基于GDP發(fā)展控制煤炭產(chǎn)能及庫(kù)存水平

劉海濱，吳必善

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)管理學(xué)院，北京 100083)

目前煤炭市場(chǎng)的急劇變化出現(xiàn)煤炭需求、產(chǎn)銷量、鐵路和港口轉(zhuǎn)運(yùn)量增速大幅下滑，庫(kù)存積壓、鐵路發(fā)運(yùn)負(fù)增長(zhǎng)、煤企虧損、產(chǎn)煤省財(cái)政收入下降等一系列現(xiàn)象。主要煤炭港口庫(kù)存和下游電廠煤炭庫(kù)存均處高位?；诿禾扛邘?kù)存、進(jìn)口增加、水電增發(fā)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展放緩等因素，煤炭資源供大于求。

如今，煤炭企業(yè)、貿(mào)易商、鐵路、產(chǎn)煤省正在共同面對(duì)煤炭市場(chǎng)疲軟期，而龐大的煤炭庫(kù)存正在創(chuàng)造紀(jì)錄。中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)王顯政透露：“煤炭庫(kù)存維持高位。截至2012年11月末，全社會(huì)煤炭庫(kù)存為2.9億t。其中，煤炭企業(yè)存煤約9000萬(wàn)t，市場(chǎng)消化庫(kù)存的壓力依然很大?！蹦壳埃@個(gè)數(shù)據(jù)明顯偏小。筆者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，全國(guó)煤炭庫(kù)存在3億t以上，處于歷史高位[1]。這也是15年來(lái)相關(guān)數(shù)據(jù)中的最高數(shù)據(jù)。形成這種行業(yè)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，既要從煤炭投資與產(chǎn)能建設(shè)的微觀層面上分析，又要基于全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的宏觀調(diào)控上來(lái)理解。具體而言是由于國(guó)內(nèi)煤炭礦山超前建設(shè)，產(chǎn)能過剩問題變成了嚴(yán)重影響煤炭供應(yīng)鏈長(zhǎng)期發(fā)展的重要因素。我國(guó)近15年煤炭部分統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

表1 中國(guó)1998～2012年煤炭部分統(tǒng)計(jì)量(Mt)和GDP數(shù)據(jù)

從多級(jí)庫(kù)存控制理論上來(lái)說(shuō)，當(dāng)煤炭供應(yīng)鏈的各節(jié)點(diǎn)企業(yè)只根據(jù)來(lái)自相鄰的下級(jí)企業(yè)的需求信息，進(jìn)行煤炭生產(chǎn)或供應(yīng)決策時(shí)，需求信息的不真實(shí)性會(huì)沿著供應(yīng)鏈逆流而上，產(chǎn)生逐級(jí)放大的現(xiàn)象，到達(dá)煤炭生產(chǎn)企業(yè)時(shí)，其獲得的需求信息和實(shí)際消費(fèi)市場(chǎng)發(fā)生了很大的偏差。這樣上游的煤炭生產(chǎn)企業(yè)會(huì)維持較大的產(chǎn)量和更大的庫(kù)存。因此，從煤炭整個(gè)供應(yīng)鏈的角度來(lái)看，要想有效降低各層次的庫(kù)存和實(shí)現(xiàn)煤炭精益生產(chǎn)的目標(biāo)，必須運(yùn)用新的供應(yīng)鏈管理策略，如快速反應(yīng)(QR)、有效客戶反應(yīng)(ECR)、供應(yīng)商管理庫(kù)存VMI和定量預(yù)測(cè)等技術(shù)，以解決現(xiàn)階段煤炭行業(yè)發(fā)展的困擾問題[2-3]。

本文首先是從微觀入手，利用煤炭供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)上的合理庫(kù)存的控制模型，統(tǒng)計(jì)出全年社會(huì)煤炭需求的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、最優(yōu)存儲(chǔ)周期和最大庫(kù)存量；再以宏觀經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要作為引導(dǎo)條件，運(yùn)用線性回歸預(yù)測(cè)技術(shù)定量規(guī)劃出每年煤炭產(chǎn)能的置信區(qū)間，此預(yù)測(cè)區(qū)間將作為煤炭產(chǎn)能大小的評(píng)價(jià)指標(biāo)；最后從宏觀和微觀兩個(gè)層面共同檢驗(yàn)和校正全年社會(huì)煤炭產(chǎn)能控制的精度，達(dá)到緩解煤炭高庫(kù)存的壓力，從而也保證整體煤炭供應(yīng)鏈的健康發(fā)展。

1 煤炭基地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量微觀統(tǒng)計(jì)

