第三章_能源供給

1、第三章 能源供給第一節(jié) 能源供給的基本概念一、能源供給的含義與性質(zhì)能源供給是指在一定時(shí)期內(nèi)，能源生產(chǎn)部門(mén)在各種可能的價(jià)格下，愿意并能夠提供的數(shù)量。當(dāng)今世界供應(yīng)的主要能源為煤炭、石油、天然氣等化石能源，這些能源有兩個(gè)特點(diǎn)：1）有限性。儲(chǔ)量有限。2）區(qū)域性是指能源資源分布上的不均衡性，存在數(shù)量或質(zhì)量上的顯著地域差異，并且有其特殊的分布規(guī)律。從已經(jīng)探明的石油資源儲(chǔ)量來(lái)看，約3/4集中在東半球，儲(chǔ)量前10位國(guó)家占了全球83%的份額，中國(guó)以22億噸列第13位，儲(chǔ)量最多的國(guó)家是沙特，達(dá)到363億噸，占全球的21.9%，儲(chǔ)量前5位的國(guó)家都在中東，占有了全球61.5%的份額，被稱為“世界油庫(kù)”。類似的，天然氣

2、和煤炭資源在全球的分布也具有高度的地緣性。如表。2、能源供給總量與能源供給結(jié)構(gòu)能源供給總量：是指所研究的范圍內(nèi)各種能源供給量之和；如一次能源供給量，為原煤、原油、天然氣、水電、核電能供給量之和；化石能源供給量則為原煤、原油、天然氣供給量之和等。能源供給結(jié)構(gòu)：能源供給總量中各類能源所占比例。例如，我國(guó)一次能源主要由煤炭、石油、天然氣及水電+核電等構(gòu)成，其中煤炭占絕對(duì)主導(dǎo)地位，約占一次能源供給總量的70%左右。能源供給與能源供應(yīng)量能源供應(yīng)量是有效能源能源供給在量上的反映。當(dāng)能源需求充足，且不存在庫(kù)存時(shí)，能源供給在數(shù)量上等于能源供應(yīng)量。現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不僅僅是一個(gè)總量問(wèn)題，本質(zhì)上是一個(gè)結(jié)構(gòu)問(wèn)題。而且結(jié)構(gòu)

3、問(wèn)題往往更重要，對(duì)于能源也是一樣。那么，到底如何來(lái)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)？考慮兩個(gè)方面：一是提高優(yōu)質(zhì)能源的比重；不同的能源具有不同的利用效率。二是提高能源品種多元化程度。一般來(lái)說(shuō)，多元化程度越高，能源系統(tǒng)的安全性越高。怎么來(lái)度量能源供給結(jié)構(gòu)多元化程度呢？一次能源供給結(jié)構(gòu)多元化程度可以用香農(nóng)維納指數(shù)（Shannon-Weiner index）指數(shù)來(lái)度量，計(jì)算公式：式中，n為一次能源供給系統(tǒng)中能源品種數(shù)目，Si為一次能源品種i的供給量占總的一次能源供給量的比例，H反映一次能源供給系統(tǒng)的多樣性程度，H 0。當(dāng)只有一種能源品種時(shí)，Si=1，H=0；種類增加， H 也相應(yīng)增大。當(dāng)一次能源供給中的各種能源所占比例趨

4、于均等時(shí)，能源供給的種類越多（即n越大時(shí)），一次能源供給多樣性指數(shù)也越高。種類數(shù)n一定時(shí)， H 值變大，說(shuō)明各種一次能源供給在所有1lnniiiHSS 一次能源供給中所占比例趨于均等、差距縮?。籋值變小，說(shuō)明在所有一次能源供給品種中，能源供給相對(duì)集中在少數(shù)幾個(gè)品種中，各種一次能源供給在所有一次能源供給比例的差距擴(kuò)大。比如：1949年新中國(guó)成立之初，中國(guó)一次能源供給結(jié)構(gòu)多樣化指數(shù)為0.176，其中煤炭占96.3%，水電占3%，石油占0.7%，煤炭占有絕對(duì)主導(dǎo)地位，多樣化指數(shù)偏低，一旦煤炭生產(chǎn)遭受重創(chuàng)，將嚴(yán)重危及我國(guó)能源供給。2005年，煤炭比重下降了20個(gè)百分點(diǎn)，為76.3%，石油上升為12.6

