城镇化对居民能源消费影响的投入产出分析

刘洪涛+杜娟



摘 要: 在我国城镇化进程快速推进的同时,城镇乡居民能源消费发生了巨大变化。为研究我国城镇化对居民能源消费的影响,以1980-2012年期间城镇和农村居民直接能源消费的变化态势,采用能源投入产出模型计算城镇和农村居民间接能源消费的变化,并进一步构建指数分解分析模型和投入产出结构分解分析模型,定量分析我国城镇化对居民直接和间接能源消费因素的作用。研究结果表明,城镇化推动了我国居民直接能源消费的持续增长,城镇居民间接能源消费比农村居民间接能源消费增长得更快。
关键词: 城镇化; 居民能源消费; 能源投入产出模型; 指数分解分析模型
中图分类号: F291 文献标识码: A DOI:10.13411/j.cnki.sxsx.2015.04.005
一、引言
2014年发布的《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》提出,我国城镇人口将由2014年的7.3亿增加到2020年的9亿。在未来15年,我国经济的快速发展,人口、城镇化率和居民收入的变化等,都将导致能源消费的巨大变化。因此,为保障新型城镇化的顺利实施,亟须对城镇和农村居民能源消费的影响因素进行系统研究。国外有关能源消费影响因素的研究,集中于分析经济增长,产业结构,技术水平,国际贸易以及居民消费等因素的作用,[1-5] 国内也有许多文献研究了我国能源消费的驱动因素,[6-9] 如Fei 等的结果表明人均GDP和能源消费之间有长期的正向协整关系。[10] 作为经济发展的必需,推进城镇化是我国的重要政策,[11] 但作为发展中国家,我国城镇化将导致更多的能源消费,[12-13] 城镇化将促进能源消费和CO2排放的增长,[14] 我国的能源需求在快速城镇化阶段有刚性增长特征。[15] 然而,Wang发现由于存在与城镇化相关的规模经济优势和技术进步优势,城镇化减缓了居民人均能源消费。[16] 综述以上研究可以发现,在不同阶段,城镇化对能源消费的影响也会有所不同。因此,需要对城镇化通过居民消费带来的能源消费影响,进行系统深入的定量分析,这也正是笔者的主要研究内容。
二、模型与数据来源
(一)城镇化对居民直接能源消费的影响
居民能源消费可以分为直接能源消费和间接能源消费两部分。直接能源消费是指居民对能源商品的直接购买和消费,间接能源消费是指为生产和提供居民生活所需的非能源商品与服务而消耗的能源。城镇化对能源消费的直接影响是指城镇化进程导致的居民直接能源消费的变化,包括能源消费总量变化和能源消费结构变化。从居民直接能源消费的影响因素分析,城镇和农村人口总量,城镇和农村居民人均能源消费量以及居民能源消费结构共同决定了居民直接能源消费量,如公式(1)所示。
Ed=Edr+Edu=∑2iEdi=∑2i(PiEpi)
=∑2i(pEpi)=∑2i(PSpiEpi) (1)
式中,Ed是居民总直接能源消费,Edr指农村居民直接能源消费,Edu指城镇居民直接能源消费,i指农村和城镇居民,Pi指农村/城镇人口,Epi指农村/城镇人均直接能源消费,P指总人口数,Spi指农村/城镇居民人口比例。
根据公式(1),农村/城镇居民人均直接能源消费量能够进一步表示为:
Epi=∑kepik=Epi*
=∑kEpi Seik=Epi ∑kSeik (2)
其中,k是指农村和城镇直接能源消费的类型,Seik是指农村和城镇居民直接能源消费的结构。
因此,公式(1)可以表示为:
Ed=∑2i(PSpiEpi)=∑2i∑k(PSpiEpiSeik) (3)
用t和0分别表示计算期和基期。据指数分解分析模型[28-29]可得到公式(4):
△Edt,0=Edt-Ed0 (4)
用指数分解分析模型分解的关于总人口,城镇化率,人均直接能源消费量以及居民直接能源消费结构等因素对居民直接能源消费的影响如下:
