能源消費量增長驅動因素分解與調控路徑

陳東景

（青島大學 經濟學院，山東 青島 266061）

0 引言

在研究能源消費量變化及其影響因素的過程中，IPAT模型是一個重要的研究工具[1]。國內外運用IPAT模型分析能源消費與人文驅動因素之間關系的文獻主要分為兩類：一類是借助隨機回歸影響模型STIRPAT，運用計量經濟學技術進行非線性回歸分析，檢驗除了人口、富裕程度和技術進步之外更多的驅動因素對能源消費量或者能源生態足跡的影響，其中用生態彈性系數衡量能源消費對各人文驅動因素的敏感程度是一個熱門話題[2]；另一類是從線性關系的角度通過分解或者整合，將IPAT模型演變為ImPACT、IPBAT、IGT等模型，分析除了人口、富裕程度和技術進步水平之外的其他因素對能源消費量的影響情況[3，4]。這些研究文獻為深入了解能源消費總量、能源足跡、生態足跡、碳排放量與人文驅動因素之間的關系，提供了一個簡潔而內涵明確的分析框架。本文對IPAT模型進行擴展，分析我國在2001—2015年間的城鎮化、區域經濟發展、區域人口變動、分產業能源強度變動以及產業結構變動對能源消費量變動的驅動狀況，并提出調控能源消費量的相關途徑。

1 模型構建與數據來源

1.1 模型構建

在分析各驅動因素對能源消費變動影響時，對IPAT模型的擴展形式如下：

式（1）中，I為能源消費量，P為人口數量，p1和p2分別為城鎮人口數量和農村人口數量，A為各地區的人均經濟發展水平組成的行向量，Pd為各地區的人口比例組成的列向量，T為各產業能源強度組成的行向量，S為產業結構組成的列向量。該擴展模型實質上是將IPAT原始模型中的人口P分解為城鎮人口和農村人口，將富裕程度分解為區域經濟發展水平和區域人口比重，將能源消費強度分解為分產業能源強度和產業結構。根據式（1），得到能源消費的變動量：

其中，ΔI、ΔP'、ΔA'、ΔPd'、ΔT'、ΔS'分別表示能源消費變動量、人口增長效應、區域經濟發展效應、區域人口比例變動效應、分產業能源強度變動效應、產業結構調整效應。下標“0”和“1”分別代表初始年份和水平年份。

本文借助結構分解技術完成對能源消費量變動的各驅動因素貢獻量的分析。 ΔP'、ΔA'、ΔPd'、ΔT'、ΔS'的計算公式相似，限于篇幅，此處只給出ΔP'的計算公式：

1.2 數據來源與處理

2001—2015 年的原始數據取自于歷年的中國統計年鑒和中國能源統計年鑒。在計算過程中，對數據進行了以下處理：將涉及到國內生產總值、行業增加值等指標的當年價格數據調整到以2010年不變價格為基準的實際數據；根據中國統計年鑒中的劃分方法，將我國31個省份劃分為東、中、西和東北部地區；文中涉及的能源數據為生產用能，不包括直接生活用能，即文中的人口變動效應是人口數量變動對生產用能源消費量產生的間接影響，一般被稱為間接生活能源消費[5]。

2 驅動因素效應分析

2.1 各驅動因素效應及貢獻率

根據式（2）和式（3）計算我國能源消費量增長的各驅動因素效應及其貢獻率，結果分別見表1和表2。2001—2015年間，我國能源消費的城鎮人口變動效應、農村人口變動效應、區域經濟發展效應、區域人口比例變動效應、分產業能源強度變動效應以及產業結構變動效應差別非常明顯。

