京津冀地区的清洁能源结构消费演变分析

　　摘 要 当今能源紧缺，京津冀农村地区煤改气进行火热，使得新能源问题受到了越来越多的关注。为促进新能源的利用，本文对能源消耗量较大的京津冀地区所收集到的数据处理和分析，建立了趋势外推预测模型、选取正确的推演模型，从而达到预测未来能源趋势的目标。
　　关键词 趋势外推预测模型；能源消耗；未来能源
　　1 能源概况趋势外推预测模型
　　1.1 数据处理
　　本文是通过对历史数据的研究，从而对未来值进行合理的预测，因而对历史数据进行处理时所选用的方法是至关重要的。一般说来，历史数据对未来值的影响将会随时间间隔的递增而递减。据此，可发现对各期观测值依时间顺序进行加权平均作为预测值，是更为贴切实际的方法。指数平滑法[1]可满足这一要求，而且具有简单的递推形式，可以简便推演过程。因此对数据同一进行二指数平滑处理。
　　当时间序列从某时刻开始有直线趋势时，可选用趋势移动平均法，近似视为为直线，用直线模型进行预测。
　　1.2 模型建立
　　趋势外推法又稱为趋势延伸法，是根据预测变量的历史时间序列揭示的变动趋势，寻求事物发展规律并外推出事物未来状况，是确定预测值的一种较为常用的预测方法。趋势外推法要求预测对象的发展规律是呈渐进式的，而非跳跃式的，并且能够找到一个合适函数曲线反映预测对象变化趋势的情况。根据能源类型分为不可再生和可再生两类能源，需分情况建模建模如下：
　　（1）不可再生资源
　　对于不可再生资源，由于资源有限，预期估计值最终应当为一定值，故采用Logistic模型预测，主要有三个阶段：在初级阶段增速较慢，在发展时期则突然加快，而到了成熟期又趋减，形成一条S形曲线。
　　（2）可再生资源
　　由于可再生资源的预测值会随时间推移而无限增大，但任何事物的发展都有一定限度，故此处借用修正指数曲线进行预测。
　　（3）综上所述，可得到最终模型如下：
　　（7）
　　在此数学模型中有三个参数H，a 和b，均要用历史数据来进一步确定。
　　2 结果预测
　　从预测结果上可发现，石油能耗的年消耗速度逐年递减且逐渐趋于饱和；煤炭的消耗趋势和石油呈相反趋势，此消彼长；天然气的能耗趋势与电力的较为相似，呈逐年平滑状态。
　　从三个地区的整体能源预测情况来看，相较于过去数年各能源的涨势来看，2025～2050年的各能源年能耗量变化均趋于平稳，即在没有任何政策变化的情况下，在2025年各项能源消耗已经达到饱和，2050年更为明显。
　　从京津冀地区的相互对比来看，石油的能耗状况在2025～2050年趋向饱和，而天然气的能耗情况因各地区存在差异：北京天津可归为一类，其经济、人口都较发达，他们的天然气资源使用情况呈上升趋势，而河北近似为直线趋势；电力消耗量随地区经济发达程度的不同所体现的趋势也有所不同，不甚发达的河北地区在2025年和2050年均处于即将饱和状态，北京和天津两地区则处于线性增长状态。
　　3 结束语
　　利用京津冀地区近年来的能源使用数据，建立趋势外推预测模型，从而对新能源在未来的使用情况进行预测分析。根据统计与预测数据，可以得到如下结论：煤炭消耗一直在各类能源消耗中占据“半壁江山”，以煤炭为主的能源结构在未来相当长时期内难以改变。但是煤炭生产方式加大了环境保护的压力，因而北京和天津的电力能源、天然气能源的消耗量在未来的发展中极有可能会追赶上甚至远超煤炭能源的消耗量。
　　参考文献
　　[1] 王桂芝，陆金帅，陈克垚，等.基于HP滤波的气候产量分离方法探讨[J].中国农业气象，2014，35（2）：195-199.

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