1.1 煤炭基地獨(dú)立需求庫(kù)存模型

煤炭需求是屬于獨(dú)立性需求，其需求的波動(dòng)性受市場(chǎng)調(diào)節(jié)的影響(圖1)。同時(shí)，煤炭又是能源型產(chǎn)品，也受到季節(jié)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、地理氣候條件等因素影響，尤其在我國(guó)幅員遼闊，煤炭分布、消費(fèi)和運(yùn)輸通道復(fù)雜的狀態(tài)下，其庫(kù)存控制又具有隨機(jī)性和多周期的特點(diǎn)。所以，煤炭需求庫(kù)存往往建立在對(duì)外部需求預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，通過一些微觀經(jīng)濟(jì)模型(圖2)確定合理的煤炭經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量[4]。

圖1 煤炭隨機(jī)庫(kù)存變化

圖2 煤炭無(wú)缺貨時(shí)庫(kù)存變化

根據(jù)圖2，在無(wú)缺貨要求的微觀經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中，建立煤炭生產(chǎn)企業(yè)庫(kù)存模型[5-6]。模型假設(shè)：①在一定的時(shí)間Tp內(nèi)補(bǔ)充庫(kù)存量為S，單位時(shí)間里的補(bǔ)貨量為V1=S/Tp；②煤炭需求速率為V2，應(yīng)滿足V1>V2；③其余假設(shè)為無(wú)缺貨狀態(tài)，令C為總成本，C1為單位存儲(chǔ)成本，C2為訂購(gòu)成本。

我國(guó)是煤炭?jī)?chǔ)備和生產(chǎn)大國(guó)，煤炭供應(yīng)一直保持充足。在這種無(wú)缺貨的情況下，在[0, Tp]時(shí)間內(nèi)每單位時(shí)間補(bǔ)充煤炭庫(kù)存為V1，消耗煤炭庫(kù)存為V2。所以，單位時(shí)間凈增加庫(kù)存量為(V1-V2)。至Tp時(shí)出現(xiàn)最大煤炭庫(kù)存量Smax，其值為(V1-V2)Tp。Tp時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充的庫(kù)存量S全部用于滿足Ts內(nèi)的需求，見式(1)。

V1Tp=S=V2Ts, Tp=V2Ts/ V1

(1)

因此，可以得到Ts內(nèi)平均庫(kù)存量，見式(2)。

Smax/2=(V1-V2)Tp/2

=(V1-V2)V2Ts/(2 V1)

(2)

單位時(shí)間內(nèi)總庫(kù)存成本表達(dá)為式(3)。

(3)

當(dāng)dC(Ts)/dTs=0時(shí)，有最優(yōu)存儲(chǔ)周期，見式(4)。

(4)

煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量見式(5)。

(5)

1.2 煤炭基地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量總量統(tǒng)計(jì)

《2010中國(guó)資源報(bào)告》中顯示：我國(guó)原有的13大煤炭生產(chǎn)基地是全國(guó)煤炭資源輸流的主力軍。神東、晉北、晉東、陜北、黃隴、寧東大型煤炭基地是中國(guó)優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤主要產(chǎn)地，向華東、中南、華北、西北等地區(qū)供應(yīng)煤炭，也是“西電東送”北部通道的電煤輸出地；晉中基地是我國(guó)最大的煉焦煤生產(chǎn)基地；冀中、河南、魯西、兩淮生產(chǎn)基地向東中部地區(qū)供應(yīng)；蒙東基地向東三省和內(nèi)蒙古東部供煤；云貴生產(chǎn)基地向西南、中南地區(qū)供應(yīng)煤炭，也是“西電東送”南部通道的電煤基地。在“十二五”期間，我國(guó)將新疆產(chǎn)煤基地納入規(guī)劃范圍之內(nèi)，從而以高標(biāo)準(zhǔn)、高水平建設(shè)14個(gè)大型煤炭生產(chǎn)基地(即神東、晉北、晉東、蒙東、云貴、河南、魯西、晉中、兩淮、黃隴、冀中、寧東、陜北、新疆)，煤炭產(chǎn)量占全國(guó)90%以上。

“十二五”規(guī)劃特別強(qiáng)調(diào)煤炭科學(xué)產(chǎn)能理念，合理控制煤炭總量過快增長(zhǎng)，也是本文解決當(dāng)前庫(kù)存壓力問題的出發(fā)點(diǎn)。可以利用煤炭生產(chǎn)企業(yè)庫(kù)存模型統(tǒng)計(jì)出煤炭經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量總量[7-8]。現(xiàn)以Qi(i=1,2,3……n)代表各主要煤炭生產(chǎn)基地單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量，見式(6)。

