能源经济学(第三版)课件第5章.ppt

1、能源经济学能源经济学第五章第五章 能源供给能源供给1目录目录5.1 能源供给的基本概念能源供给的基本概念 5.2 能源供给的主要影响因素能源供给的主要影响因素 5.3 能源供给预测能源供给预测2目录目录5.1 能源供给的基本概念能源供给的基本概念 5.2 能源供给的主要影响因素能源供给的主要影响因素 5.3 能源供给预测能源供给预测35.1 能源供给的基本概念能源供给的基本概念 p5.1.1 能源供给含义与性质能源供给含义与性质 p5.1.2 能源供给总量与能源供给结构能源供给总量与能源供给结构 p5.1.3 能源供给价格弹性能源供给价格弹性45.1.1 能源供给含义与性质能源供给含义与性质

2、p含义：含义：能源供给能源供给是指在一定时期内，能源生产部门在各种可能的是指在一定时期内，能源生产部门在各种可能的价格下，愿意并能够提供的数量。价格下，愿意并能够提供的数量。如果由于价格太低，厂商不愿意出售，即使有产品也不能如果由于价格太低，厂商不愿意出售，即使有产品也不能在市场上形成有效的供给。在市场上形成有效的供给。p性质性质 当今世界供应的主要能源为煤炭，石油，天然气等化石能当今世界供应的主要能源为煤炭，石油，天然气等化石能源，是典型的自然资源，有两方面的显著特点：源，是典型的自然资源，有两方面的显著特点：n有限性：有限性：不仅相对有限，且绝对有限不仅相对有限，且绝对有限n区域性：区域性

3、：在地球上的分布存在数量和质量上的显著差异在地球上的分布存在数量和质量上的显著差异55.1.1 能源供给含义与性质能源供给含义与性质6世界三大化石能源储量前世界三大化石能源储量前10位国家位国家5.1 能源供给的基本概念能源供给的基本概念 p5.1.1 能源供给含义与性质能源供给含义与性质 p5.1.2 能源供给总量与能源供给结构能源供给总量与能源供给结构 p5.1.3 能源供给价格弹性能源供给价格弹性75.1.2 能源供给总量与能源供给结能源供给总量与能源供给结构构 8中国能源生产总量与构成中国能源生产总量与构成 9资料来源：中国统计年鉴2018（国家统计局，2018）。中国能源产量及居世界

4、位次中国能源产量及居世界位次年份1949198019902000200220042005201020162017一次能源产量/百万吨标准煤23.7637.4 1039.2 1069.9 1383.618462290.4 3121.3 3460.43590位次13333222111煤炭产量/百万吨3262010801384.2 1550.4 2122.6 2365.1 3428.4 3410.63524位次10311111111原油产量/百万吨0.12106138.3163166.9174.5181.4203199.7191.5位次655566577天然气产量/亿立方米0.07142.71532

5、72326.640849796513791492位次122019171614766电力产量/亿千瓦时4.3300.6621.2 1355.6165421872500.3 4207.2 6133.2 6604.5位次25642222211资料来源：中国统计年鉴2018（国家统计局，2018）；BP（2019）；China Energy Databook v6.0(LBNL,2004)。11香农香农-威纳指数威纳指数【Shannon多样性指数多样性指数()】n:n:一次能源供给系统中能源品种数目一次能源供给系统中能源品种数目 :一次能源品种一次能源品种i i的供给量占一次能源供给总量的比例的供给量

6、占一次能源供给总量的比例:反映一次能源供给系统的多样性程度，反映一次能源供给系统的多样性程度，00。当只有一种能源品种时，当只有一种能源品种时，；种类增加时；种类增加时 也相应增大也相应增大能源供给的种类越多能源供给的种类越多(即即n n越大越大)，一次能源供给多样性指数越大，一次能源供给多样性指数越大种类数种类数n n一定时，一定时，值变大值变大:各种一次能源供给在所有一次能源供给中比例差距缩小；各种一次能源供给在所有一次能源供给中比例差距缩小；值变小值变小:各种一次能源供给在所有一次能源供给比例的差距扩大各种一次能源供给在所有一次能源供给比例的差距扩大,能源供给相对集中在一次能源供给的少数

