能源消費與經濟發(fā)展的多尺度分析和反演.pdf

1、對能源消費和經濟增長關系的判斷是制定和實施能源政策的重要依據,進而關系到宏觀經濟的平穩(wěn)運行,因此具有十分重要的現實意義和理論價值。
　　 本文利用經驗模態(tài)分解法和反演建模等方法對不同國家和地區(qū)、不同產業(yè)類型的經濟發(fā)展和能源消費關系進行分析,研究結果表明:
　　 (1)中國GDP分解后得到的IMF分量蘊含著5.44年的準波動周期,能源消費量分解后得到兩個IMF分量,分別蘊含5.10年和11.75年兩個準波動周期。通過對比波

2、動周期和方差貢獻律,發(fā)現二者具有波動性、階段性和非對稱性的特點。對GDP和能源消費量進行反演,通過系數分析發(fā)現二者呈非線性關系。
　　 (2)對50多年來中國煤炭、石油、天然氣、電力消費數據進行分解分析,煤炭消費量分解后的IMF分量顯示4.64年和11.75年兩個準波動周期；石油消費量分解后的IMF分量顯示石油消費存在5.26年的準波動周期；天然氣消費量分解后得到三個IMF分量,分別蘊含著3.06年、9.40年、21.50年準波

3、動周期；電力消費量分解后得到一個IMF分量,蘊含著6.53年準波動周期。通過對比GDP與各能源類型的波動周期和方差貢獻率,發(fā)現它們均具有波動性、階段性和非對稱性的特點。分別對GDP和不同能源類型進行反演,發(fā)現GDP與各能源類型也是呈非線性關系。
　　 (3)對三次產業(yè)GDP和能源消費量進行分解分析,結果顯示第一產業(yè)GDP蘊含3.47年的準波動周期,第一產業(yè)能源消費蘊含2.71年和7.50年兩個準波動周期；第二產業(yè)GDP蘊含一個4

4、.16年準波動周期,第二產業(yè)能源消費蘊含一個7.20年準波動周期；第三產業(yè)GDP蘊含一個4.00年準波動周期,第三產業(yè)能源消費蘊含一個3.64年準波動周期。通過對比各產業(yè)GDP與能源消費量的波動周期和方差貢獻率,發(fā)現均具有波動性、階段性和非對稱性的特點。分別對各產業(yè)GDP與能源消費量進行反演分析,發(fā)現各產業(yè)GDP與能源消費量都呈非線性關系。
　　 (4)運用EMD方法對遼寧省、新疆維吾爾自治區(qū)經濟發(fā)展和能源消費總量及不同能源類型

5、進行多尺度分析,通過對比IMF分量相應的波動周期和方差貢獻率,結果顯示兩省GDP和能源消費總量、各能源類型均具有波動性、非對稱性、階段性特征。分別對GDP和能源消費總量及不同類型能源消費量進行反演分析,發(fā)現它們均是非線性關系。
　　 (5)通過對美國、日本和英國等發(fā)達國家經濟發(fā)展和能源消費進行EMD分析,發(fā)現經濟發(fā)展的趨勢項方差貢獻率都比較大,說明發(fā)達國家經濟都具有不斷增長的趨勢。能源消費的趨勢項方差貢獻率則存在較大差異。結果顯

6、示發(fā)達國家經濟發(fā)展和能源消費量之間是波動性、階段性、非對稱性的特點。同樣對印度和巴西進行分解分析,發(fā)現印度和巴西的經濟發(fā)展與能源消費也具有波動性、階段性、非對稱性的特征。采用反演程序對以美國、日本和英國為代表的發(fā)達國家和以印度、巴西為代表的發(fā)展中國家經濟發(fā)展和能源消費量進行反演,結果顯示不同發(fā)展水平的國家經濟發(fā)展和能源消費量之間都是非線性的。
　　 (6)根據數據的EMD分解圖像和方差貢獻率進行統計動力建模,提出長時間序列建模、

7、短時間序列建模、指數型增長建模三種預測模型。通過分析發(fā)現,如果時間序列后期增長率變化不大,長時間序列建模效果較好。如果后期增長率變化較大,則后兩種形式建模較好。如果趨勢項方差貢獻率相對較低,而且IMF分量波動幅度較大的話,后兩種形式建模誤差值往往高于5％,模擬精度較低,只能采取長時間序列建模的形式。另外,短時間序列建模、指數型增長建模的模擬結果和預測值基本相似,短期內的預測建立指數型增長模型是相對簡潔易行的。
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