人口的影响=∑2i∑k(△PSpi0Epi0Seik,0)+∑2i∑k△P(△SpiEpi0Seik,0+△Epi Spi0Seik,0+Spi0Epi0△Seik)+∑2i∑k△P(△Spi△Epi Seik,0+△SpiEpi0△Seik+Spi0△Epi△Seik)+∑2i∑k(△P△Spi△Epi Seik)
城镇化影响=∑2i∑k(P0△Spi Epi0Seik,0)+∑2i∑k△Spi(△PEpi0Seik,0+P0△Epi Seik,0+P0Epi0△Seik)+∑2i∑k△SPi(△P△Epi Seik,0+△PEpi0△Seik+P0△Epi△Seik)+∑2i∑k(△P△Epi△Spi△Seik)
人均直接能源消费的影响=∑2i∑k(P0Spi0△Epi0Seik,0)
+∑2i∑k△Epi(△PSpi0Seik,0+P0△SpiSeik,0+P0Spi0△Seik)+∑2i∑k△EPi(△P△SpiSeik,0+△PSpi0△Seik+P0△Spi△Seik)+∑2i∑k(△P△Epi△Spi△Seik)
居民直接能源消费结构的影响=∑2i∑k(P0SpiEpi0△Seik)+∑2i∑k△Seik(△PSpi0Epi0+P0△SpiEpi0+P0Spi0△Epi)+∑2i∑k△Seik(△P△SpiEpi0+△PSpi0△Epi+P0△Spi△Epi)+∑2i∑k(△P△Epi△Spi△Seik)
(二)城镇化对居民间接能源消费的影响
笔者采用能源投入产出模型来计算居民间接能源消费。在里昂惕夫(Leontief)构建的投入产出基础模型中,[17] 一个经济体的总产出等于中间消费和最终消费之和,如公式(5)所示:
X=AX+Y (5)
其中,X是总产出向量,A是能够描述经济中所有行业之间关系的直接消费系数矩阵,Y是最终需求向量。最终需求包括国内消费(政府和居民消费),投资以及国际贸易。根据能源投入产出模型[11],蕴含在城镇和农村居民消费的非能源产品中的能源,可以采用城镇和农村居民消费的各非能源部门产品量和能源强度来计算,如公式(6)所示:
Em=Emr+Emu=∑2iEmi=∑2i(EtYhi)=∑2i(e(I-A)-1Yhi)=∑2i(e B Yhi) (6)
其中,Em是蕴含在居民消费的非能源产品中的能源消费,Emr是农村居民消费的非能源产品中的能源,Emu是城镇居民消费的非能源产品中的能源,Et是总能源强度向量,e是直接能源强度向量,Yhi是农村/城镇居民消费的非直接能源产品的向量,A是消费系数矩阵,B=(I-A)-1是Leontief逆矩阵,也称完全需要系数矩阵。
居民消费的产品和服务能够用Yhi=TyhiSyhi来表示,其中Tyhi是农村/城镇总的消费支出,是一个数值。Syhi是农村/城镇居民消费结构。因此,公式(6)可以表示为公式(7)。
Em=∑2i(e B Yhi)=∑2i(e B TYhi SYhi) (7)
采用投入产出结构分解分析模型,可以将居民间接能源消费的变动分解成为直接能源强度,产业结构(里昂惕夫效应),居民消费支出以及居民消费结构等因素的作用结果,分解分析结果如下:
直接能源强度的影响=∑2i△eB0Tyhi0Syhi0+∑2i△e(△BTyhi0Syhi0+B0△Tyhi Syhi0+B0Tyhi0△Syhi)+∑2i△e(△B△Tyhi Syhi0+△B Tyhi0△Syhi+B0Tyhi△Syhi)+∑2i△e△B△Tyhi Syhi
产业结构的影响=∑2i e0△BTyhi0Syhi0+∑2i△B(△eTyhi0Syhi+e0△Tyhi Syhi0+e0Tyhi0△Syhi)+∑2i△B(△e△Tyhi Syhi+△e Tyhi0△Syhi+e0Tyhi0△Syhi)+∑2i△e△B△Tyhi△Syhi
居民消费支出的影响=∑2i e0B0△TyhiSyhi0+∑2i△Tyhi(△eB0Syhi0+e0△BSyhi0+e0B0△Syhi)+∑2i△Tyhi (△e△BSyhi+△eB0△Syhi+e0△B△Syhi)+∑2i△e△B△Tyhi△Syhi
