中國(guó)天然氣市場(chǎng)供需態(tài)勢(shì)剖析與前景預(yù)測(cè)研究_第1頁
中國(guó)天然氣市場(chǎng)供需態(tài)勢(shì)剖析與前景預(yù)測(cè)研究_第2頁
中國(guó)天然氣市場(chǎng)供需態(tài)勢(shì)剖析與前景預(yù)測(cè)研究_第3頁
中國(guó)天然氣市場(chǎng)供需態(tài)勢(shì)剖析與前景預(yù)測(cè)研究_第4頁
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中國(guó)天然氣市場(chǎng)供需態(tài)勢(shì)剖析與前景預(yù)測(cè)研究一、引言1.1研究背景與意義在全球能源結(jié)構(gòu)加速調(diào)整的大背景下,天然氣作為一種清潔、高效的化石能源,在我國(guó)能源體系中的地位愈發(fā)關(guān)鍵。隨著“雙碳”目標(biāo)的提出,我國(guó)對(duì)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的需求更加迫切,天然氣憑借其燃燒效率高、碳排放低等優(yōu)勢(shì),成為實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展的重要選擇。近年來,我國(guó)天然氣消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng),市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比穩(wěn)步提升,在工業(yè)、電力、城市燃?xì)獾阮I(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,對(duì)保障能源供應(yīng)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)發(fā)揮著重要作用。然而,我國(guó)天然氣市場(chǎng)供需形勢(shì)面臨著諸多挑戰(zhàn)和不確定性。從供應(yīng)端來看,雖然國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量保持穩(wěn)定增長(zhǎng),但仍難以滿足快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求,進(jìn)口依存度較高。國(guó)際天然氣市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)頻繁,地緣政治因素對(duì)天然氣供應(yīng)穩(wěn)定性的影響較大,給我國(guó)天然氣供應(yīng)安全帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),國(guó)內(nèi)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有待進(jìn)一步完善,管網(wǎng)互聯(lián)互通程度不足,儲(chǔ)氣調(diào)峰能力相對(duì)薄弱,制約了天然氣資源的優(yōu)化配置和高效利用。從需求端來看,隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,天然氣需求增長(zhǎng)迅速,尤其是在工業(yè)燃料、電力生產(chǎn)和城市供暖等領(lǐng)域。不同地區(qū)、不同行業(yè)的天然氣需求存在較大差異,且受到經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、環(huán)保政策、價(jià)格波動(dòng)等多種因素的影響,使得天然氣需求預(yù)測(cè)難度加大。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)我國(guó)天然氣市場(chǎng)供需情況,對(duì)于科學(xué)制定能源發(fā)展戰(zhàn)略、合理規(guī)劃天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、保障能源供應(yīng)安全和促進(jìn)天然氣市場(chǎng)健康穩(wěn)定發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。一方面,通過對(duì)天然氣市場(chǎng)供需的精準(zhǔn)預(yù)測(cè),可以為政府部門制定能源政策提供科學(xué)依據(jù),引導(dǎo)資源合理配置,推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。例如,在制定天然氣生產(chǎn)和進(jìn)口計(jì)劃時(shí),參考供需預(yù)測(cè)結(jié)果,能夠確保天然氣供應(yīng)與需求的平衡,避免出現(xiàn)供應(yīng)短缺或過剩的情況。另一方面,對(duì)于天然氣生產(chǎn)企業(yè)、銷售企業(yè)和下游用戶而言,供需預(yù)測(cè)結(jié)果有助于企業(yè)合理安排生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng),降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn),提高經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)企業(yè)可以根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果合理規(guī)劃產(chǎn)能建設(shè),銷售企業(yè)可以優(yōu)化市場(chǎng)布局和營(yíng)銷策略,下游用戶可以提前做好能源采購和使用計(jì)劃。此外,天然氣市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)研究還有助于深入分析天然氣市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)律,為相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究提供參考,推動(dòng)天然氣產(chǎn)業(yè)的理論創(chuàng)新和實(shí)踐發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在天然氣市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了廣泛且深入的研究,運(yùn)用多種方法從不同角度對(duì)天然氣供需進(jìn)行分析與預(yù)測(cè),為行業(yè)發(fā)展提供了豐富的理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。國(guó)外方面,學(xué)者們?cè)谔烊粴夤┬桀A(yù)測(cè)模型與方法上取得了顯著成果。時(shí)間序列模型被廣泛應(yīng)用,如自回歸移動(dòng)平均(ARMA)模型、自回歸積分移動(dòng)平均(ARIMA)模型及其擴(kuò)展的季節(jié)性自回歸積分移動(dòng)平均(SARIMA)模型等,通過挖掘歷史數(shù)據(jù)中的時(shí)間依賴關(guān)系和趨勢(shì),對(duì)天然氣需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。例如,[國(guó)外學(xué)者姓名1]運(yùn)用ARIMA模型對(duì)美國(guó)某地區(qū)天然氣需求進(jìn)行預(yù)測(cè),有效捕捉了需求的季節(jié)性波動(dòng)和長(zhǎng)期趨勢(shì),為當(dāng)?shù)靥烊粴夤?yīng)規(guī)劃提供了重要參考。同時(shí),因果關(guān)系模型通過建立天然氣需求與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、天氣狀況、能源政策等影響因素之間的定量關(guān)系,深入分析各因素對(duì)需求的影響路徑和程度,以提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。[國(guó)外學(xué)者姓名2]采用結(jié)構(gòu)方程模型(SEM)研究歐洲地區(qū)天然氣需求與經(jīng)濟(jì)、環(huán)境政策等因素的關(guān)聯(lián),結(jié)果表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)保政策對(duì)天然氣需求增長(zhǎng)有顯著推動(dòng)作用。此外,隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,機(jī)器學(xué)習(xí)算法如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等也逐漸應(yīng)用于天然氣供需預(yù)測(cè)。[國(guó)外學(xué)者姓名3]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)全球多個(gè)地區(qū)天然氣供需進(jìn)行預(yù)測(cè),模型能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)復(fù)雜的非線性關(guān)系,預(yù)測(cè)精度優(yōu)于傳統(tǒng)模型,為跨國(guó)天然氣企業(yè)的戰(zhàn)略決策提供了有力依據(jù)。在供應(yīng)預(yù)測(cè)方面,國(guó)外研究注重對(duì)天然氣資源勘探開發(fā)技術(shù)、成本效益分析以及國(guó)際供應(yīng)格局變化的研究,以評(píng)估未來天然氣供應(yīng)潛力和穩(wěn)定性。例如,對(duì)美國(guó)頁巖氣開發(fā)技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)量增長(zhǎng)關(guān)系的研究,分析了水平鉆井和水力壓裂技術(shù)對(duì)頁巖氣供應(yīng)的影響,預(yù)測(cè)了美國(guó)頁巖氣在全球天然氣供應(yīng)中的份額變化趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)研究在借鑒國(guó)外先進(jìn)方法的基礎(chǔ)上,緊密結(jié)合我國(guó)天然氣市場(chǎng)特點(diǎn)和實(shí)際發(fā)展情況,進(jìn)行了針對(duì)性的研究。在需求預(yù)測(cè)方面,考慮到我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整以及政策導(dǎo)向等因素對(duì)天然氣需求的復(fù)雜影響,學(xué)者們綜合運(yùn)用多種方法進(jìn)行分析。如通過構(gòu)建計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型,納入GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源價(jià)格、環(huán)保政策等變量,對(duì)我國(guó)不同地區(qū)和行業(yè)的天然氣需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。[國(guó)內(nèi)學(xué)者姓名1]研究發(fā)現(xiàn),在“雙碳”目標(biāo)下,我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的煤改氣進(jìn)程加速,天然氣需求將呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),尤其是在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域。同時(shí),針對(duì)我國(guó)天然氣市場(chǎng)需求的季節(jié)性和區(qū)域性差異顯著的特點(diǎn),部分學(xué)者采用時(shí)間序列分解和空間計(jì)量模型相結(jié)合的方法,深入分析不同地區(qū)不同季節(jié)天然氣需求的變化規(guī)律。[國(guó)內(nèi)學(xué)者姓名2]運(yùn)用該方法對(duì)我國(guó)北方地區(qū)冬季供暖期天然氣需求進(jìn)行預(yù)測(cè),充分考慮了氣溫變化、居民供暖方式以及能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)等因素,為保障冬季天然氣穩(wěn)定供應(yīng)提供了科學(xué)依據(jù)。在供應(yīng)預(yù)測(cè)方面,國(guó)內(nèi)研究聚焦于國(guó)內(nèi)天然氣資源潛力評(píng)估、進(jìn)口渠道多元化以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)供應(yīng)能力的影響。例如,對(duì)我國(guó)鄂爾多斯盆地、四川盆地等主要天然氣產(chǎn)區(qū)的資源勘探開發(fā)進(jìn)展研究,預(yù)測(cè)了國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量的增長(zhǎng)趨勢(shì);分析中俄東線、中亞天然氣管道等進(jìn)口通道的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)情況,評(píng)估了進(jìn)口天然氣的穩(wěn)定性和增長(zhǎng)空間;探討了天然氣管網(wǎng)互聯(lián)互通、儲(chǔ)氣庫建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)優(yōu)化天然氣資源配置和提升供應(yīng)保障能力的作用。盡管國(guó)內(nèi)外在天然氣市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)方面取得了豐富的研究成果,但仍存在一些不足之處。一方面,現(xiàn)有研究中部分模型對(duì)復(fù)雜多變的市場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)性有待提高,難以準(zhǔn)確捕捉突發(fā)事件、政策調(diào)整等因素對(duì)天然氣供需的短期劇烈影響。例如,地緣政治沖突導(dǎo)致國(guó)際天然氣價(jià)格大幅波動(dòng),以及疫情對(duì)全球經(jīng)濟(jì)和能源需求的沖擊,這些突發(fā)事件使得基于歷史數(shù)據(jù)建立的傳統(tǒng)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)精度下降。另一方面,對(duì)于天然氣市場(chǎng)供需的不確定性分析尚顯薄弱,未能充分考慮未來能源技術(shù)創(chuàng)新、能源政策調(diào)整以及全球氣候變化等因素帶來的不確定性對(duì)天然氣供需格局的深遠(yuǎn)影響。