 系 数越 大 ， 表 明经 济发展 对能源需求的依赖程 度越 大 ； 能源 弹性 系数越 小 ， 表 明经 济发展 对 能源需求的依赖程度越 小 。 该 方法是 通 过分析总结历史的经 济增 长与 能源 消 费增长 的 关 系 ， 推 测 未来的能源弹性 系数 ， 并通 过 对 经济 发展 速度的预测 ， 得 到预测期内能源 需求增长速度， 求出能源需求量 ， 主要 适用于 中长期的能源需求预测 。 能源消费弹性 系 数模型 如下 ： 按 目一 中国工 程咨询 2009年第2期 总第102期 25 能源消费弹性系数e预测将来某 一 年度 的能源消费量的模型为： E = H 器-1]+l卜 其中： e = 盘嵩器 G D P o 、 氏 分别表示基 准期的 国内生产总值和 能源消费量 ， G D P ． 为第n年的国内生产总值 。 根据能源消费弹性 系数法预测能 源需 求量 的核心 ， 就 是根据 中国历 年 能源 消费弹性 系数 的变化规律 ， 首先 确定一 定时期的能 源消费弹性 系数 ， 然后 ， 根据相 关预 测得 出国内生 产总 值 的增长 速度 ， 就可 以算出能源 消费 增长速度， 在此基础上 ， 就可以测算出 能源需求量 。 根据中国科学院预测科学研究中 心 发 布的 * 中国经 济崛起 对 中国食物 和 能源安全及世界经济影响的预测》 报告 ， 预测 我 国 G D P 年均增长率 在2006至 2010年间将保持8~／02~右 ， 在 201l至 2015年~112016至2020年将分别 达 到7％到8％和 6％到7％ 。 但 是 ， 近 几 年我 国 G D P 增长率始终保持在 10％左 右 ， 如 图1所示 。 因此 ， 在建立模型时 ， 取8％～ 10％中间的数值作为2005年～ 2010年的 G D P 增长率 ， 之后逐 年递 减 0 ． 5％～ 2 ． 0％ ， 因此 ， 2011~ 2015年的 G D P 增长率选为8． 0％～ 9 ． 0％ ， 2016 ~ 2020年 的 G D P 增长率选 为7 ． 0％～ 8． 0％。 中国历史上 不 同时期 的能源消费 弹性 系数 的变化 较大 ， 历史上有两 个 时期出现能源消费弹性 系数负增长的 情况 ， 即 “ 二 五 ” (1958~ 1962年)时期和 “ 九五 ” (1996~ 2000年)时期 ， 分别为 - 5 ． 64 0~1：1- 0 ． 016。 前者是 由于经济发 生 负增长(～ 2 ． 02％)而 致 ， 能源消费增 长速度保持在年均 11 ． 39％ ； 后 者是 由 于能源消费负增长(一 0． 13％)而致 ， 国内 生产总值年均增长率为8． 27％。 1979 ~ 2004 年中国能源消费弹性 系数为0 ． 4 90， 但不 同时期波动较大 ， 1981~ 1985年为0 ． 4 61 ， 1986~ 1990年 为0． 658， 1991~ 1995年为0 ． 4 88， 1996 - 2000年为 - 0 ． 016 ， 2001~ 2004 年为 1 ． 23 。 从某种意义上说 ， 近几年中国经 济增长是靠增加 能源 消耗取得的 ， 特 别是高耗能产业 的发展使能源消费量 急剧增加 。 根 据 “ 中华人 民共和 国 国家统计 局 ” 发布的 《国民经济和社会发展统计 公报》中的内容 ， 2005年~ 2007年我国 G D P 值和 一 次能源消费总量 见下表 。 因此 ， 本文中选定2008年 ~ 2010 口 表 1 2005年 ~ 2007年我 ~] G D P 、 一 次 能源 消费量及 能源 弹性 系数 (单位 ： 亿 吨 标 准煤 、 ％) 年的能源弹性系数范围为0． 60～ 0． 70， 2011年 ~ 2015年的能源弹性系数范围 为0 ． 50～ 0 ． 60， 2016年 ~ 2020年的能 源弹性系数范围为0． 4 0～ 0． 50。 口 图 { 我 国2005年 ～ 2007年 G D P值 及 其增 长速度 (单位 ： 亿 元 、 ％) 采用能源弹性 系数法预测未来天 26 中国工 程咨询 2009年第2期 总第102期 然 气消费量有两 种途径 ： 一 种是 直 接 预测 天 然 气 消费量 ； 另 一 种是首先预 测 出 一 次 能源 消费总 量 ， 再 通 过 相应 的天 然 气消费量 占一 次 能源 消费量 的 比例 ， 进而得到天 然气消费量 。 两 种方 法相 比较 ， 笔 者 倾 向于采用 第二 种途 径 ， 因为在第二 种途径 中， 充分考虑了 石油 、 煤炭 、 天然 气等 一 次能源的综合 影响因素 ， 比单纯 的预 测 天 然 气消费 量更具可信度 。 我 国2003年~ 2007年的 一 次能源 消费量 及其增长率情况 见图2所示 。 