《居民家庭节能投资中的能源效率缺口》-经济学论文，人口资源与环境论文-论文范文参考-科学狗论文网

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居民家庭节能投资中的能源效率缺口

范文

周慧　张莹杰

摘要居民家庭生活用能是能源消费的一个重要组成部分。随着居民生活水平的不断提高和城镇化的扩大，居民生活用能需求将不断攀升。推广高效节能家用电器是促进家庭节能的重要途径之一。然而，数据显示，具有合理回报率的节能新产品的扩散速度往往非常缓慢，这种现象被称为“能源效率缺口”。检验能源效率缺口的最常用方法是估算消费者在选择节能产品时的隐含贴现率。本文以热水器为研究对象，通过在南京市开展基于陈述选择实验的问卷调研，搜集了消费者关于不同类型热水器选择的陈述偏好数据，在此基础上构建了离散选择模型，对消费者选择热水器的隐含贴现率进行了估计。研究发现：①消费者在电热水器、燃气热水器、太阳能热水器和空气能热水器之间进行选择时，平均隐含贴现率为30%，远高于其资金的机会成本，说明存在能源效率缺口。②在其他因素相同的情况下，被访者受教育程度越高，隐含贴现率越低，小学学历的被访者隐含贴现率为51%，而大学本科/大专学历的被访者隐含贴现率为22%。③在其他因素不变的情况下，被访者家庭收入越高，隐含贴现率越低，家庭年收入在15万元以下的被访者隐含贴现率超过30%，而家庭年收入超过30万元的被访者隐含贴现率仅为5%。④信息不完全可以导致能源效率缺口，在平均收入和平均教育水平的情况下，没有看过空气能热水器广告的被访者的隐含贴现率为42%，而看过空气能热水器广告的被访者隐含贴现率仅为16%。

关键词节能投资；能源效率缺口；隐含贴现率

中图分类号F222文献标识码A文章编号1002-2104（2015）04-0132-09doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.04.017

居民家庭生活用能是能源消费的一个重要组成部分。目前我国人均居民生活用能水平远低于OECD国家的平均水平[1]。随着居民生活水平的不断提高和城镇化的迅速扩大，居民生活用能需求将不断攀升，成为碳排放增长的一个重要驱动力。

居民家庭节能措施可以分为两种：一是改变用能习惯，如随手关灯、调节空调的设置温度等；二是节能投资，如购买能源效率更高的终端用能产品、进行住房的节能改造等[2]。2012年国务院《节能减排“十二五“规划》中明确提出，鼓励消费者购买节能环保型汽车和节能型住宅，推广高效节能家用电器、办公设备和高效照明产品，将居民家庭节能投资作为推动民用节能的重要举措之一。

1问题的提出与研究综述

近年来，家用节能产品不断推陈出新，从定频空调到变频空调、再到光伏空调，从白炽灯到普通节能灯、再到LED灯，从电热水器到太阳能热水器、再到空气能热水器，许多终端用能产品的能源效率都有了显著的提升。然而，这些节能新产品的出现能否很快获得消费者的青睐？在2009年“节能产品惠民工程”实施之前，我国达到能效标准二级以上的高效节能空调国内市场销售份额不足5%[3]；据高工LED产业研究所（GLII）数据显示，目前LED灯具市场渗透率仅占7%左右。这些数据都说明，在没有政策干预的情况下，节能新产品的扩散速度往往是非常缓慢的。这种现象，即具有合理回报率的节能产品得不到快速广泛的采纳，被称为“能源效率缺口”或“能源效率悖论”[4-6]。

如何从实证上检验能源效率缺口的大小？最常用的方法是估算“隐含贴现率（implicit discount rates）”。所谓隐含贴现率，指假设消费者是根据最大化净现值来做决策时与消费者实际选择行为最为匹配的贴现率[7]。节能产品通常比普通产品更为昂贵，但在产品的使用期内可以节约能源消耗费用，因此，消费者需要在未来的成本与当前的成本之间进行权衡，做出相应的选择，这种权衡在成本收益框架下可以用贴现率来描述。由于这个贴现率无法直接观察，而是根据消费者的选择行为推测得出的，所以称为隐含贴现率。如果隐含贴现率高于资金的机会成本，则说明存在能源效率缺口。