居民消费结构的影响=∑2i e0B0△Tyhi0△Syhi+∑2i△Syhi(△eB0Tyhi0+e0△BTyhi0+e0C△Tyhi)+∑2i△Syhi (△e△BTyhi0+△eB0△Tyhi+e0△B△Tyhi)+∑2i△e△B△Tyhi△Syhi
(三)数据来源
居民直接能源消费数据来自《我国能源统计年鉴》[18] 中的能源平衡表,投入产出表来自《我国统计年鉴》。[19] 笔者采用我国国家统计局编制的1990年、 1992年、1995年、1997年、2000年、2002年、2005年、 2007年 和 2010年,包含62个部门的投入产出表来计算居民间接能源消费,按2005年不变价格计算。为了与能源平衡表保持一致,把投入产出表的部门分类设定为42个部门。在这42个部门中,有34个非能源部门,4个一次能源部门和4个二次能源部门。一次能源部门包括原油、煤炭、水电以及天然气。二次能源部门包括焦炭、石油产品、燃煤电力和供热。通过将能源部门的产出用价值量和实物量同时表示,就可以构建能源投入产出模型,即用直接能源消费(实物)与总投入(价值)的比率来计算每个部门的直接能源强度,并用投入产出表的Leontief逆矩阵和直接能源强度向量来计算总能源强度。
三、我国城镇和农村居民能源消费
1980-2012年期间我国居民消费支出和居民直接能源消费发生了巨大的变化。这一期间,我国城镇人口由1.899亿增长到7.2亿,GDP年均增长率为9.1%,我国居民直接能源消费总量由8450万吨标准油增长到30670万吨标准油。同时,我国居民消费支出总量由1475亿美元增长到16892亿美元(2005年不变价),我国居民间接能源消费也随之增加。
(一)我国城镇和农村居民直接能源消费
由图1、图2可以看出:城镇和农村居民的能源消费数量和结构上有较大差别。1980-2000年期间,我国城镇居民直接能源消费由4870万吨标准油增长到7380万吨标准油,年均增长2%。而同期农村居民直接能源消费量仅由3670万吨标准油到4690万吨标准油。2000-2012年期间,城镇居民直接能源消费年均增长率为7.3%,到2012年已增至1.852亿吨标准油。同期农村居民直接能源消费由4740万吨标准油增长为1.215亿吨标准油。研究期间,城镇居民的直接能源消费结构发生了十分显著的变化,煤炭消费量显著下降,其占能源消费总量的比重由91.4%降为24.3%。虽然农村煤炭消费量的下降幅度比城镇小,2012年煤炭仍占农村居民直接能源消费的50%以上。城镇的电力、热力、天然气、成品油的消费量逐年上升。这表明在社会进步的大背景下人们生活水平的提高。而农村的成品油增长的幅度也比城镇小,但电力比城镇增长快。由以上分析可知,城镇和农村居民直接能源消费量的差距在日益缩小,1980年农村居民人均直接能源消费仅是城镇的18.1%,而2012年达到了72.7%。在此期间,城镇居民人均直接能源消费起伏不定,说明城镇化对城镇居民人均直接能源消费的影响有限。但2012年直接能源消费是1980年的4倍,反映出农村居民生活水平得到了明显提高。但是煤炭产品在农村居民直接能源消费中的比例仍占到50%,农村的基础设施仍比城镇落后。
(二)我国城镇和农村居民间接能源消费
由图3可以看出:居民间接能源消费总量增长稳定,由1987年的3.028亿吨标准油增长到2002年的4.357亿吨标准油,到2010年更是高达7.699亿吨标准油,是1987年的2.5倍。其中,受消费支出影响,2002-2010年期间居民间接能源消费增长相对较快。1987年我国农村居民间接能源消费占居民间接能源消费总量的54.2%。2010年我国农村居民间接能源消费仅占总居民间接能源消费的22.1%。从2002到2010年,虽然农村人口持续减少,但农村居民人均间接能源消费增加,从而使农村间接能源消费也稳定增长。
