“十二五”各省節能潛力的測算與分析

屈小娥，屈 冰

（1.西安交通大學經濟與金融學院；2.中鐵一局集團城市軌道交通工程有限公司，西安710061）

0 引言

為了保證我國國民經濟的健康發展，緩解經濟發展過程中的能源約束，我國“十一五”規劃明確提出將單位產值能耗降低20%作為約束性指標；“十二五”規劃又提出了將單位GDP能耗降低16%、單位二氧化碳排放降低17%。如何實現地區之間節能減排目標的科學分解并保證這一目標的順利完成，已經成為各級政府部門和學術界關注的重點與焦點。由于我國地域遼闊，地區之間異質性的存在決定了節能降耗空間各異、進度有別，因此，科學地制定切實可行的節能降耗戰略目標和實施措施，保證“十二五”節能降耗目標的順利完成意義重大。基于此，本文從我國省際經濟發展與能源消耗差異的現實出發，以全國30個省份能源消費總量數據為基礎，將灰色系統預測的理論與方法引入到能源消費問題研究中，通過建立抽象能源經濟系統發展變化的灰色預測模型，實證測算“十二五”各省節能潛力，并分析各省節能目標完成的可行性，其結果不僅可以為合理完成“十二五”節能降耗目標提供實證支持，也是今后節能潛力分析的重要依據。

1 研究方法

灰色系統理論（Grey Theory）是我國華中理工大學鄧聚龍教授（1986）于80年代創立的一門新興橫斷學科。灰色預測是以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統為研究對象（劉思峰，黨耀國，2004），從數據自身性質出發，通過對部分“已知信息”的生成和開發，提取有價值的信息，實現對系統運動行為和演化規律的正確描述與有效控制。其實質是通過對原始數據的整理來尋求變化規律，這種就數據尋找數據的現實規律的途徑，也稱為灰色序列生成。由于影響能源消費的外部性因素較多，且各種影響因素無法提前預知，因此，在分析樣本序列較短的情況下，運用灰色理論方法從能源消費數據自身特征出發進行預測與決策分析，具有一定的合理性和較高的實用價值。

1.1 灰色預測GM(1，1)模型構建

灰色預測主要是利用GM(1，1)模型對離散隨機原始數據進行累加生成，得到指數規律性較強的累加生成序列，然后建立GM(1，1)模型，再估計參數，對模型進行檢驗、修正，預測。

1.2 適用范圍及可靠性判斷

對于構建的GM(1，1)模型，其適用范圍與灰參數-a有密切關系。灰色系統理論認為，只有在|-a|＜2的條件下，GM(1，1)模型才有意義，并且隨著-a的增加，模擬誤差會迅速增大。一般來講，有如下結論作為參考(劉思峰,郭天榜,黨耀國,1999)：(1)-a≤0.3，GM(1，1)可用于中長期預測；(2)0.3＜-a≤0.5，GM(1，1)可用于短期預測，中長期預測慎用；(3)0.5＜-a≤0.8，GM(1，1)用于短期預測應十分謹慎；(4)0.8＜-a≤1，應采用殘差修正 GM(1，1)模型；(5)-a＞1，不宜采用 GM(1，1)模型。對于模型預測精度的判斷，灰色系統理論認為均方差比值C越小越好，關聯度和小誤差概率P越大越好。對于給定的e、C0、P0，若C＜0.35、P＞0.95，則模型具有一級精度；若C＜0.5、P＞0.8，則模型具有二級精度；若C＜0.65、P＞0.7，則模型具有三級精度；若C＜0.8、P＞0.6，則模型具有四級精度。

2 各省能源消費的灰色預測模擬模型

根據灰色預測模型的建模原理與步驟，以全國30個省區1990～2008年能源消費總量作為原始數據序列，模擬各省區能源消費的灰色預測模型如表1所示。從預測結果可知，30個省份中，遼寧、湖南、吉林三省的預測模型具有二級精度，黑龍江預測模型具有三級精度，其余各省預測模型均具有一級精度，可以很好的模擬能源需求的變化過程，并達到精確的預測結果。此外，從表1可以看出，各省能源消費隨時間推移呈冪指數形式遞增，說明隨著各地區經濟快速發展、以工業化帶動城鎮化步伐加快、居民消費結構升級等，在節能技術不夠成熟，產業結構調整緩慢的背景下，各地區能源需求總量也會呈快速上升趨勢。