5、%，水電上升為6.9%，天然氣從無(wú)到有，比重占到3.2%，此時(shí)一次能源供給結(jié)構(gòu)多樣化指數(shù)增加為0.808，說(shuō)明能源結(jié)構(gòu)有了較大改進(jìn)。當(dāng)4種能源所占比例均等時(shí)的多元化指數(shù)值為1.386，還存在較大差距，原因是：煤炭的比例仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他能源品種的比例?！半娏┙o總量”和“電源結(jié)構(gòu)”。電源結(jié)構(gòu)是指總發(fā)電量中，不同燃料發(fā)電量所占比例。除水電和核電外，其余的電力都是由一次能源轉(zhuǎn)化而來(lái)的二次能源，因此，一國(guó)的電源結(jié)構(gòu)與其一次能源供給結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，或基本上由一次能源供給結(jié)構(gòu)決定。2006年世界電力的電源結(jié)構(gòu)：煤電39%、水電19%、核電16%、天然氣15%、油電16%、其他1%。而中國(guó)煤電比例從新中國(guó)成立

6、以來(lái)一直高居70%以上，2007年達(dá)到78%，超過(guò)世界平均水平一倍。與能源供給結(jié)構(gòu)一樣，電源結(jié)構(gòu)中，來(lái)自優(yōu)質(zhì)能源發(fā)電量所占的比例越大，電力系統(tǒng)效率越高，同時(shí)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染越小。另外，能源需求結(jié)構(gòu)在很大程度上受制于能源供給結(jié)構(gòu)，因此，要優(yōu)化能源需求結(jié)構(gòu)，還得從源頭，從改善和優(yōu)化能源供給結(jié)構(gòu)做起。從全球范圍來(lái)看，世界能源供給正朝著多樣、清潔、高效、全球和市場(chǎng)化的方向發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)在很大程度上決定了全球能源多元化發(fā)展的格局。未來(lái)，在發(fā)展常規(guī)能源的同時(shí)，新能源和可再生能源將受到重視。水電、核電、風(fēng)電、太陽(yáng)能也正得到廣泛的利用。此外，未來(lái)世界能源將進(jìn)一步向清潔化的方向發(fā)展，不僅能源的生產(chǎn)過(guò)

7、程要清潔化，而且能源工業(yè)要不斷生產(chǎn)出更多、更好的清潔能源，進(jìn)而使得清潔能源在能源總需求中的比例逐漸增加。潔凈煤技術(shù)（煤液化技術(shù)、煤氣化技術(shù)、煤脫硫脫塵技術(shù)）、沼氣技術(shù)、生物柴油技術(shù)將取得突破，并且得到廣泛使用。世界各國(guó)能源技術(shù)的差別很大，尤其是發(fā)展中國(guó)家能源技術(shù)效率提高的空間較大，世界各國(guó)都在積極采取措施、減少浪費(fèi)、提高能源利用效率。全球化隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界上相當(dāng)一部分國(guó)家越來(lái)越難以依靠本國(guó)資源滿足其國(guó)內(nèi)需求，越來(lái)越需要世界其他國(guó)家或地區(qū)的資源供應(yīng)，國(guó)際能源貿(mào)易量將越來(lái)越大，世界主要能源生產(chǎn)國(guó)和能源消費(fèi)國(guó)將積極加入到能源供需市場(chǎng)的全球化進(jìn)程之中。這樣就使得能源在國(guó)際范圍內(nèi)得到了分配，如何達(dá)到

8、配置的最優(yōu)化呢？市場(chǎng)化，是實(shí)現(xiàn)國(guó)際能源資源優(yōu)化配置和利用的最佳手段。為此，政府必須完成角色轉(zhuǎn)變： 控制者 服務(wù)者三、能源供給價(jià)格彈性1、能源供給價(jià)格彈性在其他條件不變時(shí)，能源價(jià)格的相對(duì)變動(dòng)所引起的能源供給量的相對(duì)變動(dòng)，即能源供給量的變化率與能源價(jià)格變化率之比。公式：當(dāng)P0時(shí)，/sssspsQQQPEP PPQ0limssspPssQdQPPEPQdPQ 按照供給定律，供給量與市場(chǎng)價(jià)格正向變動(dòng)， 一般為正值，因此， 為正值，即能源供給彈性與一般產(chǎn)品供給彈性一樣，為正值。在技術(shù)一定的前提下，由于能源產(chǎn)業(yè)屬于資本密集型產(chǎn)業(yè)，投資大、周期長(zhǎng)，能源供給無(wú)法隨著市場(chǎng)價(jià)格的變化同向變化，短期能源供給總量和結(jié)

