中國東中西部地區(qū)天然氣需求影響因素分析及未來走勢預(yù)測

王建良 李 孥

1.中國石油大學(xué)（北京）經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 2.中國油氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究中心

0 引言

近年來，受環(huán)境約束、政策支持等因素的影響，天然氣逐漸成為我國實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源供應(yīng)清潔化的重要選擇。2014年國務(wù)院印發(fā)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計(jì)劃（2014—2020年）》[1]，指出要加快構(gòu)建清潔、高效、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代能源體系，同時要推行區(qū)域差別化能源政策，針對不同區(qū)域生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)，實(shí)行不同的能源消費(fèi)及開發(fā)政策。我國的天然氣資源分布與消費(fèi)存在明顯的區(qū)域特征，東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，對天然氣需求較大，但資源缺乏，主要依靠“西氣東輸”及從外部進(jìn)口來保障需求；而中西部地區(qū)天然氣資源豐富，但由于人口稀少、經(jīng)濟(jì)相對落后，對天然氣的需求量較小，限制了該區(qū)天然氣消費(fèi)市場的發(fā)展。

天然氣市場的這種區(qū)域特征要求我國在天然氣戰(zhàn)略的推進(jìn)和實(shí)施過程中，需要立足于區(qū)域?qū)嶋H，科學(xué)有效地進(jìn)行天然氣發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃設(shè)計(jì)。基于此，筆者對中國東部、中部和西部地區(qū)天然氣需求的影響因素進(jìn)行分析，研究不同區(qū)域天然氣消費(fèi)的主要驅(qū)動因素，并據(jù)此對各地區(qū)的天然氣需求量進(jìn)行預(yù)測。

1 相關(guān)研究現(xiàn)狀

對于天然氣需求影響因素的研究，學(xué)者們進(jìn)行了多個角度與層次的探索：高建等[2]采用迪式對數(shù)指標(biāo)分解法（LMDI），將天然氣需求驅(qū)動因素分解為空間擴(kuò)張、管網(wǎng)密度、人口密度、人口城鎮(zhèn)化、居民天然氣氣化率、能源消費(fèi)彈性、天然氣替代、經(jīng)濟(jì)增長和管道規(guī)模，并定量分析各效應(yīng)對城市天然氣消費(fèi)量變動的貢獻(xiàn)率；鄒才能等[3]在人工智能和大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，綜合油氣供給結(jié)構(gòu)、地緣政治、進(jìn)口路徑、油氣庫存、氣候變化及人口規(guī)模等因素，分析油氣消費(fèi)特征；王風(fēng)云等[4]構(gòu)建了隨機(jī)效應(yīng)變系數(shù)面板數(shù)據(jù)模型，表明地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長、常住人口、城鎮(zhèn)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響京津冀能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化的主要因素；甄仟等[5]通過分解技術(shù)方法，識別出經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、天然氣管道建設(shè)及管道設(shè)施的服務(wù)效率是影響天然氣需求的重要因素；徐國政[6]運(yùn)用LMDI探討化石能耗結(jié)構(gòu)效應(yīng)、非清潔能耗結(jié)構(gòu)效應(yīng)、能源強(qiáng)度效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)對我國天然氣消費(fèi)增量的影響；楊俊等[7]采用因子分析、回歸分析等方法確定出消費(fèi)強(qiáng)度、消費(fèi)總量和增長速度是影響我國天然氣消費(fèi)水平的主導(dǎo)因子，而地區(qū)居民收入水平、人口、管網(wǎng)建設(shè)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、季節(jié)性溫度也在拉動天然氣消費(fèi)；趙曉琴等[8]分析了國民經(jīng)濟(jì)、能源政策、人口、天然氣管道建設(shè)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對天然氣消費(fèi)的影響，并采用灰色關(guān)聯(lián)度模型確定出人均GDP、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和人口為影響天然氣消費(fèi)的主要因素；穆獻(xiàn)中等[9]綜合考慮了城鎮(zhèn)化、居民生活水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、環(huán)保政策等因素對天然氣需求的影響，建立了中國天然氣供需系統(tǒng)動力學(xué)模型。需要注意的是，上述研究更多是關(guān)注全中國或部分省市，較少關(guān)注區(qū)域天然氣消費(fèi)驅(qū)動因素。為此，通過綜合現(xiàn)有研究成果，筆者歸納出經(jīng)濟(jì)發(fā)展（GDP）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、環(huán)保機(jī)制、城鎮(zhèn)化率、人口密度、能源消耗強(qiáng)度、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)為影響天然氣需求的主要潛在因素。這些潛在因素將是后文分析每一區(qū)域具體主導(dǎo)因素的基礎(chǔ)。

