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1、第4章 能源需求預(yù)測4.1能源需求預(yù)測的意義和內(nèi)容4.1.1能源需求預(yù)測的意義在進行能源規(guī)劃時首先遇到的一個問題是： 為滿足開展國民經(jīng)濟和提高人民 生活水平的需要，究竟需要多少能源呢？這就是說，對能源需求量必須進行預(yù)測， 它是制訂能源規(guī)劃以至整個國民經(jīng)濟規(guī)劃的重要組成局部和一個重要階段。能源需求預(yù)測從研究一個國家或者地區(qū)能源消費的歷史和現(xiàn)狀開始，分析影響能源消費的各種因素，找出能源消費需求量與這些因素的關(guān)系， 并根據(jù)這些關(guān) 系對未來能源需求開展趨勢作出估計和評價。一般說，影響能源消費需求的因素有人口數(shù)、國民經(jīng)濟開展速度及其結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)技術(shù)水平、能源生產(chǎn)和消費構(gòu)成等 等。能源需求預(yù)測與未來可供使用

2、的能源預(yù)測相結(jié)合， 即可對未來的能源供求形 勢作出分析，從而為制訂優(yōu)化的能源戰(zhàn)略，安排能源建設(shè)和節(jié)能措施以及能源科 研，以保證向新能源結(jié)構(gòu)過渡。同時，在能源供需平衡的根底上還必須對社會和 經(jīng)濟開展、環(huán)境影響作出必要的反響，以實現(xiàn)人類社會持續(xù)開展的目標(biāo)。因此，能源需求預(yù)測的作用主要是：(1)進行國民經(jīng)濟和科技開展規(guī)劃、能源規(guī)劃、節(jié)能規(guī)劃等的重要依據(jù)；(2)推動技術(shù)和產(chǎn)品更新，增加競爭意識的手段；(3)制訂經(jīng)濟、能源、環(huán)境領(lǐng)域的政策和決策的參考；(4)提高人民生活水平，組織好社會生活，進行科學(xué)管理的重要組成局部。4.1.2能源需求預(yù)測的特點與能源規(guī)劃工作一樣，能源需求分析具有連續(xù)、反復(fù)和綜合性的特

3、點,并與 各部門密切聯(lián)系與綜合平衡，且對分析本身的高質(zhì)量要求等特點。能源規(guī)劃工作是一個連續(xù)、反復(fù)進行的過程，因此作為其根底工作的能源需 求分析也必須反復(fù)屢次進行，才能使依此制定的能源戰(zhàn)略具有適應(yīng)外界變化的靈 活性和適應(yīng)性。當(dāng)考慮能源供求平衡時常常要涉及到能源投資情況，注重研究各方面的資金 情況和新投資金的限制和籌措、能源供給可能性變化的反響信息，因此做需求分 析時必須重視綜合平衡(包括資金平衡、重要物資量平衡、部門和地區(qū)平衡)，以 便及時對需求加以調(diào)整，包括增強節(jié)能措施或增加對新增能源生產(chǎn)能力的各種備125 Zu o由于人們越來越重視能源規(guī)劃，因此也就更重視能源需求分析的效率和是否 能成功地通

4、盤考慮各方面的政策。能源規(guī)劃者和預(yù)測工作者重視政策的擬制和方案備選的研究，要求在能源方案的解釋方面增加靈活性和適應(yīng)性， 并具有評價風(fēng) 險和不確定性對能源部門決策影響的能力。4.1.3能源需求預(yù)測的分類及內(nèi)容能源需求預(yù)測可以分成定性的或者定量的兩類。 前一類是估計能源需求隨某 些因素變化的定性關(guān)系，例如變化某一因素，其后果是增加還是減少需求量；另 一類是估計各種政策措施、技術(shù)進展或者其他因素對能源需求影響的大小，這就需要預(yù)測能源的絕對量，以便在制定政策和規(guī)劃并確定今后的能源方向和能源科 研戰(zhàn)略時，起到指導(dǎo)和參考作用。對于在一個國家、地區(qū)、部門或特定范圍內(nèi)進行能源需求預(yù)測時， 主要是預(yù) 測能源總量

5、(包括終端能源消費量與一次能源需求量 )以及其構(gòu)成，例如包括原 煤、原油、天然氣、核能、水電及其他一次能源需求量 (可按實物量或折合標(biāo)準(zhǔn) 燃料統(tǒng)一計算)。有時為了需要可專門預(yù)測某一種能源的需求量，如國民經(jīng)濟對 電力的需求量、交通運輸對燃料油的需求量、城市居民能源消費量等等。按預(yù)測時間的長短一般分為近期、中期及遠期預(yù)測：(1)近期能源需求預(yù)測其周期約為510年。由于時間較近，國民經(jīng)濟的可能開展及其變化比擬活 楚，能源結(jié)構(gòu)也不可能發(fā)生很大變化， 因此能源需求預(yù)測值比擬準(zhǔn)確， 其結(jié)果對 國民經(jīng)濟能起指導(dǎo)作用。(2)中期能源預(yù)測其周期約為10-20年。影響能源需求的因素比擬難于準(zhǔn)確地把握， 因此預(yù)測

6、總是帶有各種假設(shè)條件。然而，這種預(yù)測可以說明在預(yù)測期內(nèi)能源需要量是否能 適應(yīng)國民經(jīng)濟開展的需要，以利于確定近期內(nèi)需要開始建設(shè)的能源工程的規(guī)模與 種類，從而在能源方案的選擇上具有一定的靈活性。(3)遠期能源預(yù)測其周期超過20年，甚至到50年。這種預(yù)測比擬粗略，準(zhǔn)確度也頗差，但卻能 提出極其重要的戰(zhàn)略性問題， 直接影響到近期能源建設(shè)和能源科研的一系列政策 和決策。能源工業(yè)開發(fā)周期長、投資大。10年內(nèi)開發(fā)的大型能源基地與開展重 大新技術(shù)，一般要在20年后才能充分顯示出其威力，影響國民經(jīng)濟的布局與結(jié)構(gòu)。 這種預(yù)測在進行不同方案的選擇時靈活性最大，值得研究的課題也最多。能源結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改變或過渡，主要需通