表1 能源消費量變動的各驅動因素效應 （單位：108噸標準煤）

2.2 城鎮人口變動效應與農村人口變動效應

表1和表2中的第2、3列數據反映了我國城鎮化過程中，能源變動的人口增長效應被分解為城鎮人口變動效應和農村人口變動效應的具體情況。城鎮人口不斷增加，再加上城鎮人口的人均能源消費水平不斷增長，驅動了我國城鎮人口能源消費數量持續增加。雖然2008年以后城鎮人口變動效應有所波動，但是城鎮人口的增量化效應在15年間的增長趨勢非常明顯。城鎮人口增量化效應在2001年為0.23×108噸標準煤，2015年則增長到0.61×108噸標準煤，年均增長率為6.78%；“十五”“十一五”和“十二五”期間的年均城鎮人口增量化效應分別為0.27×108噸標準煤、0.46×108噸標準煤、0.54×108噸標準煤，對應的貢獻率分別為13.03%、25.27%、48.55%。

表2 能源消費量變動的各驅動因素貢獻率 （單位：%）

這個時期能源消費的農村人口減量化效應與城鎮人口增量化效應形成了鮮明對比。15年間，能源消費的農村人口減量化效應呈現總體下降的趨勢。農村人口減量化效應在2001年為-0.13×108噸標準煤，2015年下降到-0.42×108噸標準煤，2015年農村人口變動的這種減量化效應為2001年的3.13倍，減量化效應的年均增長率為7.90%；“十五”“十一五”和“十二五”期間的年均農村人口減量化效應分別為-0.16×108噸標準煤、-0.32×108噸標準煤、0.36×108噸標準煤，對應的貢獻率分別為-7.95%、-17.48%、-32.38%。

城鎮人口變動的增量化效應大于農村人口變動的減量化效應，導致能源消費的總人口變動效應的增加趨勢比較明顯。2001年能源消費增加量的總人口變動效應為0.09×108噸標準煤，2015年則擴大到0.19×108噸標準煤；人口變動效應對能源消費量增加的貢獻率由2001年的11.7%增加到2015年的155.09%。“十五”期間，人口增長對能源消費增長量的年均貢獻率為5.08%，“十一五”年均貢獻率則提高到7.79%，“十二五”年均貢獻率更是提高到16.17%。這表明，人口增長是驅動能源消費量增加的一個重要因素。

下頁圖1反映了我國東、中、西部和東北部地區四個區域的城鎮人口變動引致的能源消費變化情況。由圖1可知：我國四個區域城鎮人口比例不斷上升引起能源消費數量不斷增加，但是東北部地區的城鎮人口效應明顯小于東、中、西部三個區域的城鎮人口效應；東部省份能源消費的城鎮人口增量化效應波動程度明顯大于中部和西部省份的城鎮人口增量化效應；在2010年之前，東部省份的城鎮人口增量化效應明顯高于中部和西部省份的城鎮人口增量化效應，2010年之后，東部省份的城鎮人口增量化效應有所下降，這從一個側面反映出中、西部的城鎮化進程在2010年之后相比東部地區有所加快。

圖1 能源消費的分地區城鎮人口變動效應

圖2反映了我國東、中、西部和東北部地區四個區域的農村人口變動引致的能源消費變化情況。由圖2可知，我國四大地區能源消費的農村人口減量化效應差別非常明顯：相比東、中、西部地區，東北三省的農村人口減量化效應最弱但有增強的趨勢；東、中、西部三大區域的農村人口減量化效應在2010年之后有所減弱，這反映了我國三大區域的農村人口市民化不斷加快的趨勢在2010年之后有所減緩；2006—2009年，東部省份的農村人口減量化效應明顯弱于中、西部地區，這在一定程度上說明東部地區農村人口向城鎮轉移的速度低于中、西部地區農村人口向城鎮轉移的速度。事實上，《中國統計年鑒2016》中的數據顯示，2006以來中、西部省份的人口城鎮化速度明顯高于東部省份。

圖2 能源消費的分地區農村人口變動效應

2.3 區域經濟發展效應

由上文表1中的第4列數據可知，我國能源消費的經濟發展效應經歷了先增加、后波動下降的過程。2001年全國能源消費變動的經濟發展增量化效應為0.97×108噸標準煤，2010年則增加到2.88×108噸標準煤，增長了1.97倍；其后能源消費的經濟發展增量化效應緩慢下降，2015年增量化效應下降到2.35×108噸標準煤。對比不同的經濟發展時期，這種經濟發展增量化效應的先增長后下降的特點更加明顯：“十五”期間能源消費的經濟發展增量效應年均為1.48×108噸標準煤；“十一五”期間經濟發展的年均增量效應增加到2.77×108噸標準煤，幾乎翻了一番；“十二五”期間這種年均增量效應有所減弱，下降到2.54×108噸標準煤。