天然氣需求量預(yù)測模型近年來呈現(xiàn)出多元化發(fā)展的趨勢，越來越多樣的預(yù)測模型在天然氣需求量預(yù)測方面得到了良好的實(shí)踐與發(fā)展：程柏良等[10]運(yùn)用低碳模型、灰色模型、線性規(guī)劃模型構(gòu)建了天然氣需求量預(yù)測模型技術(shù)框架，并預(yù)測了福建2015、2020年的天然氣需求量；馮雪等[11]運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為非線性集成模型，對我國2013—2015年天然氣需求量進(jìn)行預(yù)測；葉志宏等[12]建立了灰色殘差GM(1, 1) 模型，對我國天然氣需求量進(jìn)行預(yù)測；Ma等[13]利用灰狼算法優(yōu)化的分?jǐn)?shù)階時間延遲灰色模型，預(yù)測重慶市天然氣需求量。Szoplik[14]利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對天然氣需求量進(jìn)行了預(yù)測。Gutiérrez等[15]利用龔伯茲模型對西班牙的天然氣需求量進(jìn)行了預(yù)測。上述針對天然氣需求量的預(yù)測大多以單一時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，隨著天然氣需求系統(tǒng)的復(fù)雜化以及越來越多的非線性因素的出現(xiàn)，只考慮單一變量的預(yù)測并非是最客觀的。因此，將外部影響因素考慮到預(yù)測過程中，成為天然氣需求量預(yù)測研究的發(fā)展趨勢。鄒紹輝等[16]選取人均生活用氣量、天然氣消耗在能源消耗中的占比、經(jīng)濟(jì)增長（GDP）和人口城鎮(zhèn)化率4個影響因素作為模型的輸入因子，運(yùn)用DDE-BAG算法對天然氣需求量估計(jì)模型進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而預(yù)測中國2016—2030年的天然氣需求量。盧全瑩等[17]利用通徑分析篩選出人口、城鎮(zhèn)化率和GDP等天然氣消費(fèi)的核心影響因素，再運(yùn)用智能算法RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分位數(shù)回歸（RBF-QRNN）模型對我國天然氣消費(fèi)量進(jìn)行分析和預(yù)測。Li等[18]運(yùn)用系統(tǒng)動力學(xué)模型考慮多種因素對中國總體天然氣消費(fèi)量進(jìn)行了預(yù)測。需要指出的是，相同的影響因素對不同區(qū)域天然氣需求的影響程度可能是不同的，上述文獻(xiàn)均站在全國的角度分析外部因素對天然氣需求量預(yù)測的影響，而未考慮因地域差異造成的天然氣需求差異化。區(qū)域差異是天然氣需求的一個重要特征，為此，筆者對中國東中西部三大區(qū)域天然氣需求分別進(jìn)行分析及預(yù)測，考慮相同因素對不同地域天然氣需求的影響，利用灰色關(guān)聯(lián)分析挑選出對該地區(qū)影響較大的因素，并以此作為影響因素序列，建立分?jǐn)?shù)階GM（1,N）模型，對三大區(qū)域天然氣需求量進(jìn)行預(yù)測。

2 方法原理

2.1 灰色關(guān)聯(lián)度分析

灰色關(guān)聯(lián)分析是根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其聯(lián)系是否緊密[19]?；疑P(guān)聯(lián)度模型可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法要求有大量數(shù)據(jù)支持，且樣本要服從某個典型的概率分布所導(dǎo)致的缺憾，它對樣本量的多少無特殊要求且計(jì)算量小，也不會出現(xiàn)量化結(jié)果與定性分析結(jié)果不符的情況。序列曲線幾何程度越接近，相應(yīng)序列之間的關(guān)聯(lián)度就越大，反之就越小。筆者采用灰色關(guān)聯(lián)分析來挑選對中國東中西部天然氣需求影響較大的因素。

