我国能源消费、能源结构与经济增长的灰色关联分析

邵敏兰

摘要：能源是经济发展与社会进步的重要物质基础，对我国经济可持续增长具有重要作用。但能源消费和环境保护二者相互影响、相互制约。文章采用我国2000～2015年中国GDP（国内生产总值）和能源消费的相关数据，采用灰色关联分析法从经济增长和能源消费品种结构、经济增长和能源消费产业结构两个方面进行分析经济增长与能源消费的关联性，计算出各种能源消费和国民经济发展之间的灰色关联度，根据研究结果提出了一些有针对性的对策和建议。

关键词：能源消费;能源结构;经济增长;灰色关联分析

能源是经济发展和社会进步的重要物质基础，但是当其发展无法满足国民经济增长要求的时候，又会成为阻碍经济高速增长的因素之一。以2015年为例，我国能源消费总量已达到了429905.10万吨标准煤，位居世界第二，仅次于美国。国家经济和社会发展主要依靠能源，一方面，能源的消耗会带来生态环境的破坏;另一方面，大部分矿物质能源（煤炭、石油、天然气等）属于不可再生资源，面临着枯竭的挑战。我国经济飞速发展，能源消费与环境保护相互制约，二者之间的矛盾进一步加剧。

在全球能源治理中我国要发挥更积极的作用，必须建立多元化、多层次的系统，以加强能源安全和缓解环境压力。面对当前能源供需格局新变化和国际能源发展的新趋势，积极优化能源结构，扭转过去注重GDP数字的经济发展理念，从经济发展质量的角度制定战略。本文运用邓聚龙学者创立的灰色系统理论，研究了能源消费与经济发展之间的相关性，为相关部门节能减排、优化能源消费结构，实现我国经济的可持续发展有着一定的理论、实践意义。

一、我国能源消费特点

本文根据我国能源消费特点，从能源消费品种结构、能源消费产业结构两方面进行探究能源消费和经济增长之间的关系。

首先，从能源消费品种结构方面研究。2015年，我国能源总消费量为429905.1万吨标准煤，其中煤炭消费量273849.49万吨标准煤，占消费总量的63.7%;石油78672.62万吨标准煤，占消费总量的18.3%;天然气25364.4万吨标准煤，占消费总量的5.9%;水电、核电、风电消费量52018.51万吨标准煤占总消费量12.1%（见图1）。我国能源结构极为不平衡，能源结构特点是“富煤贫油少气”，客观上决定我国能源生产与消费仍然以煤为主，在未来较长时期内尚不改变。依据2000～2015年我国各类能源消费量情况制图（见图2）。目前，煤炭消费量正在逐步降低，从1990年的76.2%下降到2015年的63.7%;石油消费量所占比例处于波动起伏状态，没有什么典型分布规律; 天然气、水核风电的比例都呈上升趋势，并且近年来增长迅速。

其次，从能源消费、产业结构两者之間的关系进行探讨。2015年，我国能源的总消费量达到429905.10万吨标准煤，其中农、林、牧、渔、水利业消费量8231.66万吨标准煤，占消费总量的1.91%;工业292275.96万吨标准煤，占消费总量的67.99%;制造业244919.56万吨标准煤，占消费总量的56.97%;交通运输、仓储、邮政业消费量为38317.66万吨标准煤，占总消费量的8.91%;批发、零售业、餐饮业消费量11403.69万吨标准煤，占总消费量的2.65%;生活能源消费量则已经达到了50098.96万吨标准煤，占消费总量的11.65%。根据2015年各行业的能源消费的比重，可见我国能源能耗最大的产业部门是工业部门，说明我国产业消费结构极不合理。

二、构建灰色关联模型

灰色系统理论（Grey Theory）是1982年邓聚龙教授创立。灰关联分析方法在研究小样本、贫信息时间序列方面具有显著优势，它可以有效地弥补传统统计分析方法的缺陷，即无需考虑样本量的多少和样本变化的规律，更不会出现量化结果与定性分析结果不符的情况。这种分析方法弥补了对数理统计进行系统分析的不足。灰色关联分析思路是：根据反应系统母系列与子序列曲线的几何形状的相似程度来判别母系列与子序列之间的关联程度。现采用灰色关联分析方法，构建灰色关联模型过程如下：