许多研究发现，消费者在不同能源效率的产品之间进行选择时，往往采用了高于一般市场利率的隐含贴现率。如Hausman[8]通过对美国空调市场交易数据的实证研究得出，居民在购买节能空调时采用的隐含贴现率为5.1%-89%，随收入增加而递减。Dubin and McFadden[9]运用1975年华盛顿大都市研究中心开展的一项调研数据研究发现，居民在对供暖设施和热水器的选择中采用的隐含贴现率随收入增加而减小，在样本的平均收入水平处，贴现因子约为0.205。Revelt and Train[10]基于南加州爱迪生公司的数据和陈述偏好数据，采用mixed logit模型估计得出，消费者在不同能效水平的冰箱之间进行选择时，平均愿意为每年节约1美元而多支付2.46美元的价格，相当于39%的隐含贴现率。Mau et al.[11]基于离散选择实验的方法，通过网络调研搜集了916份关于油电混合动力汽车（HEV）的问卷和1 019份关于氢燃料电池汽车（HFCV）的问卷，估计得出消费者在选择混合动力汽车时的隐含贴现率为21%-49%，随市场条件的不同而发生变化。Min et al.[7]通过开展基于离散选择的现场实验，搜集了183位参与者的陈述偏好数据，以此估计了照明灯具购买中的隐含贴现率，发现如果不提供灯具“年耗电成本”的信息，则消费者平均隐含贴现率高达560%；而如果给出相应的信息，消费者平均隐含贴现率为100%，均远高于大多数其他研究的结论。

然而，也有一些研究结果得到的隐含贴现率与市场利率水平比较接近。如Dreyfus and Viscusi[12]基于1988年美国2 986户家庭拥有汽车情况的调查数据，构建了一个特征价格模型，发现消费者在考虑汽车能耗成本时的隐含贴现率为11%-17%。Kooreman[13]在荷兰开展的一项关于照明灯具的研究发现，消费者在普通白炽灯与节能灯（紧凑型荧光灯）之间选择时所采用的隐含贴现率为15%。

能源效率缺口到底是否存在？其程度有多大？回答上述问题是制定有针对性的能效政策的基础。但正如Train[14]在对关于消费者节能投资中的隐含贴现率的文献综述中所指出的，隐含贴现率的大小随具体节能产品的不同而存在差异，同时，隐含贴现率还可能受到消费者的收入、教育、年龄等人口统计变量的影响。而就作者掌握的文献来看，目前国内几乎没有关于居民节能投资中隐含贴现率的实证研究。因此，本文拟以热水器为例，运用陈述选择实验方法，通过在南京市开展问卷调研，搜集消费者关于热水器选择的陈述偏好数据，以此构建离散选择模型，对消费者选择热水器的隐含贴现率进行估计，并进一步分析人口统计变量及其他因素对其可能的影响。

周慧等：居民家庭节能投资中的能源效率缺口中国人口·资源与环境2015年第4期2研究设计

2.1问卷设计

本文采用陈述选择方法作为问卷设计的基础。陈述选择方法是陈述偏好方法的一种，在陈述偏好研究中，消费者的偏好信息是通过特定设计的假象情境抽取得出的，因此，陈述偏好研究中的数据来自决策实验。与之相对应的是显示偏好研究，消费者的偏好是在真实的选择决策（如市场交易）中显示出来的。与显示偏好方法相比，陈述偏好方法具有更易控制（由研究者来界定被访者的选择情境）、更灵活（能处理更多的变量）、更经济（每位被访者能提供多组选择结果）等优点[15]。从数据可获得性的角度考虑，本文采用陈述选择方法来设计调研问卷，开展研究。

基于陈述选择的调研问卷中，被访者需要在一系列选择集中进行选择，每个选择集都包含若干备选产品，被访者从中选出他最偏好的一个。对备选产品通过给出其若干属性变量的取值来加以描述。通过实验设计，将产品属性变量的不同取值水平进行有效的组合，来形成选择集中的不同产品。

由于本文想要研究的是消费者在选择热水器时的隐含贴现率，因此，我们的每个选择集包含4个备选产品，分别是能源效率不同的4类热水器：电热水器、燃气热水器、太阳能热水器和空气能热水器。描述不同热水器的属性变量很多，如品牌、容量、价格、能耗成本、尺寸、外观、安全性、其他附加功能等。在实验中包含的属性变量越多，所描述的产品越接近真实的产品，但同时被访者做出选择的难度也会随之增加，从而可能导致偏好的不稳定[16]。由于本文主要想考察的是消费者在未来的成本和现在的成本之间如何权衡，所以，我们选择了品牌、价格和年均能耗成本作为描述备选热水器的三个属性变量。

我们假定4种备选热水器的容量是给定的，分别为：60 L电热水器、180 L太阳能热水器、12 L燃气热水器和200 L空气能热水器。关于热水器品牌属性的取值，由于不同类型热水器在市场上品牌众多，所以我们进行了简化处理，将其分为知名品牌和一般品牌两个水平。关于热水器的价格，我们在京东商城官方网站上采集了给定容量的各类热水器的最低价格和最高价格，然后计算出中间价格，作为价格属性的三个水平的取值。