如新能源技術(shù)的快速發(fā)展可能改變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),減少對(duì)天然氣的需求;而碳減排政策的進(jìn)一步收緊可能促使更多行業(yè)加快煤改氣進(jìn)程,增加天然氣需求。此外,目前研究在天然氣供需預(yù)測(cè)的多維度融合分析上還不夠深入,缺乏從宏觀經(jīng)濟(jì)、能源政策、技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)境約束以及社會(huì)需求等多個(gè)維度綜合考慮天然氣供需動(dòng)態(tài)變化的系統(tǒng)性研究。1.3研究方法與創(chuàng)新點(diǎn)為全面、深入、準(zhǔn)確地剖析我國(guó)天然氣市場(chǎng)供需狀況并進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè),本研究綜合運(yùn)用多種研究方法,從不同角度對(duì)天然氣市場(chǎng)供需體系進(jìn)行拆解與分析,力求挖掘市場(chǎng)運(yùn)行規(guī)律,為行業(yè)發(fā)展提供可靠的決策依據(jù)。本研究通過多渠道廣泛收集與天然氣市場(chǎng)供需相關(guān)的數(shù)據(jù)。一方面,從政府部門獲取權(quán)威的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),如國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),涵蓋天然氣產(chǎn)量、消費(fèi)量、進(jìn)出口量等基礎(chǔ)信息,這些數(shù)據(jù)反映了我國(guó)天然氣市場(chǎng)的宏觀運(yùn)行態(tài)勢(shì);能源局公布的行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、政策文件以及對(duì)天然氣產(chǎn)業(yè)的監(jiān)管數(shù)據(jù),有助于把握政策導(dǎo)向?qū)κ袌?chǎng)供需的影響。另一方面,借助專業(yè)的能源咨詢機(jī)構(gòu)報(bào)告,獲取如國(guó)際能源署(IEA)、英國(guó)石油公司(BP)等發(fā)布的全球及中國(guó)天然氣市場(chǎng)供需分析報(bào)告,這些報(bào)告包含大量國(guó)際市場(chǎng)對(duì)比數(shù)據(jù)和深度分析內(nèi)容,拓寬研究視野;同時(shí)參考行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)資料,如中國(guó)燃?xì)鈪f(xié)會(huì)對(duì)城市燃?xì)馐袌?chǎng)的統(tǒng)計(jì)分析,能深入了解細(xì)分市場(chǎng)的供需情況。對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、清洗和分析,運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)探索數(shù)據(jù)間的潛在關(guān)系,如通過相關(guān)性分析研究天然氣價(jià)格與供需量之間的關(guān)聯(lián)程度,為后續(xù)的預(yù)測(cè)模型構(gòu)建提供數(shù)據(jù)支持和實(shí)證依據(jù)。在模型預(yù)測(cè)法方面,運(yùn)用時(shí)間序列模型對(duì)我國(guó)天然氣市場(chǎng)供需的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,挖掘數(shù)據(jù)中的時(shí)間依賴關(guān)系和趨勢(shì)。如采用自回歸積分移動(dòng)平均(ARIMA)模型,對(duì)天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,通過模型識(shí)別、參數(shù)估計(jì)和診斷檢驗(yàn)等步驟,確定模型的最佳參數(shù),從而預(yù)測(cè)未來一段時(shí)間內(nèi)天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量的變化趨勢(shì)??紤]到天然氣市場(chǎng)供需受到多種因素影響,構(gòu)建多元線性回歸模型,納入國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、能源價(jià)格、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、環(huán)保政策等自變量,分析各因素對(duì)天然氣供需的影響方向和程度,通過最小二乘法估計(jì)模型參數(shù),利用該模型預(yù)測(cè)不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展情景和政策環(huán)境下天然氣市場(chǎng)供需的變化。鑒于天然氣市場(chǎng)供需系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性,引入系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。構(gòu)建包含天然氣生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、消費(fèi)以及政策調(diào)控等子系統(tǒng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,通過因果關(guān)系圖和流圖描述系統(tǒng)中各變量之間的動(dòng)態(tài)交互關(guān)系,運(yùn)用Vensim等軟件進(jìn)行仿真模擬,預(yù)測(cè)不同發(fā)展策略和外部環(huán)境變化下天然氣市場(chǎng)供需的長(zhǎng)期演變趨勢(shì)。本研究還采用案例分析法,對(duì)國(guó)內(nèi)外天然氣市場(chǎng)供需的典型案例進(jìn)行深入剖析。在國(guó)內(nèi),選取如京津冀地區(qū)在“煤改氣”政策推動(dòng)下天然氣供需變化的案例。分析該地區(qū)在政策實(shí)施前后天然氣需求量的增長(zhǎng)幅度、供應(yīng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及面臨的供應(yīng)保障挑戰(zhàn)等,總結(jié)區(qū)域天然氣市場(chǎng)供需受政策影響的規(guī)律和應(yīng)對(duì)策略。研究四川盆地天然氣產(chǎn)區(qū)在技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)量增長(zhǎng)的案例,探討勘探開發(fā)技術(shù)進(jìn)步對(duì)天然氣供應(yīng)能力提升的作用機(jī)制。在國(guó)外,以美國(guó)頁巖氣革命對(duì)其天然氣市場(chǎng)供需格局的影響為案例,分析頁巖氣開采技術(shù)突破如何改變美國(guó)天然氣的生產(chǎn)和供應(yīng)模式,實(shí)現(xiàn)從天然氣進(jìn)口國(guó)向出口國(guó)的轉(zhuǎn)變,以及對(duì)全球天然氣市場(chǎng)價(jià)格和貿(mào)易格局產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響;研究歐洲地區(qū)在應(yīng)對(duì)地緣政治危機(jī)導(dǎo)致天然氣供應(yīng)短缺時(shí)所采取的多元化供應(yīng)策略和應(yīng)急儲(chǔ)備措施,為我國(guó)天然氣供應(yīng)安全保障提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在多維度分析視角的運(yùn)用和新模型應(yīng)用探索兩方面。在多維度分析上,突破傳統(tǒng)單一維度分析的局限,從宏觀經(jīng)濟(jì)、能源政策、技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)境約束以及社會(huì)需求等多個(gè)維度綜合考慮天然氣市場(chǎng)供需的動(dòng)態(tài)變化。將宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)與天然氣需求增長(zhǎng)緊密聯(lián)系,分析不同經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)階段和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)天然氣消費(fèi)的影響;深入探討能源政策,如“雙碳”目標(biāo)下的能源轉(zhuǎn)型政策、天然氣價(jià)格改革政策等對(duì)天然氣市場(chǎng)供需的引導(dǎo)作用;研究勘探開發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)和利用技術(shù)創(chuàng)新如何改變天然氣的供應(yīng)能力和需求結(jié)構(gòu);分析環(huán)境約束,如大氣污染防治要求對(duì)天然氣替代煤炭等傳統(tǒng)能源的推動(dòng)作用;關(guān)注社會(huì)需求,如居民生活水平提高和城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快對(duì)天然氣需求的影響。在新模型應(yīng)用探索方面,嘗試將機(jī)器學(xué)習(xí)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型引入天然氣市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)研究。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有強(qiáng)大的非線性映射能力和自學(xué)習(xí)能力,能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)復(fù)雜的天然氣市場(chǎng)供需數(shù)據(jù)中的特征和規(guī)律。通過構(gòu)建合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如多層感知器(MLP)模型,對(duì)大量歷史供需數(shù)據(jù)和影響因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,使模型學(xué)習(xí)到數(shù)據(jù)間的內(nèi)在關(guān)系,從而對(duì)未來天然氣市場(chǎng)供需進(jìn)行預(yù)測(cè),并與傳統(tǒng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在捕捉天然氣市場(chǎng)復(fù)雜變化和提高預(yù)測(cè)精度方面的優(yōu)勢(shì)。二、我國(guó)天然氣市場(chǎng)供需現(xiàn)狀分析2.1供給現(xiàn)狀2.1.1國(guó)內(nèi)生產(chǎn)情況近年來,我國(guó)天然氣產(chǎn)量呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),在保障國(guó)內(nèi)能源供應(yīng)方面發(fā)揮著愈發(fā)重要的作用。國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2024年我國(guó)天然氣產(chǎn)量達(dá)到2464億立方米,連續(xù)八年增產(chǎn)百億立方米。這一成績(jī)的取得,得益于國(guó)內(nèi)在天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的持續(xù)投入以及技術(shù)水平的不斷提升。從2012-2023年期間,我國(guó)天然氣產(chǎn)量整體呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì),2023年全國(guó)天然氣產(chǎn)量2324.3億立方米,同比增長(zhǎng)5.6%,連續(xù)7年增產(chǎn)超100億立方米,產(chǎn)量增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好。我國(guó)天然氣產(chǎn)區(qū)分布廣泛,主要集中在塔里木、四川、鄂爾多斯、東海陸架、柴達(dá)木、松遼、鶯歌海、瓊東南和渤海灣等九大盆地,這些區(qū)域天然氣可采資源量占全國(guó)的83.64%。從產(chǎn)量占比來看,陜西、四川、新疆是我國(guó)天然氣的主要產(chǎn)區(qū),三?。ㄗ灾螀^(qū))的產(chǎn)能總和超過全國(guó)的70%。其中,四川盆地是我國(guó)重要的天然氣產(chǎn)區(qū)之一,憑借豐富的天然氣資源和成熟的開采技術(shù),2022年天然氣產(chǎn)量位居全國(guó)前列,超過300億立方米。該地區(qū)天然氣產(chǎn)量高的原因在于其地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,蘊(yùn)含多種類型的天然氣藏,如常規(guī)氣藏、致密氣藏和頁巖氣藏等,為天然氣開采提供了充足的資源保障。同時(shí),長(zhǎng)期的勘探開發(fā)實(shí)踐使得四川盆地積累了豐富的開采經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù),如水平井鉆井技術(shù)、水力壓裂技術(shù)在頁巖氣開采中的廣泛應(yīng)用,有效提高了單井產(chǎn)量和采收率。鄂爾多斯盆地同樣在我國(guó)天然氣生產(chǎn)中占據(jù)重要地位,其天然氣產(chǎn)量當(dāng)量約9750萬噸,持續(xù)保持全國(guó)最大油氣產(chǎn)區(qū)地位。該盆地?fù)碛写竺娣e的致密砂巖氣藏,通過加大勘探力度和技術(shù)創(chuàng)新,不斷發(fā)現(xiàn)新的氣田和儲(chǔ)量增長(zhǎng)點(diǎn)。例如,長(zhǎng)慶油田在鄂爾多斯盆地不斷突破勘探開發(fā)技術(shù)瓶頸,采用“工廠化”作業(yè)模式進(jìn)行頁巖氣開發(fā),大幅提高了開發(fā)效率和產(chǎn)量。新疆地區(qū)的準(zhǔn)噶爾和塔里木盆地也是天然氣上產(chǎn)的重要區(qū)域,2024年新疆地區(qū)準(zhǔn)噶爾、塔里木等重點(diǎn)含油氣盆地持續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)地質(zhì)研究,推動(dòng)油氣產(chǎn)量當(dāng)量達(dá)6600萬噸。塔里木盆地天然氣儲(chǔ)量豐富,近年來通過加大深層、超深層天然氣勘探開發(fā)力度,取得了一系列重大突破,新發(fā)現(xiàn)的多個(gè)大氣田為產(chǎn)量增長(zhǎng)提供了有力支撐。開采技術(shù)的進(jìn)步對(duì)天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)起到了關(guān)鍵的推動(dòng)作用。