一、引言

无论是在中国的能源禀赋还是能源消费中，煤炭都占据绝对主导份额。准确把握煤炭消费的变化趋势对我国制定正确的能源发展战略具有重要意义。当前中国的宏观经济已经步入“新常态”，而此前相关研究对煤炭消费所作的预测没有考虑到这一情况，可能过高估计“十三五”期间的煤炭消费总量。为此，本文基于投入产出模型和计量经济模型重新预测了2020年中国的煤炭消费总量。

二、方法

（一）基于投入产出模型的煤炭消费总量表达式

将投入产出模型和计量经济模型相结合，可以有效地考虑产业结构变化及产业间的关联性对煤炭消费总量的影响。基于投入产出模型，煤炭消费总量可表示如下：

                q=F(I−A)⁻¹Y                               （1）

其中，

q表示煤炭消费总量；

F表示部门基于总产出的煤炭消耗强度行向量，即各个部门的单位总产出的煤炭消费量；

I表示单位矩阵；

A表示中间投入系数矩阵；

(I−A)⁻¹是列昂惕夫逆矩阵，可令其为L；

Y表示最终需求列向量。

式（1）可进一步拓展如下：

                    q=FLMUy                      （2）

其中，

M表示最终需求部门结构矩阵，即居民消费、政府消费、投资和出口等各类最终需求的部门结构向量构成的矩阵；

U表示最终需求分配列向量，即居民消费、政府消费、投资和出口在最终需求总量中的份额构成的列向量；

y表示最终需求总量。

（二）基于投入产出模型的煤炭消费总量预测

第一，要根据基期的投入产出表推算出目标年份的投入产出表，具体步骤如下：

1、根据历史数据和计量经济学方法预测目标年份各个部门增加值及其在增加值总额中的份额。

2、根据各个部门增加值及增加值率变化估计各个部门总产出。

3、估计消费函数、投资函数、贸易函数，据此预测目标年份的最终需求总量及不同类型需求总量。

4、估计部门产品的需求弹性，继而估计最终需求的部门结构。

5、根据部门总产出、增加值及最终需求，采用RAS方法推算目标年份投入产出表系数变化，继而编制目标年份的投入产出表。

第二，估计部门产出煤耗强度的历史变化，在此基础上，结合国家相关规划文件预测目标年份部门煤耗强度。

第三，结合部门煤耗强度预测值和推算出来的投入产出表，预测目标年份部门煤炭消费量和全国煤炭消费总量。

第四，结合式（2）和投入产出结构分解方法，测算煤耗强度、中间投入结构、需求产业结构、需求分配结构、需求总量因素对煤炭消费总量的影响。

Δq=F_tL_tM_tU_ty_t − F₀L₀M₀U₀y₀=f(ΔF)+ f(ΔL)+ f(ΔM)+ f(ΔU)+ f(Δy)         （3）

其中，

f(ΔF)= (ΔFL_tM_tU_ty_t +ΔFL₀M₀U₀y₀)/2

f(ΔL)= (F₀ΔLM_tU_ty_t + F_tΔLM₀U₀y₀)/2

f(ΔM)= (F₀L₀ΔMU_ty_t + F_tL_tΔMU₀y₀)/2

f(ΔU)= (F₀L₀M₀ΔUy_t + F_tL_tM_tΔUy₀)/2

f(Δy)= (F_tL_tM_tU_tΔy + F₀L₀M₀U₀Δy)/2

    （三）数据处理及情景设计

    中国最新的投入产出表是2012年投入产出表，该表有139×139部门和42×42部门两种。由于投入产出表的部门分类与能源统计数据的部门分类不一致，我们根据《中国统计年鉴2015》中有关部门的能源统计数据，将2012年139×139部门投入产出表合并成45×45部门投入产出表（部门分类见附录A）。

    本研究所采用的国内生产总值及其构成、工业分行业出厂价格指数及其它各类价格指数来自《中国统计年鉴2015》，历年分行业煤炭消费量数据取自《中国能源统计年鉴2015》，根据这些数据可以估算出2012~2014年各部门的可比价增加值、增加值变化速度、煤炭强度及其变化速度，消费函数、投资函数、贸易函数。

在上述数据处理基础上，我们先考虑了四种宏观经济增长情景，即2014~2020年均经济增长率（GDP%）分别为5.5%、6.0%、6.5%、7.0%，并分别推算了不同情景下目标年份的投入产出表和煤炭消费总量。基于国家发改委确定的“十三五”规划期间的经济增速，本研究将年均增长率（GDP%）6.5%确定为基准情景。在这四种情景中，2020年电力、热力生产和供应业的煤炭强度根据《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》所列出的目标预测；黑色金属冶炼和压延加工业的煤炭强度主要根据专家意见预测；同时假定其他部门煤炭强度在2014~2020年的变化速度只有2012~2014年相应变化速度的80%。

