能源是国家繁荣和经济可持续发展的基础和支撑[1]，经济的发展往往与能源需求的上升呈正相关关系[2]。

煤炭是我国的主导能源，也是重要的工业原料。过去几十年经济发展的实践表明，我国国民经济与煤炭发展之间始终保持着一种唇齿相依的依赖关系[3]。自改革开放以来，煤炭支撑了国内生产总值实现年均9%以上的速度增长。2018年全国煤炭消费总量27.4亿t标准煤，占全国一次能源消费总量的59%[4]。当前，我国能源发展正处于油气替代煤炭、非化石能源替代化石能源的双重更替期，新能源和可再生能源对化石能源，特别是对煤炭的增量替代效应明显。但煤炭在我国经济发展中的战略地位依旧不可动摇[5-6]。未来我国经济仍将保持高质量发展的新常态增长，进一步深入研究未来的能源消费需求，研判煤炭在能源结构中的占比，对制定能源尤其是煤炭战略规划提供科学依据，为我国全面建成小康社会、实现“两个百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦提供能源保障。

国内学者对我国能源消费需求、煤炭消费需求预测研究较多[7]，研究方法一是基于煤炭影响因素的分析方法，例如能源消费弹性系数法和情景分析法。郭云涛[8],李德波等[9]，王妍等[10]采用能源消费弹性系数法对中国2010年和2020年的煤炭需求量进行了预侧。张宏等[11]采用情景分析法对2010年和2020年中国煤炭需求进行了情景分析和预测。二是基于煤炭需求序列的分析预测，例如时间序列法、BP神经网络模型法和灰色预测模型法。王立杰等[12]运用灰色系统理论，建立了煤炭消费量的灰色预测模型并利用该模型对2000—2010年中国煤炭消费量进行了预测。荆全忠等[13]使用灰色系统理论建立了煤炭需求预测模型。林伯强等[2]采用协整技术的分析方法研究了中国的煤炭需求问题，估算了中国长期收入弹性、长期价格弹性、长期经济结构弹性和长期运输成本弹性。

虽然现有研究方法多样，但大多为仅从煤炭单一角度进行直接预测，鲜有从整个能源消费总量出发，考虑石油、天然气、非化石能源发展趋势，得出煤炭消费需求。且近5 a来对我国未来尤其是2025年能源消费、煤炭消费需求预测的研究较少。

笔者在借鉴相关学者研究成果的基础上，采用能源消费弹性系数法预测2025年我国能源消费需求。将能源消费弹性系数分解为各分能源增量贡献值，并采用贡献值法和情景分析法预测2025年我国石油、天然气、非化石能源的消费需求，进而得出2025年我国煤炭消费需求。

1 中国经济发展现状分析及预测

新常态下，中国经济增长速度从高速转向中高速，发展方式从规模速度型转向质量效率型，经济结构调整从增量扩能为主转向调整存量、做优增量并举，发展动力从主要依靠资源和低成本劳动力等要素投入转向创新驱动，科技对经济增长动力转型的推动作用将不断加强[14]。根据中国经济发展特点，将中国过去、现在和未来共25 a的经济发展分为3个阶段进行分析和预测。第1阶段(2000—2011年)和第2阶段(2012—2018年)为过去和现状分析，第3阶段(2019—2025年)为对未来的预测。

1.1 规模速度型阶段(2000—2011年)

2000—2011年，中国工业化进程加快，经济发展速度快速增长，该阶段中国国内生产总值(GDP)年增速一直保持在8%以上，远高于世界经济发展水平，最高时为2007年的14.2%(图1,表1)，发展特点为规模速度型。

1.2 中高速增长阶段(2012—2018年)

随着世界经济已由金融危机前的快速发展期进入深度转型调整期，中国逐步进入经济发展新常态，经济增长速度从高速转向中高速，GDP增速由2012年的7.9%下降至2018年的6.6%(表2,图1)，经济发展从规模速度型，转向更多关注提高经济发展质量和发展效益。