7、几个品种中能源供给相对集中在一次能源供给的少数几个品种中niiiSSH1ln1iS 0iS5.1.2 能源供给总量与能源供给结能源供给总量与能源供给结构构p全球能源供给发展趋势：全球能源供给发展趋势：p 可持续发展、环境保护、能源供给成本和供给结构的变化决定可持续发展、环境保护、能源供给成本和供给结构的变化决定全球能源多样化发展的格局；未来，在发展常规能源的同时，全球能源多样化发展的格局；未来，在发展常规能源的同时，新能源和可再生能源将受到重视新能源和可再生能源将受到重视随着能源新技术进步及环保标准日益严格，能源将清洁化发展，随着能源新技术进步及环保标准日益严格，能源将清洁化发展，不仅生产过程

8、清洁化，还要生产更多更好清洁能源，进而引导不仅生产过程清洁化，还要生产更多更好清洁能源，进而引导清洁能源在能源总需求中的比例增大。清洁能源在能源总需求中的比例增大。世界各国能源加工转换效率差别很大，尤其是发展中国家能源世界各国能源加工转换效率差别很大，尤其是发展中国家能源技术效率提高的空间较大，世界各国都在积极采取措施，减少技术效率提高的空间较大，世界各国都在积极采取措施，减少浪费，提高能源利用效率浪费，提高能源利用效率随着经济发展，各国越来越难以靠本国资源满足国内需求，需随着经济发展，各国越来越难以靠本国资源满足国内需求，需要靠其他国家地区资源供应，国际能源贸易量逐渐增加，主要要靠其他国家地

9、区资源供应，国际能源贸易量逐渐增加，主要能源生产和消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中能源生产和消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中随着经济发展及市场化改革进程加快，能源利用市场化程度提随着经济发展及市场化改革进程加快，能源利用市场化程度提高，政府对其的直接干涉行为减少而服务作用增大，在完善能高，政府对其的直接干涉行为减少而服务作用增大，在完善能源法律并提供良好能源市场环境方面，政府将发挥更大作用。源法律并提供良好能源市场环境方面，政府将发挥更大作用。5.1 能源供给的基本概念能源供给的基本概念 p5.1.1 能源供给含义与性质能源供给含义与性质 p5.1.2 能源供给总量与能

10、源供给结构能源供给总量与能源供给结构p5.1.3 能源供给价格弹性能源供给价格弹性 135.1.3 能源供给价格弹性能源供给价格弹性14155.1.3能源市场均衡分析能源市场均衡分析 能源供给价格弹性公式能源供给价格弹性公式 :能源供给绝对量能源供给绝对量 :能源供给变动量能源供给变动量 :能源价格绝对量能源价格绝对量 :能源价格变动量能源价格变动量 按照供给法则，供给量与市场价格正向变动，按照供给法则，供给量与市场价格正向变动，即能源供给即能源供给价格弹性与一般产品供给价格弹性一样，一般为正值。价格弹性与一般产品供给价格弹性一样，一般为正值。/sssspsQQQPEP PPQsQsQPP:0

11、limssspPssQdQPPEPQdPQ 5.1.3 能源供给价格弹性能源供给价格弹性短期一般较小：短期一般较小：能源产业投资大，周期长，总量和结构难以做出大的调整。长期相对较大：长期相对较大：能源价格持续偏高会刺激投资供给，能效提高和能源替代，故长期能源供给总量和结构会增加。图图1 能源供给的瞬时，短期、长期价格弹性能源供给的瞬时，短期、长期价格弹性 图图2 弹性对均衡的影响弹性对均衡的影响供求关系小幅度的失衡导致较大的价格波动幅度，即图2中，QP。1.能源供给价格弹性一般较小能源供给价格弹性一般较小 a.调整产量的难度较大 b.化石能源产品还受到储量的限制2.供给价格弹性供给价格弹性需求