7、過遠期預(yù)測才能分析活楚。近期的能源預(yù)測對國民經(jīng)濟具有直接的指導(dǎo)作用， 然而，重要的能源基地建 設(shè)、重大的技術(shù)措施的研究與開展，需要中、遠期的預(yù)測作為參考，以免陷入盲 目性，影響國民經(jīng)濟的開展以及人民的生活消費水平的提高。 因此中、遠期的能 源需求預(yù)測與近期的一樣， 同樣是一項不可缺少的重要任務(wù)。4.2影響能源需求的因素能源需求預(yù)測是從研究一個國家、地區(qū)或特定范圍內(nèi)能源消費的歷史與現(xiàn)狀 開始，根據(jù)其消費行為，歸納影響能源消費的各種因素； 尋求消費與這些因素的 關(guān)系；根據(jù)這些關(guān)系對未來能源需求開展趨勢作出估計和評價。一般來說，影響能源需求的因素包括人口和生活方式、國民經(jīng)濟狀況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與科學(xué)技術(shù)進

8、步、 資源與環(huán)境、價格與體制等。(1)人口和城市化人口數(shù)量及人口結(jié)構(gòu)的時間分布變化及人口城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)的空間分布變化是與 經(jīng)濟開展總量密切相關(guān)的，影響到城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、就業(yè)結(jié)構(gòu)、消費結(jié)構(gòu)包 括能源消費總量和能源消費結(jié)構(gòu)。眾多的人口，會對社會形成全面性的壓力，影響現(xiàn)代化的進程也影響對能源 的需求。城市人口的比重隨著人均GN的增加而增加，因此，我國的城市人口將 不斷增長，城市人口對能源的需求，特別是對商品能源與優(yōu)質(zhì)能源的需求遠大于 農(nóng)村人口。(2)經(jīng)濟增長和開展階段我國的經(jīng)濟開展目標(biāo)是到下世紀(jì)中葉到達中等興旺國家的經(jīng)濟開展水平，人民過著較富裕的水平。改革開放以來，我國經(jīng)濟高速開展，工業(yè)化程度不斷提高

9、， 這種開展趨勢和速度也必然要求能源以較高的速度增長。(3)生活方式與消費結(jié)構(gòu)隨著人民生活水平的提高，人們的消費觀念和行為會有很大變化， 人們不滿 足于根本的消費需求，而要求有高級的消費享受。消費結(jié)構(gòu)的變化既影響產(chǎn)業(yè)結(jié) 構(gòu)的變化，也增加對能源直接消費的需求，特別是電力、液體和氣體燃料等優(yōu)質(zhì) 能源的需求。(4)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化將影響對能源的需求。 這是因為一、 二、三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值能 耗是不同的，第二產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值能耗遠高于一、 三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值能耗，因此隨著我國 工業(yè)化進程的加快，將增加對能源的需求。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響不僅限于一、二、三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的變化，而且還在于各 產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。例如第一產(chǎn)業(yè)內(nèi)

10、部結(jié)構(gòu)隨著人民生活水平的提高，對高蛋 白食品的需求增加，因此農(nóng)業(yè)內(nèi)部畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)的比例將要增加；第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部工業(yè)各行業(yè)的比例變化，如傳統(tǒng)的高耗能行業(yè)和新興的、高附加值的行業(yè)和 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化；第三產(chǎn)業(yè)內(nèi)部交通運輸、通訊，商業(yè)及其他各類效勞業(yè)之間的 變化等，都會影響對能源的需求。(5)技術(shù)進步科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。 在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中， 加快科技成果轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力的 進程，促進科技與生產(chǎn)相結(jié)合，采用高技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)，并促進新技術(shù)的產(chǎn)業(yè) 化，將大大影響能源需求，例如改造傳統(tǒng)的化肥工業(yè)、水泥工業(yè)使產(chǎn)品能耗大幅 度下降?；蛞揽靠萍歼M步，提高勞動生產(chǎn)率和管理水平，使整個工業(yè)向節(jié)能型轉(zhuǎn) 化。當(dāng)前，持續(xù)開展

11、與環(huán)境保護已成為世界各國的共識，因而對資源的合理利用，提高資源包括能源的利用效率成為共同的努力目標(biāo)。 科學(xué)技術(shù)進步對提高能源利 用效率和效益的作用將愈益顯著。6價格隨著我國社會主義市場經(jīng)濟體制的建立和完善， 價格的作用將愈益明顯。能 源訂價的原那么可簡述為：1反映本錢社會本錢=外部本錢+生產(chǎn)本錢；2能源節(jié)約；3環(huán)境保護；4經(jīng)濟開展出口競爭能力， 物價穩(wěn)定等；5長期開展所需資金合理的報酬率；6各能源問應(yīng)有合理的價比。從社會觀點看， 使用能源會產(chǎn)生空氣污染、酸雨、噪音、交通堵塞等影響， 進行防治需要投入， 因此要考慮外部本錢。故在反映本錢中除反映生產(chǎn)本錢外， 還應(yīng)考慮外部本錢。從需求預(yù)測的角度看，

