北極航道開通對我國能源供求形勢的影響

劉萍，胡麥秀

(上海海洋大學經濟與管理學院 上海 201306)

?

北極航道開通對我國能源供求形勢的影響

劉萍，胡麥秀

(上海海洋大學經濟與管理學院 上海 201306)

文章對我國能源供求現狀進行概述，在此基礎上根據《中國統計年鑒》中的數據，利用1990-2013年的能源需求總量時間序列構建ARIMA模型，進行相關擬合與檢驗，并運用此模型對2016-2018年的能源需求量進行預測，揭示我國面臨的能源供求形勢。結果表明，未來我國能源需求量將持續增長，在能源供給相對不足的情況下需依賴大量進口，而進口能源的穩定供應又受到各種威脅制約。在此背景下討論北極航道開通為我國能源供應帶來的機遇，以及對緩和我國能源供求形勢產生的影響，進而提出相關政策建議。

北極航道；能源供求；ARIMA模型

北極航道是指穿過北冰洋、連接大西洋和太平洋的海上航道，主要分為3條航線，分別是東北航道、西北航道和穿極航道。最新預測結果表明，未來北極海冰的融化速度將加快，北極首個夏季無冰年可能在2020年之前出現，到21世紀中期，夏季北極的海冰有可能完全消失，這將使北極航道全面開通成為可能，從而使其成為連接歐洲、北美東部和東亞地區新的海上通道，也使開發利用北極豐富的能源資源成為可能。地質學家認為，全球1/4未勘探的石油和天然氣深藏在冰雪覆蓋的北冰洋海底[1]，北極地區將會成為世界上可以媲美中東的新的重要能源產地，而北極航道的開通則可以為開發利用北極資源提供有利條件，這對能源供給嚴重不足、需大量依靠能源進口的我國而言，無疑是提供了更便捷的能源運輸通道和更豐富的能源供應地。

1 我國能源供求現狀概況

能源安全影響我國社會經濟的穩定持續發展。我國人口眾多、能源資源相對不足，而且處于工業化、城鎮化加快發展的重要階段，能源需求持續增長、消費規模不斷擴大，這給我國能源供給帶來巨大壓力，供需矛盾嚴重。據統計資料，目前我國已成為全球第二大能源生產國和消費國，還是世界上單位 GDP 能耗最高的國家之一。

我國的能源需求量一直呈上升趨勢，從1953年的0.54億 t標準煤增加到1986年的8.09億 t標準煤，再到2013年的37.50億 t標準煤，能源需求量大幅增長，導致能源供需缺口日益增大。截至2012年，以石油為例，我國原油進口量達2.71億t、同比增長6.69%，大量的能源進口需求必然使得我國能源對外依存度增強，2014年我國石油進口依賴度就已經超過公認的50%的國際警戒線，能源風險增大。而根據相關預測，未來滿足我國能源需求的絕大部分能源供給需要依賴進口，我國面臨嚴峻的能源供求形勢，能源進口安全關系著能源安全大局。

2 未來我國能源需求預測

面對日益嚴峻的能源供求矛盾，對能源需求進行定量分析可以客觀了解我國能源供求形勢。本文選取《中國統計年鑒》1990—2013年的能源需求量數據為樣本進行分析。

2.1 序列平穩性檢驗

平穩時間序列的均值、方差、協方差等不隨時間變化而變化，序列在各個時點上的隨機性服從一定的概率分布，即

E(ut)=μ；var(ut)=σ2；cov(ut,ut-s)=

γs(對于所有的t和s)

因此，可以通過序列過去時點上的信息建立模型，以擬合過去信息和預測未來信息，ARMA(p，q)模型對于平穩時間序列是適用的[2]。

然而，許多經濟時間序列都是非平穩的，難以通過已知的信息把握非平穩時間序列的隨機性[3]。我國能源需求量序列的樣本自相關函數緩慢下降且呈正弦波形(圖1)，由Q統計量的伴隨概率可知，在每一個滯后期都是拒絕平穩性假設的。同樣，對其進行ADF 檢驗(表1)，該序列的檢驗統計量值大于1%、5%、10%顯著性水平的臨界值，該結果也表明此序列為非平穩時間序列。

圖1 能源需求量y的樣本相關

t統計量P值ADF檢驗統計量0.0733070.9559檢驗的臨界值1%水平-3.7695975%水平-3.00486110%水平-2.642242

2.2 對序列進行平穩化處理

為使序列更容易變得平穩，先對該序列取對數，令lny=log(y)，觀察后發現取對數且進行二階差分即對lny求二階差分記為dlny=D(lny，2)后該模型變得平穩。用EVIEWS軟件對二階差分后的模型進行單位根檢驗，結果如表2所示。