12、价格弹性（一般情况下）需求价格弹性（一般情况下）175.1.3 能源供给价格弹性能源供给价格弹性能源生产弹性系数能源生产弹性系数(能源产量增长速度相对于国民经济增长速度的比值能源产量增长速度相对于国民经济增长速度的比值):):1:1:1:能源生产增速快于经济增长的速度；能源生产增速快于经济增长的速度；=1:=1:表明能源生产增速与经济增速同步。表明能源生产增速与经济增速同步。电力生产弹性系数电力生产弹性系数:电力生产总量年平均增长速度与国民经济年平均增长速度之比电力生产总量年平均增长速度与国民经济年平均增长速度之比能源生产弹性系数能源生产弹性系数=能源生产总量年平均增长速度国民经济年平均增长速

13、度 目录目录5.1 能源供给的基本概念能源供给的基本概念 5.2 能源供给的主要影响因素能源供给的主要影响因素 5.3 能源供给预测能源供给预测185.2 能源供给的主要影响因素能源供给的主要影响因素19能源供给能源供给1、资源禀赋资源禀赋一国或一地区各一国或一地区各种资源的储量种资源的储量2、能源价格能源价格3、能源投资能源投资5.2 能源供给的主要影响因素能源供给的主要影响因素p5.2.1 资源禀赋资源禀赋p5.2.2能源价格能源价格p5.2.3能源投资能源投资20215.2.1资源禀赋资源禀赋资源禀赋资源禀赋指的是一国或指的是一国或地区各种资源地区各种资源的储量的储量在很大程度上在很大程

14、度上决定了这个国决定了这个国家能源供给总家能源供给总量和供给结构量和供给结构是影响能源供是影响能源供给最主要的因给最主要的因素素受技术、资金、受技术、资金、人力、地质等人力、地质等因素的制约，因素的制约，是一个逐步发是一个逐步发现的过程现的过程p5.2.1.1 世界石油资源探明可采储量及分布世界石油资源探明可采储量及分布p5.2.1.2 世界天然气资源探明可采储量及分布世界天然气资源探明可采储量及分布p5.2.1.3 世界煤炭资源探明可采储量及分布世界煤炭资源探明可采储量及分布p5.2.1.4 世界可再生能源储量世界可再生能源储量225.2.1资源禀赋资源禀赋5.2.1.1 世界石油资源探明可

15、采储量及分布世界石油资源探明可采储量及分布资料来源：BP（2018）。p5.2.1.1 世界石油资源探明可采储量及分布世界石油资源探明可采储量及分布p5.2.1.2 世界天然气资源探明可采储量及分布世界天然气资源探明可采储量及分布p5.2.1.3 世界煤炭资源探明可采储量及分布世界煤炭资源探明可采储量及分布p5.2.1.4 世界可再生能源储量世界可再生能源储量245.2.1资源禀赋资源禀赋5.2.1.2 世界天然气资源探明可采储量及分世界天然气资源探明可采储量及分布布资料来源：BP（2018）。p5.2.1.1 世界石油资源探明可采储量及分布世界石油资源探明可采储量及分布p5.2.1.2 世界

16、天然气资源探明可采储量及分布世界天然气资源探明可采储量及分布p5.2.1.3 世界煤炭资源探明可采储量及分布世界煤炭资源探明可采储量及分布p5.2.1.4 世界可再生能源储量世界可再生能源储量265.2.1资源禀赋资源禀赋5.2.1.3 世界煤炭资源探明可采储量及分布世界煤炭资源探明可采储量及分布国家美国俄罗斯中国印度澳大利亚世界探明储量（亿吨）2502160413881014147410548占世界份额(%)23.715.213.29.614.0100储采比36536438132304132资料来源：BP（2019）。储采比又称回采率或回采比，是反映化石能源供给的一个重要的相对指标。国际通行

17、的计算公式为：R/P，其中R为上年末能源资源储量，P为上年产量。285.2.1.3 世界煤炭资源探明可采储量及分布世界煤炭资源探明可采储量及分布储采比储采比：反映化石能源供给反映化石能源供给重要的重要的相对指标相对指标国际通行计算公式国际通行计算公式=R/PR：上年末能源资源储量上年末能源资源储量P：上年产量上年产量 含义含义:如果产量维持在目前水平，这些储量还可如果产量维持在目前水平，这些储量还可开采多少年开采多少年p5.2.1.1 世界石油资源探明可采储量及分布世界石油资源探明可采储量及分布p5.2.1.2 世界天然气资源探明可采储量及分布世界天然气资源探明可采储量及分布p5.2.1.3