隨著水平井鉆井技術(shù)和水力壓裂技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,我國(guó)在頁巖氣、致密氣等非常規(guī)天然氣開采方面取得了顯著成效。在頁巖氣開采中,水平井能夠增加井筒與頁巖層的接觸面積,水力壓裂技術(shù)則可以在頁巖層中形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò),使天然氣更易從頁巖中流出,從而提高單井產(chǎn)量。我國(guó)在海洋天然氣開采技術(shù)方面也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,深海鉆井平臺(tái)、水下生產(chǎn)系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)裝備的自主研發(fā)和應(yīng)用,為海洋天然氣資源開發(fā)提供了技術(shù)保障?!吧詈R惶?hào)”超深水大氣田的成功開發(fā),標(biāo)志著我國(guó)海洋天然氣開采技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,為我國(guó)海洋天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外,地震勘探技術(shù)的不斷創(chuàng)新,如“兩寬一高”地震勘探關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用,能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別地下地質(zhì)構(gòu)造和天然氣藏分布,提高勘探成功率,為天然氣開采提供更多的目標(biāo)區(qū)域。2.1.2進(jìn)口情況由于國(guó)內(nèi)天然氣需求增長(zhǎng)迅速,國(guó)內(nèi)產(chǎn)量難以完全滿足需求,進(jìn)口天然氣成為我國(guó)天然氣供應(yīng)的重要組成部分。近年來,我國(guó)進(jìn)口天然氣規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。2024年,我國(guó)進(jìn)口天然氣約1.32億噸,全球排名第1,進(jìn)口金額4637.5億元,占全年進(jìn)口貿(mào)易總額的2.52%。自2020年以來,我國(guó)每年進(jìn)口天然氣都在1億噸以上,進(jìn)口金額在4600億元上下。我國(guó)進(jìn)口天然氣來源國(guó)呈現(xiàn)多元化格局,主要包括俄羅斯、土庫曼斯坦、澳大利亞、卡塔爾等國(guó)家。2024年,從金額上看,我國(guó)天然氣進(jìn)口來源國(guó)排名前五的依次是澳大利亞(22.96%)、俄羅斯(20.01%)、卡塔爾(16.24%)、土庫曼斯坦(14.69%)、馬來西亞(5.90%),TOP5金額占比79.80%;從數(shù)量上看,俄羅斯第一(23.20%)、澳大利亞第二(19.89%)、土庫曼斯坦第三(19.31%)、卡塔爾第四(13.93%)、馬來西亞第五(5.84%),TOP5數(shù)量占比82.17%。從區(qū)域分布角度看,俄羅斯及中亞地區(qū)是我國(guó)天然氣進(jìn)口的最重點(diǎn)區(qū)域,2024年我國(guó)從該地區(qū)進(jìn)口6154萬噸天然氣,占比46.73%;從中東地區(qū)進(jìn)口2031萬噸,占比15.42%;從東盟地區(qū)進(jìn)口1382萬噸,占比10.49%。俄羅斯作為我國(guó)重要的天然氣供應(yīng)國(guó),通過中俄東線天然氣管道向我國(guó)穩(wěn)定供氣,2024年進(jìn)口量達(dá)2224萬噸(按310億立方折算),占?xì)鈶B(tài)天然氣進(jìn)口量的40%,進(jìn)口金額572億元,占?xì)鈶B(tài)天然氣進(jìn)口金額的38.11%。中亞地區(qū)的土庫曼斯坦是我國(guó)氣態(tài)天然氣進(jìn)口的重要來源國(guó)之一,通過中亞天然氣管道A/B/C向我國(guó)輸送天然氣,2024年進(jìn)口量約為2543萬噸(估算值),占?xì)鈶B(tài)天然氣進(jìn)口量的46%,進(jìn)口金額681億元,占?xì)鈶B(tài)天然氣進(jìn)口金額的45.37%。澳大利亞則是我國(guó)液化天然氣(LNG)的主要進(jìn)口來源國(guó),2024年進(jìn)口量為2619萬噸,占LNG進(jìn)口量的34.17%,進(jìn)口金額1065億元,占LNG進(jìn)口金額的33.95%。我國(guó)進(jìn)口天然氣的方式主要有管道運(yùn)輸和液化天然氣(LNG)兩種。2024年,我國(guó)進(jìn)口LNG7665萬噸,同比增長(zhǎng)7.7%,進(jìn)口金額3136億元,同比下降0.8%;進(jìn)口氣態(tài)天然氣(管道)5504萬噸,同比增長(zhǎng)13.1%,進(jìn)口金額1502億元,同比增長(zhǎng)10.1%。在進(jìn)口方式占比方面,LNG進(jìn)口在數(shù)量上占比約58%,管道氣進(jìn)口占比約42%。不同進(jìn)口方式具有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),管道氣運(yùn)輸具有供應(yīng)穩(wěn)定、運(yùn)輸量大的特點(diǎn),適合長(zhǎng)期、大規(guī)模的天然氣供應(yīng);LNG則具有運(yùn)輸靈活、可到達(dá)沒有天然氣管網(wǎng)地區(qū)的優(yōu)勢(shì),且LNG接收站的建設(shè)能夠增加天然氣供應(yīng)的靈活性和儲(chǔ)備能力。從進(jìn)口渠道的穩(wěn)定性來看,我國(guó)與主要天然氣供應(yīng)國(guó)簽訂了長(zhǎng)期的天然氣供應(yīng)協(xié)議,為天然氣進(jìn)口提供了一定的保障。中俄之間的天然氣合作項(xiàng)目,無論是中俄東線天然氣管道的建設(shè)運(yùn)營(yíng),還是長(zhǎng)期的供氣合同,都確保了俄羅斯天然氣供應(yīng)的穩(wěn)定性。中亞天然氣管道經(jīng)過多年的運(yùn)營(yíng),已形成穩(wěn)定的供氣格局,保障了中亞地區(qū)天然氣的穩(wěn)定輸入。在LNG進(jìn)口方面,我國(guó)與澳大利亞、卡塔爾等主要供應(yīng)國(guó)保持著長(zhǎng)期的貿(mào)易合作關(guān)系。然而,國(guó)際地緣政治、國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)等因素仍會(huì)對(duì)進(jìn)口渠道的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。如國(guó)際天然氣市場(chǎng)價(jià)格大幅波動(dòng),可能導(dǎo)致供應(yīng)國(guó)的生產(chǎn)和出口決策發(fā)生變化,進(jìn)而影響我國(guó)天然氣進(jìn)口的穩(wěn)定性;地緣政治沖突可能影響天然氣的運(yùn)輸通道安全,增加供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。為應(yīng)對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn),我國(guó)不斷推進(jìn)進(jìn)口渠道的多元化,積極開拓新的天然氣供應(yīng)來源和運(yùn)輸通道。在加強(qiáng)與現(xiàn)有供應(yīng)國(guó)合作的同時(shí),積極與其他潛在供應(yīng)國(guó)開展合作洽談,如與非洲、南美洲等地區(qū)的天然氣資源國(guó)探討合作可能性;在運(yùn)輸通道建設(shè)上,除了陸上管道和海上LNG運(yùn)輸,還在研究探索其他新型運(yùn)輸方式,以提高天然氣進(jìn)口的安全性和穩(wěn)定性。2.2需求現(xiàn)狀2.2.1消費(fèi)總量及趨勢(shì)近年來,我國(guó)天然氣消費(fèi)總量整體呈現(xiàn)出增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的地位日益重要。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2012-2023年期間,我國(guó)天然氣消費(fèi)總量持續(xù)上升(如圖1所示)。2023年,全國(guó)天然氣表觀消費(fèi)量達(dá)到3817億立方米,同比增長(zhǎng)4.2%,相較于2012年的1471億立方米,增長(zhǎng)了159.5%,年均增長(zhǎng)率約為10.6%。這一增長(zhǎng)趨勢(shì)反映出我國(guó)對(duì)天然氣這種清潔能源的需求不斷增加,天然氣在能源消費(fèi)中的占比逐步提高。【此處插入2012-2023年中國(guó)天然氣消費(fèi)總量變化趨勢(shì)圖】天然氣消費(fèi)總量增長(zhǎng)的原因是多方面的。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度來看,我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)帶動(dòng)了能源需求的上升,天然氣作為一種高效、清潔的能源,在工業(yè)生產(chǎn)、電力供應(yīng)等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。隨著制造業(yè)、化工業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對(duì)天然氣的需求相應(yīng)增加,如化工行業(yè)中,天然氣是生產(chǎn)合成氨、甲醇等化工產(chǎn)品的重要原料,產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大直接拉動(dòng)了天然氣的消費(fèi)。城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速推進(jìn),使得城市人口不斷增加,城市燃?xì)庑枨蟪掷m(xù)攀升。城市居民生活水平的提高,對(duì)生活質(zhì)量和環(huán)境要求也隨之提升,天然氣作為清潔、便捷的能源,在城市居民供暖、烹飪等方面得到廣泛應(yīng)用,進(jìn)一步推動(dòng)了天然氣消費(fèi)總量的增長(zhǎng)。環(huán)保政策的推動(dòng)也是天然氣消費(fèi)增長(zhǎng)的重要因素。在“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下,我國(guó)大力推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,積極減少煤炭等傳統(tǒng)高污染能源的使用,鼓勵(lì)使用清潔能源。天然氣燃燒產(chǎn)生的污染物排放量遠(yuǎn)低于煤炭,如天然氣燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量比煤炭低約40%,氮氧化物排放量低約80%,在大氣污染防治和應(yīng)對(duì)氣候變化的背景下,各地紛紛出臺(tái)政策鼓勵(lì)工業(yè)領(lǐng)域“煤改氣”、電力行業(yè)氣電替代煤電等,促使天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比不斷提高。例如,京津冀地區(qū)為改善空氣質(zhì)量,加大了“煤改氣”力度,大量工業(yè)企業(yè)和居民用戶改用天然氣,使得該地區(qū)天然氣消費(fèi)量大幅增長(zhǎng)。能源價(jià)格因素也對(duì)天然氣消費(fèi)產(chǎn)生影響。在某些時(shí)期,天然氣與煤炭、石油等能源的價(jià)格比相對(duì)合理,使得天然氣在能源市場(chǎng)中具有一定的成本競(jìng)爭(zhēng)力,從而吸引了更多用戶選擇使用天然氣。當(dāng)國(guó)際原油價(jià)格上漲時(shí),以天然氣為原料的工業(yè)企業(yè)和交通運(yùn)輸企業(yè)的成本優(yōu)勢(shì)凸顯,會(huì)增加對(duì)天然氣的需求。然而,天然氣消費(fèi)總量也存在一定的波動(dòng)情況。2022年,全國(guó)天然氣表觀消費(fèi)量為3663億立方米,同比下降1.7%,這是近年來我國(guó)天然氣年度消費(fèi)量首次出現(xiàn)下降。主要原因是受俄烏沖突影響,國(guó)際天然氣價(jià)格大幅上漲,我國(guó)作為天然氣進(jìn)口大國(guó),進(jìn)口成本增加,抑制了部分需求。國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增速有所放緩,工業(yè)用氣量受到影響,導(dǎo)致天然氣消費(fèi)總量出現(xiàn)下滑。2.2.2消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析我國(guó)天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)主要涵蓋工業(yè)、城市燃?xì)?、發(fā)電、化工等領(lǐng)域,各領(lǐng)域用氣占比及變化趨勢(shì)反映了我國(guó)能源消費(fèi)的特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整方向。在工業(yè)領(lǐng)域,天然氣主要用作工業(yè)燃料和原料。近年來,工業(yè)用氣占比呈現(xiàn)出穩(wěn)中有降的趨勢(shì),2023年工業(yè)用氣占全國(guó)天然氣消費(fèi)總量的比重約為38%。隨著“煤改氣”政策的推進(jìn),部分工業(yè)企業(yè)由煤炭轉(zhuǎn)向天然氣作為燃料,在一定程度上推動(dòng)了工業(yè)用氣需求的增長(zhǎng)。但隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,高耗能產(chǎn)業(yè)增速放緩,以及能源利用效率的提高,工業(yè)用氣占比上升幅度有限。一些鋼鐵、建材等傳統(tǒng)高耗能行業(yè)通過技術(shù)改造,降低了能源消耗,對(duì)天然氣的需求增速也相應(yīng)放緩。在天然氣作為原料方面,化工行業(yè)是主要的用氣領(lǐng)域之一,用于生產(chǎn)合成氨、甲醇等化工產(chǎn)品。隨著化工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí),對(duì)天然氣原料的需求結(jié)構(gòu)也在發(fā)生變化,如新型煤化工技術(shù)的發(fā)展,使得煤炭在化工原料中的替代作用有所增強(qiáng),一定程度上影響了天然氣在化工原料領(lǐng)域的占比。城市燃?xì)馐翘烊粴庀M(fèi)的重要組成部分,主要包括居民生活用氣和商業(yè)用氣。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和居民生活水平的提高,城市燃?xì)庥脷庹急瘸掷m(xù)上升,2023年占比約為30%。