能源研究分析范文

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第1篇

能源是經濟社會發展的重要物質基礎，是關系到國計民生的重要戰略資源。隨著我國國民經濟的發展，對能源的需求不斷增加，但能源供給卻日益緊張，能源問題已經成為普遍關注的問題。因此，探討能源消費與經濟增長的關系，并在此基礎上較為準確地預測能源需求的變化趨勢，從而為有關部門政策的制定提供科學依據，對于保持國民經濟的健康、持續、穩定發展具有重要意義。

自從Kraft[1]探索了美國經濟增長與能源消費之間的因果關系后，能源消費與經濟增長關系的實證研究便迅速擴展到了英、法、德、意大利等發達國家。對于亞洲國家，Glasure[2]利用Granger檢驗方法發現了新加坡能源對經濟增長的因果關系。Yu[3]利用Granger檢驗方法得到了韓國經濟增長對能源消費的因果關系。目前，國內對中國經濟增長與能源消費的關系也進行了一些研究。馬超群[4]的研究表明，我國經濟增長分別與能源總消費、煤炭消費之間存在協整關系，而與石油、天然氣和水電之間不存在協整關系。韓智勇等[5]的研究表明，我國能源消費與經濟增長之間存在雙向因果關系，但不具有長期的協整性。趙進文[6]利用STR模型對我國的能源消費與經濟增長之間的內在依從關系進行了研究，認為我國經濟增長對能源消費的影響具有明顯的階段性特征。國內學者對能源需求的預測方法有很多種。隗斌賢[7]采用能源消費彈性系數法、能源強度法和部門平衡預測法對浙江省的能源需求進行了預測。劉勇等[8]采用ARIMA模型對我國的能源消費進行了預測。熊國強等[9]采用灰色系統和神經網絡組合預測模型對我國未來的能源消費進行了預測。宋雅晴等[10]采用三次多項式、回歸分析和時間序列組合模型對我國未來的能源消費進行了預測。

從目前的文獻看，這些研究成果大部分都以全國作為研究對象，而由于資源稟賦、地理環境和經濟結構的不同，各地區的能源消費與經濟增長之間的關系可能會呈現出不同的特征，所需要采用的預測方法也有較大差異。河南省是全國第一人口大省，也是重要的能源和資源大省，2011年中原經濟區規劃被正式納入國家國土規劃。因此，本文在對河南省的具體情況進行分析的基礎上，找出河南省經濟增長與能源消費之間的關系，并采用ARMA時間序列模型對河南省未來能源需求進行預測，為河南省能源發展和經濟發展政策的制定提供科學的決策依據。

二、經濟增長與能源消費關系的實證分析

（一）數據來源與處理

本文選取1978-2010年河南省能源消費總量（EC）與國內生產總值（GDP）的數據作為基本變量來研究河南省能源消費與經濟增長之間的關系，所有數據均來自《河南統計年鑒2011》。能源消費總量的量綱為萬噸標準煤，國內生產總值的量綱是億元人民幣，為了剔除物價變動的影響，以1978年價格為基期對GDP序列進行折算，得到各年實際GDP。為了消除可能存在的異方差問題，避免數據間較大波動的影響，對能源消費總量和實際GDP序列取對數，分別用ln EC和ln G表示，其相應的一階差分序列分別用D ln EC和D ln G表示。

（二）序列平穩性檢驗

為了避免非平穩時間序列在進行普通最小二乘估計時可能遭遇的虛假回歸問題，在對模型進行估計前，必須對序列進行平穩性檢驗。這里采用ADF單位根檢驗法對序列進行平穩性檢驗，由于ln EC和ln G都呈現出明顯的線性增長特征，因而使用包含常數項和時間趨勢項的檢驗模型進行檢驗。使用Eviews5.1軟件對序列進行檢驗，結果見表1。

從表1可以看出，變量 ln EC和 ln G的ADF檢驗值在5%的顯著性水平下均大于其所對應的臨界值，不能拒絕單位根的零假設，說明存在單位根，是非平穩的；而其一階差分后的序列D ln EC和D ln G的ADF 檢驗值均小于其所對應的臨界值，都是平穩的，說明ln EC和ln G均為一階單整序列，可進行下一步檢驗。