二階差分后的模型t統計量的值小于1%、5%、10%顯著性水平下的值，顯然通過單位根檢驗，該模型變得平穩，因此可以對模型定階為d=2。

表2 二階差分后的單位根檢驗

2.3 模型的識別

對二階差分后的時間序列進行自相關和偏自相關分析來確定ARIMA模型的階數p和q，二階差分后的樣本相關如圖2所示。

圖2 二階差分后的樣本相關

利用最佳準則AIC和SC取值最小且調整后的R2較優的原則，經過反復計算比較，最終確定p=5、q=2，建立ARIMA(5，2，2)模型。需要說明的是，這里對參數估計量的t檢驗顯著水平要求并不那么嚴格，更多考慮模型整體的擬合效果，修正擬合優度、AIC和SC準則才是選擇模型的重要標準。所建立的ARIMA(5，2，2)模型中R2=0.921 160、F統計量=15.022 27，其相應的概率值也很小，說明模型整體上是顯著的；同時如圖3所示，3條走勢線中上邊兩條分別代表實際值和預測值，可以看出實際值與預測值非常接近，模型的擬合效果很好，說明模型選取可行。因此，對模型進行擬合后得到的結果如下：

dln yt=0.002 3+0.452 4dln yt-1+

0.024 1dln yt-2-0.0305 dln yt-3-

0.094 6dln yt-4-0.191 9dln yt-5-

0.488 8μt-1-3.278 5μt-2

圖3 實際值、預測值及殘差走勢

2.4 模型的檢驗

對模型進行擬合后得到殘差，對殘差進行自相關和偏自相關分析(圖4)。

圖4 殘差的自相關和偏自相關

模型殘差近于白噪聲，模型已將有用的信息進行提取，基本無信息能提取，模型的擬合效果較好。

2.5 模型的預測

一般認為MAPE的值低于10 時預測精度較高[4]，TIC的取值在0～1之間且越小越好，得到的預測結果顯示本模型預測平均絕對百分誤差MAPE為0.490、TIC為0.003，這說明模型的擬合效果非常好。利用1990—2013年數據建立的模型，首先對2011—2013年的能源需求總量(標準煤)進行預測從而與實際值進行比較來檢驗模型的預測效果，進而對2016—2018年的能源需求總量(標準煤)進行預測，如表3所示。

從表3可以看出，2011—2013年的預測值與實際值的相對誤差均小于1%，預測結果很理想。通過預測可以看出，未來我國的能源需求量將持續增長，而我國能源自給能力仍然不足，滿足我國能源需求的能源供給在很大程度上仍需依賴大量進口。

表3 預測結果與相對誤差

3 北極航道開通為我國能源供給帶來的機遇

3.1 北極油氣開發對我國能源供應的影響

北極地區油氣資源豐富，被譽為“第二個中東”，據估計，北極圈內已探明并可用現有技術開發的石油、天然氣、液化天然氣儲量分別占世界已探明儲量的13%、30%、20%[5]；而且作為世界平均水深最淺的北冰洋，半數以上的大陸架區水域深度都不超過50 m，為能源開發提供方便，北冰洋沿岸有可能成為世界主要石油、天然氣產區之一。北極油氣開發可以為我國提供更豐富、更便利的能源供應來源地，有利于緩解我國能源供應量不足的矛盾。

3.2 北極航道開通對我國能源運輸的影響

馬六甲海峽航道狹窄，只有20萬t以下的油輪可以通過，隨著大型油輪的使用以及石油運量的大幅增多，馬六甲海峽將遭遇嚴重的通行問題，近年來其航運能力幾乎接近飽和狀態。隨著北極冰川的融化，北極航道開通成為可能，這也為開發利用北極油氣資源提供更便捷的運輸通道；同時，我國到達歐洲和北美洲將會增加2條更為便捷的航線，除有利于開辟新的更穩定的能源供應來源地外，還可以降低和分擔途經馬六甲海峽、蘇伊士運河等高政治敏感區所帶來的風險，減少海上運輸成本。以上海港為例，如利用北極航線，到加拿大圣約翰斯、美國波士頓和紐約的航程比走傳統巴拿馬運河航線分別節省約3 500 n mile和2 000 n mile，到俄羅斯摩爾曼斯克可以比傳統航線節省約5 400 n mile、約節省46%，到冰島雷克雅未克、德國漢堡節省約3 000 n mile、約節省27%。當未來能大規模開發北極油氣資源時，可通過海運經此航道運送來自北極的北歐、俄羅斯和北美地區的大量油氣資源進入我國各沿海港口，保障能源供應安全。同時還可降低海運成本，按照我國海運運費支出一般占外貿進出口總額的10%左右計算，2020年傳統航線海運運費約4 600億美元；若北極航道通航，利用北極航線則可節省533億～1 274億美元[6]，優勢非常明顯。