每个版本的调研问卷都分为两个部分，第一部分是热水器购买选择，包含6个选择集，要求被访者在每个选择集内选择他最愿意购买的一种热水器。第二部分是人口统计信息及其他相关信息，包括被访者的性别、年龄、职业、受教育水平、家庭收入、家庭人口数、被访者家庭中目前使用的热水器类型、家庭住宅面积、家庭住宅的楼层位置以及是否看过空气能热水器广告共10个问题。

2.2数据搜集

本研究的调研地点选在南京市，调研从2014年3月28日开始，到4月15日结束，采用街头随机拦访和小区走访的方式，由受访者填答，现场回收问卷。本次调查共发放问卷250份，每个版本的问卷各50份，随机发放。收回并剔除无效问卷后，实际得到有效问卷230份，有效回收率为92%，样本分布特征见表4。

3计量经济模型

本文采用离散选择模型来分析数据。离散选择模型建立在随机效用理论基础上。如果消费者面临一个包含J个备选产品的选择集，消费者从每种产品中所获得的效用与该产品若干可观察到的属性有关，则消费者i从产品j中获得的效用可以表示为：

Uij=Vij+εij=β′Xij+εij（1）

其中Vij是效用中确定性的部分。Xij是产品可观察到的属性向量，β是相应的系数向量。εij是一个随机向量，包含了影响消费者效用水平但没被包含在Vij中的其他因素。假设消费者选择使其效用最大化的产品，且误差项εij在产品与消费者之间独立同分布，服从I型极值分布，则可以得到标准的条件logit模型[18]。

对产品属性k的边际支付意愿（willingness to pay，以下简称WTP）可以计算为：

WTPk=-kp（2）

其中k表示产品属性k的估计系数，p表示价格变量的估计系数。WTPk表示当产品属性k的取值增加一个单位时，消费者最多愿意为之多支付多少钱。

上述模型的一个缺陷是假设β系数向量不随产品和消费者而变化，从而不能考虑消费者偏好的异质性。而正如Train[14]指出的，隐含贴现率可能受到消费者的收入、教育、年龄等因素的影响。一种解决方法是通过假设β是随机向量，来考虑消费者之间偏好的不同，即mixed logit模型[19]，这种方法可以估计出系数β在消费者群体中的分布状况。另一种方法是直接假设第k个属性的系数βk是消费者人口统计变量及其他影响因素的函数[20]，即：

βk*=βk0+βk1Z1+βk2Z2+…+βknZn（3）

其中Z1，…，Zn是表示消费者人口统计变量及其他影响因素。这种方法相当于在原模型（1）的基础上加上人口统计变量及其他影响因素与产品属性的交互项。本文采用这种方法来研究人口统计变量及其他因素对隐含贴现率的影响。

在本文中，模型的因变量为0、1二元变量，被选择的备选产品取值为1，否则为0。自变量为：产品的属性变量，包括热水器的价格、品牌、年均能耗成本、热水器类型的虚拟变量；被访者人口统计变量，包括被访者受教育的时间、家庭年收入和家庭人口数；此外，还包括其他一些可能影响被访者选择热水器的因素，如被访者目前使用的热水器类型、家庭住宅面积、住宅楼层位置以及被访者是否看过空气能热水器的广告。变量的定义、样本均值与标准差见表5。

正，说明在其他因素相同的情况下，相对于一般品牌，被访者更喜欢知名品牌。Price的系数在1%的水平上显著为负，与预期一致，说明其他因素相同的情况下，价格越高，被访者越不喜欢。Cost的系数在1%的水平上显著为负，与预期一致，说明其他因素相同的情况下，年均能耗成本越高，被访者越不喜欢。

由于热水器除了品牌、价格和能耗特征之外，热水器的类型本身也会对消费者的效用产生影响，比如电热水器一次性出热水量受其容量的影响，可能无法满足多人连续洗浴的需求；太阳能热水器的安装可能受到消费者住宅楼层位置的限制；空气能热水器的体积较大，从而对安装空间的要求也较大。因此，我们在模型中加入了热水器类型的虚拟变量（以空气能热水器为参照），来检验当品牌、价格和年均能耗成本相同时，消费者对热水器类型本身的偏好差异。Elec系数不显著，说明被访者对电热水器和空气能热水器的偏好没有显著差异；Gas的系数在1%水平上显著为正，说明相对于空气能热水器，被访者更喜欢燃气热水器；Sun的系数在5%的水平上显著为正，说明相对于空气能热水器，被访者更喜欢太阳能热水器。

上述模型没有考虑消费者偏好的异质性，所以计算得到的是消费者的平均隐含贴现率。为了进一步研究其他因素对隐含贴现率的影响，我们估计了模型2。在模型2中，我们加入了被访者家庭收入与价格、教育水平与价格、被访者是否看过空气能热水器广告的虚拟变量与能耗成本的交互项。此外，由于消费者对于热水器类型的偏好可能受其目前使用的热水器类型及其家庭住宅的特征的影响，因此，我们加入了热水器类型虚拟变量分别与被访者目前使用的热水器类型虚拟变量、被访者家庭住宅楼层位置、被访者家庭住宅面积的交互项作为控制变量。运用似然比检验将模型2与模型1进行比较，发现模型2中所加入的变量是联合显著的，从而模型2优于模型1（LR=378.17，p值<0.001）。