根據表1中30個省份GM（1，1）模型預測2010～2015年能源消費總量。預測結果顯示，30個省份中能源消費絕對量隨時間推移呈逐步增長態勢，到2015年，能源需求總量最大的省份除河南（32589.8393tce）外，其余5個省份均分布在東部地區，依次為山東（55575.5444tce）、河北（42768.9445tce）、廣東（38902.7123tce）、江蘇（36163.1662tce）、浙江（34339.5106tce），這幾個省份不但能源消費絕對量大，而且也是能源消費總量增長最快的省份，年均增長率大約都在10%以上。西部地區的寧夏、內蒙、青海、廣西、重慶，雖然能源消費總量相對較低，但年均增長率幾乎都在10%以上。海南能源消費絕對量（2263.3992tce）不大，但增長率達到11%以上，能源消費增長率最低的省份依次為黑龍江（3.0%）、吉林（4.65%）、北京（4.96%）、遼寧（5.22%）、甘肅（5.19%），這5個省份能源需求增長率幾乎都在5%以下，其余大部分省份年均增長率介于6～10%之間。說明“十二五”期間能源形勢依然嚴峻，能否在經濟保持平穩增長的基礎上，降低能源消耗總量，是各地區面臨的嚴峻挑戰。

表1 全國30個省份能源消費GM（1，1）模型模擬結果

把30個省份按東、中、西三大地區歸類，結果顯示，在預測年份，三大地區能源消費呈平穩上升趨勢。東部地區能源消費總量最大，依次為中部和西部，中、西部地區能源消費量幾乎呈同步變動趨勢。到2015年末，三大地區能源消費總量分別為280622.5tce、128502.4tce、137037.8tce，分別占全國能源消費總量的51.38%、23.53%和25.09%。

3 “十二五“各省節能潛力測算

3.1 各省單位產值能耗節能潛力測算

節能潛力指某地區相對于基年單位產值能耗的凈減少量，如“十二五”規劃節能目標是在2010年的基礎上，到“十二五”末單位產值能耗降低16%。凈減少量越多，則節能潛力越大，可節約的能源總量也越多。如果能夠充分挖掘地區節能潛力，那么該地區將會對本地區乃至全國節能降耗起到積極作用。

首先，在7.5%的經濟增長目標下，根據各省能源消耗的灰色預測結果，計算出“十二五”末即2015年各省單位產值能耗，以此為依據分別測算各省單位產值能耗凈減少量和下降率。測算結果顯示，基年單位產值能耗較高的省區，如寧夏（3.426676tce/萬元）、貴州（2.805354tce/萬元）、青海（2.673558tce/萬元）、山西（2.549970tce/萬元）、內蒙（2.088785tce/萬元）等其他能耗較高的省份，也是未來一段時期節能潛力最大的省份，到2015年末，這幾個省區仍然是單位產值能耗最高、節能潛力最大的省份。從單位產值能耗凈下降率看，除山西外，其他省份單位產值能耗并沒有表現出良好的下降趨勢，“十二五”末仍然是單位產值能耗大、能源利用效率最低的省份；內蒙單位產值能耗（0.108546tce/萬元）凈減少率最小，依次為寧夏（0.171551tce/萬元），這些省份大多分布在經濟比較落后、能源資源又相對富裕的中西部地區。北京、天津、上海、江蘇、浙江、廣東等經濟比較發達的沿海省市，萬元產值能耗基數較低，單位節能潛力小，但卻表現出了較高的能源強度下降率，北京、天津單位產值能耗下降率最高。中部地區的黑龍江、吉林和西部地區的甘肅，單位產值能耗也表現出了較高的下降率。

把30個省份按照單位產值能耗下降率歸類，“十二五”末單位產值能耗下降率在50%以上的有北京、天津、吉林、黑龍江四個省市；單位產值能耗下降率在40～50%之間的有遼寧、上海、江蘇、廣東、山西、江西、湖南、陜西、甘肅、新疆等10個省市區；單位產值能耗下降率在30～40%之間的有河北、山東、安徽、河南、湖北、重慶、四川、貴州等8個省市區；單位產值能耗下降率在20～30%之間的有浙江、福建、廣西、云南、青海等五個省區；單位產值能耗下降率在10～20%之間的有寧夏、內蒙；海南單位產值能耗下降率最低，僅為2.61%。

綜合以上結果可知，到“十二五”末，除少數西部落后省份外，我國大部分省份單位產值能耗都能夠表現為良好的下降趨勢。但是，按照“十二五”規劃16%的節能目標衡量，只有北京、天津、遼寧、上海、山西、江西、湖南、吉林、黑龍江、陜西、甘肅等10個省份可以完成年度分解目標，其余大部分省份仍無法完成，寧夏、內蒙、云南、青海等落后省份完成難度較大，是需要進一步關注與扶持的省份。