表2 2012—2018年中国国内生产总值(GDP)变化(国家统计局[15-16])
Table 2 Changes of China’s gross domestic product (GDP) from 2012 to 2018 (According to National Bureau of Statistics[15-16])

1.3 质量效率型增长阶段(2019—2025年)

党的十八大提出，加快完善社会主义市场经济体制和加快转变经济发展方式，把推动发展的立足点转到提高质量和效益上来。十九大报告提出“建设现代化经济体系”，必须坚持质量第一、效益优先。中国经济增长将进入质量效率型增长阶段。

2019年政府工作报告提出，2019年GDP增长预期目标6%～6.5%。世界银行、中国石油经济技术研究院等相关机构及专家预测:未来10 a(至少5～6 a内)中国GDP增速为6%左右。预测2025年中国GDP增速为6%(图1)，进入质量效益型的高质量发展阶段。

2 能源消费总量分析及预测

对能源需求分析和预测有多种方法。能源消费弹性系数预测方法来源于经济学中表示两个变量之间变动敏感程度的“弹性”概念，是反映能源消费与经济发展定量关系的国际通用指标，是预测能源消费总量的重要方法[17-18]。国内外能源消费总量与经济增长具有明显的相关性，国外工业化进程中的能源消费总量及经济发展相关性对中国现阶段及未来一段时间的发展具有借鉴和参考意义。本文根据中国经济发展的3个阶段，采用能源消费弹性系数法，对中国能源消费总量进行分析和预测。

2.1 第1阶段(2000—2011年)更多依靠高耗能重工业的粗放发展

该阶段分为2个时段:前一时段为2000—2007年，经历1997—1998年的亚洲金融危机之后，中国经济逐步恢复并快速发展，能源消费需求大幅增加，从2000年的14.7亿t标准煤增长至2007的31.1亿t标准煤，年均增长率为11.3%;后一时段为2008—2011年，能源消费需求增速放缓，从2008年的32.1亿t标准煤增长至2011的38.7亿t标准煤，年均增长率为6.5%。该阶段的能源消费粗放发展，对生态环境的影响逐步显现。化石能源占比一直维持在90%以上，其中煤炭从10亿t增至27亿t标准煤，占比由68.5%提高到70.2%(表3，图2)。

表3 2000—2011年中国能源消费及结构变化(国家统计局[19] )
Table 3 Changes of energy consumption and structure in China from 2000 to 2011 (According to National Bureau of Statistics[19] )

总体上，该阶段能源消费弹性系数呈大幅波动态势，但均在0.5以上(2008年受国际金融危机影响，能源消费弹性系数为0.3，作为异常点考虑)，均值达到0.91(接近1)，该阶段中国经济的发展主要依靠耗能高的重工业的发展(表4，图3)。

从分能源弹性系数看，煤炭消费弹性系数的变化趋势与能源消费弹性系数变化趋势一致，基本在0.5以上，波动范围0.16～1.91，均值0.86;石油消费弹性系数波动范围与能源和煤炭相比较小，均值0.66;天然气消费弹性系数呈波动向上趋势，均值1.62;非化石能源消费弹性系数的变化波动范围最大(-0.43～3.45)，均值1.27(表5,图4)。

表4 2000—2011年我国能源消费弹性系数变化(国家统计局[20] )
Table 4 Changes of the elasticity coefficient of energy consumption in China from 2000 to 2011 (According to National Bureau of Statistics[20] )

2.2 第2阶段(2012—2018年)粗放发展向高质量发展过渡阶段

随着中国经济发展进入新阶段，能源生产结构更多元、更合理，能源消费更清洁、更集约，由粗放发展向高质量发展过渡。科技创新对能源结构优化的推动作用显著增强，能源清洁利用水平不断提高，非化石能源对煤炭的替代作用加强，节能降耗不断推进。2018年中国单位GDP能耗比2012年降低30.9%，年均下降6%，使中国该阶段的能源消费总量增速放缓，从2012年的40.2亿t标准煤增长至2018的46.4亿t标准煤，年均增长率从第1阶段的9%降为2.4%。化石能源占比由90%以上稳步下降至85%左右，其中煤炭占比下降到59%(表6,图2)。