（三）協整檢驗和誤差修正模型

協整是對非平穩經濟變量之間長期均衡關系的統計描述，非平穩經濟變量之間存在的長期穩定的均衡關系就被稱作協整關系。由于ln EC和ln G均為一階單整序列，因此可進行協整性檢驗。本文使用Johansen協整檢驗法，運用Eviews5.1軟件得到檢驗結果，見表2。

表2 能源消費和經濟增長的Johansen協整檢驗

原假設特征值跡統計量5%臨界值p值

None*0.523 714.763 212.3210.010 5

At most 10.097 51.572 44.121 10.367 1

注：p為接受原假設的概率；*表示在5%顯著水平下顯著。

由檢驗結果看，在5%檢驗水平下，跡統計量值14.763 2大于臨界值12.321 6，而跡統計量值1.572 4小于臨界值4.121 1，說明在變量ln EC和ln G之間存在協整關系。基于表2中的協整檢驗結果，對兩變量之間的協整關系進行估計，得到協整方程如下：

ln G=-8.711+1.748 3ln EC+et

（-16.26） （28.92）

R2=0.964 3，DW=1.614 9，F=836.84

括號內為對應系數的t統計量值，從回歸結果來看，R2、DW值和F值均可通過顯著性檢驗，方程擬合優度良好，統計變量顯著。回歸方程表明：河南省能源消費每增加1個百分點，可以使經濟增長增加1.748 3個百分點，能源消費帶動了河南省地方經濟的發展，而且能源消費彈性系數大于1，說明長期來看能源消費對經濟增長的制約和促進作用較強。

建立描述經濟增長和能源消費短期波動的誤差修正模型，這里采用滯后一階的形式：

從估計結果來看，模型的各項檢驗均可通過，經濟增長的波動受到能源消費波動和誤差修正項的影響。在短期內，如果經濟增長和能源消費的均衡關系偏離了長期均衡關系，下一期將以-0.136 1的調整力度進行反向修正，以使其向長期均衡方向移動。

（四） Granger因果性檢驗

協整檢驗結果說明河南省能源消費與經濟增長之間存在著長期均衡關系，但是這種均衡關系是否構成因果關系，即是由能源消費的增加促進了經濟的增長還是由經濟增長拉動了能源消費的增加，這就要進行Granger因果性檢驗。Granger因果性檢驗對滯后期的選擇非常敏感，滯后期不同，檢驗結果可能有較大差異。本文采用 AIC 準則確定最優滯后期數為1階，利用 Eviews5.1軟件進行檢驗，檢驗結果見表3。

由表3可知，在10%檢驗水平下，“ln EC不是ln G的原因”被拒絕，也就是說能源消費是促進河南省經濟增長的原因，而“ln G不是ln EC 的原因”的假設被接受，經濟增長不是能源消費增加的原因，ln EC與ln G之間存在由能源消費到經濟增長的單向因果關系。這在一定程度上表明，河南省實施節能降耗措施，依靠科技進步提高能源利用效率以及轉變經濟增長方式的舉措取得了一定成效，在保持經濟增長的同時，能源消耗逐步下降。

三、河南省未來能源需求預測

從以上分析可知，能源消費是促進河南省經濟增長的重要原因，為了促進經濟持續、快速、穩定的發展，有必要對河南省未來的能源需求進行預測，為河南省未來能源規劃以及能源生產企業制定發展戰略提供決策依據。

（一）能源需求預測方法的選擇

進行能源需求預測的方法有很多，大體上可以分為兩類。一類是相關關系預測法，即根據經濟現象與能源需求之間的因果關系或結構比例關系來預測未來能源需求量，如回歸模型、能源消費彈性系數法、部門預測法等。另一類是時間序列分析預測法，如協整和誤差修正模型[11]、ARMA模型等。由于未來能源消費需求會受到很多因素的制約，而且這些因素之間往往又存在著錯綜復雜的關系，因此采用相關關系預測法進行預測一般比較困難，再加上相關解釋變量未來取值的不確定，會對預測結果精確度產生較大影響，因此本文采用時間序列模型中的ARMA模型來對河南省未來能源需求進行短期預測，以避免解釋變量取值不確定所帶來的諸多問題，從而實現最小方差意義下的最優預測。