9、構(gòu)也難以隨價(jià)格的變化做出大的調(diào)整，能源供給價(jià)格彈性一般比較小。在長(zhǎng)期，如果能源價(jià)格持續(xù)偏高，能源生產(chǎn)企業(yè)利潤(rùn)增加，就會(huì)刺激能源企業(yè)增加投資，增加供給，能源消費(fèi)企業(yè)則會(huì)增加研發(fā)投資，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，提高能源使用效率和利用相對(duì)便宜的能源品種代替比較昂貴的能源品種，因此，長(zhǎng)期能源供給總量和結(jié)構(gòu)隨價(jià)格調(diào)整的幅度會(huì)增加，長(zhǎng)期能源供給價(jià)格彈性較大。/sdQdPspE由此，能源供給價(jià)格彈性由于調(diào)整產(chǎn)量的難度極大，加上化石能源受到儲(chǔ)量的限制，決定了能源供給價(jià)格彈性一般較小，且通常情況下，供給價(jià)格彈性小于需求價(jià)格彈性。2、能源生產(chǎn)彈性系數(shù)能源生產(chǎn)彈性系數(shù)是指能源產(chǎn)量增長(zhǎng)速度相對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度的比值。即：能源生

10、產(chǎn)彈性系數(shù)=能源生產(chǎn)總量年平均增長(zhǎng)速度/國(guó)民經(jīng)濟(jì) 年平均增長(zhǎng)速度能源生產(chǎn)彈性系數(shù)小于1，表明能源生產(chǎn)增速落后于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的速度；反之，能源生產(chǎn)增速快于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的速度，等于1，表示兩者同步。第二節(jié) 能源供給的主要影響因素一、資源稟賦資源稟賦，指的是一國(guó)或一地區(qū)各種資源的儲(chǔ)量。能源稟賦是影響能源供給最主要的因素。兩個(gè)概念：已探明儲(chǔ)量和已探明可開(kāi)采量。區(qū)別？1、世界石油資源探明可采儲(chǔ)量及分布更有實(shí)際意義2、世界天然氣資源探明可采儲(chǔ)量及分布3、世界煤炭資源探明可采儲(chǔ)量及分布國(guó)家美國(guó)俄羅斯中國(guó)印度澳大利亞世界探明儲(chǔ)量（億噸）2466157011459247859091占世界份額（%）27.117.312.

11、610.28.6100儲(chǔ)采比24550059229215164儲(chǔ)采比，又稱回采率或回采比，是反映化石能源供給的一個(gè)重要的相對(duì)指標(biāo)。國(guó)際通行的計(jì)算公式為：R/P，其中R為上年末能源資源儲(chǔ)量，P為上年產(chǎn)量。其含義是：如果產(chǎn)量維持目前水平，這些儲(chǔ)量還可以開(kāi)采多少年。例如2004年，世界煤炭資源的平均儲(chǔ)采比為164年，美國(guó)為245年，中國(guó)只有59年。注意：儲(chǔ)采比是表示能源供給能力的一個(gè)近似指標(biāo)。4、世界可再生能源儲(chǔ)量世界可再生能源資源儲(chǔ)量豐富，其中太陽(yáng)能儲(chǔ)量為1千瓦時(shí)/平方米，可開(kāi)發(fā)生物能65億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，技術(shù)可開(kāi)發(fā)水能資源6.96萬(wàn)億千瓦時(shí)，技術(shù)可開(kāi)發(fā)風(fēng)能96億千瓦時(shí)，技術(shù)可開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源500億噸標(biāo)準(zhǔn)

12、煤。二、能源價(jià)格一般來(lái)說(shuō)，在其他條件不變的情況下，能源價(jià)格走高，意味著企業(yè)利潤(rùn)增加，追逐利潤(rùn)最大化的企業(yè)會(huì)增加供給；反之，能源價(jià)格下降，利潤(rùn)減少，企業(yè)就會(huì)減少能源的供給。與一般產(chǎn)品不同：1、能源生產(chǎn)或供給在短期幾乎不受價(jià)格的影響。2、能源供給受到已探明可開(kāi)采儲(chǔ)量的限制，在技術(shù)不變的情況下，一定時(shí)期可以開(kāi)采的數(shù)量是一定的，同時(shí)，能源投資時(shí)期長(zhǎng)，短期內(nèi)調(diào)整產(chǎn)量的能力很有限，因此能源價(jià)格對(duì)能源供給的影響比一般商品小。特點(diǎn)：短期內(nèi)，能源供給對(duì)價(jià)格的反應(yīng)主要是通過(guò)剩余產(chǎn)能來(lái)實(shí)現(xiàn)。舉例。能源價(jià)格如何來(lái)引導(dǎo)能源供給方向？什么樣方向是能源供給的合理發(fā)展方向？多元化、高效化、清潔化。什么樣的價(jià)格是合理的能源價(jià)格

