基于灰色理論的我國石油消費主要影響因素分析

常軍乾，羅傳龍，任 翔，安海崗

(1.中國地質大學(北京)， 北京 100083；2.中國礦業(yè)大學(北京)， 北京 100083)

經濟和社會賴以發(fā)展的基礎是能源，尤其是煤、石油、天然氣等高碳能源。其中，石油是最重要的高碳能源，事關經濟的命脈。至2008年，我國石油對外依存度已提前超過50%，成為世界上僅次于美國的第二大石油消費國。尤其是進入新世紀以來，石油消費更是迅猛增長，一度出現(xiàn)石油安全問題，迄今石油問題依然是國家外交的主要內容。眾多的因素導致了過快的石油消費，這些因素中，含有很多“不確定信息”。每個因素與石油消費量的關系較難量化，難以將所有因素對石油消費的影響程度進行量化，使得關于石油消費的相關問題顯得復雜起來?；疑到y(tǒng)理論由華中科技大學鄧聚龍教授創(chuàng)立，重點解決貧信息情況下的不確定性系統(tǒng)問題，當尋求不到系統(tǒng)的隸屬特性時，灰色理論具有很大的優(yōu)勢。因此，本文提取其中最重要的石油消費影響因素，并利用灰色系統(tǒng)理論進行分析，計算其關聯(lián)度，并對其重要度排序，分析影響程度，以采取針對性措施進行合理、高效消費，減少石油消費中的浪費，從而降低總消費量，增加石油安全度。

1 我國石油消費影響因素的選取

近些年，隨著石油安全問題的出現(xiàn)，對石油消費影響因素的研究文獻也越來越多。石油消費系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)，受到各類內外因素的影響。根據近年來的一些研究成果，筆者進行了分析和歸納總結，總體可以分為幾個方面：

(1)經濟增長因素

雖然在我國的能源消費結構中，石油所占比例低于煤炭，但其重要程度卻高于煤炭。國家的經濟規(guī)模及增長速度，是石油消費強度的首要決定因素。經濟規(guī)模大，必然造成石油消費強度高，而增長速度也決定著石油消費量的增長速度。建國以來，中國石油消費量與中國經濟發(fā)展呈同向增長趨勢。尤其是改革開放以后，中國實際GDP(以1990年人民幣不變價格計算)從1978年的6580億元增長到2005年74510億元人民幣。GDP的年均增長率9.07%。同期，石油消費量從1978年的1.3億t標準煤，增長到2005年的4.6億t標準煤,年均增長速度為4.8%。另外，國民經濟中，二、三產業(yè)消費了多半的石油。因此，第二、三產業(yè)在國民經濟中的主導程度，也是石油消費量的主要影響因素。

(2)人口因素

人口是社會系統(tǒng)中最基本的因素,人的活動必然要消耗能源。人口的數量直接影響石油的消費量，也決定和影響著石油資源的人均占有量和利用方式。人均GDP反映了人均消費力，其大小影響著石油消費的人均消費量，從而決定著消費總量。

(3)價格因素

價格是市場經濟中最有效的調節(jié)手段之一,價格影響著需求。石油價格的變動，對石油消費強度具有重要影響。在我國，石油價格一般由政府控制，根據世界油價的波動，中國政府通過調節(jié)國內油價來調節(jié)石油消費。因此，國際石油價格與國內石油消費之間，存在著必然聯(lián)系。

(4)能源消費結構因素

能源消費結構是指整個能源消費量中，各種能源所占的比例關系。石油是作為煤的替代性能源而出現(xiàn)的，石油的使用大大減少了煤的消費。在我國能源消費總量中，煤炭占了大半，但是其利用率低，能耗指數高，環(huán)境污染嚴重。隨著生態(tài)環(huán)保意識的提高及相關政策的實施，必然要優(yōu)化能源消費結構，降低煤炭消費比例，導致石油消費比例的提高。

另外，交通運輸業(yè)的規(guī)模和國內石油產量，也對國內石油消費有重要影響。

根據以上分析，確定石油消費主要影響因素為：x1-GDP(億元)；x2-第二、三產業(yè)比重(%)；x3-石油價格(美元/桶)；x4-石油產量(萬t)；x5-煤消費量(萬t)；x6-人均GDP(元)；x7-人口(萬人)；x8-民用汽車擁有量(萬輛)。共8個指標，作為本文石油消費灰色分析的選用指標。

2 灰色關聯(lián)分析

2.1 灰色關聯(lián)分析原理

灰色關聯(lián)分析方法，是對一個系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢的定量描述和比較的方法。主要依據空間理論的數學基礎，按照規(guī)范性、偶對稱性、整體性和接近性的原則，確定參考數列(母數列)和若干比較數列(子數列)之間的關聯(lián)系數和關聯(lián)度，目的是尋求系統(tǒng)中各因素間的主要關系，從而掌握事物的主要特征，促進和引導系統(tǒng)迅速而有效的發(fā)展。它是根據序列曲線幾何形狀的相似程度，來判斷其聯(lián)系是否緊密。曲線幾何形狀越相似，則對應關聯(lián)度就越大；反之，就越小。本文中，選取相關的數據序列進行間接表征，通過計算關聯(lián)因素變量——影響石油消費的變量的數據序列和系統(tǒng)特征變量——石油消費量數據序列的灰色關聯(lián)度，進行分析，得出結果。