18、世界煤炭资源探明可采储量及分布世界煤炭资源探明可采储量及分布p5.2.1.4 世界可再生能源储量世界可再生能源储量295.2.1资源禀赋资源禀赋5.2.1.4 世界可再生能源储量世界可再生能源储量p化石能源的可耗竭性，以及燃烧带来的负面效应，化石能源的可耗竭性，以及燃烧带来的负面效应，各国都致力于发展可再生能源各国都致力于发展可再生能源太阳能储量太阳能储量 1 1千瓦时千瓦时/平平方米方米可开发生物可开发生物质能质能 65亿亿吨标准煤吨标准煤技术可开发水技术可开发水能资源能资源 6.96万万亿千瓦时亿千瓦时技术可开发技术可开发风能资源风能资源 96亿千瓦时亿千瓦时技术可开发地技术可开发地热资源

19、热资源 500亿吨标准煤亿吨标准煤p除水能外，风能和太阳能除水能外，风能和太阳能发展迅猛，以德国和丹麦发展迅猛，以德国和丹麦最为突出最为突出5.2 能源供给的主要影响因素能源供给的主要影响因素p5.2.1 资源禀赋资源禀赋p5.2.2能源价格能源价格p5.2.3能源投资能源投资315.2.2能源价格：能源价格：OPEC剩余产能与原油价格剩余产能与原油价格数据来源：EIA(2019)5.2 能源供给的主要影响因素能源供给的主要影响因素p5.2.1 资源禀赋资源禀赋p5.2.2能源价格能源价格p5.2.3能源投资能源投资3334 能源投资能源投资对能源供给对能源供给的影响的影响 能源投资能源投资能

20、源能否稳定、经济、清洁供给的根本保障能源供给物质体系形成的基础能源研发投资能源研发投资推动能源技术进步的主要因素 5.2.3能源投资能源投资5.2.3能源投资能源投资p能源投资能源投资对能源供给的影响对能源供给的影响体现在体现在两个方面两个方面：355.2.3能源投资能源投资p能源投资决策能源投资决策中注意中注意四点四点：36目录目录5.1 能源供给的基本概念能源供给的基本概念 5.2 能源供给的主要影响因素能源供给的主要影响因素 5.3 能源供给预测能源供给预测375.3 能源供给预测能源供给预测p5.3.1能源供给的趋势预测法能源供给的趋势预测法 p5.3.2能源供给的系统动力学预测法能源

21、供给的系统动力学预测法 p5.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供给预测法 5.3.1能源供给的趋势预测法能源供给的趋势预测法 39 能源供给的能源供给的趋势预测法趋势预测法 灰色预测模型灰色预测模型所需历史数据相对较少，使用灵活方便而得到广泛应用灰色系统理论灰色系统理论无规离散时空数列是潜的有规序列的一种表现，广泛的应用于能源预测随机过程视为灰色过程随机量视为灰色量GM(1,1)最基本、最主要的灰色预测模型5.3.1能源供给的趋势预测法能源供给的趋势预测法 p对原始时间序列对原始时间序列 作一次累加生成作一次累加生成,得得 ，其中其中 p构造一构造一阶常微分方程阶常微分方程 解得预

22、测模型解得预测模型：其中其中 a a为发展灰数为发展灰数 b b为内生控制灰数为内生控制灰数 nkki,2,1,(i)x(k)x1(0)(1)abeabak(1)x1)(kx(1)(1)baxdkdx)1()1(1)x(k)(0)x(k)5.3.1能源供给的趋势预测法能源供给的趋势预测法 p用最小二乘法估计参数用最小二乘法估计参数a a,b b，得其向量形式：，得其向量形式：其中：其中：1)()1(211)3()2(211)2()1(21)1()1()1()1()1()1(nxnxxxxxBTnnxxxy)(,),3(),2()0()0()0(nTTyBBBba1)(5.3.1能源供给的趋势预

