“十二五”各省节能潜力的测算与分析

屈小娥，屈 冰

（1.西安交通大学经济与金融学院；2.中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司，西安710061）

0 引言

为了保证我国国民经济的健康发展，缓解经济发展过程中的能源约束，我国“十一五”规划明确提出将单位产值能耗降低20%作为约束性指标；“十二五”规划又提出了将单位GDP能耗降低16%、单位二氧化碳排放降低17%。如何实现地区之间节能减排目标的科学分解并保证这一目标的顺利完成，已经成为各级政府部门和学术界关注的重点与焦点。由于我国地域辽阔，地区之间异质性的存在决定了节能降耗空间各异、进度有别，因此，科学地制定切实可行的节能降耗战略目标和实施措施，保证“十二五”节能降耗目标的顺利完成意义重大。基于此，本文从我国省际经济发展与能源消耗差异的现实出发，以全国30个省份能源消费总量数据为基础，将灰色系统预测的理论与方法引入到能源消费问题研究中，通过建立抽象能源经济系统发展变化的灰色预测模型，实证测算“十二五”各省节能潜力，并分析各省节能目标完成的可行性，其结果不仅可以为合理完成“十二五”节能降耗目标提供实证支持，也是今后节能潜力分析的重要依据。

1 研究方法

灰色系统理论（Grey Theory）是我国华中理工大学邓聚龙教授（1986）于80年代创立的一门新兴横断学科。灰色预测是以“部分信息已知，部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统为研究对象（刘思峰，党耀国，2004），从数据自身性质出发，通过对部分“已知信息”的生成和开发，提取有价值的信息，实现对系统运动行为和演化规律的正确描述与有效控制。其实质是通过对原始数据的整理来寻求变化规律，这种就数据寻找数据的现实规律的途径，也称为灰色序列生成。由于影响能源消费的外部性因素较多，且各种影响因素无法提前预知，因此，在分析样本序列较短的情况下，运用灰色理论方法从能源消费数据自身特征出发进行预测与决策分析，具有一定的合理性和较高的实用价值。

1.1 灰色预测GM(1，1)模型构建

灰色预测主要是利用GM(1，1)模型对离散随机原始数据进行累加生成，得到指数规律性较强的累加生成序列，然后建立GM(1，1)模型，再估计参数，对模型进行检验、修正，预测。

1.2 适用范围及可靠性判断

对于构建的GM(1，1)模型，其适用范围与灰参数-a有密切关系。灰色系统理论认为，只有在|-a|＜2的条件下，GM(1，1)模型才有意义，并且随着-a的增加，模拟误差会迅速增大。一般来讲，有如下结论作为参考(刘思峰,郭天榜,党耀国,1999)：(1)-a≤0.3，GM(1，1)可用于中长期预测；(2)0.3＜-a≤0.5，GM(1，1)可用于短期预测，中长期预测慎用；(3)0.5＜-a≤0.8，GM(1，1)用于短期预测应十分谨慎；(4)0.8＜-a≤1，应采用残差修正 GM(1，1)模型；(5)-a＞1，不宜采用 GM(1，1)模型。对于模型预测精度的判断，灰色系统理论认为均方差比值C越小越好，关联度和小误差概率P越大越好。对于给定的e、C0、P0，若C＜0.35、P＞0.95，则模型具有一级精度；若C＜0.5、P＞0.8，则模型具有二级精度；若C＜0.65、P＞0.7，则模型具有三级精度；若C＜0.8、P＞0.6，则模型具有四级精度。

2 各省能源消费的灰色预测模拟模型

根据灰色预测模型的建模原理与步骤，以全国30个省区1990～2008年能源消费总量作为原始数据序列，模拟各省区能源消费的灰色预测模型如表1所示。从预测结果可知，30个省份中，辽宁、湖南、吉林三省的预测模型具有二级精度，黑龙江预测模型具有三级精度，其余各省预测模型均具有一级精度，可以很好的模拟能源需求的变化过程，并达到精确的预测结果。此外，从表1可以看出，各省能源消费随时间推移呈幂指数形式递增，说明随着各地区经济快速发展、以工业化带动城镇化步伐加快、居民消费结构升级等，在节能技术不够成熟，产业结构调整缓慢的背景下，各地区能源需求总量也会呈快速上升趋势。