因此，北極航道的開通不但為開發利用北極能源資源提供便利條件，有力地推動開發北極豐富油氣資源的步伐，保證我國能源供應安全；而且為能源運輸提供更便捷和更安全的新的運輸通道，降低能源運輸成本，保證我國能源運輸安全，進而對我國緩解嚴峻的能源供求形勢具有重要意義。

4 結論與建議

北極航道的開通不僅為開發利用北極資源提供有利條件，而且可以縮短能源運輸距離、降低運輸成本，更可以保證能源運輸安全，我國應抓住北極航道開通帶來的機遇。

然而隨著近年來北極冰川的加速融化以及北極航道的重要性日益凸顯，各國針對北極資源的爭奪已經拉開大幕。我國雖然不是北極圈國家，但屬于近北極國家，根據《聯合國海洋法公約》，我國在開發北冰洋公海海底資源和使用北極航道方面享有充分權利，應積極爭取在北極航道問題上的主動權，為開發利用北極資源做好準備。

首先，制定國家層面的北極戰略。樹立北極開發意識并將其上升到國家層面，加大對北極地區的戰略投入，為開發利用北極資源做好戰略準備。其次，積極參與北極航線問題協調機制的制定。對北極航線戰略做出準確定位，充分介入北極航線問題的國際機制制定，從而有利于獲取相關利益。最后，加強與環北極國家的合作。我國作為非極地國家，應通過加強與環北極國家的合作來增加在北極事務上的話語權，從而更好地維護我國國家利益。

[1] 舒先林.一“旗”激起千層浪：多國北極油氣博弈及啟示[J].中國石油企業，2007(9)：24-26.

[2] 池啟水，劉曉雪.ARIMA模型在煤炭消費預測中的應用分析[J].能源研究與信息，2007(2)：117-123.

[3] ADAK S.Time-dependent spectral analysis of non-stationary time series[J].Journal of American Statistical Association，1998(93)：1488-1501.

[4] 易丹輝.數據分析與Eviews 應用[M].北京：中國統計出版社，2005：106.

[5] USGS.USGS Arctic Oil and Gas Report：Estimates of Undiscovered Oil and Gas North of the Arctic Circle[R].2008.

[6] 張俠，屠景芳，郭培清，等.北極航線的海運經濟潛力評估及其對我國經濟發展的戰略意義[J].中國軟科學，2009(S2)：86-93.

Impact of the Opening of Arctic Waterway on China’s Energy Supply and Demand Situation

LIU Ping，HU Maixiu

(Shanghai Ocean University School of economics and management，Shanghai 201306，China)

This paper summarized the status quo of China’s energy supply and demand，and on this basis，according to the data of China Statistical Yearbook，the ARIMA model was constructed by using the total energy demand time series from 2013 to 1990，and the fitting and testing were carried out.Using this model to forecast the energy demand from 2016 to 2018，the situation of energy supply and demand in China was revealed.The results showed that the energy demand in the future would continue to grow.In the case of insufficient energy supply，China’s energy supply needs to rely on a large number of imports，and the stable supply of imported energy in China is under threat.In this context，the opening of the Arctic waterway is an opportunity for China’s energy supply，which will ease the impact of China’s energy supply and demand situation.Furthermore，relevant policy proposals were put forward.

Arctic channel，Energy supply and demand，ARIMA model

2015-11-23；

2016-06-19

上海市浦江人才計劃(C類)項目“北極航道開通與中國的潛在戰略利益研究”(14PJC061).

劉萍，碩士研究生，研究方向為海洋資源開發與利用與國際貿易、海洋經濟，電子信箱：1262956447@qq.com

胡麥秀，副教授，博士，研究方向為國際貿易與國際投資理論與政策、海洋經濟，電子信箱：mxhu@shou.edu.cn

P7；F551;F206

A

1005-9857(2016)08-0080-04