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1、基于石油峰值预测模型的中国石油供需预测及分析冯连勇1 李君臣1 庞雄奇1 赵庆飞2 唐旭1 赵林1 王琳1（1、中国石油大学（北京） 2、中国石油化工股份有限公司勘探开发研究院）摘要：中国经济迅速增长，石油需求越来越大，但是国内石油产量增长乏力，满足不了日益增长的石油需求，导致中国石油进口量越来越大，2006年中国石油对外依存度已经达47%。基于石油峰值预测模型，预测出中国石油需求的峰值时间为2034年，峰值需求量为6.33108t；中国石油产量的峰值时间为2026年，峰值产量为1.94108t。并指出，针对供需矛盾，中国政府应当积极采取措施应对。关键词：石油峰值；石油需求；石油供给；预测模型
2、随着中国经济的飞速发展，中国的石油需求已经超过了其国内石油的生产能力，对外依存度逐年增大。本文利用石油峰值预测模型，如Hubbert模型、广义翁氏模型、HCZ模型预测了中国未来石油供需情况，并对此进行了对比分析，这对把握中国未来石油供需形势及其走势具有重要的作用。1 石油峰值预测模型介绍长期以来，很多学者对石油峰值问题已经作了大量研究工作。最早开始峰值研究的是美国的石油地质学家Hubbert，1949年他提出了矿物资源的“钟型曲线”问题1，随后他又发现了矿产资源枯竭规律。在中国，由翁文波院士在1984年提出了任何事件都有“兴起成长成熟衰退”的自然过程2，油气年产量的变化也可以表示为这种过程。为
3、更好地研究石油峰值问题，世界上很多专家、学者们相继提出了众多峰值预测模型。以下主要介绍3种峰值预测模型，即Hubbert模型、广义翁氏模型及HCZ模型。Hubbert模型是Hubbert于1962年首次提出的，并准确预测了美国石油峰值的来临时间3；广义翁氏模型是中国学者陈元千教授于1996年提出的4；HCZ模型则是中国学者胡建国、陈元千、张盛宗于1995年提出的5。Hubbert模型在世界上有着广泛的应用；而广义翁氏模型和HCZ模型仅在中国国内应用较多，在国外应用不多。我们在进行预测分析的同时，也想把这两种模型介绍给国外的专家、学者，使其能在世界范围内得到更加广泛的应用。另外，这些峰值预测模型
4、是用来预测油田储量、产量的，很少应用于石油需求方面的预测，但我们认为基于任何事件都有“兴起成长成熟衰退”自然过程的理论，石油需求也会是这样一个过程。因此，通过典型峰值预测模型对石油需求进行预测也是行之有效的。根据上述参考文献资料，总结了3种预测模型的主要关系式（见表1）：表1 3种预测模型的主要关系式预测模型基本公式峰值产量公式峰值时间公式Hubbert模型；广义翁氏模型；HCZ模型；式中：Q年产量，104t；Qmax最高年产量，104t；t开发时间，a；tm最高年产量发生时间，a；NR可采储量，104t；NP累计产量，104t；a，b预测模型常数。2 中国石油供给分析2.1 中国石油产量分析
5、从全国总体上看，从1949年到1957年中国的石油产量处于非常低的水平，年产量在1000104t以下；随着1959年大庆油田的发现，石油产量在60年代持续增长，并在1969年超过了2000104t；20世纪70年代渤海湾盆地各油田的发现与投产以及大庆油田的稳步上产，使中国石油产量从1973年以后每年增加1000104t的速度稳定上升，1978年年产量突破1108t。进入20世纪80年代之后，产量增速有所放缓，但仍然保持逐步上升的趋势，2006年达到了1.84108t。图1 中国石油历年产量图从东中西部、海上分别来看：东部老油田是中国石油主力产区，产量曾长期呈上升趋势，一直以来都是中国石油产量的
6、支柱。但是随着松辽盆地和渤海湾盆地勘探开发程度逐渐加深，20世纪80年代中期以来东部老油田在中国石油产量构成中，比例逐步减少，从1984年的94%降低到2004年的63%，预计今后产量还将持续下降。作为中国主要石油基地的东部老油田经历了近30年的储、产量增长之后转向下降，这不能不被视为一个影响中国石油发展的新阶段开始的标志6。中、西部石油产量构成比例近20年来一直在上升，从1984年的6%上升到2004年的23%，占全国产量的近四分之一，成为中国石油产量的重要来源。中国最老的产油区都在中、西部地区，特别是西北地区，建国初期也曾几乎把全部普查勘探力量集中在该区。然而，由于大庆油田的发现，中国石油
