Реферат: Точность общемировых энергетических прогнозов

Табл. 4. Мировое потребление природного газа и энергии в целом, QBTU. Источники: [6, 7, 10, 11]

*Данные за 2005 г. взяты: по газу - из пресс-конференции руководства ОАО «Газпром» [10] со ссылкой на Cedigaz, а по энергии в целом - из данных МЭА к обзору World Energy Outlook 2006 [11].

Далее мы кратко охарактеризуем прогнозные системы МЭ США и МЭА, а в Части II проведем подробное сравнение прогнозов, выполненных этими организациями.

3. Прогнозные системы МЭ США и МЭА

Кратко опишем методические особенности моделей, которые используются для прогнозирования в МЭ США и МЭА.

Прогнозы МЭ США до 1996 г. осуществлялись на основе так называемой Прогнозной системы мировой энергетики (World Energy Projection System, WEPS) [2], в которой внешними (экзогенными) параметрами являлись показатели экономического и демографического роста по отдельным странам, которые, в свою очередь, также являлись результатом прогнозирования. Эти показатели моделировались независимо от энергетического блока, что, строго говоря, неверно, особенно для целей долгосрочного прогнозирования. При определении трендов регионального, а также и мирового спроса на отдельные виды энергоресурсов полагалась линейной зависимость между относительным приращением соответствующего потребления энергии E и ВВП G с коэффициентом эластичности (пропорциональности) :

. (20)

Соотношение (21) можно записать также в форме линейной зависимости между логарифмическими производными (здесь - дифференциалами) энергопотребления и ВВП:

dlnE = dlnG. (21)

В указанных соотношениях (21) и (22) коэффициент эластичности является функцией времени, а точнее - года, поскольку здесь мы имеем дело со среднегодовыми величинами E и G, а значит - и с такими величинами , которые также можно называть среднегодовыми.

Для определения зависимости коэффициента эластичности от времени в [2] использовались модели регрессионного анализа (по типу приведенных выше формул (16)). При этом по известным фактическим значениям E и G определялись соответствующие значения , которые затем с помощью упомянутого регрессионного соотношения экстраполировались в будущее и использовались в соотношении (21).

Например, в прогнозе МЭ США 1995 г. приводятся следующие значения для эластичности в зависимости от года: (1990) = 0,78 (расчет по фактическим данным); (1995) = 0,94 (расчет на основе экстраполяции данных, учитываемых до 1993 г.); (2000) = 0,55 (сценарное значение, принятое авторами прогноза).

Прогнозные цены на энергоносители и объемы их поставок по регионам мира моделировались в этой системе на основе принципа минимизации транспортных расходов для стран-поставщиков. Конкуренция между видами топлив моделировалась в предположении линейной связи между спросом и ценой единицы теплосодержания для каждого топлива на основе принципа минимизации затрат для стран-покупателей.

Отметим некоторые ограничения такого подхода. Во-первых, в модели WEPS не учитывается обратное влияние рынка на сферу добычи, поскольку темпы роста производства первичных ТЭР задаются в ней независимо от темпов потребления. Вместе с тем, именно от потребления зависит объем приобретаемых энергетических ресурсов, а значит и связанный с этим объем финансовых средств, поступающих в сферу энергетики и формирующих инвестиционный ресурс, который, в свою очередь, затем направляется в сферу добычи, в значительной мере определяя ее объем. Во-вторых, не вполне корректным является предположение о том, что как только какой-то ресурс становится дешевле из расчета калорийности, то потребители сразу же переключаются на использование именно его (словно они имеют у себя технические средства сжигания всех топлив в любом количестве). А именно это неявно предполагается в моделях линейной связи в один и тот же момент времени между ценой и спросом на продукт.

В 1996 г. система WEPS была дополнена блоком «Национальной системы моделирования энергетики» (National Energy Modeling System, NEMS) [2], в котором делаются прогнозы мирового потребления нефти и развития мировой ядерной энергетики. В 2003 г. система была еще раз модифицирована в части моделирования цен на энергоносители и стала называться «Система анализа глобальных энергетических рынков» (SAGE). Математическая модель системы SAGE изложена весьма подробно в приложении к обзору [2] за 2005 г., содержащему ряд прогнозов с характеристикой моделей, использовавшихся для их получения. Указанная модель включает в себя описание энергосистемы по секторам деятельности и рынкам энергоресурсов отдельных крупных государств в рамках эконометрических моделей, которые комбинируются с «технологическими» моделями функционирования отдельных отраслей (т.е. моделями, содержащими более детализированное - по сравнению с эконометрикой - описание, учитывающее наличие различных технологий потребления энергоресурсов). При описании отраслей используются различные производственные функции, позволяющие определить энергоемкость производимого отраслями продукта. Использование производственных функций за пределами периода, для которого они были определены, является некоторой прогнозной гипотезой, от справедливости которой зависит и точность самого прогноза. Состояние отрасли в этих моделях изменяется с учетом того, что согласно имеющимся официальным данным (в предположении выполнения принятых официальных решений) запланировано выведение из эксплуатации в рассматриваемом секторе части промышленных объектов, а также ввод ряда объектов в эксплуатацию.