12、 我國在建立社會主義市場價格體制的過程中應(yīng)研究 能源需求的價格彈性和能源價格對各行業(yè)產(chǎn)品價格的影響等,從而對能源價格的制訂提出相應(yīng)的政策措施，也是需求預(yù)測的一個重要方面。4.3能源需求預(yù)測方法4.3.1方法概述所謂能源需求預(yù)測是指確定能源需求在未來時刻上的可能值。在預(yù)測某個量在某一個時刻過去、現(xiàn)在或未來的任一時刻的取值時，有以 下四種方式中選擇： 查閱自己或他人已完成的工作，找出其取值。組織力 量對其進行直接地度量社會調(diào)查由自己或邀請專家對其進行合理地假定或 猜想。由其他已定值的量將其求出。前三種是直接定值法，第四種是間接定值法。以直接定值法定值的變量稱為 直接定值變量，以問按定值法定值的變量

13、稱為間接定值變量。間接定值法與數(shù) 學(xué)模型簡稱模型的使用直接相關(guān)。簡單地講，一個模型是一組變量之間的一組 數(shù)學(xué)關(guān)系，或一個數(shù)學(xué)關(guān)系式集合，其中一些變量的取值可由另一些變量的取值 決定，前者組成模型的內(nèi)生變量集合，后者組成模型的外生變量集合。使用間接定值法包括三個根本的步驟， 即構(gòu)造一個完整的模型，給每個外生 變量賦值，求解模型。構(gòu)建模型的關(guān)鍵是建立變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系， 模型中的數(shù) 學(xué)關(guān)系應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的；與構(gòu)建模型相比，給外生變量賦值理論上是簡單的， 但工 作量是大的。求解模型純粹是數(shù)學(xué)問題，要根據(jù)模型的具體形式選擇算法， 通常 能源需求模型的數(shù)學(xué)形式是簡單的，算法也是簡單的。4.3.2彈性系數(shù)預(yù)測

14、模型這里所說的預(yù)測是指效勞丁全國、 地區(qū)或行業(yè)規(guī)劃的短、中或長期按第一 節(jié)定義的時間長度的能源預(yù)測，而不是效勞丁行業(yè)或企業(yè)運行的超短期預(yù)測。彈性系數(shù)模型是最簡單、最綜合性的模型，即E =kGe或ln E =ln k +eln G式中E 內(nèi)生變量，能源需求量；G外生變量，宏觀經(jīng)濟指標(biāo)，如國民生產(chǎn)總值、國內(nèi)生產(chǎn)總值、社會總 產(chǎn)值或工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值等；k和e 宏觀經(jīng)濟常數(shù)，e即彈性系數(shù)。利用數(shù)值擬合技術(shù)很容易從歷史 樣本數(shù)據(jù)中得到k和e設(shè)lnE=y , lnG=x , lnk=a,那么上式可寫成y = a ex可選用相應(yīng)歷史年段的數(shù)據(jù)y和xio按照最小二乘法，得最好的直線方程中 的參數(shù)a和e的估計值為：

15、nn nn、xy -xj %yii di M i de二nn-.2- .2nxi- ( xi ii)i =4i =1nn1 -1 -=yi_ el、xini注ni4對回歸方程應(yīng)進行檢驗。簡單的檢驗方法是計算出x與y之間的相關(guān)系數(shù)n1n、x2-1(xi)2ii mni d.也y* yi) i =1ni =假設(shè)r接近丁1,那么表示x與y之間確實存在線性關(guān)系。當(dāng)然，嚴(yán)格講還必須進行許多項檢驗，但一般在計算能源彈性系數(shù)時， 計算出相關(guān)系數(shù)接近1時，可粗 略地認(rèn)為可以接受。如果不同年段數(shù)據(jù)點所得彈性系數(shù)酣相差很大，說明上述簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系 不具有所要求的穩(wěn)定性，在稍長的時間內(nèi)， 希望的直線關(guān)系并不存在。提

16、高經(jīng) 驗公式穩(wěn)定性的方法是將大黑箱化為一系列小黑箱， 這就是當(dāng)前進行能源需求 預(yù)測主要使用的部門分析模型。由丁影響彈性系數(shù)的因素很多，因此用歷史的彈性系數(shù)作為預(yù)測未來能源需求量可信度差。但基丁此法簡單、快捷，人們往往用以快速粗略的估算，或用以校核其他方法所得的能源需求量。在進行粗略估算時，能源彈性系數(shù)的取值，往往是分析本國歷史上彈性系數(shù)的變化情況及其影響因素，如節(jié)能率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等，再參考國際相應(yīng)的彈性系數(shù)值，通過專家想定加以估計。從總體上來講，開展中國家的彈性系數(shù)一般都大丁興旺國家，而且大丁1。這是因為開展中國家經(jīng)濟處丁開展階段，技術(shù)相對落后，雖然其節(jié)能潛力不小，但開展節(jié)能工作的能力與資金有限

17、，且經(jīng)濟開展對能源需求大幅度提高，而興旺 國家已處丁后工業(yè)化階段，經(jīng)濟開展緩慢。自1973年石油危機后注意節(jié)能，故彈 性系數(shù)都較低。4.3.3部門活動分析模型由丁人們廣泛地接受了自然資源合理利用的新概念和逐漸提高了環(huán)境意識，在研究能源問題時，開始從經(jīng)濟-能源-環(huán)境系統(tǒng)的整體優(yōu)化角度來考慮問題。在這個系統(tǒng)中采用部門活動分析模型進行能源系統(tǒng)需求分析是承上啟下的中心環(huán)節(jié)。采用部門活動分析模型一般將經(jīng)濟部門按研究問題的目的、經(jīng)濟活動的管理程序和數(shù)據(jù)可獲性分類，對不同的生產(chǎn)部門和生活部門的活動水平及能源消費水 平的歷史狀況進行分析，研究未來活動水平變化及能源消費水平變化的可能及影 響因素，預(yù)測能源需求狀