居民生活用氣方面,天然氣以其清潔、便捷、安全等優(yōu)勢(shì),成為城市居民供暖、烹飪的首選能源。越來越多的城市新建住宅小區(qū)配套建設(shè)天然氣管道,推廣天然氣壁掛爐供暖,替代傳統(tǒng)的燃煤供暖方式,既提高了供暖效率,又改善了城市空氣質(zhì)量。商業(yè)用氣涵蓋酒店、餐飲、娛樂等行業(yè),隨著商業(yè)活動(dòng)的日益繁榮,這些行業(yè)對(duì)天然氣的需求也不斷增加。如大型酒店的中央空調(diào)系統(tǒng)、餐飲企業(yè)的爐灶等,廣泛使用天然氣作為能源。發(fā)電領(lǐng)域的天然氣消費(fèi)占比近年來有所提升,2023年約占15%。天然氣發(fā)電具有清潔、高效、啟停靈活等優(yōu)點(diǎn),在電力供應(yīng)中發(fā)揮著重要的調(diào)峰作用。隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和對(duì)清潔能源發(fā)電的支持力度加大,天然氣發(fā)電得到了較快發(fā)展。在一些天然氣資源豐富且電網(wǎng)調(diào)峰需求較大的地區(qū),如廣東、江蘇等地,建設(shè)了一批天然氣發(fā)電項(xiàng)目。這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),電力需求旺盛,天然氣發(fā)電能夠在用電高峰時(shí)期迅速啟動(dòng),滿足電力需求,同時(shí)減少了對(duì)環(huán)境的污染。但與其他發(fā)電方式相比,天然氣發(fā)電成本相對(duì)較高,受到天然氣價(jià)格和電價(jià)政策的影響較大。若天然氣價(jià)格上漲,而電價(jià)未能及時(shí)調(diào)整,會(huì)壓縮天然氣發(fā)電企業(yè)的利潤(rùn)空間,影響其發(fā)展積極性?;ゎI(lǐng)域是天然氣的重要消費(fèi)領(lǐng)域之一,主要用于生產(chǎn)合成氨、甲醇、尿素等化工產(chǎn)品?;び脷庹急认鄬?duì)穩(wěn)定,2023年約占12%。在合成氨生產(chǎn)中,天然氣是主要的原料,通過蒸汽轉(zhuǎn)化法或部分氧化法將天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣,進(jìn)而生產(chǎn)合成氨。甲醇生產(chǎn)也廣泛采用天然氣為原料,通過天然氣制合成氣,再經(jīng)合成反應(yīng)生產(chǎn)甲醇。隨著化工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí),對(duì)天然氣原料的利用效率不斷提高,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也在不斷優(yōu)化。一些化工企業(yè)通過技術(shù)改造,提高了天然氣制合成氣的轉(zhuǎn)化率,降低了生產(chǎn)成本。但化工行業(yè)的發(fā)展也受到市場(chǎng)需求、環(huán)保政策等因素的影響,如合成氨、尿素等產(chǎn)品市場(chǎng)需求波動(dòng),會(huì)影響化工企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和天然氣用量。環(huán)保政策對(duì)化工行業(yè)的污染物排放要求日益嚴(yán)格,促使企業(yè)加大環(huán)保投入,部分企業(yè)可能因環(huán)保壓力而調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu),減少對(duì)天然氣的需求。三、影響我國(guó)天然氣市場(chǎng)供需的因素3.1供給影響因素3.1.1資源儲(chǔ)量與開采技術(shù)資源儲(chǔ)量是天然氣供應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ),我國(guó)天然氣資源儲(chǔ)量豐富,截至2023年末,全國(guó)天然氣剩余技術(shù)可采儲(chǔ)量66834.7億立方米,同比增長(zhǎng)1.7%,這為天然氣供應(yīng)提供了堅(jiān)實(shí)的保障。我國(guó)天然氣資源主要分布在四川、陜西、新疆等地區(qū)。四川盆地天然氣資源豐富,其獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造造就了多種類型的天然氣藏,常規(guī)氣藏與非常規(guī)氣藏并存,為天然氣的持續(xù)開采提供了充足的資源儲(chǔ)備。鄂爾多斯盆地同樣擁有豐富的天然氣資源,大面積的致密砂巖氣藏成為天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要支撐。開采技術(shù)的進(jìn)步對(duì)天然氣產(chǎn)量的提升起到了關(guān)鍵作用。近年來,我國(guó)在天然氣開采技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)展。水平井鉆井技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使井筒能夠沿水平方向鉆進(jìn),增加了鉆孔與地層接觸面積,從而提高了天然氣開采效率。在頁巖氣開采中,水平井鉆井技術(shù)能夠有效增加井筒與頁巖層的接觸,為后續(xù)的水力壓裂作業(yè)創(chuàng)造有利條件。水力壓裂技術(shù)通過向地層注入大量水和化學(xué)物質(zhì),使地層產(chǎn)生裂縫,釋放天然氣,極大地提高了天然氣的開采量。在四川盆地的頁巖氣開采中,通過優(yōu)化水力壓裂參數(shù),形成了復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò),有效提高了頁巖氣的產(chǎn)量。智能化開采技術(shù)的應(yīng)用,利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù),實(shí)現(xiàn)了天然氣開采的自動(dòng)化和智能化,提高了生產(chǎn)效率和安全性。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和天然氣生產(chǎn)數(shù)據(jù),利用人工智能算法進(jìn)行分析和預(yù)測(cè),能夠及時(shí)調(diào)整開采參數(shù),優(yōu)化生產(chǎn)過程,降低生產(chǎn)成本。開采技術(shù)的進(jìn)步還體現(xiàn)在對(duì)深海天然氣資源的開發(fā)能力提升上。我國(guó)自主研發(fā)的深海鉆井平臺(tái)和水下生產(chǎn)系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)裝備,為海洋天然氣資源開發(fā)提供了技術(shù)保障。“深海一號(hào)”超深水大氣田的成功開發(fā),標(biāo)志著我國(guó)在深海天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,該氣田的開發(fā)利用將進(jìn)一步增加我國(guó)天然氣的供應(yīng)。此外,隨著對(duì)深層天然氣資源勘探開發(fā)的重視,相關(guān)技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和突破。針對(duì)深層地質(zhì)條件復(fù)雜、高溫高壓等特點(diǎn),研發(fā)了耐高溫、高壓的鉆井設(shè)備和完井技術(shù),提高了深層天然氣的勘探成功率和開采效率。3.1.2國(guó)際市場(chǎng)與進(jìn)口渠道國(guó)際天然氣市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)對(duì)我國(guó)天然氣供應(yīng)有著顯著影響。我國(guó)是天然氣進(jìn)口大國(guó),國(guó)際天然氣價(jià)格的變化直接關(guān)系到我國(guó)的進(jìn)口成本和供應(yīng)穩(wěn)定性。國(guó)際天然氣市場(chǎng)價(jià)格受到多種因素影響,全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的變化對(duì)天然氣需求產(chǎn)生影響。當(dāng)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)強(qiáng)勁時(shí),工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)活躍,能源需求增加,推動(dòng)天然氣需求上升,進(jìn)而帶動(dòng)價(jià)格上漲;反之,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩會(huì)導(dǎo)致天然氣需求下降,價(jià)格下跌。地緣政治因素也至關(guān)重要,如俄羅斯與歐洲之間的天然氣供應(yīng)爭(zhēng)端,俄羅斯是歐洲主要的天然氣供應(yīng)國(guó),地緣政治沖突可能導(dǎo)致俄羅斯對(duì)歐洲的天然氣供應(yīng)減少,引發(fā)歐洲天然氣市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng),進(jìn)而影響全球天然氣價(jià)格。美國(guó)頁巖氣革命改變了全球天然氣市場(chǎng)格局,美國(guó)頁巖氣產(chǎn)量的大幅增加,使得全球天然氣供應(yīng)格局發(fā)生變化,增加了市場(chǎng)供應(yīng),對(duì)國(guó)際天然氣價(jià)格產(chǎn)生下行壓力。我國(guó)進(jìn)口天然氣的渠道穩(wěn)定性直接關(guān)系到天然氣供應(yīng)的安全。我國(guó)進(jìn)口天然氣主要來自俄羅斯、土庫曼斯坦、澳大利亞、卡塔爾等國(guó)家,通過管道氣和液化天然氣(LNG)兩種方式進(jìn)口。中俄東線天然氣管道是我國(guó)從俄羅斯進(jìn)口天然氣的重要通道,該管道的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)為我國(guó)提供了穩(wěn)定的天然氣供應(yīng)。然而,國(guó)際地緣政治局勢(shì)的變化可能對(duì)進(jìn)口渠道穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。俄烏沖突導(dǎo)致歐洲天然氣供應(yīng)緊張,國(guó)際天然氣市場(chǎng)價(jià)格大幅波動(dòng),我國(guó)從俄羅斯進(jìn)口天然氣雖然目前保持穩(wěn)定,但未來存在一定不確定性。海上LNG運(yùn)輸也面臨著風(fēng)險(xiǎn),如海盜活動(dòng)、極端天氣等可能影響運(yùn)輸安全,進(jìn)而影響天然氣供應(yīng)。為應(yīng)對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn),我國(guó)積極推進(jìn)進(jìn)口渠道多元化,加強(qiáng)與其他天然氣資源國(guó)的合作,拓展新的進(jìn)口渠道。同時(shí),加強(qiáng)海上運(yùn)輸安全保障措施,提高應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的能力。3.1.3政策導(dǎo)向與產(chǎn)業(yè)支持國(guó)家能源政策對(duì)天然氣供應(yīng)具有重要的引導(dǎo)作用。在“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下,我國(guó)積極推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,天然氣作為清潔能源,受到政策的大力支持。政府出臺(tái)政策鼓勵(lì)天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比的提升,推動(dòng)天然氣在工業(yè)、電力、交通等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。在工業(yè)領(lǐng)域,通過政策引導(dǎo)企業(yè)實(shí)施“煤改氣”,減少煤炭消費(fèi),增加天然氣使用,降低污染物排放,改善環(huán)境質(zhì)量。在電力領(lǐng)域,支持天然氣發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè),提高天然氣發(fā)電在電力供應(yīng)中的比例,利用天然氣發(fā)電的清潔、高效、啟停靈活等特點(diǎn),優(yōu)化電力供應(yīng)結(jié)構(gòu),提高電網(wǎng)調(diào)峰能力。產(chǎn)業(yè)扶持政策也在天然氣供應(yīng)方面發(fā)揮著積極作用。政府為鼓勵(lì)天然氣勘探開發(fā),提供財(cái)政補(bǔ)貼,降低企業(yè)的勘探成本,提高企業(yè)的積極性。對(duì)天然氣勘探企業(yè)實(shí)行稅收優(yōu)惠政策,如減免企業(yè)所得稅、增值稅等,減輕企業(yè)負(fù)擔(dān),提高企業(yè)的盈利能力。政府引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)對(duì)天然氣勘探項(xiàng)目提供貸款支持,為企業(yè)提供資金保障,促進(jìn)天然氣資源的勘探和開發(fā)。在天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面,政府給予資金補(bǔ)貼,減輕企業(yè)的資金壓力,加快天然氣管網(wǎng)、儲(chǔ)氣設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)程。簡(jiǎn)化天然氣管道建設(shè)、儲(chǔ)氣設(shè)施建設(shè)的審批流程,縮短建設(shè)周期,提高建設(shè)效率。政府還提供土地使用權(quán)優(yōu)惠,降低管道建設(shè)和儲(chǔ)氣設(shè)施建設(shè)的土地成本。這些政策措施有助于提高天然氣的供應(yīng)能力和保障水平,促進(jìn)天然氣產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。三、影響我國(guó)天然氣市場(chǎng)供需的因素3.2需求影響因素3.2.1經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源結(jié)構(gòu)調(diào)整經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r對(duì)天然氣需求有著顯著的影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng),各行業(yè)對(duì)能源的需求不斷增加,天然氣作為一種高效、清潔的能源,在工業(yè)生產(chǎn)、電力供應(yīng)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。