该阶段能源消费与GDP相关性降低，中国开始逐渐进入工业化后期，在科技进步的推动下，能源利用技术水平不断提高，能源消费结构不断优化，能源消费弹性系数均小于0.5(2015年，受世界经济整体下行时期影响，该年的能源消费弹性系数为0.14，为异常点)，均值为0.40(表7,图2)，接近发达国家工业化后期的初期水平。

与第1阶段相比，煤炭消费弹性系数大幅下降，均值降到0.01;石油消费弹性系数相对稳定，均值为0.61;天然气消费弹性系数波动范围加大，均值基本保持不变;非化石能源消费弹性系数波动范围变小，均值1.49比第1阶段略有上升(表8，图4)。

表6 2012—2018年中国能源消费及结构变化(国家统计局[19])
Table 6 Changes of energy consumption and structure in China from 2012 to 2018 (According to National Bureau of Statistics[19])

表7 2012—2018年我国能源消费弹性系数变化(国家统计局[20])
Table 7 Changes of elasticity coefficient of energy consumption in China from 2012 to 2018(According to National Bureau of Statistics[20])

表8 2012—2018年各分能源消费弹性系数变化
Table 8 Changes of elasticity coefficient of individual sub-energy consumption from 2012 to 2018

2.3 第3阶段(2019—2025年)新常态高质量发展阶段

一般来讲，进入工业化中后期，由于生产力的发展和科学技术的进步，产业结构和技术结构随之变化，原来耗能多的比重相对下降，同时能源利用率普遍提高，能源消费弹性系数回落速度加快[21]。中国开始步入工业化后期，随着2020年后开启全面建设社会主义现代化国家新征程，中国将从高速度工业化向高质量工业化转变，能源消费弹性系数将保持较低水平。

从第1阶段到第2阶段，中国能源消费弹性系数逐步下降，均值降幅近60%;近两年基于中国经济和能源利用水平高质量发展和经济恢复性增长等因素，能源消费弹性系数保持在0.4～0.5。参考国外发达国家工业化后期能源消费弹性系数水平，综合考虑未来中国经济增长态势、科技发展水平和能源需求发展趋势，预测2019—2025年中国能源消费弹性系数0.40～0.45(图3)。

采用弹性系数法预测能源消费总量，以2018年为基准年，2018年我国能源消费总量为46.4亿t标准煤。

预测期(2019—2025年)内GDP增速为6%，能源消费弹性系数分别取0.40和0.45，则2025年能源消费需求为55～56亿t标准煤(表9)。

表9 弹性系数法预测2025年中国能源消费需求
Table 9 Energy consumption demand of China in 2025 predicted by the elasticity coefficient method

3 分能源消费分析及需求预测

3.1 分能源增量贡献值预测方法

根据以上分析，能源消费弹性系数法对能源消费总量的预测相对可靠，但应用到对各分能源消费分析和需求预测时，规律性不明显(图4)，误差较大;这是因为煤炭、石油、天然气、非化石能源等分能源的消费需求不仅与宏观经济发展相关，还与能源消费总量变化相关，也与这些能源发展之间的相互影响有关，因此本文提出了分能源增量贡献值(CVSI)的概念，建立分能源需求预测模型和计算方法，对2019—2025年分能源需求进行预测。

分能源增量贡献值的含义是各分能源需求增量对能源消费弹性系数的贡献，指各分能源需求增量在当年能源消费总量增量的占比与能源消费弹性系数的乘积(式(1))，各分能源增量贡献值之和为能源消费弹性系数。

其中，Ci为各分能源增量贡献值;ΔEi为各分能源消费增量(其中ΔEc为煤炭消费增量;ΔE0为石油消费增量;ΔEg为天然气消费增量;ΔEnf为非化石能源消费增量);ΔE为能源消费总量增量;e为能源消费弹性系数。能源消费量总量增量及各分能源消费增量根据国家统计局数据整理，能源消费弹性系数为国家统计局公布数据。