根据表1中30个省份GM（1，1）模型预测2010～2015年能源消费总量。预测结果显示，30个省份中能源消费绝对量随时间推移呈逐步增长态势，到2015年，能源需求总量最大的省份除河南（32589.8393tce）外，其余5个省份均分布在东部地区，依次为山东（55575.5444tce）、河北（42768.9445tce）、广东（38902.7123tce）、江苏（36163.1662tce）、浙江（34339.5106tce），这几个省份不但能源消费绝对量大，而且也是能源消费总量增长最快的省份，年均增长率大约都在10%以上。西部地区的宁夏、内蒙、青海、广西、重庆，虽然能源消费总量相对较低，但年均增长率几乎都在10%以上。海南能源消费绝对量（2263.3992tce）不大，但增长率达到11%以上，能源消费增长率最低的省份依次为黑龙江（3.0%）、吉林（4.65%）、北京（4.96%）、辽宁（5.22%）、甘肃（5.19%），这5个省份能源需求增长率几乎都在5%以下，其余大部分省份年均增长率介于6～10%之间。说明“十二五”期间能源形势依然严峻，能否在经济保持平稳增长的基础上，降低能源消耗总量，是各地区面临的严峻挑战。

表1 全国30个省份能源消费GM（1，1）模型模拟结果

把30个省份按东、中、西三大地区归类，结果显示，在预测年份，三大地区能源消费呈平稳上升趋势。东部地区能源消费总量最大，依次为中部和西部，中、西部地区能源消费量几乎呈同步变动趋势。到2015年末，三大地区能源消费总量分别为280622.5tce、128502.4tce、137037.8tce，分别占全国能源消费总量的51.38%、23.53%和25.09%。

3 “十二五“各省节能潜力测算

3.1 各省单位产值能耗节能潜力测算

节能潜力指某地区相对于基年单位产值能耗的净减少量，如“十二五”规划节能目标是在2010年的基础上，到“十二五”末单位产值能耗降低16%。净减少量越多，则节能潜力越大，可节约的能源总量也越多。如果能够充分挖掘地区节能潜力，那么该地区将会对本地区乃至全国节能降耗起到积极作用。

首先，在7.5%的经济增长目标下，根据各省能源消耗的灰色预测结果，计算出“十二五”末即2015年各省单位产值能耗，以此为依据分别测算各省单位产值能耗净减少量和下降率。测算结果显示，基年单位产值能耗较高的省区，如宁夏（3.426676tce/万元）、贵州（2.805354tce/万元）、青海（2.673558tce/万元）、山西（2.549970tce/万元）、内蒙（2.088785tce/万元）等其他能耗较高的省份，也是未来一段时期节能潜力最大的省份，到2015年末，这几个省区仍然是单位产值能耗最高、节能潜力最大的省份。从单位产值能耗净下降率看，除山西外，其他省份单位产值能耗并没有表现出良好的下降趋势，“十二五”末仍然是单位产值能耗大、能源利用效率最低的省份；内蒙单位产值能耗（0.108546tce/万元）净减少率最小，依次为宁夏（0.171551tce/万元），这些省份大多分布在经济比较落后、能源资源又相对富裕的中西部地区。北京、天津、上海、江苏、浙江、广东等经济比较发达的沿海省市，万元产值能耗基数较低，单位节能潜力小，但却表现出了较高的能源强度下降率，北京、天津单位产值能耗下降率最高。中部地区的黑龙江、吉林和西部地区的甘肃，单位产值能耗也表现出了较高的下降率。

把30个省份按照单位产值能耗下降率归类，“十二五”末单位产值能耗下降率在50%以上的有北京、天津、吉林、黑龙江四个省市；单位产值能耗下降率在40～50%之间的有辽宁、上海、江苏、广东、山西、江西、湖南、陕西、甘肃、新疆等10个省市区；单位产值能耗下降率在30～40%之间的有河北、山东、安徽、河南、湖北、重庆、四川、贵州等8个省市区；单位产值能耗下降率在20～30%之间的有浙江、福建、广西、云南、青海等五个省区；单位产值能耗下降率在10～20%之间的有宁夏、内蒙；海南单位产值能耗下降率最低，仅为2.61%。

综合以上结果可知，到“十二五”末，除少数西部落后省份外，我国大部分省份单位产值能耗都能够表现为良好的下降趋势。但是，按照“十二五”规划16%的节能目标衡量，只有北京、天津、辽宁、上海、山西、江西、湖南、吉林、黑龙江、陕西、甘肃等10个省份可以完成年度分解目标，其余大部分省份仍无法完成，宁夏、内蒙、云南、青海等落后省份完成难度较大，是需要进一步关注与扶持的省份。

3.2“十二五”各省节能总量测算

节能总量是指某一地区期末（2015年）可节约的能源总量，具体表现为GDP总量与单位产值能耗净减少量的乘积。节能贡献率指某一地区节能总量占全国节能总量的比重。各省节能总量不仅与单位产值能耗净减少量有关，也与经济发展及经济规模大小等因素有关，经济规模不同，其节能贡献也不同。考虑“十二五”末各省GDP测算结果及单位产值能耗净减少量，具体测算时按以下公式计算：