18、況。分部門的原那么一般為歷史上消費行為大致一樣，未來消費行為變化仍在一個范疇之內(nèi)的部門劃分為一個單元或生產(chǎn)同一類產(chǎn)品的工藝過程也可劃為一個單元。對單元的活動水平可采用產(chǎn)值附加值、產(chǎn)量、保有量、社會經(jīng)濟技術(shù)參數(shù)如人口、人均居住面積和其他參數(shù)表征。對劃分 好的能源單元分析過去的消費行為，給出消費水平如單位產(chǎn)值附加值能耗、總量或分品種、單位產(chǎn)品能耗總量或分品種、人均能源消費量、汽車噸公 里耗柴油等等，用各種數(shù)學(xué)方法分析未來消費行為可能的變化及趨勢。上述兩方面的重要工作便是部門活動分析模型的根底。部門活動分析模型按目前我國經(jīng)濟運行體制一般可采用分解法及綜合法。 第一種方法-分解法根據(jù)國民經(jīng)濟開展速度及

19、三產(chǎn)業(yè)比例預(yù)測和歷史狀況，采用層層分解方法， 計算目標(biāo)年產(chǎn)業(yè)與行業(yè)附加值，對部門的技術(shù)開展進行分析，給出可能的節(jié)能趨 勢，預(yù)測綜合能耗及分品種能耗。 分解法中要求根底數(shù)據(jù)一般是由上到下，由宏觀至微觀，視預(yù)測范圍和數(shù)據(jù)可獲性而定，下面介紹根底數(shù)據(jù)及算法。1經(jīng)濟結(jié)構(gòu)與能源消費基年概況及消費行為分析選定基期與目標(biāo)期；基年一、二、三產(chǎn)業(yè)構(gòu)成及三產(chǎn)業(yè)內(nèi)部構(gòu)成；基年，各能源單元消費狀況數(shù)量、品種；歷史期各能源單元 數(shù)量、 品種 消費行為變化分析 節(jié)能率、 能源替代趨勢 等 ；測算基年各能源單兀單耗。2經(jīng)濟開展的想定方案和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整經(jīng)濟開展規(guī)劃外生變量國民生產(chǎn)總值增長率；三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整；第二產(chǎn)業(yè)中工業(yè)、建

20、筑業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整；第三產(chǎn)業(yè)中商業(yè)、交通和非物質(zhì)部門結(jié)構(gòu)調(diào)整；第二產(chǎn)業(yè)中工業(yè)各子部門結(jié)構(gòu)調(diào)整；對重點行業(yè)增長率的控制如原材料行業(yè)、能源工業(yè)必須加快開展。由以上規(guī)劃指標(biāo)的給定， 測算其附加值， 使其符合宏觀調(diào)控。3未來能源消費變化三產(chǎn)業(yè)節(jié)能率；三產(chǎn)業(yè)內(nèi)部節(jié)能率控制考慮能源替代可能及行業(yè)技術(shù)進步；重點行業(yè)節(jié)能率控制4數(shù)學(xué)描述V附加值P人口增長率歷史期高耗能行業(yè)和高附加值行業(yè)。E 能源消費量T 基年到預(yù)測年年限f 預(yù)測期t預(yù)測年q實物量換算標(biāo)煤系數(shù)農(nóng)村角標(biāo)C三產(chǎn)業(yè)比例D單耗節(jié)能率基年?, 181, 2,2, ?,能源品種角標(biāo)1, 2,j三產(chǎn)業(yè)及生活消費角標(biāo)k某部中分部門角標(biāo)1,3,k)4)ruur-城鎮(zhèn)角

21、標(biāo)求出預(yù)測年國民生產(chǎn)總值算法1 :預(yù)測期國民經(jīng)濟增長率Rf ,Vt=Vs1 RfT預(yù)測年三產(chǎn)業(yè)比例調(diào)整為C1,C2,C3,求三產(chǎn)業(yè)附加值及增長率Vj ,t =Vt *Cj(j =1,2, 3)Rjf=Vj：X,s戶-1注：第二三產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整同上算法2:預(yù)測期三產(chǎn)業(yè)節(jié)能率調(diào)整為r如果分品種那么為ri,j,，、預(yù)測年能源強度D及人口總數(shù)和結(jié)構(gòu)，求預(yù)測年能源消費量18Djt =寸qiDi, j, s(l _ rij, f)Ti Ejt二DM1818E4t -寸qiD4,i,ru,tpru,t：二qiD4,i,ur,tpur,t i -1i4Et =Euj =算法3：某部門Rh,Rf,Vs,Vt，

22、對部門中分部門附加值分解，求分部門增長率和附加值Rk,f,Vk,t，選擇迭代控制變量口、p ,令初始迭代量為:(0)=Rf:(0)=0Rh,那么吧=Rk, hnV)=Vk,s(1Rknf)T(k =1,2,3., K)K(n), .( n)Vt= LVk,t(n =1,2,3,., N)k注迭代滿足條件：Vtn-Vt給定值 如滿足條件，那么迭代停止；如不滿足上述條件，當(dāng)Vt(n)AVt時(n): (n)(n): (n)(n 1)(n)一0(=0(-=-22如1) :l:;.(n)_ (n): (n)(n): (n)(n 1)(n)-3-a =a +-=-22-：(nD =：.(n)重新迭代。算