3.2 分能源增量贡献值分析及预测

根据分能源贡献值理论、模型及测算方法，分析2000—2018年分能源增量贡献值现状，对2019—2025年分能源增量贡献值及消费量进行预测。

3.2.1 第1阶段(2000—2011年)煤炭增量贡献值远高于其他能源

该阶段为粗放发展阶段，煤炭增量贡献值与能源消费弹性系数的变化趋势一致，均值0.6，是其他能源增量贡献值均值之和的2倍以上;与煤炭相比，其它能源增量贡献值较小且基本稳定。石油增量贡献值均值0.13，天然气增量贡献值基本在0.04左右;非化石能源增量贡献值均值为0.09(图5,表10)。

3.2.2 第2阶段(2012—2018年)煤炭增量贡献值显著下降

该阶段为向高质量发展过渡阶段，煤炭增量贡献值快速下降，且明显低于其他能源增量贡献值，非化石能源和天然气的增量贡献值快速上升，石油增量贡献值保持稳定。与第1阶段相比，煤炭增量贡献值大幅下降，均值降为0.01;石油增量贡献值均值稳定在0.11;天然气增量贡献值均值0.09，增幅一倍多;非化石能源增量贡献值均值达到0.16，增幅一半以上(表11,图5)。

表10 2000—2011年分能源增量贡献值变化
Table 10 Changes of contribution values of sub-energy increments from 2000—2011

表11 2012—2018年分能源增量贡献值变化
Table 11 Changes of contribution values of sub-energy increments from 2012—2018

3.2.3 第3阶段(2019—2025年)分能源增量贡献值预测

(1)非煤能源增量贡献值预测

充分考虑未来世界发展趋势，中国经济发展特点以及各能源发展态势、科技进步等因素，预测非化石能源、石油、天然气等各能源增量贡献值及消费需求。

石油增量贡献值基本保持稳定，尤其是近7 a来一直保持在0.1左右，预测未来一段时期，石油增量贡献值基本保持不变，2025年贡献值仍将维持在0.1左右。

天然气增量贡献值增幅较大，预测未来天然气增量贡献值仍有上浮空间，根据移动平均法预测2025年天然气增量贡献值为0.11～0.13。

非化石能源增量贡献值保持稳步上升态势，根据2030年前能源相关技术发生革命性突破可能性较低的判断以及中国将继续支持非化石能源的发展预测，2025年非化石能源增量贡献值仍继续增长，但不会有突破性跨越。根据移动平均法预测2025年非化石能源增量贡献值为0.15～0.16。

(2)煤炭增量贡献值预测

煤炭增量贡献值受能源消费总量需求变化和其它能源发展的影响较大，同时，煤炭又是中国的基础能源，为保障和支撑国家经济发展对能源总量的需求，充分考虑石油天然气发展态势以及非化石能源发展潜力，预测煤炭的增量贡献值。考虑总能源消费弹性系数的变化以及石油、天然气、非化石能源等增量贡献值对煤炭贡献值的最大和最小影响，设置两个情景预测2025年煤炭增量贡献值(表12)。

表12 不同情景下2025年各分能源增量贡献值预测
Table 12 Prediction of the contribution values of individual sub-energy increment in 2025 under different scenarios

煤炭增量贡献值=能源消费弹性系数-其他

能源(石油、天然气、非化石)增量贡献值

(2)

情景1:能源消费弹性系数最大、其他能源增量贡献值最小时，得到煤炭增量贡献值的最大值。

情景2:能源消费弹性系数最小、其他能源增量贡献值最大时，得到煤炭增量贡献值的最小值。

3.3 中国分能源消费分析及需求预测

根据上述分析以及3.2.3节中设定的情景，对中国分能源消费和需求进行分析和预测。

3.3.1 非化石能源发展及需求预测

(1)非化石能源发展分析

2000—2018年，中国非化石能源需求基本保持稳定快速增长(图6(a))，尤其是2007年以来，中国相继出台了《可再生能源中长期发展规划》《可再生能源发展“十一五”规划》《可再生能源发展“十三五”规划》等政策文件支持非化石能源发展，加大对水电、风电及光伏发电产业补贴支持。中国的非化石能源消费规模由2000年的1.1亿t标准煤增长至2018年6.6亿t标准煤，增长5倍，明显高于同时期的美国、英国等国家非化石能发展速度以及全球平均发展速度(表13)。中国非化石能源的快速发展大幅提高了对煤的替代作用，2000—2018年，非化石能源在能源消费总量中的占比由7.3%提高到14.3%。