式中ξ表示分辨系數(shù)，一般ξ=0.5。

2.2 分?jǐn)?shù)階GM(1, 1)預(yù)測模型

利用性能更高的分?jǐn)?shù)階GM(1, 1)模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的一階GM(1, 1)模型。分?jǐn)?shù)階累加算子可以弱化原始數(shù)據(jù)序列的隨機(jī)性，使得灰色預(yù)測模型解的擾動性變小，以此獲得更高的擬合精度。筆者利用分?jǐn)?shù)階GM(1, 1)模型預(yù)測2020—2025年天然氣需求影響因素的指標(biāo)數(shù)據(jù)，以便為天然氣需求的GM(1,N)預(yù)測提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。建模過程如下[20]：

2）對于r階累加序列X(r)，白化微分方程可表示為：

式中a表示發(fā)展系數(shù)；b表示灰色作用量。

對該白化方程進(jìn)行求解，可得時間響應(yīng)函數(shù)為：

3）由于最小二乘估計(jì)使誤差平方和達(dá)到最小，故利用最小二乘法得到參數(shù)：

2.3 分?jǐn)?shù)階GM(1, N)預(yù)測模型

同樣將分?jǐn)?shù)階累加算子引入到原始的一階GM(1,N)模型中，生成分?jǐn)?shù)階GM(1,N)模型，以該模型來預(yù)測中國東中西部天然氣需求數(shù)據(jù)，建模過程如下：

3）分?jǐn)?shù)階GM(1,N)的白化微分方程為：

對其求解，可得該白化微分方程的時間響應(yīng)函數(shù)為：

5）誤差檢驗(yàn)。采用平均相對誤差絕對值（MAPE）對模型進(jìn)行擬合效果檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果判斷模型的擬合精度，MAPE的精度標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 MAPE精度標(biāo)準(zhǔn)表

3 天然氣需求影響因素的確定

3.1 天然氣需求影響因素的選取

通過對已有文獻(xiàn)的分析與總結(jié)，初步確定了7個天然氣需求影響因素：地區(qū)生產(chǎn)總值、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、環(huán)保機(jī)制、城鎮(zhèn)化率、人口密度、能源消耗強(qiáng)度、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，探究其對不同地區(qū)天然氣需求的影響。

地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）與能源消耗是雙向關(guān)系，即經(jīng)濟(jì)發(fā)展依賴能源消費(fèi)，而能源消費(fèi)取決于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平。GDP對天然氣消費(fèi)的影響最為直接，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高的地區(qū)對天然氣的消費(fèi)需求大，反之，則需求小。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)即各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值所占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重。由于第一、二、三產(chǎn)業(yè)能耗指數(shù)相差較多，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變遷和調(diào)整，能源消費(fèi)量和消費(fèi)結(jié)構(gòu)必將受到影響。三大產(chǎn)業(yè)中以第二產(chǎn)業(yè)的能源需求為最大，其比重直接決定了當(dāng)?shù)卦诓煌?jīng)濟(jì)發(fā)展階段對能源的需求。因此，筆者采用第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占當(dāng)?shù)谿DP的比重來代表當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對天然氣消費(fèi)的影響。

環(huán)保機(jī)制即環(huán)境保護(hù)的相關(guān)政策及法律法規(guī)，其對天然氣需求的影響往往是立竿見影的。天然氣在環(huán)保和能源利用政策的推動下，成為大力發(fā)展的清潔能源品種，天然氣的需求量也在隨之增加。由于環(huán)保機(jī)制是一個定性指標(biāo)，筆者用地區(qū)環(huán)境污染治理投資占該地區(qū)GDP的比值來表示環(huán)保機(jī)制，對其進(jìn)行量化。