23、测法能源供给的趋势预测法 p当当k=1,2,k=1,2,，n-1n-1时，算得的数据为拟合值；时，算得的数据为拟合值；p当当knkn时，计算出预测值。时，计算出预测值。p然后用累减运算还原，即然后用累减运算还原，即:1,2,1,ab-(1)xe-(1(k)x1)(k1)(kxak-(1)a(1)(1)(0)nkx5.3.1能源供给的趋势预测法能源供给的趋势预测法 例：例：以中国以中国1991-20081991-2008年能源产量数据为原始序列，建年能源产量数据为原始序列，建立立GM(1,1)GM(1,1)模型，对我国未来能源产量进行预测模型，对我国未来能源产量进行预测5.3.1能源供给的趋势预

24、测法能源供给的趋势预测法 445.3.1能源供给的趋势预测法：能源供给的趋势预测法：GM(1,1)模型拟合结果模型拟合结果455.3.1能源供给的趋势预测法：能源供给的趋势预测法：GM(1,1)预测结果预测结果465.3 能源供给预测能源供给预测p5.3.1能源供给的趋势预测法能源供给的趋势预测法 p5.3.2能源供给的系统动力学预测法能源供给的系统动力学预测法 p5.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供给预测法 5.3.2能源供给的系统动力学预测法能源供给的系统动力学预测法p5.3.2.1 系统动力学模型系统动力学模型p5.3.2.2 案例分析：中国煤炭供应能力的系统动力学预测模型

25、案例分析：中国煤炭供应能力的系统动力学预测模型485.3.2.1 系统动力学模型系统动力学模型49系统动力学模型系统动力学模型(System Dynamics，SD)综合考虑能源资源、能源需求、能源综合考虑能源资源、能源需求、能源运输、能源投资、生态环境等因素运输、能源投资、生态环境等因素是结构、功能、历史的方法的统一是结构、功能、历史的方法的统一基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓着重于描述系统的结构结构仿真模型，着重于描述系统的结构结构仿真模型，强调系统发展中的行为和发展趋势强调系统发展中的行为和发展趋势5.3.2.1 系统动力学模型系统动力学模型p

26、建模步骤建模步骤：505.3.2能源供给的系统动力学预测法能源供给的系统动力学预测法p5.3.2.1 系统动力学模型系统动力学模型p5.3.2.2 案例分析：中国煤炭供应能力的系统动力学预测模型案例分析：中国煤炭供应能力的系统动力学预测模型515.3.2.2 案例分析：案例分析：煤炭供应系统流图煤炭供应系统流图535.3.2.2 案例分析：案例分析：中国煤炭供应能力的系统动力学预测模型中国煤炭供应能力的系统动力学预测模型545.3.2.2 案例分析：案例分析：中国煤炭供应能力的系统动力学预测模型中国煤炭供应能力的系统动力学预测模型555.3.2.2 案例分析：案例分析：系统变量说明系统变量说明

27、5.3 能源供给预测能源供给预测p5.3.1能源供给的趋势预测法能源供给的趋势预测法p5.3.2能源供给的系统动力学预测法能源供给的系统动力学预测法 p5.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供给预测法 5.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供给预测法57基于能源储量的基于能源储量的供给预测法供给预测法考虑市场结构考虑市场结构市场非完全竞争市场非完全竞争 完全竞争市场完全竞争市场 石油峰值理论石油峰值理论5.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供给预测法585.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供给预测法595.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供

28、给预测法5.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供给预测法5.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供给预测法5.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供给预测法5.3.3基于能源储量的供给预测法基于能源储量的供给预测法5.3.3基于能源储量的供给预测法：基于能源储量的供给预测法：世界石油产量峰值预测世界石油产量峰值预测本章小结本章小结p能源供给的能源供给的绝对稀缺性绝对稀缺性,能源资源能源资源分布的地缘性分布的地缘性，使能源供给与需求相比始终处于短边，使能源供给与需求相比始终处于短边，成为提高成为提高能源资源配置能源资源配置的一大的一大障碍障碍p能源供给不仅存在能源供给不