Данные прогнозов приводятся в [2] с интервалами в пять лет, внутри которых тренды (т.е. СГП за каждые пять лет, рассчитываемые по формуле (13)), предполагаются постоянными.

Мы будем анализировать только базовые варианты прогнозов. Отметим, что МЭА и МЭ США в своих обзорах также анализируют точность прогноза именно по базовому варианту.

Повышенный и пониженный варианты отличаются от базового тем, что при заданных коэффициентах эластичности в формулах вида (21) предполагается больший или, соответственно, меньший экономический рост. Так, например, в прогнозе IEO-2000 средний рост ВВП в мире с 1997 по 2020 г. предполагается равным 2,8% в базовом варианте, 4,0% - в повышенном варианте и 1,5% - в пониженном. При этом энергопотребление в 2020 г. в пониженном сценарии составляет 496 QBTU, а в повышенном - 722QBTU.

Рассмотрим базовый вариант прогнозов МЭ США (Табл. 5). В этой таблице мы приводим (округленные) прогнозные значения потребления энергии в мире по годам с интервалом в 5 лет, следуя [2]. Как видно из таблицы, соответствующие прогнозы ежегодно делались в течение 12 лет с 1993-го по 2004 годы.

Табл. 5. Данные прогнозов МЭ США мирового потребления энергии, QBTU. Базовый сценарий. Источник: [2]

* Примечание: данные IEO-93 взяты из раздела «Сравнение прогнозов» в обзоре IEO-94, где они приведены в млн баррелей нефтяного эквивалента (б н.э.) в день. При пересчете данных IEO-93 в QBTU здесь, во-первых, используется соотношение 1 б н.э./день = 49,64 т н.э./год. А, во-вторых, учитывается тот факт, что коэффициент перевода в BTU в обзоре IEO-94 отличается от принятого в последующие годы и равняется 0,0411 QBTU/млн т н.э.

Проведем качественный анализ прогнозов, представленных в Табл. 5, сравнивая их с данными Табл. 4 фактического энергопотребления. Детальный количественный анализ будет проведен в следующей работе (Часть II). Для базовых прогнозов МЭ США можно отметить завышение величины энергопотребления по сравнению с фактическими значениями для прогнозов на 2000-й год и, напротив, - занижение для большинства прогнозов на 2005 г. Это может быть связано с ошибкой экстраполяции на основе текущих трендов и с отсутствием учета последующего колебательного характера темпов роста, о чем говорилось выше. Например, причиной резкого снижения в 1999 г. уровня прогнозных значений энергопотребления на ряд лет с 2000 по 2025 послужили, в первую очередь, экономический кризис в Юго-Восточной Азии 1997 года и дефолт банковской системы России в 1998 году.

Обратимся теперь к прогнозам МЭА [3] (Табл. 6), построенным на базе прогнозной системы «Модель мировой энергетики» (World Energy Model, WEM). В скобках мы приводим данные этих прогнозов в исходных единицах - млн т н.э.

В прогнозной системе WEM [3] энергопотребление рассчитывается отдельно для каждого из следующих государств и регионов мира (сохранены используемые авторами модели географическое деление и названия регионов): США и Канада; Мексика, Бразилия, остальные страны Латинской Америки; страны Евросоюза (Евросоюз рассматривается в трех вариантах: ЕС-15, ЕС-25 и ЕС-30, причем последний вариант ЕС включает в себя 5 стран, не являющихся членами ЕС в настоящее время), прочие страны Европы с переходной экономикой (эта группа стран, разумеется, также рассматривается в трех вариантах, соответственно тому или иному рассматриваемому варианту ЕС); Россия; Индия, остальные страны Южной Азии, Средний Восток, Япония, Южная Корея, Китай, Индонезия, остальные страны Восточной Азии; Австралия и Новая Зеландия; Африка; остальные страны ОЭСР.

Табл. 6. Данные прогнозов МЭА мирового спроса на энергию, QBTU (млн т н.э.). Базовый сценарий. Источник: [3]

Примечание: данные * получены интерполяцией по СГП, рассчитанному для самого короткого временного промежутка, содержащего данный год, конечные точки которого (промежутка) отражены в прогнозе; в прогнозе WEO-2002 даны прогнозные значения на 2010 и 2030 гг.

** Данные WEO-93 взяты из раздела «Сравнение прогнозов» в обзоре IEO-94, где они приведены в млн баррелей нефтяного эквивалента в день.

Математическая модель системы WEM содержит пять основных блоков для каждого из рассматриваемых в ней регионов мира: блока энергопотребления, блока производства электроэнергии, блока переработки топлив, блока транспорта углеводородов и блока эмиссии парниковых газов. Экзогенными параметрами для них являются внутренние цены на энергоносители по странам, темпы роста населения, темпы роста ВВП и темпы развития технологий. Первые три блока (энергопотребления, производства электроэнергии и переработки топлив) взаимосвязаны и определяют спрос на топливо, являющийся входной информацией для транспортного блока, в котором, в свою очередь, решается задача определения объемов поставок топлив и цен на них, причем таких, которые бы соответствовали расчетам в первых трех блоках. В блоке эмиссии парниковых газов по рассчитанным величинам энергопотребления определяются выбросы CO2 и других соединений (окислов азота и серы), что позволяет определять затраты на экологические мероприятия.