上文表2第4列數據反映出我國能源消費的經濟發展增量化效應貢獻率的變化特點：經濟發展水平是驅動能源消費量不斷增加的最重要因素，并且經濟發展增量化效應的貢獻率還有不斷增加的趨勢。2001年區域經濟發展增量化效應占全國能源消費增量的121.36%，2008年該指標增加到288.33%，2015年該貢獻率更是高達1938.35%。能源消費的經濟發展增量化效應由“十五”期間年均71.56%的貢獻率增長到“十二五”期間年均228.31%的貢獻率，進一步說明了經濟發展對能源消費增加的驅動作用非常明顯。

由圖3可知，我國四大區域能源消費變動的經濟發展效應大體上可以分為2007年之前的穩步增長階段，以及其后的顯著下降階段。具體到各個區域又表現出以下不同特點：東部地區的經濟發展效應最大，2001—2015年間占全國能源消費經濟發展效應的比例達到年均48.76%，2013年以來出現比較明顯的翹尾現象；中、西部地區的經濟發展效應非常相似，基本上都呈現先上升后下降的趨勢，兩個區域的經濟發展效應占全國能源消費經濟發展效應的年均比例分別為21.32%和22.0%；東北部地區的經濟發展效應較小并且也呈現先上升后下降的趨勢，2011年該區經濟發展效應最大，為0.30×108噸標準煤，2015年這種經濟發展效應下降到0.07×108噸標準煤，下降了77.29%。

圖3 能源消費的區域經濟發展水平變動效應

2.4 區域人口比例變動效應

由表1和表2中的第5列數據可知，我國四大區域人口變動引起的能源消費增加量相對較小，貢獻率也比較小。人口比例變動的增量化效應多在500×104噸標準煤以下，貢獻率在3%左右；2010年增量化效應最大，為0.13×108噸標準煤，貢獻率為5.38%；2015年轉為減量化效應，為-26.42×104噸標準煤，貢獻率為-2.18%。這說明我國四大區域的人口比例變化是驅動能源消費量增長的一個次要因素。

由圖4（見下頁）可以看出，東、中、西部和東北部地區的人口比例變動引起的能源消費量變動存在比較明顯的差別。東部地區各省份人口比例不斷增加，區域人口變動的增量化效應比較明顯，并且在2004—2010年之間還有比較明顯的增長趨勢，2011年之后這種增量化效應逐漸下降。中、西部和東北部地區的人口比例變動效應非常小，多數年份產生了比較微弱的減量化效應。這在一定程度上也反映了中、西部地區的凈人口增長幅度小，甚至在一些年份出現凈人口下降的現象。例如，《中國統計年鑒2016》中的數據顯示，2010年西部12省份的人口數量比2009年下降約316.15×104人。

圖4 能源消費的區域人口比例變動效應

2.5 分產業能源強度變動效應

2001—2015 年，我國三次產業的能源強度呈現明顯的下降趨勢，一、二、三產業的能源強度分別由2001年的0.20噸標準煤/萬元增加值、1.50噸標準煤/萬元增加值、0.33噸標準煤/萬元增加值下降到2015年的0.17噸標準煤/萬元增加值、1.06噸標準煤/萬元增加值、0.26噸標準煤/萬元增加值。由表1和表2中的第6列數據可知，產業能源強度下降是我國能源消費量下降的最重要驅動因素。除了2003—2005年間能源強度上升引起能源消費的增量化效應之外，其余年份的能源強度不斷下降驅動著能源消費量呈現減量化趨勢。在整個“十一五”和“十二五”期間，能源強度下降引起能源消費的減量化作用非常明顯，并且“十二五”期間的年均減量化效應大于“十一五”期間的年均減量化效應。“十一五”年均減量化效應為-1.11×108噸標準煤，對能源消費增量的貢獻率為-61.6%，“十二五”年均減量化效應為-1.68×108噸標準煤，對能源消費增量的貢獻率擴大到-150.73%。值得注意的是，2010年由于投資過快等因素造成能源強度下降甚微，能源強度減量化效應非常小，僅為-21.06×104噸標準煤。這個事實也說明，通過降低產業能源強度，提高能源效率，要防止經濟發展產生能源消費的反彈效應[6]。