(6)

可以等到單位時(shí)間內(nèi)，煤炭總量QT見式(7)。

(7)

2 煤炭市場(chǎng)需求量宏觀預(yù)測(cè)

2.1 煤炭產(chǎn)量和GDP線性關(guān)系的證實(shí)

前人研究發(fā)現(xiàn)：我國(guó)GDP和原煤產(chǎn)量這兩個(gè)變量具有比較一致的變動(dòng)趨勢(shì)，說(shuō)明兩者之間可能存在著較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系。本文收集到2012年前15年相關(guān)數(shù)據(jù)(表1)觀察后證實(shí)了前人的發(fā)現(xiàn)：煤炭生產(chǎn)量和GDP等變量之間確實(shí)存在一定的關(guān)系。在利用統(tǒng)計(jì)工具(SPSS)定量分析后，發(fā)現(xiàn)它們之間的確存在關(guān)聯(lián)性(圖3)。

圖3 煤炭產(chǎn)量和GDP數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)散點(diǎn)

本文利用這種關(guān)聯(lián)性來(lái)預(yù)測(cè)我國(guó)每年煤炭產(chǎn)量的合理區(qū)間。

2.2 確定煤炭經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和置信區(qū)間的關(guān)系

2.2.1 線性回歸模型

(8)

依據(jù)最小二乘法得到式(9)。

(9)

(10)

式中，LXX、LYY、LXY分別叫X的離差平方和、Y的離差平方和、X Y的離差乘積和。而把X、Y之間線性關(guān)系密切程度的數(shù)量指標(biāo)以R表示，叫相關(guān)系數(shù)，見式(11)。

(11)

2.2.2 顯著性檢驗(yàn)

為了確定從樣本統(tǒng)計(jì)的結(jié)果推論至總體所出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率，需要必要的顯著性檢驗(yàn)。其基本原理是提出“無(wú)效假設(shè)”和檢驗(yàn)“無(wú)效假設(shè)”成立的機(jī)率(P)水平的選擇。P值的大小體現(xiàn)出機(jī)會(huì)的多少。其中，t檢驗(yàn)值、F檢驗(yàn)值等就是這些統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)值。t檢驗(yàn)適用于計(jì)量資料具有齊性的樣本比較。t檢驗(yàn)單正態(tài)總體與兩正態(tài)總體的均值異同，檢驗(yàn)回歸系數(shù)的顯著性。一般來(lái)說(shuō)，若顯著性值小于0.05，則小概率事件發(fā)生了，應(yīng)該拒絕原來(lái)的假設(shè)。也就是說(shuō)，分析是否具有差異性，當(dāng)顯著性值大于0.05 差異不顯著，而顯著性值小于0.05 時(shí)有差異。而F檢驗(yàn)則檢驗(yàn)整個(gè)回歸關(guān)系的顯著性。F檢驗(yàn)常常用于檢驗(yàn)兩總體方差的異同，一般假設(shè)原假設(shè)是方差無(wú)顯著差異，所以檢驗(yàn)顯著就說(shuō)明方差有顯著差異，一般P值取0.05，小于0.05即拒絕原假設(shè)。聯(lián)合t、F檢驗(yàn)對(duì)被解釋變量有顯著的線性關(guān)系進(jìn)行分析。

本文進(jìn)行必要的顯著性檢驗(yàn)，實(shí)質(zhì)是規(guī)定一個(gè)合理、認(rèn)可能滿足使用要求的指標(biāo)界限，并用該指標(biāo)界限對(duì)系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型的適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在檢驗(yàn)時(shí)，為了充分證明其模型的適應(yīng)性。應(yīng)用t檢驗(yàn)法，見式(12)。

(12)

應(yīng)用F檢驗(yàn)法，見式(13)。

(13)

當(dāng)α=0.05時(shí)，t≥tα/2(n-2)線性相關(guān)成立，反之則不成立。F檢驗(yàn)也要同樣滿足。

2.2.3 煤炭經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和置信區(qū)間的關(guān)系的確定

由于對(duì)全國(guó)每年煤炭產(chǎn)量的預(yù)測(cè)值與實(shí)際煤炭產(chǎn)量之間存在不確定性的偏差，因而需要確定預(yù)測(cè)值的有效區(qū)間，即置信區(qū)間[10-11]。

其中，個(gè)別值置信區(qū)間具體表達(dá)式式(14)。

(14)

平均值的置信區(qū)間，見式(15)。

(15)

式中

(16)