(2)不同情景下中国非化石能源需求预测

情景1:2025年，能源消费弹性系数0.45，非化石能源增量贡献值0.15，则2025年非化石能源消费需求为9.8亿t标准煤，占能源消费总量17.5%。

情景2:2025年，能源消费弹性系数0.4，非化石能源增量贡献值0.16，则2025年非化石能源消费需求为10亿t标准煤，占能源消费总量18.2%(表14)。

综合分析不同情景测算结果，2025年非化石能源需求约为10亿t标准煤，占能源消费总量的18%。

表14 不同情景下2025年中国能源需求预测
Table 14 Prediction of energy demand in China in 2025 under different scenarios

3.3.2 中国石油天然气消费分析及预测

(1)中国石油天然气能源消费现状

2000—2018年，中国石油消费量保持稳定增长(图6(b))，由2000年的3.2亿t标准煤增至2018年的8.8亿t标准煤，增长1倍多。而天然气消费量增速非常快，由2000年的0.3亿t标准煤增至2018年的3.6亿t标准煤，增长10倍多(图6(c))。

(2)不同情景下中国石油天然气能源消费预测

情景1:2025年，能源消费弹性系数0.45，石油增量贡献值为0.1，天然气的增量贡献值为0.11，则2025年石油消费为11亿t标准煤，天然气消费6亿t标准煤，分别占能源消费总量的19.5%,10.6%。

情景2:2025年，能源消费弹性系数0.4，石油增量贡献值为0.1，天然气增量贡献值为0.13，则2025年石油消费11亿t标准煤，天然气消费6.3亿t标准煤，分别占能源消费总量的19.9%,11.5%(表14)。

综合分析不同情景测算结果，2025年石油消费需求约为11亿t标准煤左右，占能源消费总量的20%;2025年天然气消费需求约为6亿t标准煤左右，占能源消费总量的11%。

3.3.3 中国煤炭消费分析及需求预测

(1)中国煤炭消费现状分析

2000—2018年，中国煤炭消费量总体保持稳定增长(图6(d))，尤其是第1阶段，煤炭消费增速较快，由2000年的10亿t标准煤增至2011年的27亿t标准煤。随后煤炭消费量增速下降，甚至在2014—2016年连续3 a出现负增长，2017—2018年又恢复正增长。

(2)不同情景下中国煤炭消费需求预测

情景1:2025年，能源消费弹性系数0.45，煤炭增量贡献值0.09，则2025年煤炭消费需求为29.3亿t标准煤，占能源消费总量52.4%。

情景2:2025年，能源消费弹性系数0.4，煤炭增量贡献值0.01，则2025年煤炭消费需求为27.6亿t标准煤，占能源消费总量50.4%(表14)。

综合分析不同情景测算结果，2025年煤炭消费需求为28亿～29亿t标准煤，占能源消费总量的50%～52%。

3.3.4 中国能源消费结构趋势分析

随着我国经济迈向高质量发展，未来几年我国GDP增速仍在6%左右。城镇化的逐步推进、人民对美好生活的愿望仍会导致我国能源需求总量逐步增长，由2018年的46.4亿t标准煤增长至2025年的55亿～56亿t标准煤。在能源结构优化、产业结构调整、科技进步、非化石能源发展等因素影响下，煤炭消费比例稳步下降，由2018年的59%下降至2025年的50%～52%,但煤炭的基础能源地位不变，煤炭需求总量保持稳定(表15,图7)。