城鎮(zhèn)化率指一個地區(qū)城鎮(zhèn)常住人口占該地區(qū)常住總?cè)丝诘谋壤３擎?zhèn)化的推進(jìn)導(dǎo)致天然氣需求的持續(xù)增長：一方面，城鎮(zhèn)人口的增加導(dǎo)致天然氣消費(fèi)量增長；另一方面，隨著城市發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的不斷升級，居民用氣的比例大幅提高，推動天然氣需求不斷增加。

人口密度指單位面積土地上居住的人口數(shù)，是表示各地人口密集程度的指標(biāo)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人均收入的不斷增加，人口密度的增加必然會導(dǎo)致天然氣消費(fèi)需求的增加。

能源消耗強(qiáng)度指國家或地區(qū)一次能源或最終能源使用總量與GDP的比例，反映國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中能源的利用效率。在大力推動低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，該因素?zé)o疑會對天然氣消費(fèi)產(chǎn)生巨大潛在影響。

能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)指天然氣消費(fèi)量占區(qū)域能源消費(fèi)總量的比重。能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變對天然氣需求的增長有很大的正向影響。隨著我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，天然氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例不斷加大，導(dǎo)致天然氣消費(fèi)需求逐步上升。

1.3 細(xì)胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)染 人子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞株HEC-1-A接種于含10%小牛血清的DMEM/ F12培養(yǎng)基中，37℃、5%CO2孵箱中常規(guī)培養(yǎng)，0.25%胰酶消化傳代，將過表達(dá)質(zhì)粒PTEN-OE及其對照質(zhì)粒(NC)按說明進(jìn)行轉(zhuǎn)染。轉(zhuǎn)染后72 h，分PTEN-OE組、空載組及正常組，取生長良好、處于對數(shù)期的細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn)。

3.2 影響因素數(shù)據(jù)的收集與整理

天然氣需求影響因素的數(shù)據(jù)均由中國東部、中部和西部各省（直轄市）的數(shù)據(jù)匯總而來，東部地區(qū)包括浙江、福建、廣東、山東、遼寧、海南、河北、江蘇8個省份和北京、天津、上海3個直轄市；中部地區(qū)包括黑龍江、山西、吉林、河南、湖北、安徽、湖南、江西8個省份；西部地區(qū)包括四川、貴州、云南、陜西、青海、甘肅6個省份、1個直轄市（重慶市）和寧夏回族自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)、廣西壯族自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)共4個自治區(qū)?？紤]到西藏自治區(qū)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不完整，西部地區(qū)不包括西藏。

3個區(qū)域所用數(shù)據(jù)均為所包含省、市、自治區(qū)的數(shù)據(jù)之和，各指標(biāo)數(shù)據(jù)均來自國家統(tǒng)計(jì)局。東、中、西部各項(xiàng)影響因素的數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?～4所示。

中國東中西部天然氣需求量的數(shù)據(jù)同樣由3個地區(qū)所包含的?。ㄖ陛犑校┑臄?shù)據(jù)匯總而來，2006—2016年數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計(jì)局，2017—2018年數(shù)據(jù)來源于wind金融終端，整理出的東中西部天然氣需求量數(shù)據(jù)如表5所示。

3.3 天然氣需求影響因素的確定

利用灰色關(guān)聯(lián)度模型計(jì)算3個地區(qū)不同影響因素與天然氣需求之間的關(guān)聯(lián)度值，結(jié)果如表6所示。

由表6可知，東部地區(qū)與天然氣需求關(guān)聯(lián)最大的3個影響因素依次為能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、GDP和城鎮(zhèn)化率；中部地區(qū)依次為GDP、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和城鎮(zhèn)化率，西部地區(qū)則依次為城鎮(zhèn)化率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人口密度。