23、法4：某部門rh,rf,Et,分部門的rk,h,Dk,s,Vkt求出分部門的rk, f, Dk,t,采用同算法3方法，令。)=r/艮0)=0.rh,(n)(n) TDk,t =Dk ,s(1一k,t)K(n)(n)n=k,h :Et= Dk,tVk，tk皂迭代滿足條件Et(n)_ Et給定值其余算法同算法3。如果考慮分品種能源，那么按不同品種用同樣方法分解。分解法的優(yōu)點在丁適合宏觀規(guī)劃、方案調(diào)節(jié)工作人員， 是一種自上而下比擬 籠統(tǒng)，但是快捷的方法，可以迅速地將各種經(jīng)濟規(guī)劃方案，各種可能節(jié)能效果方案付之?dāng)?shù)學(xué)運算，得出很多不同方案進行比擬選擇，給規(guī)劃工作提供很大的調(diào)整 余地。但是此方法由丁用數(shù)學(xué)迭

24、代方法將部門情況分解，因此要求對子部門能源消費狀況及各種能源消費趨勢變化有所了解，才能提供原始的外生變量及以后的 預(yù)測值，并且對子部門具體的技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)變化及能源替代情況、各種高新技術(shù)的采用沒有分門別類地加以分析，所以對子部門的分析將有一定誤差。第二種方法-綜合法根據(jù)各最小能源單元的活動水平及耗能標(biāo)志量，采用層層歸納的方法，給出能源消費量的變化趨勢。綜合法中要求根底數(shù)據(jù)一般是自下而上的，由子部門和產(chǎn)品出發(fā)， 視預(yù)測范圍和數(shù)據(jù)可獲取性，層層綜合一直到宏觀總量。國民經(jīng)濟可以分成不同的行業(yè)，對各行業(yè)進行能源消費單元分解，得到下表: 表4-1能源消費單元分解部門消費單元農(nóng)業(yè)灌溉農(nóng)業(yè)機械溫室、爐灶及其他

25、工業(yè)黑色金屆加工化學(xué)工業(yè)建材工業(yè)高附加值部門其他部門交通貨運客運管道通訊建筑業(yè)效勞業(yè)與冏業(yè)旅游商業(yè)市政餐飲業(yè)居民消費(城市和農(nóng)村)炊事供暖_照明、電器_ 具體部門綜合算法舉例如下：算法1:對一般工業(yè)部門中子部門，基年多種產(chǎn)品產(chǎn)量(一般產(chǎn)品附加值 約占子部門總附加值的60%80%)、產(chǎn)品單耗、其他產(chǎn)品附加值及附加值單耗、 預(yù)測期產(chǎn)量變化、單耗變化及其他產(chǎn)品附加值及附加值單耗變化，求子部門能耗。E能源消費量V除指定產(chǎn)品外其他產(chǎn)品附加值P產(chǎn)品產(chǎn)量D產(chǎn)品單耗T基年到預(yù)測年年限A除指定產(chǎn)品外其他產(chǎn)品附加值單耗R增長率r節(jié)能率f預(yù)測期s-一基年t預(yù)測年a其他產(chǎn)品角標(biāo)i能源品種角標(biāo)(i = 1, 2, ?,

26、18)k不同產(chǎn)品角標(biāo)(k= 1 , 2?, K)1子部門角標(biāo)(l = 1, 2, ?, L )q實物量核算標(biāo)煤系數(shù)18El ,k = qiPPl,k,s(1 Rl,k, f)T，Di,l,k,s(1 ri,l,k, f)Ti z1 - 18TTEl ,a = qV，a,s(1 + Rl,a, f) Ai,l,a, s(1 ri,l,a, f)i z!- KEl=El,a El,k i A算法2:交通部門在今后經(jīng)濟開展中占重要地位，耗能較大，技術(shù)變化很快，預(yù)測該部門能源消費所涉及的參數(shù)方法很多。1交通部門基年通訊、管道子部門附加值情況及交通本身的技術(shù)經(jīng)濟參 數(shù)及未來開展?fàn)顩r，求交通部門能耗。tr

27、1-烝汽機車角標(biāo)tr2內(nèi)燃機車角標(biāo)tr3電動機車角標(biāo)C1 -柴油車保有重C2 汽油車C3 -其他新型車(甲醇，電動等)Sh1一遠洋船Sh2沿海船Sh3一內(nèi)河船C-一公路運輸CO一-通訊ai航空tr一鐵路運輸S h水路運輸P一管道Etr3八Etr,i T3-V、s(1Rtrf)Ti TDtris(rtrif)n3Ec=wEc=、Vcjs(1 - Rcif)TDcis(rtrif)Ti士i =1 n3EshEshi-Vshis(1 Rshjf)TDshjs(1 - rshjf)Ti=1i E Etr Ec Esh11 EcoEP“ Eai不同交通工具耗能種類也不同，測算時要充分考慮到未來交通工具開

28、展?fàn)顩r 及用能單元能源品種及單耗的變化。2也可采用貨運周轉(zhuǎn)量和客運周轉(zhuǎn)量與國內(nèi)生產(chǎn)總值、 人口的歷史期樣本的 計量經(jīng)濟方程，預(yù)測貨運周轉(zhuǎn)量與客運周轉(zhuǎn)量，然后將按不同運輸工具用能情況 分別測算。根據(jù)1980年一1990年運輸周轉(zhuǎn)量的情況，進行回歸分析得出以下測算公 式：POP人口數(shù)GDP國內(nèi)生產(chǎn)總值Yi客運周轉(zhuǎn)量Y2貨運周轉(zhuǎn)量Yi= A .PO P ： .GDP Y2=B .GDP式中，:.=8.35, ! = 2.40，濕=0.917, ln A =83.6, In B =1.66, R =0.97將預(yù)測年周轉(zhuǎn)量R求出后，根據(jù)貨運、客運周轉(zhuǎn)量中各種運輸工具所占白分 比的變化，將各類機車、汽車、