（二）構建能源需求預測模型

表1中單位根檢驗表明，河南省能源消費總量的對數序列是非平穩的，而其進行一階差分序列是平穩的，因此這里先對序列進行一階差分，而后建立ARMA模型，實際上就是對其增長率建立預測模型。為了選取合適的模型形式，先對一階差分后的序列D ln EC進行自相關和偏自相關分析，見圖1。

根據D ln EC的自相關系數和偏自相關系數圖可以看出，二者均是拖尾，于是可以選用ARMA模型結構。通過對模型的殘差白噪聲檢驗和參數顯著性檢驗，并結合AIC和SC準則確定模型形式，利用Eviews5.1軟件，可以得到河南省能源需求預測的模型形式如下：

這里參數估計值下括號內的值為t統計量值。由于是對差分序列建模，可決系數R2不高，但如果將模型轉化為對原始序列的預測模型，則可決系數為0.974 5，非常接近于1。Q統計量用于檢驗殘差的白噪聲性質，其后括號內為對應的p值，根據這些p值可以看出河南省能源需求預測模型中殘差具有良好的白噪聲性質，從而可以保證短期預測的相對精確性。

（三）河南省能源需求預測結果

利用1978-2010年的數據建立的預測模型計算出能源消費的增長趨勢，然后結合基期值計算河南省2008-2015年的能源需求水平，到2015年，河南省能源消費總量將達到27 636萬噸標準煤。從2008年、2009年、2010年的預測結果與實際值的比較可以看出，各年預測誤差百分比均小于3%，平均絕對預測誤差1.51%，一般認為平均絕對誤差的值低于10%時預測精度較高[12]，所以模型擬合效果較好，預測精度較高，見表4。

四、結論與建議

利用河南省1978-2010年的能源消費和經濟增長數據進行實證分析，結果表明：河南省能源消費與經濟增長之間存在長期均衡關系，能源消費對經濟增長有著明顯的促進作用，而經濟增長則不成為拉動能源消費增加的原因。從長期來看，能源消費每增加1%，就可以使經濟增長1.748 3個百分點，能源消費對經濟增長的刺激作用較強；而在短期動態調整中，如果經濟增長和能源消費的均衡關系偏離了長期均衡關系，下一期將以-0.136 1的調整力度進行反向修正，以使其向長期均衡方向移動。這說明河南省目前的節能降耗工作取得了一定成效，能源利用效率有所提高，但經濟增長方式仍以粗放型為主，經濟增長對能源的依賴程度仍比較強。

采用ARMA模型的預測結果表明，到2015年河南省能源需求總量將達到27 636萬噸標準煤。然而目前河南省的能源供給卻日益緊張，在一次性能源消費結構中，煤炭消費所占比重雖然都在85%以上，雖然河南省煤炭資源豐富，但按照目前的開采水平和速度，仍存在一定供需缺口；石油和天然氣消費在能源消費結構中所占比重一直不足20%，但河南省原油和天然氣儲量嚴重不足，按照目前的開采速度，原油開采壽命不到10年，而天然氣僅僅能持續到2015年左右，而且這種開采速度所能保證的原油供應尚不及需求量的1/5，天然氣供應也不到需求量的1/5。因此，我們在充分利用省內能源資源的同時，必須加強與省外、國外的能源戰略合作與交流，盡快制定相關的能源政策措施，以完善能源保障體系。

第一，建立科學的能源供應體系，合理開發利用河南省能源資源。積極推進煤炭資源整合與戰略重組，培育大型煤炭生產集團，建設全國重要的煤炭生產基地；依托西氣東輸等國家骨干天然氣管道，完善支線管網，提高燃氣覆蓋率；規劃和建設外電入豫通道，加快智能電網建設。

第二，優化能源結構體系，減少對傳統能源的依賴，大力發展新能源。一方面要加大能源開發利用方面的科技投入，探討煤炭和煤層氣綜合開發利用技術。另一方面要減少一次性能源在能源消費中的比例，積極開發利用核能、太陽能、地熱能、生物質能等新能源和清潔能源。加快規劃建設南陽核電項目和南陽新能源國家高新技術產業基地，依托骨干企業和有條件的地區，建設多晶硅及太陽能電池、風電裝備等特色產業園區。