我们还考虑了一种技术情景和一种结构情景。技术情景根据移动自回归（ARMA）模型推算各部门2014~2020年煤炭强度变化，同时经济增长速度和产业结构变化与基准情景相同。结构情景假定服务业增加值在2020年达到54%，略高于基准情景，同时经济增长速度和技术变化与基准情景相同。

此外，近年来中国居民消费的煤炭总量维持在0.921~0.929亿吨之间。我们采用ARMA模型预测了2020年居民消费的煤炭总量。

表1  2014~2020年经济、技术情景

注：a，2012~2014年变化速度的80%；b，根据ARMA模型推算。

三、研究结果

表2显示了各种情景下2020年的煤炭消费总量以及2012~2020年煤炭消费量变化的因素分解（分部门的煤炭消费总量预测值见附录A）。在基准情景下，2020年中国的煤炭消费总量为38.16亿吨，明显低于《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》提出的42亿吨目标。在宏观经济低速和中低速情景中，2020年全国煤炭消费总量不会突破37.5亿吨。即使在高速增长情景中，2020年全国煤炭消费总量也只有39.23亿吨左右。

技术情景中部门煤耗强度的变化速度略快于基准情景，此情景中2020年全国煤炭消费总量也将略低于基准情景。结构情景中服务业在GDP中的比重进一步上升，此情景中2020年全国煤炭消费总量将明显低于基准情景，只有36.41亿吨。

结构分解的结果显示，未来中国煤炭消费量的增长主要来自经济规模总量的上升，但其他因素将有利于减少煤炭消费量。产业结构的变化特别是中间投入结构的变化将成为抑制煤炭消费增长的主要因素。技术进步和能源结构变化带来的部门煤耗强度变化，仍将对煤炭消费产生重要的抑制作用，但其重要性将退居次要地位。这意味着，结构优化后,经济总量增长与煤炭消费总量的关系更加背离。

表2  各种情景下2020年煤炭消费总量及煤炭消费变化分解           

单位：亿吨

注：2013年、2014年中国的煤炭消费总量分别为42.44亿吨和41.16亿吨。居民的煤炭消费总量预测参考煤炭工业规划设计研究院相关专家结果（张峰玮，曾琳：未来中长期我国居民生活用煤需求预测，《中国煤炭》2014年第6期）。

附录A：

分部门煤炭消费量                                             

单位：万吨

(张友国，曾力生  中国社会科学院数量经济与技术经济研究所)

一、引言

无论是在中国的能源禀赋还是能源消费中，煤炭都占据绝对主导份额。准确把握煤炭消费的变化趋势对我国制定正确的能源发展战略具有重要意义。当前中国的宏观经济已经步入“新常态”，而此前相关研究对煤炭消费所作的预测没有考虑到这一情况，可能过高估计“十三五”期间的煤炭消费总量。为此，本文基于投入产出模型和计量经济模型重新预测了2020年中国的煤炭消费总量。