7、生产开始“战略东移”，使中、西部地区长期成为被忽视的地方；1984年塔里木盆地沙参2井的发现，中、西部又开始被重视起来，鄂尔多斯、准噶尔、塔里木、柴达木和酒西盆地的油气勘探开发取得了很大进展7，成为对东部老油区实现产区战略接替的主要希望所在8。中、西部地区的增产不仅弥补了同期东部老油区的减产，而且也是中国石油产量增长的首要贡献者。海洋石油处于上升期，从1984年微不足道的0.27%上升到2004年的14.08%，也弥补了东部老油田的产量递减。随着勘探开发进程的加深，预计最高产量有可能达到4000104t左右。依靠中、西部地区和海上产量的接替，中国石油仍可维持一段时间的稳产。图2 中国石油产量分
8、区构成 对中国石油产量变化的了解有助于对其未来产量的预测分析。中国作为石油消费大国，同时也是石油进口大国，其国内石油产量的预测对石油政策的制定与实施都有十分重要的作用。2.2 中国石油产量预测本文参考2005年中国新一轮全国油气资源评价的结果，在用三种峰值模型进行预测时，以212108t作为中国石油的最终可采储量NR。在拟合中国大庆、胜利、辽河、新疆、长庆以及其他油区现有的产量数据对中国石油未来的产量进行预测后，得到结果如图3、图4、图5、图6。图3 三种模型对中国石油产量的预测图4 Hubbert模型对中国石油产量的分区预测图5 广义翁氏模型对中国石油产量的分区预测图6 HCZ模型对中国石油
9、产量的分区预测通过三种模型对中国石油产量分别进行总体预测和分区预测，结果是一致的：表2 三种石油峰值模型预测结果峰值时间（年）峰值产量（108t）Hubbert模型20051.72广义翁氏模型20261.94HCZ模型20121.89根据预测结果，可以进行分析如下：（1）广义翁氏模型的预测结果更加符合中国的实际虽然Hubbert模型在预测美国石油产量时取得成功，但却被越来越多的学者认为是个巧合，因为Hubbert模型是一条完全对称的曲线，而在很多情况下一个国家的石油产量曲线不是对称的，这使其在预测时会严重低估了实际产量。如图4所示，在预测中国石油产量时，与中国的实际相比，大大低估了石油的峰值产
10、量和峰值时间，并且从图中看出在峰值之后产量的递减速率很快，这些都是由模型的对称性所致，所以不能代表中国石油生产的实际情况；从目前中国石油储量潜力以及产量的变化趋势来看，中国石油产量峰值在近几年内不会来临，所以认为HCZ模型预测的峰值时间偏近。而广义翁氏模型的预测结果，比较符合中国目前的实际情况，是相对比较准确的预测。（2）中国石油峰值即将来临根据广义翁氏模型预测的结果来看，中国石油峰值即将到来。从时间上来看，广义翁氏模型预测峰值时间为2026年，中国仅有十几年的时间准备和应对；峰值产量为1.94108t，产量增长潜力同目前相比仅有1000104t左右。中国应当尽快做好准备应对石油峰值来临。（3
11、）五大油区仍然重要，但其他区域对产量的贡献越来越大图5广义翁氏模型的预测结果作为参考可以得出：在未来，大庆、胜利、辽河、新疆、长庆五大油区石油产量仍是中国石油产量的重要来源。2050年五大区石油产量仍在全国总产量的30%左右，但是，其他区域石油的产量将成为中国石油产量的主要来源。（4）中、西部油田是中国石油产量的重要来源中、西部石油的产量将很好的弥补东部老油田产量的递减，长庆油田、新疆油田作为中国中、西部油田的代表，其产量仍处在上升阶段，日后还有一定的增长空间，将对中国石油产量的边际贡献越来越大。3 中国石油需求分析根据中国国家统计局的数据显示，20世纪80年代以来，中国经济开始进入了快速增长
12、阶段；特别是进入21世纪后，经济增长更加迅速。经济的快速增长使中国对石油的需求也快速增加，两者呈正比关系，从图7可以分析出中国GDP与石油需求的相关系数达到99.5%。据“BP世界能源统计2007”（BP Statistical Review of World Energy 2007）资料9显示，近十年来，中国的石油需求年均增长7.4%，现在已成为世界上石油需求增长最快的国家之一，2006年已达3.5108t，是仅次于美国的世界第二大石油消费国。中国正处在经济快速发展阶段，从其石油需求与经济发展的相关系数来看，中国石油需求还有很大的增长潜力；石油需求增长迅速的同时，中国的石油生产却增长缓慢，十