第三，加大節能降耗方面的科研體系建設，倡導全社會厲行節能的良好風尚。建立科研院校、科研院所和企業相結合的節能降耗科研體系，盡快將科研成果應用在生產中，淘汰耗能大的舊設備，引進能耗小、資源利用率高的新設備，引進新技術和新方法。

第四，加強國際國內能源合作，積極實施“引進來”和“走出去”戰略。要充分利用內外兩個資源和兩個市場，積極與能源資源儲量豐富的國家和地區開展合作，重點加強在能源開發利用以及節能降耗等方面的研究與合作，建立能源合作長效機制，實現共同開發，互惠互利。

第五，加強能源戰略儲備體系建設。在保障中原經濟區基本建設發展需要的同時，要對煤炭（煤層氣）、天然氣等實施保護性開采和戰略儲備，以確保能源結構安全。必須提高對煤炭資源的利用效率，推進濮陽、平頂山等地建設天然氣儲備基地和煤炭（煤層氣）戰略儲備基地。

[參考文獻]

.Energy Development，1978（3）：401403.

.Resource and Electricity Economics，1997，20（1）：1725.

.Journal of Energy and Development，1985，10（2）：249272.

[4] 馬超群，儲慧斌，李 科.中國能源消費與經濟增長的協整與誤差校正模型研究[J].系統工程，2004，22（10）：4750.

[5] 韓智勇，魏一鳴，范 英.中國能源消費與經濟增長的協整與因果關系分析[J].系統工程， 2004，22（12）：1721.

[6] 趙進文，范繼濤.經濟增長與能源消費內在依從關系的實證研究[J].經濟研究， 2007（8）：3142.

[7] 隗斌賢.“九五”及 2010 年浙江省能源需求預測研究[J].預測，1997（2）：2533.

[8] 劉 勇，汪旭輝.ARIMA 模型在我國能源消費預測中的應用[J].經濟經緯，2007（5）：1114.

[9] 熊國強，劉海磊.我國能源消費的組合預測模型[J].統計與決策，2007（2）：2122.

[10] 宋雅晴，楊桂元.我國能源消費的組合預測[J].市場經濟與價格，2011（7）：3437.

第2篇

關鍵詞：中頻焊機；焊接性能；能耗

近年來，為了突破能源和環境因素對經濟可持續發展的制約，我國提出了節能和減排的目標， 企業在節能減排中責無旁貸。[1]某汽車公司2011年1-11月份單車用電費用占單車變動總費用的77%（如表1），大量能源被裝備制造業提供的產品所消耗，這無疑將引起我們的關注。

1.試驗內容

中頻焊機與工頻焊機能源測算試驗。

試驗將在前縱梁工位進行，左/右前縱梁焊點數量分別為24點和30點，板厚3.5-4.5mm。左前縱梁采用工頻焊機，右前縱梁采用中頻焊機。

1.1.能源測算

能源測算歷時6個月，通過對工頻和中頻分別計量，得到以下數值。

中頻與工頻能源比例：1192/1884*%=63.3%，即中頻焊機耗電量約為工頻焊機耗電量的63.3%，中頻焊機節能約36.7%；

六個月累計產量16653臺，則節約能源1884-1192=692KVAh，單臺車節約電能41.55*10-3 KVAh，則單點節約能源1.39*10-3 KVAh。

1.2.性能分析

左前縱梁采用普通工頻焊機進行焊接，右前縱梁采用中頻焊機進行焊接，主要焊接參數如下表3所示：

中頻焊機焊接后的焊點形狀近似規則圓形，狀態比較穩定，工頻焊機焊接的焊點形狀有的為圓形，有的為橢圓形（主要原因為電流較大，通電時間較長，產生分流），形狀不規則。

依據公司焊接檢查標準，對焊接后的車身進行整車剝離試驗。

依據全破壞檢查判斷標準，對焊接后形成的拔栓徑進行測量，測量結果均滿足要求。

2.試驗結論

2.1.工頻焊機焊接厚板時，焊接質量差，飛濺大，焊接設備磨損嚴重，同時需要機械加壓、增大電流，對能源損耗大，使用中頻焊機即可在相同工藝參數范圍內完成厚板焊接，同時中頻焊機有自適應調整能力，能同時焊接不同板厚且有較好的焊接質量。