2.2 灰色關聯(lián)分析模型及步驟

(1)確定參考數列和比較數列

根據研究問題，確定一個參考數據列，記為：

X0={X0(1),X0(2),…,X0(n)}。

若干個比較數列，記為：Xi={Xi(1),Xi(2),…,Xi(n)}。i=1，2，…，m。

其中，n表示參考數列和比較數列的長度；m表示數量。

(2)原始數據無量綱化處理

原始數據代表不同的因素，物理意義和量綱不盡相同，需要進行無量綱化變換。變換方法有均值化處理、初值化處理和規(guī)格化處理。初值法由于較均值法更便于比較分析，因此，本文采用初值化處理方法。初值法就是用數列中的各數除以本數列的第1個數，新數列記為：

得到的新數列，就是各個時刻值相對于第1個時刻值的百分比(%)。

(3)求差序列、最大差M、最小差m

Δi(k) =|x0′(k)-xi′(k)|;k= 1，2，…，n；i=1，2，…，m。

(4) 計算關聯(lián)系數

ρ為分辨系數，0<ρ<1。

(5)計算關聯(lián)度

(6) 排關聯(lián)序，進行優(yōu)勢因素分析。

2.3 實證分析

根據1995～2007年13年的統(tǒng)計數據，見表1，以石油消費量X0作為參考序列，以與石油消費有關的影響因素作為比較序列Xi。

表1 石油消費及有關因素統(tǒng)計數據

首先，根據上文第(2)步，進行無量綱化處理，原始數據變換后用矩陣表示為：

其次，根據上述第(3)、(4)步，進行石油消費X0同Xi的灰色關聯(lián)計算。

以石油消費統(tǒng)計數據X0=(16065,17436,19692,19818,21073,22439, 22838,24780,27126,31700,32535,34876,36570)作為參考序列，其經過變換后為(1,1.09,1.23,1.23,1.31, 1.4,1.42,1.54,1.69,1.97,2.03,2.17,2.28)經公式(2)計算，差序列如表2所示。

表2 差序列

由表2可知，M=1.91，m=0，0<ρ<1，本文取0.5，根據上文第(4)步，計算石油消費X0與Xi的關聯(lián)系數ξ0i如表3所示。

表3 石油消費X0與Xi的關聯(lián)系數

根據上文第(5)步，計算X0與Xi的關聯(lián)度，如下：

?0 1=0.71，?0 2=0.7，?0 3=0.83，?0 4=0.72，?0 5=0.74，?0 6=0.77，?0 7=0.69，?0 8=0.73.

由此，關聯(lián)度排序為：?0 3>?0 6>?0 5>?0 8>?0 4>?0 1>?0 2>?0 7

此關聯(lián)度排序結果表明：石油價格、人均GDP是我國石油消費的最主要的影響因素。從關聯(lián)度來看，八個因素對石油消費的影響程度較接近，說明所選指標都對石油消費有顯著影響，反映出石油消費因素的多重性和復雜性。

3 結果分析及措施

影響石油消費的因素很多，要確定所有的因素是十分困難的。本文在綜合眾多文獻的基礎上，結合新的形勢，選取了8個因素，分析表明：

(1)石油價格是調控石油消費、減少浪費的重要措施。

國內油價長期低于國際價格，通過調節(jié)石油價格來抑制不合理的石油消費，可以打破低油價、高耗油、石油依存度高的石油消費形勢，達到節(jié)能環(huán)保。在油價下跌時，是我國提高國內成品油價，再次向國際油價靠攏的有利時機之一。因此，在當前經濟危機導致油價下跌時，要抓住時機，下定決心，盡早實現(xiàn)國內外油價接軌。

(2)工業(yè)消耗了大部分的石油，我國現(xiàn)在正處在經濟高速發(fā)展時期，經濟對石油的依賴越來越大，這不利于我國的經濟安全。因此，要大力發(fā)展第三產業(yè)、服務業(yè)，發(fā)展能耗低、附加值高的高新技術產業(yè)，調整傳統(tǒng)的工業(yè)產業(yè)結構，力爭減少和淘汰高耗能、低附加值的產業(yè)。

(3)優(yōu)化能源消費結構，提高石油消費效率，降低煤炭消耗，加大天然氣使用。民用汽車擁有量與石油消費關聯(lián)度也較大，因此，要提高全民的節(jié)能環(huán)保意識，提倡全民節(jié)能，方能到達最終減少浪費、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。

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