根据模型2的估计结果，Brand、Price、Cost三个主效应变量仍然都在1%的水平上显著，且符号与模型1相同。Income×Price交互项的系数在1%的水平上显著为正，说明在其他因素不变的前提下，收入越高的被访者对价格越不敏感。Edu×Price交互项的系数也在1%的水平上显著为正，说明在其他因素不变的前提下，受教育水平越高的被访者也对价格越不敏感。此外，Ad×Cost的系数在1%的水平上显著为负，说明与没有看过空气能热水器的被访者相比，看过空气能热水器的被访者对于热水器的年均能耗成本更敏感。

除了上述因素，被访者对热水器类型的偏好可能受到其目前使用热水器的类型及其住宅特征等因素的影响。在表5中可以看到，Elec×Nowelec的系数在1%的水平上显著为正，说明与目前使用太阳能热水器的被访者相比，目前使用电热水器的被访者在电热水器和空气能热水器之间更喜欢电热水器；Gas×Nowgas的系数在1%的水平上显著为正，说明与目前使用太阳能热水器的被访者相比，目前使用燃气热水器的被访者在燃气热水器和空气能热水器之间更喜欢燃气热水器；Sun×Nowelec的系数在1%的水平上显著为负，说明与目前使用太阳能热水器的被访者相比，目前使用电热水器的被访者在太阳能热水器和空气能热水器之间更喜欢空气能热水器；Sun×Nowgas的系数在1%的水平上显著为负，说明与目前使用太阳能热水器的被访者相比，目前使用燃气热水器的被访者在太阳能热水器和空气能热水器之间更喜欢空气能热水器。可见，当其他因素相同时，被访者会更偏好于目前使用的热水器类型，这符合一般消费者愿意选择自己使用过的产品的消费心理。

Elec×Area1和Elec×Area2的系数都在5%的水平上显著为负，说明与住宅面积70 m2以下的被访者相比，住房面积较大（70-140 m2）的被访者在电热水器和空气能热水器之间更喜欢空气能热水器；Gas×Area1和Gas×Area2的系数都在1%的水平上显著为负，说明与住宅面积70 m2以下的被访者相比，住房面积较大的被访者在燃气热水器和空气能热水器之间更喜欢空气能热水器；Sun×Area1和Sun×Area2的系数都在10%的水平上显著为负，说明与住宅面积70 m2以下的被访者相比，住房面积较大的被访者在太阳能热水器和空气能热水器之间更喜欢空气能热水器。由于空气能热水器容量较大，所要求的安装空间也较大，因此，在其他因素相同的情况下，住房面积较大的被访者更倾向于选择空气能热水器。

Sun×Floor2和Sun×Floor3系数分别在5%和1%的水平上显著为正，说明与居住在靠近底层的被访者相比，其他因素相同的情况下，居住在中间楼层和靠近顶层的被访者在太阳能热水器和空气能热水器之间更喜欢太阳能热水器。由于太阳能热水器一般安装在房顶，居住楼层越低，管线长度越长，热损失也越大，所以在其他因素相同的条件下，居住楼层较高的被访者更倾向于选择太阳能热水器。

4.2隐含贴现率的估算及其影响因素的讨论

首先将模型1的系数带入公式（2），得到如果热水器年均能耗成本下降1元，则被访者现在愿意多支付的价格为：

WTP=CostPrice=3.16（5）

假设热水器的使用寿命为10年，消费者采用的隐含贴现率为r，则：

WTP=11+r+1（1+r）2+…+1（1+r）10=3.16（6）

根据（6）式，可以计算出被访者在选择热水器时所采用的平均隐含贴现率为30%。消费额在购买热水器时资金的机会成本与资金的来源有关，如果来自自有资金，则机会成本可以用存款利率来衡量，5年期存款利率约为5%；如果来自贷款，如信用卡分期付款，分期越多，利率越高，24期及以上利率水平约为15%。因此，消费者购买热水器资金的机会成本应该不超过15%。然而，我们计算得出的被访者在选择热水器时的平均隐含贴现率达到30%，显然远远高于其资金的机会成本，因此，可以认为能源效率缺口是存在的。

进一步的，我们根据模型2讨论边际支付意愿及隐含贴现率如何受到被访者的人口统计变量及其他因素的影响。这里被访者i对热水器年均能耗成本下降1元的边际支付意愿为：

WTPi=Cost+Cost·AdAdiPrice+Price·IncomeIncomei+Price·EduEdui（7）

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