(17)

式中X0在實(shí)際計(jì)算過程中是給定值。

由此，從微觀的各煤炭基地的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量總量統(tǒng)計(jì)QT是屬于合理的置信區(qū)間范圍之內(nèi)，見式(18)。

(18)

3 煤炭經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量總量和置信區(qū)間關(guān)系算例

本文就是針對(duì)當(dāng)前我國(guó)煤炭產(chǎn)能過剩帶來(lái)的庫(kù)存壓力問題?，F(xiàn)以宏觀經(jīng)濟(jì)GDP數(shù)據(jù)和15年來(lái)煤炭產(chǎn)量實(shí)例(表2)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)未來(lái)煤炭產(chǎn)量的置信區(qū)間。為了確定結(jié)果的準(zhǔn)確性，本文采用計(jì)算機(jī)軟件統(tǒng)計(jì)和手工梳理檢驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行核算[12]。

3.1 計(jì)算機(jī)軟件統(tǒng)計(jì)結(jié)果

如果按照計(jì)算機(jī)軟件回歸統(tǒng)計(jì)得到結(jié)果如表3～5所示。

通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行的回歸統(tǒng)計(jì)結(jié)果

所以計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)認(rèn)為，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值x與煤炭產(chǎn)量y之間的線性相關(guān)顯著，統(tǒng)計(jì)顯著性檢驗(yàn)通過。

作為能源行業(yè)的煤炭資源，其庫(kù)存量不適合采用點(diǎn)預(yù)測(cè)、個(gè)別值得區(qū)間預(yù)測(cè)法。本文認(rèn)為采用均值的區(qū)間預(yù)測(cè)法比較經(jīng)濟(jì)，所以利用均值的區(qū)間預(yù)測(cè)公式可以核算出較為準(zhǔn)確的置信區(qū)間。

表2 中國(guó)1998～2012年煤炭部分統(tǒng)計(jì)量(Mt)和GDP數(shù)據(jù)

表3 標(biāo)準(zhǔn)誤差和觀測(cè)值表

表4 方差和參差表

表5 方差和參差表

所以，下一年的全國(guó)煤炭基地的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量總量QT∈[40.8477,41.3523]，否則煤炭庫(kù)存壓力又會(huì)持續(xù)增大。

3.2 相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)

同樣得到

應(yīng)用F檢驗(yàn)法

F = (n-2)R2/(1- R2)=(15-2)×0.97742÷(1-0.97742)=278.4538

當(dāng)α=0.05時(shí)查表得到Fα/2(n-2)=4.54,而F =278.4538，F(xiàn)> Fα/2(n-2)，故回歸顯著。

應(yīng)用t檢驗(yàn)法

當(dāng)α=0.05時(shí)查表得到tα/2(n-2)=2.160,而t=2.9437，t> tα/2(n-2)，故同樣回歸顯著。

經(jīng)過以上計(jì)算結(jié)果可以得出：要使未來(lái)一年宏觀經(jīng)濟(jì)增速保持7.5%左右的目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)，其中一項(xiàng)指標(biāo)就要求煤炭產(chǎn)量應(yīng)該控制在40.8477億t到41.3523億t，即置信區(qū)間：[40.8477,41.3523]范圍內(nèi)。做到這點(diǎn)，需要得到微觀煤炭基地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果的驗(yàn)證。

這也就是未來(lái)一年全國(guó)14個(gè)大型煤炭基地經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)量的限制條件。當(dāng)實(shí)際值滿足后，可以在一定程度上緩解當(dāng)前全國(guó)的煤炭庫(kù)存有壓力，這也是本文研究的初衷。

4 結(jié)論

我國(guó)煤炭產(chǎn)能過剩所帶來(lái)的一系列經(jīng)濟(jì)問題越來(lái)越引起人們關(guān)注，為了解決未來(lái)煤炭庫(kù)存壓力不再愈演愈烈，本文提出了煤炭產(chǎn)能調(diào)控的思路及相關(guān)方法。根據(jù)煤炭產(chǎn)能供需模型的分析和實(shí)際案例計(jì)算結(jié)果，得出相關(guān)結(jié)論。

1)煤炭經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)量應(yīng)該滿足我國(guó)GDP發(fā)展的要求，并與其保持一定均衡關(guān)系。

2)煤炭總產(chǎn)量調(diào)控也要滿足能源市場(chǎng)供需關(guān)系及其發(fā)展規(guī)律。

3)煤炭經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)量的具體數(shù)據(jù)要落在置信區(qū)間范圍內(nèi)，以此作為合理產(chǎn)能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

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