13、？（如何定價(jià)？）充分的反映資源稀缺程度，反映市場(chǎng)供需狀況，反映生態(tài)保護(hù)和環(huán)境治理成本，能夠向各類市場(chǎng)主體傳遞正確的信號(hào)。我們需要做到：是如何正確引導(dǎo)能源價(jià)格？維護(hù)能源市場(chǎng)穩(wěn)定，完善能源定價(jià)機(jī)制，使能源價(jià)格更加合理，使得能源資源能夠達(dá)到更充分、更有效的配置。三、能源投資1、能源投資是能源供給物質(zhì)體系形成的基礎(chǔ)，是能源能否穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔供給的根本保障。能源產(chǎn)業(yè)使用的固定資產(chǎn)能源投資的增加可以促進(jìn)能源供給的增加。生產(chǎn)性固定資產(chǎn)非生產(chǎn)性固定資產(chǎn)面向生產(chǎn)面向勞動(dòng)者2、能源研發(fā)投資是推動(dòng)能源技術(shù)進(jìn)步的主要因素回憶！索洛經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模型的主要貢獻(xiàn)！充分強(qiáng)調(diào)了科學(xué)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中的貢獻(xiàn)。能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，能源供給

14、的增加在很大程度上得益于能源技術(shù)創(chuàng)新。能源生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步，能源開(kāi)采能力增強(qiáng)，開(kāi)采成本下降，能源供給量大大增加。能源研發(fā)投資引發(fā)的技術(shù)進(jìn)步是影響能源供給的主要因素。針對(duì)能源投資，企業(yè)和政府面臨很多決策：其一，究竟給能源產(chǎn)業(yè)多大的投資；其二，有限的投資多少該用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，多少該用于研發(fā)；其三，用于研發(fā)的投資，多少該用于節(jié)煤技術(shù)，多少該用于可再生能源技術(shù)；也就是說(shuō)，能源投資決策中，首先解決是投資額的問(wèn)題。其次，在投資額一定的情況下，投資方向、資金分配問(wèn)題也是一個(gè)重要決策問(wèn)題（投資結(jié)構(gòu)問(wèn)題）。我國(guó)在能源投資決策時(shí)應(yīng)該注意以下四個(gè)問(wèn)題：1、能源建設(shè)必須適度超前國(guó)家能源規(guī)劃必須要充分考慮到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)

15、能源需求，這是一個(gè)戰(zhàn)略性問(wèn)題。2、要從根本上解決可能出現(xiàn)的能源供給能力不足的問(wèn)題，在保證國(guó)家在能源領(lǐng)域主導(dǎo)地位的同時(shí)，適當(dāng)放開(kāi)能源產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)準(zhǔn)入，允許外資、民營(yíng)資本進(jìn)入能源投資領(lǐng)域。為什么？只有競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)才能夠解決“短缺”問(wèn)題。同時(shí)，我們必須注意：控制和管理能源行業(yè)的進(jìn)入準(zhǔn)則，對(duì)能源投資進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。為什么？3、通過(guò)引導(dǎo)能源投資的方向，促進(jìn)能源供給結(jié)構(gòu)的調(diào)整。手段：資金支持、稅收優(yōu)惠鼓勵(lì)企業(yè)在新能源、可再生能源、清潔能源技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行投資。4、將能源投資于節(jié)能減排結(jié)合起來(lái)。嚴(yán)格限制技術(shù)水平低、規(guī)模小、能耗高、排放大的投資，鼓勵(lì)技術(shù)先進(jìn)的能源設(shè)施上馬。引導(dǎo)投資進(jìn)入能源技術(shù)領(lǐng)域。最終目的：促進(jìn)節(jié)能