29、船只、飛機等周轉(zhuǎn)量求出，按其單位周轉(zhuǎn)量能耗 變化，求出總能耗。算法3:對丁效勞業(yè)、商業(yè)以及居民消費等比擬復(fù)雜，用能設(shè)施種類多的情 況，可針對測算的不同要求分成詳略的子部門測算。例如在市政用能測算時可考慮自來水供給、污水處理、市政道路、各種公共建筑，涉及上述子單元其參數(shù)就包括人口、用水普及率、年人均用水量、供水電耗、污水處理率， 污水處理電耗、人均公共建筑面積、人均道路面積、單位面積電燈數(shù)、每盞燈平均功率、道路照明時間、另外在效勞業(yè)和商業(yè)中情況更為繁 雜，在表中只粗略分解一下。乂如居民消費中可分為城市與農(nóng)村炊事供暖和照明不同的消費行為，這涉及到人口、城鄉(xiāng)人口比例、城市煤氣化比例、人工煤氣占城市煤

30、氣比例、天然氣 占城市煤氣比例、液化氣占城市煤氣比例、炊事用能標(biāo)準(zhǔn)、使用小煤爐炊事占人 口比例、煤爐用能標(biāo)準(zhǔn)、民用建筑總面積、人均住房面積、供熱標(biāo)準(zhǔn)、集中供熱 比例、分散供熱比例、小煤爐供熱比例、電力照明普及率、照明標(biāo)準(zhǔn)、各種家用 電器人均擁有量、家用電器耗能標(biāo)準(zhǔn)，這些參數(shù)可詳可簡，比方可直接采用人均 生活能源消費量及人口數(shù)粗略測算。根據(jù)能源單元的消費情況，通過分解或綜合法均可詳細(xì)地預(yù)測出終端能源消 費總量。根據(jù)第二章能源統(tǒng)計中所述終端能源消費只是各部門自消費能源，那么預(yù)測能源消費總量還須考慮能源生產(chǎn)轉(zhuǎn)換部門的損失和能源在生產(chǎn)、輸送、儲存過程中，經(jīng)營管理及自然災(zāi)害造成的損失，預(yù)測一次能源消費總

31、量那么將二次能源消費量經(jīng)過折算后合并入一次能源即可。如果不從部門出發(fā)，而從社會消費的最小單元每一個人出發(fā)，將社會的生產(chǎn)消費行為歸結(jié)為人類消費行為的總和，可采用以下居民能源消費流模型。4.3.4居民能源消費流模型在居民能源消費流模型中，首先研究居民消費行為 (包括衣、食、住、行、 效勞和家庭生活用能等)，由丁這種消費而引起的商品需求量與各種因素之間的 關(guān)系即需求函數(shù)，幾乎都是從某種形式的效用函數(shù)直接推導(dǎo)得出的。直接效用函數(shù)U =U (qi,q2,., qn)在預(yù)算約束qp= I的情況下，使效用極大 的商品組合(況“.，孫為最優(yōu)商品組合。此商品仲可以表示為價格P和收入I的函數(shù)，這就是需求函數(shù)。目前

32、，我們經(jīng)常采用的需求函數(shù)模型是線性支出系統(tǒng) 和擴展線性支出系統(tǒng)。(-)線性支出系統(tǒng)(LES Linear Expen diture System)1947年Klein和H. Rubin提出如下的效用函數(shù)：nnU=Zui(qi) = ln(qi-ri)(4-1)i =1i =1式(4. 1)中將商品i的效用表示成實際需求量qi和根本需求量口之差的對 數(shù)，再利用效用的可加性建立總效用函數(shù)，其中bi為邊際預(yù)算份額。根據(jù)式(4. 1),在滿足效用函數(shù)極大化和預(yù)算約束的條件下，考慮下述兩個 根本假設(shè)，推導(dǎo)出LES需求函數(shù)系統(tǒng)，第i種商品(或效勞)的需求量為：bi/qi=ri+ (Vpjrj)(i =1,

33、2,. n; j =1,2,., n)(4-2)pij d式中：V 總支出，滿足V = piqin商品和效勞的種類數(shù)i =4pi商品或效勞i的價格ri商品或效勞i的根本需求量，待估參數(shù)nbi邊際預(yù)算份額，即為超過基年需求的支出(Vpjrj),用于商品或效勞ij Tn的超過根本需求量ri的比重，滿足 bi =1,0 bi *,bi是待估參數(shù)；i=1I總收入；線性支出系統(tǒng)的兩個根本假設(shè)是：(1)某時期人們對各種商品和效勞的需求量只取決丁該時期人們的總支出和各種商品(或效勞)的價格，根本需求量ri和邊際預(yù)算份額bi是常數(shù)，不隨著V而 變化。人們對各種商品和效勞的需求分別根本需求ri和超過根本需求以外

34、的需求兩個局部，在靜態(tài)情況下，假設(shè) 與總支出水平無關(guān)。二擴展的線性支出系統(tǒng)ELES, Expand Linear Expen diture System在線性支出系統(tǒng)模型4-2式中的根本需求量ri和邊際預(yù)算份額bi為待估 參數(shù)，可用時間序列或橫斷面數(shù)據(jù)估計其值，然后再用丁進行消費結(jié)構(gòu)分析和預(yù)測時，其預(yù)算份額 研日價格p =p1, p2,., pn應(yīng)為外生變量，qi為內(nèi)生變量。但實n際上，因V=qipi,qi是內(nèi)生變量，那么V難以外生給定。為解決這一困難，1973i 4年Liuch對LES做了兩點修改：1以收入I代替預(yù)算支出V;2以邊際消費傾向氏代替邊際預(yù)算份額bi。這樣式4. 2就變?yōu)椋? .