三、经济增长与能源消费品种结构的灰色关联分析

（一） 能源消费品种数据来源

本文使用的统计数据，来自《2017中国能源统计年鉴》，选取2000～2015年我国国内生产总值（GDP）数据（亿元）、各类能源消费量数据（万吨标准煤）。

（二）原始数据无量纲化处理

以我国国内生产总值GDP数据为因变量参考数列x0（k），各类能源消费量数据为自变量比较数列xi（k），按照上述公式，对初始的数据采取了无量纲化以后，消除各因素的量纲，加强各因素之间的接近性，增加其可比性。

（三）计算差数序列

（四）计算关联系数

从上述差数序列中，找到绝对值最大值为0.44，最小值为0，取ζ=0.5，代入公式，计算关联系数，结果见表1。

（五）计算关联系数

根据公式计算出灰色关联度并排序，进一步研究经济增长与能源消费品种结构二者之关系，结果见表2。

从表2得知：天然气的灰色关联度最大，紧随其后的是水核风电，再次是石油，煤炭关联度最小。关联度数值越接近1，说明比较序列对参考系列影响愈大，也就是说能源消费和经济发展的关联影响愈大。

四、经济增长与能源消费产业结构的灰色关联分析

（一）能源消费产业结构数据来源

本文统计的数据，来自《2017中国能源统计年鉴》，选取了2000～2015年我国国内生产总值GDP数据（亿元），各类产业能源消费量数据（万吨标准煤）。以GDP数值为参考序列，六类行业能源消费量为比较序列，六类行业分别是农林牧渔水利业、工业、制造业、交通仓储邮政业、批发零售餐饮业、生活能源消费量。

（二）计算差数序列

本部分以2015年作为参考序列，根据公式把初始的数据采取了无量纲化处理。接着求出各序列与GDP序列之间的差数序列的绝对值，即ΔXi=|x0（k）-xi（k）|。

（三）计算灰色关联系数

从差数序列中找出最大值为0.47，最小值为0，取ζ=0.5，代入公式，计算关联系数。

（四）计算关联度

根据公式，计算出灰色关联度并排序，进一步分析经济增长与能源消费产业结构二者之间的相关性，结果见表3。

由表3可以看出，首先是批发零售等的灰色关联度数值0.76为最大，然后为生活消费，再次是交通运输仓储和邮政业，接着是制造业和工业，而农林牧渔水利业能源消费与经济增长的关联度显著性最弱。

五、结论和对策

能源消费及经济增长两者之间有很大的相关性，通过经济增长与能源消费品种结构、能源消费产业结构的灰色关联分析结果，对此提出一些相关对策。

第一，转变以前注重GDP的发展观念，改变传统经济增长形式。转变以前注重GDP的发展经济观念，从发展经济质量的角度进行战略制定。过去，我国能源消耗总量中，煤炭比重为64%，天然气比重为6%，发展方式极不合理，必须淘汰高耗低效、重污染的工业。天然气消费的关联度高达0.92。应加大研发天然气、清洁煤等新能源、清洁能源产业的投入，引导产业结构朝着高效、节能减排的方向转变，由传统、粗放的经济发展形式转向发展经济质量的形式。

第二，引导产业结构转型，大力发展高效低耗、服务性为主的第三产业。我国各产业能源消费结构中，工业与经济增长之间的关联度分别是0.57，属于中等关联度。虽然批发零售和餐饮业等能源消耗量不太多，但与经济增长的关联度比较高;工业和制造业是能源消费的主体，工业的消费比重高达68%，从消费数量上就说明了我国的产业消费结构不太合理。在我国未来的经济发展中，应大力发展高效低耗、服务性为主的第三产业，增加低能耗能源的比重，从高耗低效、高碳排放转向多元化、低碳化绿色能源的模式。

第三，完善能源消费结构，开发绿色新能源。煤炭消费与经济的关联数值仅为0.48，“富煤、贫油、少气”是我国能源结构的特点，在能源总消费量中煤炭消费所占的比例是非常高的。因此降低不可再生能源如煤炭、石油等的消费量，大大降低碳排放量，对于保护绿色生态环境大有裨益。同时加强研发水电、核电、风电等新能源，大力推进可再生能源如风能、水能、太阳能、生物能和潮汐能等的开发利用，从资源“依赖性”转为科技“创新驱动型”的模式。

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（作者单位：南京信息工程大学总务处）