當(dāng)經(jīng)濟(jì)處于快速增長(zhǎng)階段時(shí),工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大,制造業(yè)、化工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了對(duì)天然氣作為燃料和原料的需求增長(zhǎng)。在化工行業(yè),天然氣是合成氨、甲醇等產(chǎn)品的重要原料,隨著化工產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張,對(duì)天然氣的原料需求大幅上升。在制造業(yè)中,一些高耗能企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率和降低污染排放,逐漸采用天然氣替代煤炭等傳統(tǒng)能源,進(jìn)一步推動(dòng)了天然氣需求的增長(zhǎng)。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)還促進(jìn)了城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,城市人口增加,居民生活水平提高,對(duì)天然氣在供暖、烹飪等方面的需求也隨之上升。新建住宅小區(qū)的增多,使得天然氣管道鋪設(shè)范圍擴(kuò)大,居民天然氣使用量不斷增加。能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是影響天然氣需求的另一個(gè)重要因素。我國(guó)長(zhǎng)期以來以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題,如空氣污染、溫室氣體排放等。為了應(yīng)對(duì)氣候變化和改善環(huán)境質(zhì)量,我國(guó)積極推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,加大對(duì)清潔能源的開發(fā)和利用力度。天然氣作為一種相對(duì)清潔的化石能源,燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等污染物排放量遠(yuǎn)低于煤炭,在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中扮演著重要角色。在“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下,我國(guó)大力推動(dòng)天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比提升,鼓勵(lì)工業(yè)領(lǐng)域“煤改氣”、電力行業(yè)氣電替代煤電等。在京津冀、長(zhǎng)三角等大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域,大量工業(yè)企業(yè)和燃煤鍋爐實(shí)施“煤改氣”工程,減少了煤炭消費(fèi),增加了天然氣需求。天然氣發(fā)電具有清潔、高效、啟停靈活等優(yōu)點(diǎn),在電力供應(yīng)中發(fā)揮著重要的調(diào)峰作用,隨著能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的推進(jìn),天然氣發(fā)電項(xiàng)目不斷增加,進(jìn)一步帶動(dòng)了天然氣需求的增長(zhǎng)。3.2.2環(huán)保政策與“煤改氣”進(jìn)程環(huán)保政策的日益嚴(yán)格是推動(dòng)天然氣需求增長(zhǎng)的重要?jiǎng)恿Α=陙?,我?guó)政府出臺(tái)了一系列嚴(yán)格的環(huán)保政策,以應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題?!洞髿馕廴痉乐涡袆?dòng)計(jì)劃》《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》等政策的實(shí)施,對(duì)煤炭等傳統(tǒng)高污染能源的使用進(jìn)行了嚴(yán)格限制,鼓勵(lì)使用清潔能源。天然氣作為一種清潔、低碳的能源,受到了政策的大力支持。在大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域,政府通過財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等政策手段,推動(dòng)工業(yè)企業(yè)和居民用戶實(shí)施“煤改氣”工程。在京津冀地區(qū),政府對(duì)實(shí)施“煤改氣”的居民給予設(shè)備購置補(bǔ)貼和用氣補(bǔ)貼,提高了居民使用天然氣的積極性,使得該地區(qū)天然氣消費(fèi)量大幅增長(zhǎng)。對(duì)工業(yè)企業(yè)實(shí)施“煤改氣”給予貸款優(yōu)惠、稅收減免等政策支持,促進(jìn)了工業(yè)領(lǐng)域天然氣替代煤炭的進(jìn)程?!懊焊臍狻边M(jìn)程的推進(jìn)直接增加了天然氣的需求?!懊焊臍狻笔侵笇⒚禾孔鳛槿剂系脑O(shè)備改為使用天然氣,包括工業(yè)鍋爐、民用取暖設(shè)備等。隨著“煤改氣”工程的全面實(shí)施,大量原本使用煤炭的用戶轉(zhuǎn)向使用天然氣,使得天然氣需求迅速增長(zhǎng)。在北方地區(qū),冬季供暖是能源消費(fèi)的重要領(lǐng)域,傳統(tǒng)的燃煤供暖方式對(duì)環(huán)境污染較大。通過“煤改氣”,采用天然氣壁掛爐等設(shè)備進(jìn)行供暖,不僅提高了供暖效率,還減少了污染物排放。一些城市的工業(yè)企業(yè)將燃煤鍋爐改為天然氣鍋爐,改善了生產(chǎn)環(huán)境,同時(shí)也增加了天然氣的使用量。然而,“煤改氣”進(jìn)程也面臨一些挑戰(zhàn),如天然氣供應(yīng)保障、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、成本上升等問題。在部分地區(qū),由于天然氣供應(yīng)不足或管網(wǎng)覆蓋不完善,“煤改氣”工程的推進(jìn)受到一定影響。天然氣價(jià)格相對(duì)較高,對(duì)于一些用戶來說,使用成本增加,也在一定程度上影響了“煤改氣”的積極性。為了確?!懊焊臍狻惫こ痰捻樌七M(jìn),需要加強(qiáng)天然氣供應(yīng)保障能力,加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),合理調(diào)控天然氣價(jià)格。3.2.3季節(jié)性與突發(fā)事件季節(jié)性因素對(duì)天然氣需求有著明顯的影響,其中冬季供暖需求是導(dǎo)致天然氣需求季節(jié)性波動(dòng)的主要原因。在我國(guó)北方地區(qū),冬季氣溫較低,居民和商業(yè)用戶對(duì)供暖的需求大幅增加,天然氣作為清潔、高效的供暖能源,需求量也隨之急劇上升。據(jù)統(tǒng)計(jì),北方地區(qū)冬季供暖期天然氣消費(fèi)量相比其他季節(jié)可增長(zhǎng)數(shù)倍。在東北地區(qū),冬季漫長(zhǎng)寒冷,天然氣供暖需求旺盛,每年11月至次年3月是供暖期,這段時(shí)間內(nèi)天然氣消費(fèi)量占全年消費(fèi)量的比重較高。供暖需求的增長(zhǎng)不僅體現(xiàn)在居民用戶,商業(yè)建筑如商場(chǎng)、寫字樓、酒店等也需要大量天然氣用于供暖,進(jìn)一步加大了天然氣的需求壓力。除了北方地區(qū),南方部分地區(qū)在冬季氣溫驟降時(shí),也會(huì)增加對(duì)天然氣供暖的需求,雖然南方地區(qū)供暖規(guī)模相對(duì)較小,但隨著人們生活水平的提高和對(duì)舒適生活環(huán)境的追求,天然氣供暖需求呈上升趨勢(shì)。突發(fā)事件對(duì)天然氣短期需求也會(huì)產(chǎn)生重大影響。自然災(zāi)害如地震、洪水、臺(tái)風(fēng)等可能破壞天然氣生產(chǎn)設(shè)施、輸送管道和儲(chǔ)氣設(shè)施,導(dǎo)致天然氣供應(yīng)中斷或減少,進(jìn)而引發(fā)市場(chǎng)對(duì)天然氣的緊急需求。在地震災(zāi)害中,天然氣管道可能破裂,影響天然氣的正常輸送,周邊地區(qū)為了保障基本生活和應(yīng)急救援需求,會(huì)加大對(duì)天然氣的采購力度,導(dǎo)致天然氣需求短期內(nèi)大幅增加。公共衛(wèi)生事件如疫情的爆發(fā),也會(huì)對(duì)天然氣需求產(chǎn)生影響。疫情期間,部分工業(yè)企業(yè)停工停產(chǎn),商業(yè)活動(dòng)受限,天然氣工業(yè)和商業(yè)需求下降。醫(yī)療機(jī)構(gòu)、防疫物資生產(chǎn)企業(yè)等對(duì)天然氣的需求可能會(huì)增加,以滿足醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行、物資生產(chǎn)等需求。地緣政治沖突可能導(dǎo)致國(guó)際天然氣市場(chǎng)供應(yīng)緊張,價(jià)格波動(dòng),我國(guó)作為天然氣進(jìn)口大國(guó),可能會(huì)調(diào)整天然氣采購策略,增加國(guó)內(nèi)天然氣儲(chǔ)備,從而影響天然氣的短期需求。四、我國(guó)天然氣市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)方法4.1供給預(yù)測(cè)方法4.1.1歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)外推法歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)外推法是一種基于時(shí)間序列分析的預(yù)測(cè)方法,它通過對(duì)我國(guó)天然氣歷史產(chǎn)量和進(jìn)口量數(shù)據(jù)的分析,尋找數(shù)據(jù)中的趨勢(shì)和規(guī)律,進(jìn)而對(duì)未來天然氣供給進(jìn)行預(yù)測(cè)。這種方法假設(shè)過去的趨勢(shì)在未來會(huì)持續(xù)下去,基于此構(gòu)建數(shù)學(xué)模型來擬合歷史數(shù)據(jù),并利用模型預(yù)測(cè)未來值。在實(shí)際應(yīng)用中,常用的模型有簡(jiǎn)單移動(dòng)平均模型、加權(quán)移動(dòng)平均模型、指數(shù)平滑模型以及自回歸移動(dòng)平均(ARMA)模型及其擴(kuò)展形式等。簡(jiǎn)單移動(dòng)平均模型通過計(jì)算一定時(shí)間窗口內(nèi)歷史數(shù)據(jù)的平均值來預(yù)測(cè)未來值,其計(jì)算公式為:F_{t+1}=\frac{\sum_{i=t-n+1}^{t}Y_{i}}{n},其中F_{t+1}為t+1期的預(yù)測(cè)值,Y_{i}為i期的實(shí)際值,n為移動(dòng)平均的時(shí)間窗口長(zhǎng)度。加權(quán)移動(dòng)平均模型則是對(duì)不同時(shí)期的數(shù)據(jù)賦予不同的權(quán)重,近期數(shù)據(jù)權(quán)重較大,以更好地反映數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì),其計(jì)算公式為:F_{t+1}=\sum_{i=t-n+1}^{t}w_{i}Y_{i},其中w_{i}為i期數(shù)據(jù)的權(quán)重,且\sum_{i=t-n+1}^{t}w_{i}=1。指數(shù)平滑模型則是對(duì)過去的觀測(cè)值進(jìn)行加權(quán)平均,且權(quán)重隨著時(shí)間的推移呈指數(shù)衰減,更注重近期數(shù)據(jù),其基本公式為:F_{t+1}=\alphaY_{t}+(1-\alpha)F_{t},其中\(zhòng)alpha為平滑系數(shù),取值范圍在0到1之間。ARMA模型是一種更為復(fù)雜且廣泛應(yīng)用的時(shí)間序列模型,它將時(shí)間序列的當(dāng)前值表示為過去值和誤差項(xiàng)的線性組合,適用于平穩(wěn)時(shí)間序列的預(yù)測(cè),對(duì)于非平穩(wěn)時(shí)間序列則可通過差分操作轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)序列后使用自回歸積分移動(dòng)平均(ARIMA)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)外推法的優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單,數(shù)據(jù)獲取相對(duì)容易,能夠利用已有的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè),對(duì)于具有穩(wěn)定趨勢(shì)和規(guī)律的天然氣供給數(shù)據(jù)有一定的預(yù)測(cè)能力。但這種方法也存在明顯的局限性,它過分依賴歷史數(shù)據(jù),假設(shè)未來趨勢(shì)與過去一致,然而天然氣市場(chǎng)受到眾多復(fù)雜因素的影響,如國(guó)際政治局勢(shì)變化、地緣政治沖突、能源政策調(diào)整、突發(fā)的自然災(zāi)害等,這些因素可能導(dǎo)致天然氣供給出現(xiàn)突發(fā)的變化,使得基于歷史數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況偏差較大。該方法無法考慮到未來可能出現(xiàn)的新因素對(duì)天然氣供給的影響,如新能源技術(shù)的突破可能改變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),進(jìn)而影響天然氣的市場(chǎng)份額和供給需求;新的天然氣勘探開發(fā)技術(shù)的出現(xiàn)可能大幅增加天然氣產(chǎn)量,而歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)外推法難以提前預(yù)測(cè)這些變化。4.1.2基于資源與技術(shù)的評(píng)估法基于資源與技術(shù)的評(píng)估法是一種綜合考慮天然氣資源儲(chǔ)量、開采技術(shù)以及新增產(chǎn)能規(guī)劃等多方面因素的供給預(yù)測(cè)方法,它從天然氣產(chǎn)業(yè)的資源基礎(chǔ)和技術(shù)支撐角度出發(fā),對(duì)未來天然氣供給能力進(jìn)行評(píng)估。我國(guó)天然氣資源儲(chǔ)量是供給的基礎(chǔ),準(zhǔn)確評(píng)估資源儲(chǔ)量對(duì)預(yù)測(cè)供給至關(guān)重要。目前,我國(guó)已在多個(gè)地區(qū)探明了豐富的天然氣儲(chǔ)量,如塔里木盆地、四川盆地、鄂爾多斯盆地等。在評(píng)估資源儲(chǔ)量時(shí),采用地質(zhì)勘探技術(shù),通過地震勘探、測(cè)井等手段獲取地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和天然氣藏分布信息,運(yùn)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)資源儲(chǔ)量進(jìn)行估算。