二、方法

（一）基于投入产出模型的煤炭消费总量表达式

将投入产出模型和计量经济模型相结合，可以有效地考虑产业结构变化及产业间的关联性对煤炭消费总量的影响。基于投入产出模型，煤炭消费总量可表示如下：

                q=F(I−A)⁻¹Y                               （1）

其中，

q表示煤炭消费总量；

F表示部门基于总产出的煤炭消耗强度行向量，即各个部门的单位总产出的煤炭消费量；

I表示单位矩阵；

A表示中间投入系数矩阵；

(I−A)⁻¹是列昂惕夫逆矩阵，可令其为L；

Y表示最终需求列向量。

式（1）可进一步拓展如下：

                    q=FLMUy                      （2）

其中，

M表示最终需求部门结构矩阵，即居民消费、政府消费、投资和出口等各类最终需求的部门结构向量构成的矩阵；

U表示最终需求分配列向量，即居民消费、政府消费、投资和出口在最终需求总量中的份额构成的列向量；

y表示最终需求总量。

（二）基于投入产出模型的煤炭消费总量预测

第一，要根据基期的投入产出表推算出目标年份的投入产出表，具体步骤如下：

1、根据历史数据和计量经济学方法预测目标年份各个部门增加值及其在增加值总额中的份额。

2、根据各个部门增加值及增加值率变化估计各个部门总产出。

3、估计消费函数、投资函数、贸易函数，据此预测目标年份的最终需求总量及不同类型需求总量。

4、估计部门产品的需求弹性，继而估计最终需求的部门结构。

5、根据部门总产出、增加值及最终需求，采用RAS方法推算目标年份投入产出表系数变化，继而编制目标年份的投入产出表。

第二，估计部门产出煤耗强度的历史变化，在此基础上，结合国家相关规划文件预测目标年份部门煤耗强度。

第三，结合部门煤耗强度预测值和推算出来的投入产出表，预测目标年份部门煤炭消费量和全国煤炭消费总量。

第四，结合式（2）和投入产出结构分解方法，测算煤耗强度、中间投入结构、需求产业结构、需求分配结构、需求总量因素对煤炭消费总量的影响。

Δq=F_tL_tM_tU_ty_t − F₀L₀M₀U₀y₀=f(ΔF)+ f(ΔL)+ f(ΔM)+ f(ΔU)+ f(Δy)         （3）

其中，

f(ΔF)= (ΔFL_tM_tU_ty_t +ΔFL₀M₀U₀y₀)/2

f(ΔL)= (F₀ΔLM_tU_ty_t + F_tΔLM₀U₀y₀)/2

f(ΔM)= (F₀L₀ΔMU_ty_t + F_tL_tΔMU₀y₀)/2

f(ΔU)= (F₀L₀M₀ΔUy_t + F_tL_tM_tΔUy₀)/2

f(Δy)= (F_tL_tM_tU_tΔy + F₀L₀M₀U₀Δy)/2

    （三）数据处理及情景设计

    中国最新的投入产出表是2012年投入产出表，该表有139×139部门和42×42部门两种。由于投入产出表的部门分类与能源统计数据的部门分类不一致，我们根据《中国统计年鉴2015》中有关部门的能源统计数据，将2012年139×139部门投入产出表合并成45×45部门投入产出表（部门分类见附录A）。

    本研究所采用的国内生产总值及其构成、工业分行业出厂价格指数及其它各类价格指数来自《中国统计年鉴2015》，历年分行业煤炭消费量数据取自《中国能源统计年鉴2015》，根据这些数据可以估算出2012~2014年各部门的可比价增加值、增加值变化速度、煤炭强度及其变化速度，消费函数、投资函数、贸易函数。

在上述数据处理基础上，我们先考虑了四种宏观经济增长情景，即2014~2020年均经济增长率（GDP%）分别为5.5%、6.0%、6.5%、7.0%，并分别推算了不同情景下目标年份的投入产出表和煤炭消费总量。基于国家发改委确定的“十三五”规划期间的经济增速，本研究将年均增长率（GDP%）6.5%确定为基准情景。在这四种情景中，2020年电力、热力生产和供应业的煤炭强度根据《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》所列出的目标预测；黑色金属冶炼和压延加工业的煤炭强度主要根据专家意见预测；同时假定其他部门煤炭强度在2014~2020年的变化速度只有2012~2014年相应变化速度的80%。

我们还考虑了一种技术情景和一种结构情景。技术情景根据移动自回归（ARMA）模型推算各部门2014~2020年煤炭强度变化，同时经济增长速度和产业结构变化与基准情景相同。结构情景假定服务业增加值在2020年达到54%，略高于基准情景，同时经济增长速度和技术变化与基准情景相同。

此外，近年来中国居民消费的煤炭总量维持在0.921~0.929亿吨之间。我们采用ARMA模型预测了2020年居民消费的煤炭总量。

表1  2014~2020年经济、技术情景

注：a，2012~2014年变化速度的80%；b，根据ARMA模型推算。

三、研究结果

表2显示了各种情景下2020年的煤炭消费总量以及2012~2020年煤炭消费量变化的因素分解（分部门的煤炭消费总量预测值见附录A）。在基准情景下，2020年中国的煤炭消费总量为38.16亿吨，明显低于《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》提出的42亿吨目标。在宏观经济低速和中低速情景中，2020年全国煤炭消费总量不会突破37.5亿吨。即使在高速增长情景中，2020年全国煤炭消费总量也只有39.23亿吨左右。

技术情景中部门煤耗强度的变化速度略快于基准情景，此情景中2020年全国煤炭消费总量也将略低于基准情景。结构情景中服务业在GDP中的比重进一步上升，此情景中2020年全国煤炭消费总量将明显低于基准情景，只有36.41亿吨。

结构分解的结果显示，未来中国煤炭消费量的增长主要来自经济规模总量的上升，但其他因素将有利于减少煤炭消费量。产业结构的变化特别是中间投入结构的变化将成为抑制煤炭消费增长的主要因素。技术进步和能源结构变化带来的部门煤耗强度变化，仍将对煤炭消费产生重要的抑制作用，但其重要性将退居次要地位。这意味着，结构优化后,经济总量增长与煤炭消费总量的关系更加背离。

表2  各种情景下2020年煤炭消费总量及煤炭消费变化分解           

单位：亿吨

注：2013年、2014年中国的煤炭消费总量分别为42.44亿吨和41.16亿吨。居民的煤炭消费总量预测参考煤炭工业规划设计研究院相关专家结果（张峰玮，曾琳：未来中长期我国居民生活用煤需求预测，《中国煤炭》2014年第6期）。

附录A：

分部门煤炭消费量                                             

单位：万吨

(张友国，曾力生  中国社会科学院数量经济与技术经济研究所)