13、年来年均增长仅为1.5%，这导致2006年中国石油供需缺口达到1.66108t。随着石油需求的持续上升，中国国内石油供需矛盾将更加突出。图7 中国的石油需求与GDP为了把握中国未来石油供需情况，本文利用Hubbert模型对中国的石油需求进行预测。尽管在预测中国石油产量时发现Hubbert模型的预测结果明显偏低，但是其在预测石油需求时有着较好的预测效果10。结合“BP世界能源统计2007”资料显示的中国石油消费数据，预测结果见图6。图8 中国国内石油供需趋势图从图8中可以看出中国石油需求同石油产量一样，同样具有峰值时间和峰值需求量，峰值时间为2032年，峰值需求量为6.33108t。从1993年
14、中国成为石油净进口国开始，其国内的石油产量越来越不能满足日益增长的石油需求，供需缺口越拉越大，在需求峰值来临时，供需缺口达到最大值4.46108t。表3列出了中国石油产量和消费量的预测结果以及根据预测结果计算的未来供需缺口。石油需求峰值以后，由于新能源的出现等因素的影响，人们对石油需求下降，供需缺口减小，但是仍然存在。表3 石油未来供需缺口分析表年份石油产量（108t）石油消费量（108t）供需缺口（108t）20051.813.271.4620101.843.681.8420201.935.363.4320321.876.334.3220501.784.202.42填补国内石油缺口的唯一途径
15、是石油进口。1993年以来，中国石油进口量逐年上升，从1993年的1800104t增加到2006年的1.66108t，平均年增35%。由于从国外大量进口石油，2006年中国石油对外依存度已经上升到47%。而根据未来供需缺口的大小，中国石油对外依存度还将继续上升，预计2010年将达到50%，2020年为63.9%，2030年高达69.3%。表4显示了本文与IEA（国际能源署）、EIA（美国能源机构）对中国未来石油对外依存度的预测11对比。图9 中国石油进口量与对外依存度表4 中国2010至2020年石油进口依存度预测结果统计表年份本文（%）IEA（%）EIA（%）2010506154202063
16、.97772从对比的结果来看，本文对对外依存度的预测要比IEA和EIA的乐观。但是，不可否认的是中国未来石油对外依存度将越来越高，而且根据预测结果可以肯定的是中国石油对外依存度将超过60%，然而很多专家认为中国石油对外依存度不宜超过60%12。因此，从分析来看，为了缓和国内石油供需的供需矛盾，降低对外依存度，中国应当积极采取应对措施。4采取措施应对日益突出的石油供需矛盾本文利用石油峰值模型对中国石油的供给和需求进行了预测，结果显示中国石油产量在不久的未来将不可避免地下降；而由于经济的迅速发展，中国的石油需求会大幅上升，供需矛盾日益突出。中国应当积极采取各种战略措施，开源并节流，建立能源节约型经
17、济社会，缓解供需矛盾。（1）加快东西部石油资源的接替，推动石油工业可持续发展通过对图5的研究发现，大油田是国内石油产量的重要来源。这些大油田基本上都属于老油田，因此合理规划老油田产量，推动其可持续发展是十分必要的。同时由于这些大油田普遍位于东部，说明东部老油田仍然是主力产油区。但是，老油田在经过长时间的开采后，产量下降不可避免，应积极做好西部油田的接替工作：中国西部聚集着几大盆地，油气资源前景广阔，例如长庆油田，已成为中国又一个千万吨级的大油田，是中国产量增长点之一。此外，中海油最近几年来大力开发海上石油，产量也快速上升。海洋石油也是中国未来石油的重要来源，只要技术和投资能够跟上，这部分石油产
18、量的前景将是十分可观的，对新油田的开采也要走可持续发展之路，不能进行破坏性开采。总的来说，加快发展科学技术，提高东部老油田产量；积极开发西部油田和海上油田，是行之有效的。（2）加强国际合作与石油战略储备的建立，提高石油风险应对能力目前，石油出口国特别是石油输出国组织掌握着世界上绝大部分的石油资源，成为世界石油市场上的主导力量。在中国将越来越依靠进口来满足国内的石油需求的情况下，加强与这些国家的合作是十分必要的。另外，中国正在建立石油战略储备，保证石油安全。石油安全通常与进口成反比，与战略储备成正比。中国应积极加强与石油出口国的联系与合作、同时建立必要的石油战略储备，提高石油风险应对能力，保障石