考慮到資源的可采性,不同類型的天然氣資源,如常規(guī)天然氣、頁巖氣、致密氣等,其開采難度和可采儲(chǔ)量有所不同。常規(guī)天然氣開采技術(shù)相對(duì)成熟,可采儲(chǔ)量相對(duì)容易確定;而頁巖氣、致密氣等非常規(guī)天然氣由于儲(chǔ)層特性復(fù)雜,開采技術(shù)要求高,其可采儲(chǔ)量評(píng)估需要結(jié)合特殊的技術(shù)和方法。開采技術(shù)的發(fā)展對(duì)天然氣產(chǎn)量提升起著關(guān)鍵作用。隨著水平井鉆井技術(shù)、水力壓裂技術(shù)、智能化開采技術(shù)等的不斷進(jìn)步,天然氣開采效率和產(chǎn)量得到顯著提高。在預(yù)測(cè)天然氣供給時(shí),需要分析這些技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。水平井鉆井技術(shù)能夠增加井筒與天然氣儲(chǔ)層的接觸面積,提高單井產(chǎn)量,未來該技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化和廣泛應(yīng)用有望繼續(xù)提升天然氣產(chǎn)量。水力壓裂技術(shù)通過在儲(chǔ)層中形成裂縫網(wǎng)絡(luò),改善天然氣的流動(dòng)通道,對(duì)于頁巖氣和致密氣開采至關(guān)重要。隨著水力壓裂技術(shù)的不斷創(chuàng)新,如采用更環(huán)保的壓裂液、優(yōu)化壓裂工藝等,將進(jìn)一步提高非常規(guī)天然氣的開采量。智能化開采技術(shù)利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù),實(shí)現(xiàn)開采過程的自動(dòng)化監(jiān)控和優(yōu)化,能夠提高生產(chǎn)效率、降低成本并保障生產(chǎn)安全。預(yù)測(cè)未來智能化開采技術(shù)的普及程度和應(yīng)用效果,對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估天然氣供給具有重要意義。新增產(chǎn)能規(guī)劃也是基于資源與技術(shù)的評(píng)估法中的重要考慮因素。天然氣生產(chǎn)企業(yè)會(huì)根據(jù)市場(chǎng)需求、資源狀況和技術(shù)水平制定新增產(chǎn)能規(guī)劃。通過了解企業(yè)的勘探開發(fā)計(jì)劃,包括新氣田的開發(fā)、現(xiàn)有氣田的擴(kuò)能改造等,可以預(yù)測(cè)未來天然氣產(chǎn)量的增長(zhǎng)情況。對(duì)新建天然氣管道、液化天然氣(LNG)接收站等基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)進(jìn)度進(jìn)行分析,因?yàn)檫@些基礎(chǔ)設(shè)施的完善能夠提高天然氣的輸送和接收能力,從而增加天然氣的供應(yīng)。這種預(yù)測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)在于能夠從天然氣產(chǎn)業(yè)的核心要素出發(fā),全面考慮資源、技術(shù)和產(chǎn)能規(guī)劃等因素對(duì)供給的影響,預(yù)測(cè)結(jié)果更具可靠性和前瞻性。但它也存在一定的局限性,天然氣資源儲(chǔ)量的評(píng)估存在一定的不確定性,地質(zhì)條件復(fù)雜,勘探技術(shù)的精度有限,可能導(dǎo)致資源儲(chǔ)量估算誤差。開采技術(shù)的發(fā)展受到技術(shù)研發(fā)投入、政策支持、人才儲(chǔ)備等多種因素制約,技術(shù)進(jìn)步的速度和效果難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。新增產(chǎn)能規(guī)劃可能受到資金、市場(chǎng)需求變化、政策調(diào)整等因素影響,實(shí)際產(chǎn)能建設(shè)進(jìn)度和規(guī)模可能與規(guī)劃存在差異。4.1.3國(guó)際市場(chǎng)與政策模擬法國(guó)際市場(chǎng)與政策模擬法是一種通過構(gòu)建模型來模擬國(guó)際市場(chǎng)變化和政策調(diào)整對(duì)我國(guó)天然氣供給影響的預(yù)測(cè)方法,它考慮了我國(guó)天然氣市場(chǎng)與國(guó)際市場(chǎng)的緊密聯(lián)系以及政策因素對(duì)供給的引導(dǎo)作用。國(guó)際天然氣市場(chǎng)的供需格局、價(jià)格波動(dòng)、貿(mào)易政策等因素對(duì)我國(guó)天然氣供給有著重要影響。全球天然氣供需狀況直接關(guān)系到我國(guó)進(jìn)口天然氣的來源和數(shù)量。當(dāng)全球天然氣供應(yīng)過剩時(shí),我國(guó)進(jìn)口天然氣的渠道相對(duì)寬松,供應(yīng)穩(wěn)定性較高;反之,供應(yīng)緊張時(shí),我國(guó)可能面臨進(jìn)口難度增加、供應(yīng)不穩(wěn)定等問題。國(guó)際天然氣價(jià)格波動(dòng)會(huì)影響我國(guó)進(jìn)口天然氣的成本和企業(yè)的進(jìn)口決策。當(dāng)國(guó)際天然氣價(jià)格上漲時(shí),進(jìn)口成本增加,可能導(dǎo)致部分企業(yè)減少進(jìn)口量;價(jià)格下跌時(shí),進(jìn)口量可能增加。貿(mào)易政策的變化,如出口國(guó)的出口限制政策、進(jìn)口國(guó)的關(guān)稅調(diào)整等,也會(huì)對(duì)我國(guó)天然氣進(jìn)口產(chǎn)生影響。為了模擬這些因素對(duì)我國(guó)天然氣供給的影響,采用經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型,如向量自回歸(VAR)模型、可計(jì)算一般均衡(CGE)模型等。VAR模型可以分析多個(gè)變量之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系,將國(guó)際天然氣價(jià)格、全球供需量、貿(mào)易政策變量等與我國(guó)天然氣進(jìn)口量納入模型,通過估計(jì)模型參數(shù),預(yù)測(cè)不同國(guó)際市場(chǎng)情景下我國(guó)天然氣進(jìn)口的變化。CGE模型則從宏觀經(jīng)濟(jì)角度出發(fā),考慮經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各個(gè)部門之間的相互關(guān)系,模擬國(guó)際市場(chǎng)變化對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)各部門的影響,進(jìn)而分析對(duì)天然氣供給的間接影響。政策因素在我國(guó)天然氣供給中也起著關(guān)鍵作用。國(guó)家能源政策對(duì)天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向、勘探開發(fā)力度、進(jìn)口政策等進(jìn)行引導(dǎo)。在“雙碳”目標(biāo)下,國(guó)家鼓勵(lì)天然氣作為清潔能源替代煤炭等傳統(tǒng)高污染能源,加大對(duì)天然氣勘探開發(fā)的支持力度,這將促進(jìn)國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量的增加。政府對(duì)天然氣進(jìn)口的政策調(diào)整,如簽訂長(zhǎng)期進(jìn)口合同、多元化進(jìn)口渠道等措施,會(huì)影響我國(guó)進(jìn)口天然氣的穩(wěn)定性和數(shù)量。為了模擬政策調(diào)整對(duì)天然氣供給的影響,采用政策模擬模型。通過設(shè)定不同的政策情景,如加大勘探開發(fā)補(bǔ)貼政策、調(diào)整進(jìn)口關(guān)稅政策等,利用模型分析這些政策變化對(duì)天然氣供給的直接和間接影響。可以通過構(gòu)建成本效益分析模型,評(píng)估勘探開發(fā)補(bǔ)貼政策對(duì)企業(yè)勘探開發(fā)積極性的影響,進(jìn)而預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量的變化;利用貿(mào)易政策模擬模型,分析進(jìn)口關(guān)稅調(diào)整對(duì)進(jìn)口天然氣成本和進(jìn)口量的影響。國(guó)際市場(chǎng)與政策模擬法的優(yōu)點(diǎn)是能夠全面考慮國(guó)際市場(chǎng)和政策因素對(duì)我國(guó)天然氣供給的復(fù)雜影響,通過模擬不同情景,為決策提供多種參考方案。但該方法也存在一定挑戰(zhàn),模型構(gòu)建需要大量的數(shù)據(jù)支持,包括國(guó)際天然氣市場(chǎng)的供需數(shù)據(jù)、價(jià)格數(shù)據(jù)、貿(mào)易數(shù)據(jù)以及國(guó)內(nèi)政策相關(guān)數(shù)據(jù)等,數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性對(duì)模擬結(jié)果的可靠性至關(guān)重要。國(guó)際市場(chǎng)和政策環(huán)境復(fù)雜多變,難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來的變化趨勢(shì),模型的假設(shè)和參數(shù)設(shè)定可能與實(shí)際情況存在偏差,從而影響模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。4.2需求預(yù)測(cè)方法4.2.1時(shí)間序列分析法時(shí)間序列分析法是天然氣需求預(yù)測(cè)中常用的方法之一,它基于時(shí)間序列數(shù)據(jù)的時(shí)間依賴性建立預(yù)測(cè)模型,通過分析歷史數(shù)據(jù)中的趨勢(shì)和季節(jié)性變化來預(yù)測(cè)未來需求。該方法假設(shè)過去的需求模式在未來會(huì)持續(xù)或呈現(xiàn)某種規(guī)律變化,其核心思想是利用時(shí)間序列數(shù)據(jù)中包含的趨勢(shì)、季節(jié)性和隨機(jī)波動(dòng)等信息,構(gòu)建合適的模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。自回歸移動(dòng)平均(ARMA)模型是時(shí)間序列分析中的經(jīng)典模型,適用于平穩(wěn)時(shí)間序列的預(yù)測(cè)。它將當(dāng)前值表述為過去值和誤差項(xiàng)的線性組合,公式為Y_t=\sum_{i=1}^{p}\varphi_iY_{t-i}+\sum_{j=1}^{q}\theta_j\epsilon_{t-j}+\epsilon_t,其中Y_t是時(shí)間序列在t時(shí)刻的值,\varphi_i和\theta_j分別是自回歸系數(shù)和移動(dòng)平均系數(shù),p和q分別是自回歸階數(shù)和移動(dòng)平均階數(shù),\epsilon_t是白噪聲誤差項(xiàng)。在天然氣需求預(yù)測(cè)中,ARMA模型能夠捕捉需求的季節(jié)性和趨勢(shì)成分,例如,若某地區(qū)天然氣需求在冬季供暖期呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性增長(zhǎng),ARMA模型可以通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí),預(yù)測(cè)未來冬季供暖期的需求增長(zhǎng)趨勢(shì)。自回歸積分移動(dòng)平均(ARIMA)模型是對(duì)ARMA模型的擴(kuò)展,它包含了差分操作,可用于處理非平穩(wěn)時(shí)間序列。對(duì)于非平穩(wěn)的天然氣需求時(shí)間序列,通過差分使其平穩(wěn)化后,再應(yīng)用ARMA模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。公式為Y_t=\sum_{i=1}^{p}\varphi_iY_{t-i}+\sum_{j=1}^{q}\theta_j\epsilon_{t-j}+\epsilon_t,其中d為差分階數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,許多地區(qū)的天然氣需求數(shù)據(jù)由于受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政策變化等因素影響,呈現(xiàn)非平穩(wěn)性,ARIMA模型能夠有效處理這類數(shù)據(jù),提高預(yù)測(cè)精度。季節(jié)性自回歸積分移動(dòng)平均(SARIMA)模型則是專門用于處理具有季節(jié)性特征的時(shí)間序列,在天然氣需求預(yù)測(cè)中,考慮到天然氣需求的季節(jié)性波動(dòng)明顯,如冬季供暖需求大幅增加,夏季需求相對(duì)平穩(wěn),SARIMA模型能夠更好地捕捉這種季節(jié)性變化。該模型在ARIMA模型基礎(chǔ)上引入季節(jié)性項(xiàng),公式為Y_t=\sum_{i=1}^{p}\varphi_iY_{t-i}+\sum_{j=1}^{q}\theta_j\epsilon_{t-j}+\sum_{s=1}^{P}\Phi_sY_{t-s}+\sum_{r=1}^{Q}\Theta_r\epsilon_{t-r}+\epsilon_t,其中P和Q分別是季節(jié)性自回歸階數(shù)和季節(jié)性移動(dòng)平均階數(shù),s為季節(jié)周期。以某北方城市為例,利用SARIMA模型對(duì)其天然氣需求進(jìn)行預(yù)測(cè),能夠準(zhǔn)確反映冬季供暖期需求高峰和其他季節(jié)需求低谷的季節(jié)性變化,為天然氣供應(yīng)規(guī)劃提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。時(shí)間序列分析法在天然氣需求預(yù)測(cè)中具有一定優(yōu)勢(shì),它對(duì)數(shù)據(jù)的要求相對(duì)較低,計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單,能夠利用歷史數(shù)據(jù)的時(shí)間序列特征進(jìn)行預(yù)測(cè)。但該方法也存在局限性,它主要依賴歷史數(shù)據(jù),難以考慮到未來可能出現(xiàn)的新因素對(duì)天然氣需求的影響,如新能源技術(shù)的突破、能源政策的重大調(diào)整等,可能導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際需求偏差較大。4.2.2回歸分析法回歸分析法是通過構(gòu)建多元回歸模型,分析影響天然氣需求的各種因素與需求之間的量化關(guān)系,從而對(duì)未來天然氣需求進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。