我国城镇比农村居民间接能源消费增速快。1987年我国的城镇化率是25.3%。尽管此时城镇居民的消费支出远高于农村,但由于城镇人口少,城镇比农村居民的间接能源消费要小。城镇居民间接能源消费是1.39亿吨标准油,而农村是1.638亿吨标准油。1990年开始城镇居民间接能源消费超过农村,这年我国城镇化率为26.4%。由于城镇比农村居民的消费支出高,所以城镇和农村居民间接能源消费的差距也在扩大。2000年我国城镇居民间接能源消费是农村居民的2倍多,在2010年更是达到了3.5倍。
四、 分解结果
结果表明在我国城镇化进程中居民直接和间接能源消费得到快速增长,而且在城镇化的不同阶段都有显著变化。笔者分别用指数分解分析模型和投入产出结构分解分析模型来分析城镇化对居民直接和间接能源消费和消费因素的影响。
(一)居民直接能源消费的分解结果
我国人口、城镇化率、城镇/农村居民人均直接能源消费以及城镇/农村居民直接能源消费结构都有显著的变化,从而导致了居民直接能源消费的变化,分解结果如图4所示。在研究期间,我国总人口增长了31.2%,这促进了居民直接能源消费持续增长。而1996年至2012年期间城镇化率比人口对居民直接能源消费的促进作用更大。居民人均直接能源消费对居民直接能源消费的影响可以分为两个阶段。1980-2000年期间,居民人均直接能源消费对居民直接能源消费的影响呈波动状态。而到2001年以后,由于农村人均居民直接能源消费的增长导致居民人均直接能源消费的持续增长,从而促进了居民直接能源消费量的增加。由于人们生活水平和能源消费效率的提高,居民直接能源消费结构的变化抑制了居民直接能源消费的增长。
(二)居民间接能源消费的分解结果
城镇和农村居民间接能源消费的差距在扩大。因为城镇化改变了生活方式,城镇居民比农村居民消费更多的洗衣机、电冰箱、空调、汽车以及其他耐用品。因此,城镇化促进了居民总间接能源消费的增长。用投入产出结构分解分析模型得到的分解结果如图5所示。除了2002-2005年,其余时期直接能源强度都抑制了居民间接能源消费的增长。而部门间的作用在2000-2005年促进了居民间接能源消费的增长,在其余时期则起到了抑制作用。反映出我国能源利用效率提高和产业结构的升级。居民消费支出刺激了居民间接能源消费的增长,居民消费结构也促进了居民间接能源消费的增长。
五、结论和政策建议
随着城镇化的日益推进,我国已经成为世界上第一大能源消费国。分析城镇化对能源消费的影响显得尤为重要。笔者首先分析了1980-2012年城镇和农村居民直接能源消费的历史及其结构的变化。然后用投入产出模型计算并比较了城镇和农村居民间接能源消费量,最后通过指数分解模型和投入产出结构分解模型分析了直接能源消费和间接能源消费的影响因素。结果显示城镇化促进了我国居民直接能源消费持续增长,城镇和农村居民直接能源消费结构也有显著的改变。由于城镇化进程,我国城镇居民间接能源消费比农村居民增长得更快。分析结果对我国推进新型城镇化提供了一些政策建议。
在推进新型城镇化过程中,必须综合考虑能源节约和城镇发展。新型城镇化必须兼顾能源效率,生态平衡和社会公平。首先,可以通过鼓励居民削减对非必需品的开支,提高技术和产业结构升级来减少居民间接能源消费。其次,因为城镇化促进了居民直接能源消费的增加,所以在我国城镇化进程中应推进绿色建筑和低能耗的基础设施的发展,建立低碳城镇。政府应该提供更多的优惠政策来促进可再生能源的研究与发展。再次,地方政府应该更加关注基础设施建设和城镇扩张的决定。为了追求GDP的增长,地方政府都把注意力放在生产设施而不是公共服务设施上,这导致了在很多城镇公共服务设施的短缺。而且,由于没有特定的计划,许多基础设施工程以及城镇的盲目扩张都导致了巨大的能源浪费。因此,中央政府应该在制定城镇发展计划时执行能源使用标准。
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[责任编辑、校对:杨栓保]
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