能源消费总量约束下的青海产业结构优化研究

杜广巍

(青海省工程咨询中心，青海西宁，810001)

摘要：当前，青海正处于“十三五”规划实施的中期，是产业结构战略性调整的关键时期，形成科学合理的产业结构对于保障经济增长、减少能源消耗和实现可持续发展的具有十分重要的意义。通过建立以经济增长、产业结构调整和能源消费为目标的线性规划模型，采用LINGO11.0优化求解器中的目标规划方法对模型求解，以能源消费总量等为约束条件，得到最优产业结构方案，并提出相关的政策建议，为全省产业结构优化方向提供参考。

关键词：能源消费总量；产业结构优化；青海省

一、产业结构及特征

“十二五”以来，青海进入经济平稳快速发展的新阶段，2016年，全省实现地区生产总值2572.49亿元，其中一产实现增加值221.19亿元，二业实现增加值1249.98亿元，三产实现增加值1101.32亿元^[1]。总量规模持续扩大的同时产业结构不断优化，三次产业结构由2010年的10.0：55.1：34.9调整至2016年的8.6：48.6：42.8^[1]。第一产业、第二产业占有比重持续下降，让渡于第三产业；服务业在全省产业结构中所占的比重持续上升。

二、能源消费量及特征

全省能源消费总量从2010年的2447.64吨标煤增长到2016年的4002.97万吨标煤，一产、二产和三产能源终端消费量分别为26.91万吨标煤、3270.99万吨标煤和434.37万吨标煤，生活能源终端消费量270.7万吨标煤。能源消耗强度从2010年的1.81吨标煤/万元下降至2016年的1.55吨标煤/万元^[1]。能源消费总量呈现逐年递增趋势，单位生产总值能耗下降趋势加快，经济发展对能源的依赖水平逐年下降。

三、优化模型的建立

（一）模型描述

线性规划主要研究线性约束条件下线性目标函数达到极值的问题，其具备成熟完善的理论及解法^[2]。根据需要解决的问题建立相应的模型，确定决策变量，构建目标函数，列出约束条件，求出目标函数的最大值或最小值。

以《青海省统计年鉴2017》（2011年—2016年）数据和《青海省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中主要发展指标为基础数据，选择2011年为基期，2020年为目标年，将线性规划引入能源消费总量约束下产业结构优化，在能源消费总量控制的情况下，使能源消费和产业结构调整目标达到最优。

（二）研究决策变量的确定

设置3个决策变量，分别为一产增加值（x1）、二产增加值（x2）、三产增加值（x3），模型中产业个数n=3，即i=1,2,3。

（三）目标函数

模型构建将以各产业的预测期增加值Xi为决策变量，以地区生产总值最大、能源消耗总量最少为目标，建立产业结构线性规划模型。

1、经济增长指标

经济增长指标作为模型构建的主要目标指标，目标值为地区生产总值（GDP）最大化。经济增长最大化的目标函数为：

经济增长目标—经济增长最大化：

即

式中：i为第i产业在第t期（预测期）的增加值，为模型的决策变量，分别为第一产业增加值（X1）、第二产业增加值（X2）、第三产业增加值（X3）。

2、能源消费总量指标

能源消费总量指标作为模型构建的主要目标指标，能源消费总量最少是追求能源效益最优的重要方面。能源消费总量最少的目标函数为：

能源消费目标——源消费总量最小化：

即。

式中：为第i产业的能源消费强度=；Xi为第i产业在第t期（预测期）的增加值，为模型的决策变量。

（四）约束条件

1、地区生产总值约束

2016年全省地区生产总值2572.49亿元（当年价格），按“十三五”规划目标，到2020年，实现国内生产总值比2011年翻一番目标^[3]，预计2020年地区生产总值下限3340亿元，对地区生产总值不设上限约束。经济发展目标约束函数为：