2.2.六個月產量16653臺，累計節約能源1884-1192=692KVAh，每kVAh價格為0.65元，則該工位半年累計節約能源消耗折合人民幣449.8元。

工頻焊機次級電纜價格一般為420元人民幣，且更換頻率（以試驗工位為例）24根/年，則次級電纜消耗總價為1.08萬元/年；中頻焊機次級電纜價格一般為800元人民幣，更換頻率為（以集團內應用為例）1根/年，每年次級電纜消耗總價為800元/年，此一項可節省人民幣1萬元。

以上兩項節約人民幣約1.09萬元/年。

3.結束

采用中頻焊機進行焊接，焊接質量明顯提高，能源損耗降低明顯，但同時不容忽視的一點是成本，中頻焊機比工頻焊機的成本高出將近5倍：即一臺工頻懸掛點焊機系統，包含焊鉗、電纜、平衡器等，總價格約為2.7萬元/臺，而一臺中頻懸掛點焊機系統及焊鉗等，總價格約為13萬元/臺。

以試驗工位及我公司2012年5月-11月產量計算，采用1臺中頻焊機，單臺節約能源41.55*10-3KVAh，每kVAh價格為0.65元，單臺節約成本0.027元（估算，不計設備折舊）以此計算如下：

以微型車為例，在不影響單車變動成本前提下，每增加一臺設備，回收年限隨產量的增加而縮短，當產量達到100萬輛/年時，回收年限約為4年。因此，就微型車的微利潤而言，設備成本的增加應充分考慮年產量，在滿足焊接質量要求的前提下，以低能耗、低成本、高效益為經營理念，達到企業經濟效益最大化的經營目標。

參考文獻：

[1]李愛文，張承慧，現代逆變技術及其應用[M]，北京：科學出版社，2002.

第3篇

【關鍵詞】 能源計量儀表 誤差 原因 解決方法

由于鋼鐵市場的日趨惡化使得鋼鐵廠越來越注重對成本的控制，能源消耗占冶金成本的很大比重，這就使得對能源計量儀表準確性要求越來越高，我們總是希望儀表在測量時數值準確無誤。但無論測量儀表本身如何精確，它所指示出來的測量值與真實值之間總有一定的偏差。偏差產生的原因有很多，有些是可以避免的，而有些則無法消除，這里對唐山不銹鋼廠的能源計量儀表誤差產生原因做了分析與匯總。

1 匯總及分析誤差的意義

由于使用方法和計量設備的不完善，周圍環境的影響，測量數值與真實值之間不可避免的存在著差異，這在數值上即表現為誤差。隨著科學技術的日益發展和人們認識水平的不斷提高，雖可將誤差控制的越來越小，但終究不能完全消除它。誤差存在的必然性和普遍性，以為大量實踐所證明。為了充分認識并進而減小或消除誤差，就要求我們必須始終保持對誤差產生原因的研究。

2 誤差產生原因匯總及分析

在測量過程中，誤差產生的原因可歸納為以下幾個方面：

2.1 測量裝置的誤差

（1）測量儀表的誤差；任何測量儀表本身都存在著誤差，而唐山不銹鋼廠的能源儀表類型繁多，即使同種介質也有使用多種儀表的情況，各種儀表測量方法不同、精度等級不同造成即使在同一位置用不同的表測量數值也不盡相同，當然，此種誤差相對較小，在以后的儀表選型上，盡量做到同種介質選擇同種儀表即可降低此種誤差。

（2）測量信號傳輸誤差；每塊儀表的測量值通過數據線、網線、光纖、485數據線、二次表、N-port、PLC等不同設備傳入系統中，由于所過設備及傳輸距離的不同，造成信號衰減程度不同，使得儀表測量值與系統中的顯示值產生誤差。當然，此種誤差相對較小但無法避免， 可以通過采用信號線一律用屏蔽線，遠距離信號傳輸降低電信號傳輸距離，增加光纖傳輸的方法來降低此誤差。

2.2 測量環境造成的誤差

（1）溫度壓力補正造成的誤差；被測介質的溫度和壓力對流量測量值有很大的影響，溫度高則流量值變小，壓力高則流量值變大。有些表沒有溫壓補償，只是在二次表中設定，使得溫度、壓力不能實時檢測造成誤差，此種誤差對于氣體介質影響較大，只需把溫度、壓力檢測裝置安裝齊全并正確引入即可避免。