35、n- /qi=口+Ipjrj。苴枷苴1,折=14-3(4-4)n-Z pjrj表示可以任意支配的收入,j蘭nV =Vi變成內(nèi)生變量。4-4式比4-2得到更廣泛的應(yīng)用i =4三ELES的常用估計方法簡介對丁式4-3和4-4,是收入的線性函數(shù)，但對待估參數(shù) 口 或piri卻是非線性的，對整個系統(tǒng)待估的n個根底需求量ri或根本支出或根本支出piri和n個 邊際消費傾向Pi采用如下方法進行估計：1在一定條件下， 將待估非線性系統(tǒng)方程簡化成ri或氏的線性方程， 那么可用 單方程最小二乘法估計出參數(shù)，例如：1根據(jù)其它信息或經(jīng)驗給出根本需求量 口；2根據(jù)恩格爾曲線，其它信息或經(jīng)驗判斷給出邊際消費傾向Pi；3

36、利用截面數(shù)據(jù)做樣本時，根據(jù)不同的收入，商品價格相同的情況，那么每項根本支出pr即為不變的常數(shù)，4-4式可簡化成：式4-3和4-4中I為可支配收入,(IPi表示可以任意支配的收入中用丁購置第i種商品或效勞的白分比，預(yù)算支出or為與收入I無關(guān)的常數(shù)，ui為誤差項，由式(4-5)可求出待估參數(shù)or和禺nnpir+ P ot /i(P )i(4-6)i1_迭代法：=i-迭代法經(jīng)常用丁估計非線性計量經(jīng)濟方程參數(shù)?？衫梅椒?1)中的和兩種方法對ri和臉估計反復(fù)迭代使誤差到達最小。(3)完全信息極大似然法(FIML)用極大似然法對聯(lián)立方程組進行參數(shù)估計, 使用了更多的信息,包括方程組 的所有變量，方程組中

37、所有方程的結(jié)構(gòu)信息及各方程擾動變量的周期相關(guān)信息， 用系統(tǒng)估計方法同時得出所有參數(shù)的估計值(推導(dǎo)方法略)O但因此法計算十分繁 雜，其應(yīng)用受到限制。在實際應(yīng)用中采用改良的方法，大大簡化了其中的Hessian矩陣，使完全信息極大似然法用丁ELE夠數(shù)的估計成為可行。(四)ELES的實例國內(nèi)外采用ELES模型，用有關(guān)的居民消費的歷史或截面數(shù)據(jù)估計待估參數(shù) 實例很多。我國80年代以前，各種商品(或效勞)的價格變動幅度很小，因此 在用ELES模型研究全國或各省、市、縣的居民需求函數(shù)時，都采用估計方法 或(2)。但自80年代中以來，我國經(jīng)濟向市場機制轉(zhuǎn)變的步伐加快，各種商品(或 效勞)的價格將主要由供需情況

38、決定,其變動幅度加大,因此采用完全信息極大 似然法對待估參數(shù)(2n個)進行系統(tǒng)估計是比擬符合實際情況的。這里我們介紹一 個ELES城市居民需求函數(shù)系統(tǒng)模型，其特點為：(1)居民消費品分為食品、衣著、用品、燃料和電五大類。 這樣劃分是遵循以下幾項分類原那么： 模型的主要目的是研究城市居民的能源需求，因此把非能源類商品粗分， 把能源類商品盡可能細(xì)分。在同一類商品中應(yīng)包括相互影 響較大的互補商品和可互相替代的商品。 屆丁不同類的商品之間的直接相互影響 很小。 與所用的統(tǒng)計資料的口徑盡可能的一致，以減少數(shù)據(jù)采集調(diào)整的工作量和保證數(shù)據(jù)的可靠性。(2)類價格的計算按具有相同度量單位和不同度量單位的類商品進

39、行不同方 法的處理：對具有相同度量單位的商品，如各種不同成分、不同熱值、不同產(chǎn)地、不 同價格的煤，其度量單位均為噸，那么煤的大類價格為：式中qi為該類第i種商品的銷售量，pi為第i種商品的價格，n為該類商品種類數(shù), 這里Vi = ：. i一，i ui(4-5)的類價格就是通常所說的混合平均價對具有不同度量單位的類商品， 例如衣著類中，衣服、鞋、帽分別用“件、“雙和“頂來度量， 其類價格可用下式計算：上式說明，對丁度量單位不一的商品，難以用混合平均價來表示類價格， 只能將 不同計量單位的商品用統(tǒng)一的貨幣單位作為它們共同的度量單位，以求得類價 格。(3)綜合時間序列和截面數(shù)據(jù)做為樣本。該模型的樣本

40、取自該市1980-1984年1200戶居民家庭調(diào)查資料。時間序列數(shù)據(jù)只有5年，每年數(shù)據(jù)乂只分為8-9個 收入組，只用時序或截面數(shù)據(jù)均不能滿足樣本數(shù)至少應(yīng)為30個的要求，因此采用 綜合時序和截面數(shù)據(jù)的方法得到44組樣本，均采用人月平均數(shù)據(jù)。(4)采用改良的完全信息極大似然法估計模型參數(shù)，其結(jié)果列在表4-2 :表4-2參數(shù)估計結(jié)果riPiR：食品23.73200.42890.9984衣著0.24420.14570.9904用品0.00620.23130.9766燃料25.18720.00570.9874電0.84610.00570.9601(5)根據(jù)所得的ELES模型可進行如下的分析和預(yù)測；1為居