表15 中国能源消费结构预测
Table 15 Structure change of energy consumption in China亿t标准煤

注:括号内数字为该能源在能源总量的占比。

4 结 论

(1)系统分析了近20 a中国经济发展、能源消费、能源弹性系数等变化情况，将我国经济发展划分为规模速度型、中高速增长、质量效率型增长3个阶段;我国能源消费经历了更多依靠高耗能重工业的粗放发展、粗放发展向高质量发展过渡、新常态高质量发展3个阶段。

(2)采用弹性系数法预测了2025年中国能源消费总需求为55亿～56亿t标准煤。

(3)提出了分能源增量贡献值(CVSI)的概念，并采用分能源增量贡献值法测算了2025年煤炭、石油、天然气、非化石能源消费需求分别为28亿～29亿t标准煤、11亿t标准煤、6亿t标准煤、10亿t标准煤，分别占能源消费总量的50%～52%,20%,11%,18%。

(4)在政府努力和市场机制调节下，中国经济已全面转型发展，未来5 a中国的能源结构将进一步优化，煤炭占比持续下降，由2018年59%下降到2025年50%左右;充分考虑非化石能源发展潜力，占比由2018年14.3%进一步增加到18%。绿色能源发展将迈上新台阶，中国将进一步推进绿色能源的创新发展、高质量发展。

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Prediction on the energy consumption and coal demand of China in 2025

XIE Heping1,WU Lixin2,ZHENG Dezhi2

(1.Institute of Deep Earth Sciences and Green Energy,Shenzhen University,Shenzhen 518060,China; 2.Planning and Design Research Institute of Coal Industry Co.,Ltd.,Beijing 100120,China)

Abstract:Coal is still the most important energy resource in China for a long time.In order to predict China’s energy consumption structure,especially coal consumption demand for guiding the coal industry development,this paper systematically analyzes the characteristics and trend of economic development,total and individual sub-energy consumption and the elastic coefficient of energy consumption in China in the past 20 years,then the stages of economic development,the consumption and elastic coefficient of energy are divided according to their changes.The elasticity coefficient method is used to forecast China’s total energy consumption demand in 2025.The concept of Incremental Contribution Value of Sub-energy (ICVS,i.e.contribution value of sub-energy consumption increment to elasticity coefficient) and its formula are put forward to predict the consumption demand of coal,oil,gas and non-fossil energy in 2025.It shows that China’s economic development can be divided into three stages during the period between the years of 2000 and 2018,which includes scale-speed period,medium-to-high-speed growth period and quality-efficiency period.Total consumption of energy can be divided into three stages:extensive development of energy intensive heavy industry,transition from extensive development to high quality development,and new normal high quality development.The elasticity coefficient of energy consumption and contribution value of sub-energy consumption increment also show three stages.According to the study,the demand of China’s energy consumption in 2025 will be 5.5 to 5.6 billion tons of coal equivalent,among which,coal,petroleum,natural gas and non-fossil energy consumption demand are 2.8-2.9 billion tons of coal equivalent,1.1 billion tons of coal equivalent,0.6 billion tons of coal equivalent and 1.0 billion tons of coal equivalent,accounting for 50%-52%,20%,11% and 18% of total energy consumption respectively.China’s energy structure will be further optimized in next five years.Proportion of coal declined from 72.5% in 2007,to 59% in 2018 and will be 50%-52% in 2025 while the non-fossil energy increases from 14.3% in 2018 to 18% in 2025.

Key words:economic growth;elastic coefficient of energy consumption;Incremental Contribution Value of Sub-energy(ICVS);coal demand

谢和平，吴立新，郑德志.2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J].煤炭学报,2019,44(7):1949-1960.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2019.0585

XIE Heping,WU Lixin,ZHENG Dezhi.Prediction on the energy consumption and coal demand of China in 2025[J].Journal of China Coal Society,2019,44(7):1949-1960.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2019.0585

中图分类号:F426

文献标志码:A

文章编号:0253-9993(2019)07-1949-12

收稿日期:2019-05-06

修回日期:2019-06-21

责任编辑:常 琛

基金项目:中国工程院咨询项目(2018-XY-21);中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2018-2-MS028)

作者简介:谢和平(1956—)，男，湖南双峰人，中国工程院院士。 E-mail:xiehp@scu.edu.cn