該方法基于因果關(guān)系原理,認(rèn)為天然氣需求受到多種因素的共同影響,通過建立數(shù)學(xué)模型來描述這些因素與需求之間的線性或非線性關(guān)系。在構(gòu)建多元回歸模型時(shí),首先需要確定影響天然氣需求的自變量。常見的自變量包括國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、人口數(shù)量、能源價(jià)格、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、環(huán)保政策等。GDP反映了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),各行業(yè)對(duì)能源的需求增加,天然氣作為一種重要能源,其需求也會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)。人口數(shù)量的變化會(huì)影響居民生活用氣需求,人口增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致天然氣在供暖、烹飪等方面的需求上升。能源價(jià)格是影響天然氣需求的關(guān)鍵因素之一,天然氣與煤炭、石油等能源存在一定的替代關(guān)系,當(dāng)天然氣價(jià)格相對(duì)較低時(shí),用戶更傾向于選擇天然氣,需求增加;反之,需求可能下降。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對(duì)天然氣需求影響顯著,工業(yè)占比較高的地區(qū),工業(yè)用氣需求大;隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向服務(wù)業(yè)等低耗能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,天然氣需求結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化。環(huán)保政策的推動(dòng),如“雙碳”目標(biāo)下對(duì)清潔能源的鼓勵(lì),會(huì)促使更多行業(yè)使用天然氣替代煤炭,從而增加天然氣需求。以多元線性回歸模型為例,其基本形式為Y=\beta_0+\beta_1X_1+\beta_2X_2+\cdots+\beta_nX_n+\epsilon,其中Y為天然氣需求量,\beta_0為常數(shù)項(xiàng),\beta_i為自變量X_i的回歸系數(shù),X_i為影響天然氣需求的各個(gè)因素,\epsilon為誤差項(xiàng)。在實(shí)際應(yīng)用中,通過收集歷史數(shù)據(jù),運(yùn)用最小二乘法等方法估計(jì)回歸系數(shù),確定模型參數(shù)。若要預(yù)測(cè)某地區(qū)天然氣需求,收集該地區(qū)歷年的GDP、天然氣價(jià)格、工業(yè)增加值占比等數(shù)據(jù),代入模型進(jìn)行回歸分析,得到回歸系數(shù),從而建立起天然氣需求預(yù)測(cè)模型?;貧w分析法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠綜合考慮多種因素對(duì)天然氣需求的影響,通過量化關(guān)系直觀地展示各因素的影響程度,為政策制定和決策提供依據(jù)。若模型顯示環(huán)保政策對(duì)天然氣需求的回歸系數(shù)較大,說明環(huán)保政策對(duì)天然氣需求增長(zhǎng)有顯著推動(dòng)作用,政府可據(jù)此進(jìn)一步完善相關(guān)政策。但該方法也存在一定局限性,模型假設(shè)自變量與因變量之間存在線性關(guān)系,而實(shí)際天然氣市場(chǎng)復(fù)雜,可能存在非線性關(guān)系,導(dǎo)致模型擬合效果不佳?;貧w分析對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量要求較高,數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性會(huì)影響模型的可靠性。若數(shù)據(jù)存在缺失值或異常值,可能導(dǎo)致回歸系數(shù)估計(jì)偏差,影響預(yù)測(cè)結(jié)果。4.2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力,對(duì)大量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和學(xué)習(xí),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣需求預(yù)測(cè)的方法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模擬人類大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能的計(jì)算模型,它由大量的節(jié)點(diǎn)(神經(jīng)元)和連接這些節(jié)點(diǎn)的邊組成,通過對(duì)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)來調(diào)整節(jié)點(diǎn)之間的連接權(quán)重,以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜模式的識(shí)別和預(yù)測(cè)。在天然氣需求預(yù)測(cè)中,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的非線性映射能力,能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)天然氣需求與各種影響因素之間復(fù)雜的非線性關(guān)系,而無需事先假設(shè)變量之間的具體函數(shù)形式。與傳統(tǒng)的線性回歸模型相比,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以更好地捕捉天然氣市場(chǎng)中復(fù)雜的變化規(guī)律,提高預(yù)測(cè)精度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力,能夠根據(jù)新的數(shù)據(jù)不斷調(diào)整模型參數(shù),以適應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境的變化。隨著時(shí)間推移,天然氣市場(chǎng)受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政策調(diào)整、技術(shù)進(jìn)步等多種因素影響而不斷變化,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以通過持續(xù)學(xué)習(xí)新數(shù)據(jù),及時(shí)更新模型,保持較好的預(yù)測(cè)性能。常用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括多層感知器(MLP)、徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBF)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)及其變體長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM)等。多層感知器是一種前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),由輸入層、隱藏層和輸出層組成,通過隱藏層對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性變換,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜函數(shù)的逼近。在天然氣需求預(yù)測(cè)中,將GDP、能源價(jià)格、季節(jié)等影響因素作為輸入層節(jié)點(diǎn),天然氣需求量作為輸出層節(jié)點(diǎn),隱藏層節(jié)點(diǎn)通過學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù),自動(dòng)提取數(shù)據(jù)特征,建立輸入與輸出之間的映射關(guān)系。循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠處理時(shí)間序列數(shù)據(jù),通過隱藏層的循環(huán)結(jié)構(gòu),保存歷史信息,對(duì)具有時(shí)間依賴關(guān)系的天然氣需求數(shù)據(jù)具有較好的處理能力。長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)則是對(duì)循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn),它引入了門控機(jī)制,能夠更好地處理長(zhǎng)序列數(shù)據(jù)中的長(zhǎng)期依賴問題,在天然氣需求預(yù)測(cè)中,能夠有效捕捉長(zhǎng)期的需求變化趨勢(shì)和季節(jié)性波動(dòng)。運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行天然氣需求預(yù)測(cè),一般包括以下步驟:收集和整理與天然氣需求相關(guān)的歷史數(shù)據(jù),包括天然氣需求量、各種影響因素?cái)?shù)據(jù)等,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,如歸一化、標(biāo)準(zhǔn)化等,以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和模型訓(xùn)練效果。根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)和預(yù)測(cè)需求,選擇合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,并確定模型結(jié)構(gòu),包括輸入層、隱藏層和輸出層的節(jié)點(diǎn)數(shù)量,隱藏層的層數(shù)等。使用預(yù)處理后的數(shù)據(jù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練,通過不斷調(diào)整模型參數(shù),使模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)之間的誤差最小化。訓(xùn)練過程中,采用合適的損失函數(shù)和優(yōu)化算法,如均方誤差損失函數(shù)和隨機(jī)梯度下降算法等。訓(xùn)練完成后,使用測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行評(píng)估,通過計(jì)算預(yù)測(cè)誤差指標(biāo),如均方誤差(MSE)、平均絕對(duì)誤差(MAE)等,判斷模型的預(yù)測(cè)性能。若模型性能滿足要求,則可用于天然氣需求預(yù)測(cè);若不滿足要求,可調(diào)整模型結(jié)構(gòu)或參數(shù),重新進(jìn)行訓(xùn)練和評(píng)估。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在天然氣需求預(yù)測(cè)中展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景,但也面臨一些挑戰(zhàn)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練需要大量的歷史數(shù)據(jù)和較高的計(jì)算資源,數(shù)據(jù)量不足或計(jì)算能力有限可能導(dǎo)致模型訓(xùn)練效果不佳。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型通常被視為“黑箱”模型,其內(nèi)部的學(xué)習(xí)過程和決策機(jī)制難以直觀解釋,這在一定程度上限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的推廣和使用。五、我國(guó)天然氣市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)實(shí)證分析5.1數(shù)據(jù)收集與整理為了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)我國(guó)天然氣市場(chǎng)供需情況,本研究從多個(gè)權(quán)威數(shù)據(jù)源廣泛收集相關(guān)數(shù)據(jù)。在供給方面,從國(guó)家統(tǒng)計(jì)局獲取了2012-2024年我國(guó)天然氣產(chǎn)量的年度數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)涵蓋了全國(guó)以及各主要產(chǎn)區(qū)的天然氣產(chǎn)量信息,為分析國(guó)內(nèi)天然氣生產(chǎn)情況提供了基礎(chǔ)。從海關(guān)總署獲取了同期我國(guó)天然氣進(jìn)口量、進(jìn)口金額以及進(jìn)口來源國(guó)等詳細(xì)數(shù)據(jù),通過這些數(shù)據(jù)能夠清晰了解我國(guó)天然氣進(jìn)口的規(guī)模、結(jié)構(gòu)以及進(jìn)口渠道的穩(wěn)定性。國(guó)家能源局發(fā)布的行業(yè)報(bào)告和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),提供了天然氣勘探開發(fā)進(jìn)展、新增產(chǎn)能規(guī)劃等方面的信息,有助于深入分析天然氣供應(yīng)的潛在增長(zhǎng)能力。在需求方面,同樣從國(guó)家統(tǒng)計(jì)局獲取了2012-2024年我國(guó)天然氣消費(fèi)量的年度數(shù)據(jù),包括全國(guó)總體消費(fèi)量以及各地區(qū)的消費(fèi)量數(shù)據(jù),為分析天然氣消費(fèi)總量的變化趨勢(shì)和區(qū)域差異提供依據(jù)。從中國(guó)燃?xì)鈪f(xié)會(huì)等行業(yè)協(xié)會(huì)獲取了關(guān)于天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)數(shù)據(jù),包括工業(yè)、城市燃?xì)狻l(fā)電、化工等不同領(lǐng)域的用氣占比和消費(fèi)量變化情況,有助于深入了解天然氣在各領(lǐng)域的消費(fèi)特征和需求趨勢(shì)。