對于東部地區(qū)，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)為影響天然氣需求的最主要因素，其次是GDP，再次是城鎮(zhèn)化率。東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，城鎮(zhèn)人口密集，環(huán)境污染嚴(yán)重，是能源消耗的主陣地，也是能源轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場。天然氣作為清潔能源的首要選擇，提高其在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例是東部地區(qū)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的必經(jīng)之路。所以，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對天然氣需求的影響是非常顯著的，是影響東部地區(qū)天然氣需求的主要因素。經(jīng)濟(jì)增長也是拉動能源消費(fèi)的重要因素，東部地區(qū)相比其他地區(qū)，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯，由此帶動的能源需求也非常龐大，因而GDP對天然氣需求的影響不容小覷。東部地區(qū)的城鎮(zhèn)化率近年來逐步攀升，2018年達(dá)67.79%，天然氣需求量很大一部分來源于城市居民的生活消費(fèi)，城鎮(zhèn)居民人口的增多使得居民用氣量大幅度提高。由此，城鎮(zhèn)化率的變化也是影響該區(qū)天然氣需求的重要因素。

表2 東部地區(qū)天然氣需求影響因素表

表3 中部地區(qū)天然氣需求影響因素表

對于中部地區(qū)，GDP為影響天然氣需求的最主要因素，其次是能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，再次是城鎮(zhèn)化率。中部地區(qū)最主要的3個影響因素與東部地區(qū)一致，這是由于隨著中國的經(jīng)濟(jì)布局由東向西逐步轉(zhuǎn)移，中部地區(qū)擔(dān)負(fù)起承東啟西的作用，東中部地區(qū)之間的差異也在逐步減小，均呈現(xiàn)出以經(jīng)濟(jì)發(fā)展為主導(dǎo)、城鎮(zhèn)人口密集、能源供應(yīng)緊張、環(huán)境污染嚴(yán)重的情形。但與東部地區(qū)不同的是，經(jīng)濟(jì)發(fā)展（GDP）在影響中部地區(qū)天然氣需求方面起主導(dǎo)作用，2007—2018年中部地區(qū)GDP和天然氣需求量增長率變化如圖1所示。

表4 西部地區(qū)天然氣需求影響因素表

表5 東中西部地區(qū)天然氣需求量表

表6 東中西部地區(qū)天然氣需求量與各影響因素之間的關(guān)聯(lián)度結(jié)果表

圖1 中部地區(qū)GDP和天然氣需求量增長率變化圖

對于西部地區(qū)，城鎮(zhèn)化率為影響天然氣需求的最主要因素，其次是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，再次是人口密度。由此可以看出，影響西部地區(qū)天然氣需求的主要因素大多與人相關(guān)。人口的多少直接影響著天然氣的總消費(fèi)量，也直接影響著天然氣資源的人均占有量和利用方式。西部地區(qū)土地面積681×104km2，占全國總面積的71%，但人口只有約3.5億，占全國總?cè)丝诘?8%，截至2018年，西部地區(qū)人口密度約為67人/ km2，城鎮(zhèn)化率約為53.23%。雖然西部地區(qū)天然氣資源豐富，但人口的缺失以及城鎮(zhèn)化推進(jìn)緩慢致使天然氣的市場需求非常有限，成為制約西部天然氣發(fā)展的最主要原因。但西部地區(qū)相比中東部地區(qū)，其資源豐富，各種能源礦產(chǎn)前景可觀，由此大量能源密集型產(chǎn)業(yè)及工業(yè)產(chǎn)業(yè)基地應(yīng)運(yùn)而生，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境日益惡化。因此，西部地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級是保證生態(tài)文明建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。天然氣作為一種清潔高效的能源，在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面起到了不可替代的作用。因此，西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整也會對天然氣需求產(chǎn)生較大影響。

4 中國東中西部地區(qū)天然氣需求量預(yù)測

4.1 分?jǐn)?shù)階GM(1, N)模型預(yù)測影響因素指標(biāo)

主序列需要在相關(guān)因素序列已知的情況下進(jìn)行預(yù)測，利用性能較高的分?jǐn)?shù)階GM(1, 1)模型對2020—2025年的各影響因素數(shù)據(jù)序列進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果如表7所示。

表7 天然氣需求影響因素指標(biāo)預(yù)測結(jié)果表

4.2 分?jǐn)?shù)階GM(1, N)模型預(yù)測天然氣需求量

以東中西部地區(qū)分別確定出的3個影響因素為多變量灰色預(yù)測的相關(guān)因素序列，由于相關(guān)因素為3個序列，故建立分?jǐn)?shù)階GM(1, 3)模型，對3個地區(qū)的天然氣需求進(jìn)行預(yù)測。分?jǐn)?shù)階GM(1, 3)模型預(yù)測的擬合及誤差結(jié)果如表8所示。