16、減排，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。能源投資是保證能源穩(wěn)定、高效、清潔供給的根本保證。指導(dǎo)思想：“經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源先行”第三節(jié) 能源供給預(yù)測(cè)一、能源供給的趨勢(shì)預(yù)測(cè)法根據(jù)各歷史時(shí)期實(shí)際能源供給量的數(shù)據(jù)，以趨勢(shì)外推的方法預(yù)測(cè)未來(lái)某個(gè)時(shí)期的能源供給量。假定條件：未來(lái)能源供給會(huì)沿著歷史趨勢(shì)發(fā)展。特點(diǎn)：操作性強(qiáng)、方法簡(jiǎn)單、外推能力有限、沒(méi)有考慮到能源供給系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理。結(jié)論：只能用于短期能源供給預(yù)測(cè)。常用的方法：灰色預(yù)測(cè)法、時(shí)間序列預(yù)測(cè)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)、組合模型本課程介紹灰色預(yù)測(cè)法的基本原理。優(yōu)點(diǎn)：所需要的歷史數(shù)據(jù)相對(duì)較少，使用靈活方便。二、基于能源儲(chǔ)量的供給預(yù)測(cè)法根據(jù)已經(jīng)查明和未來(lái)可能發(fā)現(xiàn)的可供開(kāi)發(fā)的能源儲(chǔ)量，并考

17、慮到能源生產(chǎn)的壽命周期特點(diǎn)等進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。多用于石油供給預(yù)測(cè)。1、考慮市場(chǎng)結(jié)構(gòu)1）在完全競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)上，廠商t期利潤(rùn)函數(shù)如下：則該可耗竭能源最優(yōu)開(kāi)采策略應(yīng)該滿足如下模型：()ttttpQC Q1010max(),0,.,1nttttttttVpQC QRRQ RQ tn 其中， 為廠商第t年利潤(rùn)， Qt為第t年開(kāi)采量（供給量），Q為初始儲(chǔ)量，Rt為第t年資源儲(chǔ)量，pt為t年能源資源價(jià)格， 為第t年開(kāi)采成本，n為能源資源生命周期， 為折現(xiàn)率，V為廠商在整個(gè)開(kāi)采內(nèi)利潤(rùn)現(xiàn)值。t()tC Qt2）市場(chǎng)非完全競(jìng)爭(zhēng)假定OPEC為卡特爾組織，在觀察到其他競(jìng)爭(zhēng)的廠商產(chǎn)量后，生產(chǎn)的產(chǎn)量與非OPEC國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)量一

18、起，恰好滿足世界石油市場(chǎng)需求，在此市場(chǎng)結(jié)構(gòu)下，OPEC最優(yōu)的產(chǎn)出路徑應(yīng)該滿足如下模型：1121111( ,)( ,)max(1) ) 250/tttttttttttttNtttttTDf P Y TDSfP SDTDSRRDWPR D其中：TD=世界總的石油需求量；Dt=世界對(duì)OPEC石油的需求量；St=競(jìng)爭(zhēng)性供給量；Rt=OPEC石油儲(chǔ)量；Pt=（剔除通貨膨脹后）的世界石油實(shí)際價(jià)格；Yt=世界經(jīng)濟(jì)活動(dòng)水平量；250/Rt=石油生產(chǎn)成本，同儲(chǔ)量成反比；N為能源資源生命周期； 為無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率；W為OPEC在整個(gè)開(kāi)采期內(nèi)利潤(rùn)現(xiàn)值。兩種方法的共同特點(diǎn)：通過(guò)對(duì)整個(gè)資源儲(chǔ)量開(kāi)采期內(nèi)現(xiàn)值最大化方式獲得最優(yōu)供給路徑。2、石油峰值理論源于1949年美國(guó)著名石油地質(zhì)學(xué)家Hubbert發(fā)現(xiàn)的礦物資源“鐘形曲線”規(guī)律。觀點(diǎn)：石油作為不可能再生資源，任何地區(qū)的石油產(chǎn)量都會(huì)在某個(gè)時(shí)刻達(dá)到最高點(diǎn)（峰值）；達(dá)到峰值后該地區(qū)的石油產(chǎn)量將不可避免的開(kāi)始下降。愛(ài)爾蘭地質(zhì)學(xué)家Campbell發(fā)展了石油峰值理論，成立了石油峰值研究會(huì)（ASPO），1998年推出廉價(jià)石油時(shí)代的終結(jié)一書(shū)。中國(guó)研究石油峰值著名的學(xué)者：石油大學(xué)馮連勇教授。石油峰值理論是什么樣的理論？是研究石油產(chǎn)量的長(zhǎng)期估計(jì)和折耗的理論，既適用于一個(gè)單獨(dú)油田，也適用于一個(gè)地區(qū)。理論的發(fā)展：1）196