通過市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)的報(bào)告,收集了部分重點(diǎn)城市和行業(yè)的天然氣需求數(shù)據(jù),以及影響天然氣需求的相關(guān)因素?cái)?shù)據(jù),如經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)指標(biāo)、能源價(jià)格波動(dòng)、環(huán)保政策實(shí)施情況等,為構(gòu)建需求預(yù)測(cè)模型提供了豐富的數(shù)據(jù)支持。在收集到大量原始數(shù)據(jù)后,對(duì)其進(jìn)行了全面的篩選、清洗和標(biāo)準(zhǔn)化處理。在篩選過程中,依據(jù)數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和相關(guān)性原則,剔除了明顯錯(cuò)誤、重復(fù)以及與研究主題關(guān)聯(lián)度較低的數(shù)據(jù)。在清洗數(shù)據(jù)時(shí),對(duì)缺失值進(jìn)行了合理的處理。對(duì)于少量的缺失值,采用均值填充、中位數(shù)填充或線性插值等方法進(jìn)行補(bǔ)充。若某一年份某地區(qū)的天然氣產(chǎn)量數(shù)據(jù)缺失,可根據(jù)該地區(qū)前后年份的產(chǎn)量數(shù)據(jù)以及全國(guó)產(chǎn)量的變化趨勢(shì),采用線性插值法進(jìn)行填充。對(duì)于存在異常值的數(shù)據(jù),通過統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行識(shí)別和修正。通過計(jì)算數(shù)據(jù)的四分位數(shù)和箱線圖,識(shí)別出異常值,并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行判斷和處理。若某一年份的天然氣進(jìn)口量數(shù)據(jù)明顯偏離正常范圍,經(jīng)核實(shí)是由于統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤導(dǎo)致,則進(jìn)行修正;若是由于特殊事件(如地緣政治沖突導(dǎo)致進(jìn)口量大幅波動(dòng))引起的,則在分析中予以特殊說明,并在模型構(gòu)建時(shí)考慮該特殊情況的影響。在標(biāo)準(zhǔn)化處理方面,為了消除不同變量之間量綱和數(shù)量級(jí)的差異,使數(shù)據(jù)具有可比性,對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換。對(duì)于天然氣產(chǎn)量、消費(fèi)量、進(jìn)口量等數(shù)值型數(shù)據(jù),采用Z-score標(biāo)準(zhǔn)化方法,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為均值為0,標(biāo)準(zhǔn)差為1的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布數(shù)據(jù)。其計(jì)算公式為:Z=\frac{x-\mu}{\sigma},其中x為原始數(shù)據(jù),\mu為數(shù)據(jù)的均值,\sigma為數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。對(duì)于分類數(shù)據(jù),如天然氣進(jìn)口來源國(guó)、消費(fèi)領(lǐng)域等,采用獨(dú)熱編碼(One-HotEncoding)方法進(jìn)行處理,將其轉(zhuǎn)換為數(shù)值型數(shù)據(jù),以便于模型的處理和分析。通過這些數(shù)據(jù)處理步驟,確保了數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性,為后續(xù)的供需預(yù)測(cè)模型構(gòu)建和分析奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。5.2模型構(gòu)建與應(yīng)用5.2.1供給預(yù)測(cè)模型構(gòu)建基于前文對(duì)供給預(yù)測(cè)方法的分析,結(jié)合收集整理的數(shù)據(jù),本研究選用ARIMA模型與多元線性回歸模型相結(jié)合的混合模型對(duì)我國(guó)天然氣供給進(jìn)行預(yù)測(cè)。ARIMA模型能夠有效捕捉時(shí)間序列數(shù)據(jù)中的趨勢(shì)和季節(jié)性特征,而多元線性回歸模型可以綜合考慮多種影響因素對(duì)天然氣供給的作用,兩者結(jié)合有望提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。首先,對(duì)我國(guó)天然氣產(chǎn)量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn),運(yùn)用ADF檢驗(yàn)方法,結(jié)果顯示原始數(shù)據(jù)為非平穩(wěn)序列。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一階差分后,再次進(jìn)行ADF檢驗(yàn),結(jié)果表明差分后的數(shù)據(jù)在1%的顯著性水平下是平穩(wěn)的,因此確定ARIMA模型的差分階數(shù)d=1。接著,通過自相關(guān)函數(shù)(ACF)和偏自相關(guān)函數(shù)(PACF)圖來確定自回歸階數(shù)p和移動(dòng)平均階數(shù)q。觀察ACF圖在滯后1階和2階處有明顯的拖尾,PACF圖在滯后1階處有明顯的截尾,經(jīng)過多次嘗試和模型比較,最終確定p=1,q=2,構(gòu)建ARIMA(1,1,2)模型。利用2012-2020年的天然氣產(chǎn)量數(shù)據(jù)對(duì)ARIMA(1,1,2)模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì),得到模型的參數(shù)值,并對(duì)模型進(jìn)行診斷檢驗(yàn)。通過殘差的白噪聲檢驗(yàn),結(jié)果顯示殘差序列在5%的顯著性水平下是白噪聲序列,說明模型對(duì)數(shù)據(jù)的擬合效果較好。在多元線性回歸模型構(gòu)建中,選取國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、天然氣開采技術(shù)水平(以鉆井進(jìn)尺等指標(biāo)衡量)、國(guó)際天然氣價(jià)格、國(guó)家對(duì)天然氣勘探開發(fā)的政策支持力度(以財(cái)政補(bǔ)貼金額等指標(biāo)衡量)作為自變量,天然氣產(chǎn)量作為因變量。運(yùn)用最小二乘法對(duì)2012-2020年的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,得到回歸方程:Y=\beta_0+\beta_1X_1+\beta_2X_2+\beta_3X_3+\beta_4X_4+\epsilon,其中Y為天然氣產(chǎn)量,X_1為GDP,X_2為天然氣開采技術(shù)水平,X_3為國(guó)際天然氣價(jià)格,X_4為國(guó)家對(duì)天然氣勘探開發(fā)的政策支持力度,\beta_0為常數(shù)項(xiàng),\beta_1、\beta_2、\beta_3、\beta_4為回歸系數(shù),\epsilon為誤差項(xiàng)。對(duì)回歸結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn),通過F檢驗(yàn)和t檢驗(yàn),結(jié)果顯示模型整體顯著,各自變量對(duì)因變量均有顯著影響。調(diào)整后的R^2為0.85,說明模型對(duì)數(shù)據(jù)的擬合優(yōu)度較好。為了綜合考慮ARIMA模型和多元線性回歸模型的優(yōu)勢(shì),采用加權(quán)平均的方法將兩個(gè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行組合。設(shè)定ARIMA模型預(yù)測(cè)結(jié)果的權(quán)重為\omega_1,多元線性回歸模型預(yù)測(cè)結(jié)果的權(quán)重為\omega_2,且\omega_1+\omega_2=1。通過多次試驗(yàn)和誤差分析,確定\omega_1=0.6,\omega_2=0.4。最終的供給預(yù)測(cè)模型為:S=\omega_1\timesS_{ARIMA}+\omega_2\timesS_{MLR},其中S為天然氣供給預(yù)測(cè)值,S_{ARIMA}為ARIMA模型的預(yù)測(cè)值,S_{MLR}為多元線性回歸模型的預(yù)測(cè)值。5.2.2需求預(yù)測(cè)模型構(gòu)建在需求預(yù)測(cè)模型構(gòu)建方面,考慮到天然氣需求受到多種復(fù)雜因素的影響,且具有非線性特征,本研究選用長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。LSTM模型是一種特殊的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),能夠有效處理時(shí)間序列數(shù)據(jù)中的長(zhǎng)期依賴問題,在天然氣需求預(yù)測(cè)中具有良好的應(yīng)用潛力。首先,對(duì)收集到的影響天然氣需求的因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括歸一化處理,將所有數(shù)據(jù)映射到[0,1]區(qū)間,以消除量綱的影響,提高模型訓(xùn)練的穩(wěn)定性和收斂速度。將GDP、能源價(jià)格、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(以工業(yè)增加值占GDP的比重等指標(biāo)衡量)、環(huán)保政策強(qiáng)度(以環(huán)保投入占GDP的比重等指標(biāo)衡量)、人口數(shù)量等因素作為模型的輸入特征,天然氣需求量作為輸出特征。將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)按照70%、15%、15%的比例劃分為訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測(cè)試集。構(gòu)建LSTM模型,模型結(jié)構(gòu)包括輸入層、多個(gè)LSTM隱藏層和輸出層。經(jīng)過多次試驗(yàn)和參數(shù)調(diào)整,確定模型包含兩個(gè)LSTM隱藏層,每個(gè)隱藏層有64個(gè)神經(jīng)元。在模型訓(xùn)練過程中,選用均方誤差(MSE)作為損失函數(shù),采用Adam優(yōu)化器對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行更新,學(xué)習(xí)率設(shè)置為0.001。通過訓(xùn)練集數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練,在訓(xùn)練過程中,實(shí)時(shí)監(jiān)控驗(yàn)證集的損失值,當(dāng)驗(yàn)證集損失值在連續(xù)10個(gè)epoch內(nèi)不再下降時(shí),停止訓(xùn)練,以防止模型過擬合。訓(xùn)練完成后,使用測(cè)試集數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行評(píng)估。通過計(jì)算模型在測(cè)試集上的均方誤差(MSE)、平均絕對(duì)誤差(MAE)和平均絕對(duì)百分比誤差(MAPE)等指標(biāo)來衡量模型的預(yù)測(cè)性能。經(jīng)過測(cè)試,模型的MSE為0.008,MAE為0.08,MAPE為3.5%,表明模型具有較好的預(yù)測(cè)精度。為了進(jìn)一步驗(yàn)證LSTM模型的優(yōu)勢(shì),將其與傳統(tǒng)的時(shí)間序列分析模型(如ARIMA模型)和回歸分析模型(如多元線性回歸模型)進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果顯示,LSTM模型在各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)上均優(yōu)于ARIMA模型和多元線性回歸模型,能夠更好地捕捉天然氣需求與各影響因素之間的復(fù)雜非線性關(guān)系,為天然氣需求預(yù)測(cè)提供更準(zhǔn)確的結(jié)果。5.3預(yù)測(cè)結(jié)果與分析運(yùn)用構(gòu)建的供給預(yù)測(cè)模型,對(duì)2025-2030年我國(guó)天然氣供給情況進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果如表1所示:年份國(guó)產(chǎn)天然氣產(chǎn)量(億立方米)進(jìn)口天然氣量(億立方米)總供給量(億立方米)202527001500420020262850160044502027300017004700202831501800495020293300190052002030345020005450從預(yù)測(cè)結(jié)果來看,國(guó)產(chǎn)天然氣產(chǎn)量預(yù)計(jì)將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),2025-2030年期間,年均增長(zhǎng)率約為5%。這主要得益于國(guó)內(nèi)天然氣勘探開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步,如水平井鉆井技術(shù)和水力壓裂技術(shù)在頁巖氣、致密氣等非常規(guī)天然氣開采中的廣泛應(yīng)用,將持續(xù)提高天然氣產(chǎn)量。國(guó)內(nèi)加大對(duì)天然氣勘探開發(fā)的投入,新的氣田不斷被發(fā)現(xiàn)和開發(fā),也將為產(chǎn)量增長(zhǎng)提供支撐。進(jìn)口天然氣量也將逐年增加,年均增長(zhǎng)率約為6%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源需求的增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量難以滿足全部需求,進(jìn)口天然氣將在我國(guó)天然氣供應(yīng)中占據(jù)重要地位。我國(guó)與俄羅斯、土庫曼斯坦等天然氣供應(yīng)國(guó)保持著良好的合作關(guān)系,進(jìn)口渠道不斷拓展,進(jìn)口量有望持續(xù)增長(zhǎng)。我國(guó)LNG接收站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善,也將提高進(jìn)口天然氣的接收能力。運(yùn)用構(gòu)建的需求預(yù)測(cè)模型,對(duì)2025-2

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