“十二五”各省节能总量=2015年GDP总量ד十二五”各省单位产值能耗净减少量

全国节能总量=∑各省节能总量之和

各省节能贡献率=各省节能量/全国总节能量

全国30个省份2015年测算结果如表2所示。

从表2可以看出，东部地区的山东、广东、江苏等经济大省，尽管单位产值节能量不大，但节能总量较大，对全国总节能量的贡献也大；河北、山西、辽宁、河南等能耗大省，尽管经济总量小，但单位产值节能量大，总节能量及对全国的节能贡献也较大；青海、宁夏、贵州、甘肃、新疆、内蒙、广西等西部落后省区，经济总量不大，单位产值节能量小，因而总节能量及对全国的节能贡献也较小；福建虽然经济总量大，但单位产值节能量小，节能潜力不大，因而节能总量小，对全国总节能量的贡献也较小。海南是个例外，经济总量小，单位产值节能量小，其节能总量及对全国节能的贡献也较小。海南（0.0177）、内蒙（0.9946）、广西（0.9212）、青海（0.4361）、宁夏（0.4266）成为全国节能贡献率最小的省份，节能贡献率均没有超过1%。可以看出，节能总量及节能贡献的大小是多种因素综合作用的结果，即与各省经济总量、能耗总量有关、也与单位产值能耗大小有关。

从地区之间的差异看，山东、广东成为东部地区节能总量及节能贡献率最大的省份，其节能贡献率达到8%以上，河北、江苏两省节能贡献率接近8%，福建、海南节能贡献率最小，没有超过2%。河南、山西成为中部地区节能总量及节能贡献率最大的省份，节能贡献率在5%以上，其余6省节能贡献率没有超过4%，江西最小，节能贡献率没有超过2%。西部地区除四川节能贡献率在3.5%以上外，其余10省区没有超过2.5%。

三大地区节能贡献率由东向西呈现明显的“梯度递减”，东部地区节能贡献率最大，为53.65%；依次为中、西部地区，节能贡献率分别为28.58%和17.40%。这和屈小娥（2011）基于DEA方法对省际工业能源效率及节能潜力的测算结果基本一致。由此可以看出，资源贫乏、经济发达的东部沿海省份仍然是未来一段时期节能贡献最大的地区；资源丰裕、经济落后的中西部地区成为未来节能降耗的重点监控区域，需要进一步挖掘潜力，提高能源利用水平，降低单位产值能耗。

表2 30个省区2015年节能贡献

4 结论

本文以中国大陆30个省份为研究对象，通过建立各省份能源消费和经济增长的灰色预测GM（1，1）模型，分别测算了“十二五”末即2015年各省单位产值能耗的节能潜力、节能总量及对全国总节能量的贡献。基本结论如下：

(1)我国30个省份能源消费和经济增长序列随时间推移和经济发展的动态变化，呈幂指数递增。中西部地区的多数省份不仅是“十一五”节能降耗的重点监控对象，同时也是“十二五”节能降耗的难点地区，其单位产值的节能贡献对全国节能目标的实现起着重要的作用。

(2)单位产值能耗净减少量和总节能量的计算结果表明，对全国总节能量及节能贡献率最大的地区以山东、广东、江苏、河北等经济发达省份为主；对全国总节能量贡献也较小的省份以青海、宁夏、内蒙、广西、云南等西部落后省份为主；东、中、西三大地区节能总量及节能贡献率由东向西呈现“梯度递减”。

(3)经济强省和单位产值能源利用效率高的省份节能贡献较大；能源大省和单位产值能源利用效率不高的省份节能贡献较小。

[1]史丹.中国能源效率的地区差异与节能潜力分析[J].中国工业经济，2006,（10）.

[2]官义高.GDP能耗降低指标如何分解?[J].中国能源效，2006,28（9）.

[3]姚愉芳，沈利生.我国“十一五”节能目标的实现途径、条件与政策建议[J].中国能源效，2007,29（2）.

[4]王明吉，李玉玲，杨莉.河北省“十二五”工业节能潜力分析[J].石家庄经济学院学报,2011，34（1）.

[5]王克.河南省“十二五”节能目标测算及分析研究[D].郑州大学硕士学位论文，2011.

[6]邓聚龙.灰色系统的基本方法[M].武汉：华中理工大学出版社，1986.

[7]刘思峰，郭天榜，党耀国.灰色系统理论及其应用[M].北京：科学出版社,1999.

[8]屈小娥.中国省际工业能源效率与节能潜力：基于DEA的实证和模拟[J].经济管理，2011,（7）.