3.2“十二五”各省節能總量測算

節能總量是指某一地區期末（2015年）可節約的能源總量，具體表現為GDP總量與單位產值能耗凈減少量的乘積。節能貢獻率指某一地區節能總量占全國節能總量的比重。各省節能總量不僅與單位產值能耗凈減少量有關，也與經濟發展及經濟規模大小等因素有關，經濟規模不同，其節能貢獻也不同。考慮“十二五”末各省GDP測算結果及單位產值能耗凈減少量，具體測算時按以下公式計算：

“十二五”各省節能總量=2015年GDP總量ד十二五”各省單位產值能耗凈減少量

全國節能總量=∑各省節能總量之和

各省節能貢獻率=各省節能量/全國總節能量

全國30個省份2015年測算結果如表2所示。

從表2可以看出，東部地區的山東、廣東、江蘇等經濟大省，盡管單位產值節能量不大，但節能總量較大，對全國總節能量的貢獻也大；河北、山西、遼寧、河南等能耗大省，盡管經濟總量小，但單位產值節能量大，總節能量及對全國的節能貢獻也較大；青海、寧夏、貴州、甘肅、新疆、內蒙、廣西等西部落后省區，經濟總量不大，單位產值節能量小，因而總節能量及對全國的節能貢獻也較小；福建雖然經濟總量大，但單位產值節能量小，節能潛力不大，因而節能總量小，對全國總節能量的貢獻也較小。海南是個例外，經濟總量小，單位產值節能量小，其節能總量及對全國節能的貢獻也較小。海南（0.0177）、內蒙（0.9946）、廣西（0.9212）、青海（0.4361）、寧夏（0.4266）成為全國節能貢獻率最小的省份，節能貢獻率均沒有超過1%。可以看出，節能總量及節能貢獻的大小是多種因素綜合作用的結果，即與各省經濟總量、能耗總量有關、也與單位產值能耗大小有關。

從地區之間的差異看，山東、廣東成為東部地區節能總量及節能貢獻率最大的省份，其節能貢獻率達到8%以上，河北、江蘇兩省節能貢獻率接近8%，福建、海南節能貢獻率最小，沒有超過2%。河南、山西成為中部地區節能總量及節能貢獻率最大的省份，節能貢獻率在5%以上，其余6省節能貢獻率沒有超過4%，江西最小，節能貢獻率沒有超過2%。西部地區除四川節能貢獻率在3.5%以上外，其余10省區沒有超過2.5%。

三大地區節能貢獻率由東向西呈現明顯的“梯度遞減”，東部地區節能貢獻率最大，為53.65%；依次為中、西部地區，節能貢獻率分別為28.58%和17.40%。這和屈小娥（2011）基于DEA方法對省際工業能源效率及節能潛力的測算結果基本一致。由此可以看出，資源貧乏、經濟發達的東部沿海省份仍然是未來一段時期節能貢獻最大的地區；資源豐裕、經濟落后的中西部地區成為未來節能降耗的重點監控區域，需要進一步挖掘潛力，提高能源利用水平，降低單位產值能耗。

表2 30個省區2015年節能貢獻

4 結論

本文以中國大陸30個省份為研究對象，通過建立各省份能源消費和經濟增長的灰色預測GM（1，1）模型，分別測算了“十二五”末即2015年各省單位產值能耗的節能潛力、節能總量及對全國總節能量的貢獻。基本結論如下：

(1)我國30個省份能源消費和經濟增長序列隨時間推移和經濟發展的動態變化，呈冪指數遞增。中西部地區的多數省份不僅是“十一五”節能降耗的重點監控對象，同時也是“十二五”節能降耗的難點地區，其單位產值的節能貢獻對全國節能目標的實現起著重要的作用。

(2)單位產值能耗凈減少量和總節能量的計算結果表明，對全國總節能量及節能貢獻率最大的地區以山東、廣東、江蘇、河北等經濟發達省份為主；對全國總節能量貢獻也較小的省份以青海、寧夏、內蒙、廣西、云南等西部落后省份為主；東、中、西三大地區節能總量及節能貢獻率由東向西呈現“梯度遞減”。

(3)經濟強省和單位產值能源利用效率高的省份節能貢獻較大；能源大省和單位產值能源利用效率不高的省份節能貢獻較小。

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