19、油安全。（3）加快天然气资源和非常规油气资源的开发与利用天然气是一种清洁的能源，并且在中国储量丰富。随着能源需求的不断增加，石油峰值的到来以及环保问题的日益突出，天然气在能源结构中的地位将越来越重要。因此，在石油峰值即将来临之际，重视天然气工业的发展，加大对天然气的利用，是降低石油需求的有效途径。从图5中得到的石油峰值的来临属于常规石油峰值。可以看到，中国常规石油峰值将很快来临，常规石油供给将越来越满足不了石油需求。然而中国拥有十分丰富的非常规油气资源尚待开发，例如油页岩、煤层气、天然气水合物等等。这些丰富的非常规油气资源，将对常规石油的枯竭产生很好的弥补，扮演着越来越重要的角色。但是，非常规
20、油气资源的开发还存在着技术、成本、环保等主要问题。只有取得技术革新，才能降低成本，加强环境保护，使得非常规油气资源能够经济生产。（4）节约能源，提高能源利用效率；加强管理，构建资源节约型社会中国经济的飞速发展使中国对石油需求大幅增长，但中国存在着大量的能源浪费、能源利用效率低下的问题。在缓解石油供需矛盾的问题上，不仅仅要从供给方面考虑，同时也要通过各种措施减少能源浪费、提高能源利用效率：抓好重点耗能行业和企业节能，发展节能型交通运输工具；推动建筑节能，引导商业和民用节能；加强管理，避免企业因管理不善而造成的能源浪费。这些措施的实施，与中国落实科学发展观、建立资源节约型社会的目标是一致的。5 结
21、论本文对石油供需的预测是基于现有资源状况、现有的技术水平下的静态预测。在未来资源量发生变化、技术进步的情况下，预测结果也会发生相应的变化。基于本文的预测结果：中国国内常规石油产量峰值时间约为2026年，峰值产量为1.94108t左右。目前中国国内石油产量主要依赖于东部老油田，但老油田产量递减的趋势不可逆转，因此需要进一步加强中西部油区和海上区块的勘探开发，做好资源的接替工作。与此同时，中国经济的高速发展必将导致石油消费的迅速增长，国内石油产量难以满足石油需求，中国石油的供需矛盾日益突出。中国国内常规石油峰值的即将到来会促使中国政府大力提倡节能、提高能源利用效率，积极构建资源节约型社会；同时也会
22、使天然气、非常规油气资源以及可再生能源将在未来的中国能源供应中扮演越来越重要的角色。参考文献1Hubbert M K. Energy from fossil fuelsJ. Science, 1949,109（2823）：103-1092翁文波.预测论基础M.北京:石油工业出版社,1984.3Hubbert M K. Degree of advancement of petroleum exploration in the United StatesJ. AAPG Bulletin, 1967, 52(11):2207-2227.4陈元千.广义翁氏预测模型的推导与应用J.天然气工业,1996,
23、16(2):22-26.5胡建国,陈元千,张盛宗.预测油气田产量和可采储量的新模型J.石油学报,1995,16(1):79-86.6张抗.从20年来东部剩余可采储量变化看老油区的潜力J.中国石油勘探,2003 ,6 (2):1-12.7陈永武,何文渊.中国西部含油气盆地石油地质条件的主要认识和勘探方向J.石油学报,2004,25(6):1-7.8张抗.油气田的生命周期和战术战略接替M.北京:地质出版社,2001:1-289.9BP. Statistical Review of World Energy 2007DB/OL.London: BP, 20072007-06-20. reports and publications.10赵庆飞,陈元千.对我国石油消费量和原油自供量的预测与分析J.石油科技论坛.2006.（1）26-2811中国科学院能源战略研究组.中国能源可持续发展战略专题研究M.北京:科学出版社,2006.22-2412邱中建,方辉.对中国油气资源可持续发展的一些看法J.石油学报,2005,26(2):1-2