由表8可知，分?jǐn)?shù)階GM(1, 3)模型預(yù)測的2006—2018年東中西部天然氣需求量的擬合誤差平均值分別為2.41%，2.83%及5.13%，通常來說，當(dāng)MAPE＜10%時，模型預(yù)測精度為“優(yōu)”，表明該模型對后續(xù)預(yù)測具有較強(qiáng)的說服力。因此，以分?jǐn)?shù)階GM(1, 3)模型預(yù)測出的2020—2025年東中西部天然氣消費(fèi)量如圖2所示，與此對應(yīng)的各地需求量增長率如圖3所示。

由圖2、3可知，2018—2025年東中西部地區(qū)的天然氣需求量均呈現(xiàn)上升趨勢，但3個地區(qū)的需求量增長率因其經(jīng)濟(jì)、人口、消費(fèi)結(jié)構(gòu)等情況的不同而呈現(xiàn)出一定的差異；其中東部地區(qū)的增長率最高，中部地區(qū)次之，西部地區(qū)增長率最??；并且增長率均呈下降趨勢，表明3個地區(qū)天然氣需求量的增速均有所減緩。到2025年，中國東中西3個地區(qū)的天然氣需求量將分別達(dá)約2 440×108m3、640×108m3和1 000×108m3，而全國天然氣需求量屆時也將達(dá)約4 080×108m3。

5 結(jié)論

充分認(rèn)識天然氣需求的區(qū)域差異并在此基礎(chǔ)上對其未來需求量進(jìn)行預(yù)測，不僅是能源發(fā)展政策制定的基礎(chǔ)，也是我國構(gòu)筑現(xiàn)代能源體系的內(nèi)在需求[21]。筆者將中國天然氣需求區(qū)域分為東、中、西三個地區(qū)，利用灰色關(guān)聯(lián)模型分析其背后驅(qū)動因素，然后篩選出對各地區(qū)影響最大的3個因素作為天然氣需求的主要驅(qū)動因素，并據(jù)此構(gòu)建分?jǐn)?shù)階GM(1,N)預(yù)測模型，對各地區(qū)未來天然氣需求量進(jìn)行預(yù)測。結(jié)論分述如下。

表8 東中西部地區(qū)天然氣需求量擬合及誤差結(jié)果表

圖2 2010—2025年東中西部地區(qū)天然氣需求量預(yù)測結(jié)果圖

圖3 2020—2025年東中西部地區(qū)天然氣需求量增長率圖

1）灰色關(guān)聯(lián)度模型結(jié)果顯示，對東部地區(qū)天然氣需求影響最大的3個因素依次為能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、GDP和城鎮(zhèn)化率；對中部地區(qū)影響最大的三個因素依次為GDP、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和城鎮(zhèn)化率，西部地區(qū)則依次為城鎮(zhèn)化率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人口密度。東部地區(qū)在規(guī)劃天然氣消費(fèi)政策方面要著重加強(qiáng)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，中部地區(qū)要著重調(diào)控經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消費(fèi)之間的關(guān)系，西部地區(qū)要加快城鎮(zhèn)化建設(shè)，以此來帶動天然氣消費(fèi)量的增長。

2）基于3個因素所建立的分?jǐn)?shù)階GM(1, 3)模型能夠很好地擬合歷史需求量數(shù)據(jù)，表明該模型具有良好的預(yù)測性能，基于該模型的預(yù)測結(jié)果顯示，2020—2025年中國東中西部地區(qū)天然氣需求量均呈現(xiàn)穩(wěn)步上升狀態(tài)，但受能源改革及外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響，增長率有所減緩。對中國三大區(qū)域天然氣需求量的預(yù)測，為探知天然氣市場活躍程度提供了科學(xué)依據(jù)，對不同地區(qū)供氣系統(tǒng)的建設(shè)、儲氣調(diào)峰體系的完善，以及合理高效的利用天然氣資源、保持區(qū)域能源經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展等提供了重要的參考。