从 上 图可 以 看 出 ， 我 国 一 次 能 源 消费量 呈逐 年递增的趋势 ， 增长率在 2003年~ 2004 年保持增长 ， 在2004 年 之后呈下 降趋势 ， ~U 2007年增长率 比 2004 年下 降了50％以上 ， 达到 了7_8％ 。 在 ((能源 发展 “ 十 一 五 ” 规划 》中 指 出 ， 2005年 ， 我 国 一 次 能 源 消费总 量 为22 ． 5 "fL 吨标准煤 ， 其中， 煤炭 、 石 油 、 天 然 气分别 占一 次 能 源 消费总 量 的69 ． 1％ 、 21％ 、 2． 8％ ； 2010年 ， 我 国 一 次 能源消费总量 控制 目标为27-[L 吨标 准煤 ， 其中， 煤炭 、 石油 、 天 然气分别 占 一 次能源消费总量 的66 ． 1％ 、 20 ． 5％ 、 1 、 2005年石 油消费量 为3 ． 307~L 吨 ， 天 然 气消费量 4 74 4L 立 方米 ； 2010 年 ， 石油消费量 为3 ． 874 ~L 吨 ， 天 然 气 消费量 为1076~L 立 方米 。 2、 天 然 气消费量 占一 次 能源 消费 量 的 比例以平均每年o． 5％的增长率在 增加 。 3 、 原油消费量 占一 次能源消费量 的比例以平均每年o． 1％的减少率在减 少。 4 、 煤炭消费量 占一 次能源消费量 的比例以平均 每年o． 6％的减少率在减 ，少。 因此 ， 本文 中选定 2008年天 然气 消 费量 占一 次 能源消费量 的比例范 围 为4 ． 0％～ 5 ． 0％ ， 此后逐年递增0 ． 5％～ 0 ． 8％ ， ~U 2020年该 比例值为10 ． O ％～ 11． 0％ ． 根 据 以 上 选 定 的 模 型 参 数 以 及 我 国2007年 的 G D P 和 年 能 源 消 费总 量 ， 以 此 为 基 础 ， 建 立 模 型 ， 预 测 结 果 见表 2 。 通 过 本文 的研 究 与分析 ， 可 以得 到以下结论 ： (1 )在 建 立 模 型 时 ， 可 以 选 择 2011~ 2015年的 G D P 增长率选为8． 0％ ～ 9 ． 0％ ， 2016~ 2020年的 G D P 增长率 选为7． 0％ - 8． 0％。 (2)可 以选择2008年~ 2010年的 能源弹性系数范围为0 ． 60～ 0． 70， 2011 年 ～ 2015 年 的 能 源 弹性 系 数范 围 为 0 ． 50～ 0 ． 60， 2016年 ~ 2020年 的能源 弹性系数范围为0． 4 0～ 0． 50。 (3)天 然气消费量 占一 次能源消 费量 的 比例以平均每年0 ． 5％的增长率 在增加 。 原油消费量 占一 次能源消费量 的比例以平均每年0 ． 1％的减 少率在减 少。 煤炭消费量 占一 次能源消费量的比 例以平均每年0 ． 6％的减少率在减 少。 因此 ， 可 以选择2008年天然气消费量 占 一 次能源消费量 的比例范围为4 ． 0％～ 5 ． 0％ ， 此后逐 年递增0 ． 5％～ 0 ． 8％ ， 到 2020年该比例值为10． 0％~ 11 ． 0％。 (4 )2010年 ， 我 国天 然 气消费量 将达 到 1200～ 1300亿立 方米 ， 2015年 口 表2 我 I~120l0年 ~ 2020年 的 天 然 气年 消 费量 预 测 结 果 5 ． 3％ 。 另外 ， 以 上 数据 的 变化趋势也 正 迎合了 《我 国天 然 气利用政 策》中对 天 然 气利用 的政 策导 向 ， 以后 我 国对 天 然 气 的利用 呈现 大 力推广 的态势 ， 天 然气的利用率会逐年递增。 根据 《能源发展 “ 十 一 五 ” 规划》 中所提到的数据 ， 可 以得到以下结论 ： 由以 上 预 测 结 果可知 ， 2015年 中 国天 然 气 消 费量 将达 到 2300～ 24 00 亿 立 方米 ， 2020年为 35 00 ～ 3600亿 立 方米 。 根据有关数据 可知 ， 我 国在 2020年 天 然 气 产 量 仅 为 2000亿 立 方米 ， 因此 ， ~U 2020年 ， 我 国天 然 气 能 源 缺 口 将 达 到 1500 ～ 1600~L 立 方 米 。 为 23 0 0~ 24 00 'fL 立 方米 ， 2020年为3500 ～ 3600亿立方米 。 到 2020年 ， 我 国天 然 气 能源缺 口将达 到 1500 ～ 1600亿立方米 。 通过本文 的研究 结 论 可 以 看 出 ， 未 来 我 国能源 形 势不 容乐 观 ， 天 然气能源缺 口将会非常紧迫 ， 因 此 ， 我们必 须加紧能源通 道建设 ， 合理 利 用能源 ， 优化调 配 比例 ， 以便确保能 源正 常供应 ， 保证千家万户能够正常使 用上清洁 、 高效的天 然气资源 。 (作者单位 ： 中国石 油天 然气管道工 程 有限公司) 责任 编 辑 杨 新 民 中国工 程咨询 2009年第2期 总第102期 27