摘要
火电、化工、建材和钢铁行业作为我国四大重点耗煤行业，科学预测其煤炭需求对于双碳目标的顺利实现具有重要意义。火电、化工、建材和钢铁四大重点耗煤行业的煤炭消费量占全国煤炭消费总量的80%以上，其产生的碳排放量占全国碳排放总量的70%以上，是我国碳排放的“主力军”。与此同时，火电、化工、建材和钢铁四大重点耗煤行业也是我国国民经济的基础产业，不仅关系到我国国民经济的平稳运行，还关系到下游行业的健康发展。因此，为科学规划我国煤炭退出路径，准确预测我国四大重点耗煤行业煤炭需求至关重要。 为此，本文选取我国火电、化工、建材和钢铁四大重点耗煤行业为研究对象，综合运用多尺度分解方法、计量统计方法、机器学习方法和情景分析法，对四大重点耗煤行业的煤炭需求影响因素及其未来发展趋势进行实证研究。首先，结合多尺度分解方法和回归分析法构建了四大重点耗煤行业煤炭需求影响因素的多尺度分析模型，探究了不同时间尺度上煤炭需求的影响因素及影响机制。然后，基于影响因素分析结果，引入“分解-重构-集成”的研究框架，综合考虑影响因素及历史数据对煤炭需求的影响，构建了四大重点耗煤行业煤炭需求预测的HF-MEMD-LSSVR模型，并验证了模型的有效性。最后，在此基础上，结合情景分析法预测并分析了基准发展、粗放发展和低碳发展三种情景下四大重点耗煤行业煤炭需求演化趋势。本文的主要研究结论如下。 （1）同一行业在不同时间尺度上（短期、中期和长期）的煤炭需求影响因素及不同行业在相同时间尺度上的煤炭需求影响因素均呈现显著异质性。在短期时间尺度上，火电行业煤炭需求仅受到人均产值、煤炭强度的正向影响，建材与钢铁行业煤炭需求仅受到固定资产投资的正向影响，化工行业煤炭需求受人均产值、固定资产投资和煤炭强度的影响均不显著；在中期时间尺度上，化工与建材行业煤炭需求均受到人均产值、固定资产投资和煤炭强度的正向影响，火电行业煤炭需求仅受到人均产值、固定资产投资的正向影响，钢铁行业煤炭需求仅受到固定资产投资的正向影响；在长期时间尺度上，火电、化工、建材和钢铁行业煤炭需求均受到人均产值、固定资产投资和煤炭强度的正向影响。 （2）本文提出的基于HF-MEMD-LSSVR方法的煤炭需求预测模型具有良好的预测性能。相较于目前通常采用的单一预测模型（如F-MLR、F-LSSVR等）和分解集成预测模型（如F-EMD-MLR、F-EMD-LSSVR、F-MEMD-LSSVR等），该模型在均方根误差RMSE和平均绝对百分比误差MAPE评价指标上均表现出较好的预测精度，从而表明了融合煤炭需求的影响因素及其历史数据，能更充分反映煤炭需求的发展规律，以及基于线性相关性选择LSSVR的核函数，能充分发挥不同核函数的优势，提高模型预测能力。 （3）2022-2060年期间，四大重点耗煤行业煤炭需求达峰时间及规模均存在显著差异。就煤炭需求达峰时间而言，四大重点耗煤行业总体煤炭需求在低碳情景下能于2030年前达峰，化工行业煤炭需求在三种情景下均不能在2030年前达峰，其他三个行业煤炭需求均能在2030年前达峰。就煤炭需求规模而言，三种情景下四大重点耗煤行业及总体煤炭需求均呈先波动上升后下降的趋势；2060年四大重点耗煤行业总体煤炭需求为21.64-29.77亿吨，火电、化工、建材和钢铁行业煤炭需求分别为10.61-13.22亿吨、8.37-11.65亿吨、1.15-2.35亿吨、1.50-2.55亿吨。 以上研究成果不仅揭示了我国重点耗煤行业煤炭需求不同时间尺度下的影响因素及其差异性，丰富了煤炭需求的预测方法，而且为重点耗煤行业煤炭退出路径规划提供了决策依据。
NETL