41、民的根本生活線提供客觀的定量的參考標(biāo)準(zhǔn)， 如1980年和1984年居民的根本生活線每月分別為20元和30元， 即人均月收入低丁根本生活線的為困難 戶，為社會救濟扶貧政策提供了定量的依據(jù)。2邊際消費傾向尚說明收入的超根本需求支出的局部投向購置第i種商品 支出的比例，從表4-2中可見，食品的邊際消費傾向最大，說明居民對食品的消 費潛力很大，食品的數(shù)量和質(zhì)量均有待丁提高，1985-1992年該市的恩格爾系數(shù) 為54.6%和54.2%,仍然居高不下，正說明模型的分析結(jié)果是正確的。3需求的收入彈性印是指價格不變時，當(dāng)收入增長1%時，第i種商品(或服 務(wù))隨之變動的白分?jǐn)?shù)：qi= Vi/ pi(4-7)i

42、= bi I /Vi式中qi、Vi、bi和i的意義同4-2, 4-3, 4-4式由式4. 7計算得到1984年的收入彈性為:食品衣著用品燃料電0.79160.93541.27630.35731.0109由此可見，用品和電的收入彈性大丁1,說明用品和電的增長速度大丁收入 的增長速度，用品中包括耐用消費品家具、機電產(chǎn)品等，特別是電器產(chǎn)品中的電 冰箱、彩電的擁有量在1985-1992年迅速增長到80% 90%,正說明模型的用 品收入彈性已預(yù)示出這一趨勢。與家用電器迅速在居民家庭普及相關(guān)的是家庭用 電量迅速增長，這與模型的電力消費的收入彈性大丁1也是一致的。衣著的彈性 接近1,說明與收入同步增長， 衣

43、著類中的高檔服裝隨收入增長會不斷增加， 但衣著類支出在總支出中比例根本不變。而食品和燃料的收入彈性小丁1,說明它們均為生活必需品，其支出比例會隨收入增長逐漸下降，各類商品的收入彈性 反響了各類商品的需求對收入變化反響的靈敏度。4商品需求的自價格彈性e由各類商品自價格彈性全部為負(fù)可以說明假設(shè)收入不變各大類商品的需求量 隨自身價格的上升而減少，但減少的幅度不同。燃料的自價格彈性最小，說明居 民的燃料消費水平根本處丁必需品水平。5商品需求的互價格彈性eijeij=國4-9Vi由式4-9計算結(jié)果，假設(shè)收入不變，食品價格的變化對自身及其它商品的需求均有較大的影響，主要原因是食品支出占居民全部消費支出的比

44、例約占60% -70%,食品衣著用品燃料電-0.6858-0.5999-0.7834-0.2076-0.5769迫.J)M_1:piqiVi由式4-8 計算得到1984#商品需求的自價格彈性為:(4-8)en因此食品價格上漲，意味著居民實際收入下降幅度很大， 人們只有減少其 它商品支出，以保持原有的最根本的生活水平。6有收入補償?shù)男枨髢r格彈性eii和e*(1-嘗),i = jViPiri一(1一)(1),i=jVi由上式計算結(jié)果說明，假設(shè)有收入補償即商品價格變動時，給居民相應(yīng)的補貼,使實際收入不致丁下降,自價格彈性的絕對值比無收入補貼時下降，說明自身 價格的上升對自身商品的需求的影響減少。而互

45、價格彈性那么變?yōu)檎?，食品的價格上升，在有收入補償時，會使消費者把較大的需求轉(zhuǎn)向衣著、 用品和電，這對 物價調(diào)整和因調(diào)價政府給予居民的補貼政策的制定提供重要的參考。7用所得的ELES模型進行五年內(nèi)的居民能源需求預(yù)測。用所得的ELES模型進行預(yù)測，就是假定預(yù)測年內(nèi)的根本需求量ri和邊際消 費傾向藺等10個估計參數(shù)不變，這種趨勢外推法只對居民消費行為比擬穩(wěn)定， 其變化規(guī)律比擬符合模型所描述的情況的短期預(yù)測。模型的外生變量是居民人均生活費收入和各類商品的價格 價格指數(shù),用想 定方案的方法分析其外生變量的可能變化情況。綜合常規(guī)價格變化和調(diào)價的影 響，給出各類商品的價格指數(shù)。由4-5式可求出各類商品的根

46、本需求支出和各 類商品的總需求支出。因該市居民可用的燃料包括煤、 液化石油氣、天然氣和煤 氣等，設(shè)想幾個替代方案，比擬復(fù)雜。通過需求函數(shù)預(yù)測居民需求的衣、 食、住、行、用、效勞和家庭生活用能， 然 后將衣、食、住、行、用和效勞與投入產(chǎn)出聯(lián)系，考慮各種需求分解合并成為與投入產(chǎn)出行業(yè)掛鉤的大類，按其消耗系數(shù)測算能源產(chǎn)品的投入， 這個過程比擬 繁雜，例如衣主要是化學(xué)纖維工業(yè)、紡織工業(yè)、皮革制造業(yè)等生產(chǎn)，而在行、住 和用也有這些工業(yè)的產(chǎn)品，因此首先要將除去居民直接消費能源后的各項活動所需要各行業(yè)的產(chǎn)出分解，比方衣類活動需化學(xué)纖維工業(yè)產(chǎn)品，行類活動也需 化學(xué)纖維工業(yè)產(chǎn)品，住、用等類活動均需化學(xué)纖維產(chǎn)品，諸如此類， 將各類活動 所需的化學(xué)纖維工業(yè)產(chǎn)品疊加，同理其他各行業(yè)所需產(chǎn)品也將疊加， 在此情況下 考慮能源工業(yè)的投入量，方可利用投入產(chǎn)出表的全能耗系數(shù)預(yù)測其全部能源需 求。(4-10)