经济增长目标约束：GDP（x1+x2+x3）≥ 3340亿元

2、产业结构约束

产业结构约束是对三次产业增加值进行上限及下限约束，已达到在决策变量的变动范围符合各产业发展客观事实。产业结构的约束函数为：

产业结构约束：；

式中：Xi为第i产业在第t期（预测期）的增加值，为模型的决策变量；为第产业增加值的最低目标值；为第产业增加值的最高目标值。

第一产业：根据《青海省十三五特色农牧业发展规划》，“十三五”期间，全省一产增加值年均增速为5%，预计2020年全省一产增加值下限为276亿元，上限为280亿元。一产增加值约束函数为：

一产增加值约束：276≤X1≤280

第二产业：“十三五”期间，全省二产增加值年均增速为7%，预计2020年二产增加值下限为1433亿元，二产增加值上限为1500亿元。二产增加值约束函数为：

二产增加值约束：1433≤X2≤1500

第三产业：“十三五”规划纲要中，全省大力发展第三产业，三产增加值年均增速目标为10%，三产增加值占全省GDP的比重达到45%，以及 “十三五”期间到2020年三产增加值下限为1503亿元，即占全省GDP的比重达到45%。三产增加值上限为1630亿元，即占全省GDP的比重达到50%。三产增加值约束函数为：

三产增加值约束：1503≤X3≤1670

表1 全省地区生产总值和各产业增加值预测表

单位：亿元，%

年份	生产总值	增长率	第一产业	增长率	第二产业	增长率	第三产业	增长率	Ref.
2011	1670.44	13.50	155.08	14.94	975.18	30.96	540.18	14.72	[1]
2012	1893.54	12.30	176.91	14.08	1092.34	12.01	624.29	15.57	[1]
2013	2122.06	10.80	204.72	5.20	1151.28	9.67	766.06	11.40	[1]
2014	2303.32	9.20	215.93	5.20	1234.31	10.00	853.08	8.80	[1]
2015	2417.05	8.20	208.93	5.10	1207.31	8.40	1000.81	17.32	[1]
2016	2572.49	8.00	221.19	5.40	1249.98	8.50	1101.32	10.04	[1]
2017	2642.80	7.30	238.41	4.90	1180.38	7.20	1224.01	11.14	[5]
2018	2857.40	8.12	250.33	5.00	1259.47	6.70	1347.64	10.10
2019	3090.00	8.12	262.85	5.00	1343.85	6.70	1482.40	10.00
2020	3340.88	8.12	276.00	5.00	1433.89	6.70	1630.64	10.00

3、能源消费总量约束

以能源消费总量最少为约束目标，通过限定能源总消费上限实现约束。能源消费的约束函数为：

能源消费约束：

式中：qi为第i产业的能源消费强度；Xi为第i产业在第t期（预测期）的增加值，为模型的决策变量；Et为预期第t期能源消费总量的上限值；n为产业个数。

根据“十三五”期间能耗 “双控”目标，2020年全省能源消费总量5254万吨标煤，扣除生活消费量330万吨标煤，能源消费总量上限值为4924万吨标煤。

表2 全省生活消费量预测表

单位：万吨标煤，万人，吨标煤/人

年份	生活消费	年度人口	人均消费量	Ref
2011	202.14	568.17	0.36	[1]
2012	215.61	573.17	0.38	[1]
2013	221.88	577.79	0.38	[1]
2014	234.53	583.42	0.40	[1]
2015	261.56	588.43	0.44	[1]
2016	270.70	593.46	0.46	[1]
2017	287.10	598.13	0.48	[4]
2018	301.33	602.66	0.50	[4]
2019	315.55	606.83	0.52	[4]
2020	330.08	611.25	0.54	[4] 备案信息举报中心举报中心行业协会网络110 互联网协会举报热线首都协会本站持《出版物经营许可证》仅从事《中国医学创新》杂志的网上订阅工作,非任何杂志官网,并不涉及杂志社的出版等事务,特此声明！工信部备案：湘ICP备2025122662号-1，营业执照统一社会信用代码：91430721MAEHMRR7OE，出版物经营许可证号：新安新出发证字第2025002号特别声明:本站资料均源于网上的共享期刊资源，请特别注意，勿做其他非法用途。如有侵犯您的版权或其他有损您利益的行为，请联系指出，期刊咨询服务平台会立即进行改正或删除相关内容! 扫码添加微信咨询 QQ客服：1663286777 电话：137-1883-9017 收到信息将及时回复