（2）環境造成的誤差即使有溫壓補償也會可能產生；例如，不銹鋼廠熱帶停產期間，閘板閥關閉，理論上沒有氣體流動，由于氣溫變化使得管道兩端存在溫差，從而產生氣體流動，使得儀表檢測出數值，造成誤差，此種誤差較小，只需適當調整儀表下限切除量即可。

2.3 儀表的選型、安裝、使用造成的誤差

（1）提供給廠家的參數有誤；一般在購買儀表時需要向廠家提供管徑、溫度、壓力、介質成分、常用流量、最大流量等參數。對于介質成分，例如高爐煤氣用戶一般不會去做成分鑒定，只是根據經驗值或其它廠數值去提供給廠家，造成實際密度與設定值不同而產生誤差。常用流量和最大流量一般用戶會根據經驗值或理論值給出，而這個值可能會與實際值不符，產生超量程現象，而無法準確計量。這些誤差可以在安裝儀表后根據實際值聯系廠家重新計算統一進行調整。（2）超出儀表可信測量范圍；例如不銹鋼雙高線生產線煤氣總管是按照滿負荷生產設計的流量上限為120000Nm3/h，但實際生產時，大多數使用單線生產，實際煤氣使用上限為60000 Nm3/h，這就使得儀表在較低流量時工作，而在單爐烘爐時基本不走數，造成較大誤差。存在此類問題的儀表還有，1#燒結高煤流量計，轉爐烤包器總管流量計等，遇到此類問題可以適當縮小儀表量程，或把儀表安裝在各個分支上，當然需要增加儀表，增加費用。（3）儀表安裝位置不合理造成誤差；我廠現有儀表由多方安裝，施工隊伍水平不一，有些儀表安裝位置不滿足準確計量的條件。（4）煤氣表含水造成誤差；眾所周知煤氣中含有水分，高爐煤氣中布袋產出煤氣溫度在100°C以上，而到用戶處，基本在50°C以下，大量水蒸氣變成水，通過排水器排出，而轉爐通過水除塵，煤氣中含水量更大。我們的產氣表測量的是含有大量水分的氣體流量，而用氣表測量的是相對含水量較小的氣體流量，成分不同流量就會有誤差，這時就需要把含水量考慮進去，唐山不銹鋼廠使用的煤氣計量儀表多數是北京博思達的二次表，次表有含水量設置，根據實際情況設置含水量就能減小這部分誤差。（5）管道泄漏造成誤差；大部分水管埋在地下，常年腐蝕可能存在多處漏點，還有未經確認私自外接水管的現象，這部分水都無法計量，其它介質也存在此種現象，這就使得每天水的采購量與用戶的使用量產生誤差。

2.4 人為造成的誤差

（1）儀表故障不能及時處理造成的誤差；從儀表故障到發現問題、解決問題的時間段儀表無法正常計量造成誤差，使得一天的計量不準確。這種情況，就需要加強維修工人能力，縮短維修時間，從而降低誤差。（2）通訊網絡故障造成無法及時采數產生計量誤差；儀表運行正常，但因在24點時網絡是故障的造成所采數值與儀表數值不同造成當天計量誤差，此時可以采取用現場直接抄數代替網絡自動采集數據的方法消除誤差。（3）閥門關閉不嚴造成誤差；當閥門關閉不嚴時，管道中有少量介質流動，儀表可能測不到而顯示零，也可能由于流速過低測出數據不準造成誤差。（4）抄數時間不同造成計量誤差；大部分表數據均由現場人員報數，要求每天0點抄數，但時間上不可能正好0點，例如前一天晚上23點30分抄數，而下一次晚上0點30分抄數，則會造成一小時也就是5%左右的日累積誤差。此時需要抄數人員盡量統一抄數時間，減小誤差。

3 結語

對于計量儀表我們總是希望它能準確無誤的計量，但無論測量儀表本身如何精確，它所指示出來的測量值與真實值之間總有一定的偏差。我們無法消除所有誤差，但我們可以消除可以消除的，降低不可消除的，使儀表更加準確。上訴這些希望能為能源計量相關人員提供一些參考。

參考文獻：

[1]陳洪全，岳智.儀表工程施工手冊.化學工業出版社，2005.