29、仅存在总量困扰总量困扰，从长期来看从长期来看供给结构供给结构更是亟待更是亟待优化调整优化调整p能源供给的能源供给的价格弹性较小价格弹性较小，价格对能源供给的价格对能源供给的市场调节能力有限市场调节能力有限,且存在明显的且存在明显的滞后期滞后期 故能源产业的投资发展必须具有故能源产业的投资发展必须具有前瞻性前瞻性。p能源供给能源供给预测方法预测方法 1)基于历史数据的趋势外推基于历史数据的趋势外推 灰色预测模型灰色预测模型，时间序列建模时间序列建模，神经网络神经网络，系统动力学模型系统动力学模型 2)石油峰值论石油峰值论 本章小结本章小结能源供给能源供给67稀缺性稀缺性 能源供给的能源供给的绝对

30、稀缺性绝对稀缺性 能源资源能源资源分布的地缘性分布的地缘性 使能源供给与需求相比始终处于短边，成为提高使能源供给与需求相比始终处于短边，成为提高能源资源配置能源资源配置的一大的一大障碍障碍。结构调整结构调整 能源供给不仅存在能源供给不仅存在总量困扰总量困扰，从长期来看，从长期来看供给结构供给结构更是亟待更是亟待优化调整优化调整。价格弹性价格弹性 能源供给的能源供给的价格弹性较小价格弹性较小 价格对能源供给的价格对能源供给的市场调节能力有限市场调节能力有限，且存在明显的，且存在明显的滞后期滞后期，故能源产业的投资发展必须具有故能源产业的投资发展必须具有前瞻性前瞻性。预测方法预测方法 基于历史数据

31、的趋势外推基于历史数据的趋势外推 灰色预测模型灰色预测模型，时间序列建模时间序列建模，神经网络神经网络，系统动力学模型系统动力学模型 石油峰值论石油峰值论思考题思考题p化石能源与一般产品供给的主要区别是什么？化石能源与一般产品供给的主要区别是什么？p如何反映能源供给多样性？为什么要提高能源供给多样性？如何反映能源供给多样性？为什么要提高能源供给多样性？p你认为能源供给的主要影响因素有哪些？它们如何影响能源你认为能源供给的主要影响因素有哪些？它们如何影响能源供给？供给？p你是如何看待你是如何看待“石油峰值论石油峰值论”的？的？68p“碳化说碳化说”（门捷列夫，（门捷列夫，18761876年）年）

32、p 宇宙成因说（索科洛夫，宇宙成因说（索科洛夫，18891889年）年）碳氢化合物是宇宙固有的，随后地球冷却被吸附凝结于地壳上部，沿断裂上升形成油气藏p 岩浆说（库德梁采夫，岩浆说（库德梁采夫，2020世纪世纪5050年代）年代）地球深处存在C、H、O、S、N等元素，由其到地表可依次形成甲炔基、亚甲炔基、甲基化合物和甲烷等活性基团，加氢可生成从甲烷开始的各种碳氢化合物及一些复杂的含氮化合物p 高温生油说（切卡留克，高温生油说（切卡留克，19711971年）年）实验发现一些矿物在高温高压下可分离出甲烷、乙烷，故认为地壳中的油气是上地幔中的 氧化铁与水反映所得p 非生物源非生物源“地球深处地球深处

33、”说（高尔德，说（高尔德，1977 1977 年）年）69拓展阅读：石油无机成因说拓展阅读：石油无机成因说-源起源起拓展阅读：石油无机成因说拓展阅读：石油无机成因说-发展发展70p理论缺陷：理论缺陷：1.1.无法解释为何世界上无法解释为何世界上90%90%以上的石油都埋藏在沉积岩中以上的石油都埋藏在沉积岩中2.2.无法解释为何石油具有只有生物有机质才有的旋光性、生物无法解释为何石油具有只有生物有机质才有的旋光性、生物标志化合物标志化合物3.3.实验室合成生成的仅是一些烃分子，远不是代表油气本身的实验室合成生成的仅是一些烃分子，远不是代表油气本身的复杂混合物复杂混合物71拓展阅读拓展阅读：石油无机成因说：石油无机成因说-理论缺陷理论缺陷