圖5 能源消費的分產業能源強度變動效應

圖5表明能源消費的三次產業能源強度變動效應存在明顯差異。第一產業和第三產業的能源強度下降所產生的能源消費量變化，不論是減量化效應還是增量化效應都非常小，并且兩者的變化趨勢非常相似。第二產業的能源強度變動效應在三次產業的能源強度變動效應中起著舉足輕重的作用。2003—2005年，第二產業的能源強度不斷上升引起整個行業的能源強度增量化效應非常明顯；自2006年起，隨著資源節約型、環境友好型社會建設的大力推進，第二產業的能源強度不斷下降（2015年與2006年相比，能源強度累計下降35.01%），進而引起非常明顯的能源強度減量化效應——雖然2010年出現反彈現象。這從一個側面反映了我國主要通過提高第二產業尤其是提高高耗能工業的能源效率作為節能減排一個主攻方向的事實，也反映了新常態下的供給側結構性改革取得了非常明顯的節能減排效果。這在一定程度上也表明：為了推動反映技術進步的能源強度不斷下降，大力推進以節約能源為重要內涵的新型工業化[7]，持續降低工業能源強度至關重要。

2.6 產業結構變動效應

由表1和表2中的第7列數據可知，在2001—2015年的15個年份中，產業結構調整對能源消費起著增量化效應的有12個年份，只有在2005年、2010年和2015年這三個年份起著減量化效應；不管是增量化效應還是減量化效應，產業結構調整對能源消費量變化的貢獻率一般都比較小。這一現象說明，我國的產業結構調整所起的能源消費減量化作用與預期相比存在非常明顯的差距。有研究認為這與產業結構轉型優化的路徑方向出現偏差有關：過度強調政府在產業結構調整中的主導作用，導致沒有充分發揮市場在要素資源配置中的基礎性作用，再加上地方政府追求短期GDP增速而將發展新興產業的財政資金仍然投放于高耗能產業[8]。

圖6 能源消費的產業結構變動效應

由圖6可知，能源消費的各產業結構調整效應差別明顯：第一產業的結構調整效應多為減量化效應，而第二、三產業的結構調整效應多為增量化效應并且第二產業的結構調整效應波動幅度更大一些。2001—2015年間，第一產業的年均結構調整減量化效應為-256.60×104噸標準煤，第二產業和第三產業的年均結構調整增量化效應分別為151.62×104噸標準煤和357.96×104噸標準煤。值得注意的是，2010年第二產業的結構調整減量化效應特別明顯，高達-0.95×108噸標準煤，這與第二產業增加值比重由上年的48.14%急劇下降到2010年46.4%密切相關；其后，“十二五”開局之年第二產業增加值比重回升引起該產業的結構調整效應出現比較明顯的反彈現象，增量化效應為0.29×108噸標準煤；但是經濟發展進入新常態后，第二產業的結構調整增量化效應持續走低，2014年增量化效應僅為277.2×104噸標準煤，2015年更是出現明顯的減量化效應（-0.23×108噸標準煤）。

3 降低能源消費量增長的調控路徑

經濟發展新常態下，在保證經濟發展質量不斷提高，經濟規模不斷擴大的前提下，降低能源消費量的增長幅度，乃至最終實現能源消費量的零增長任務艱巨但是又非常緊迫。根據本文的分析結果，以下降低能源消費量增長的三點調控路徑值得關注：

第一，以節約型消費理念引導人口增長和城鎮化進程。為了減緩能源消費的這種增加趨勢，科學引導全國特別是中、西部地區的人口增長，積極推進中小城鎮建設，實現就地城鎮化和就地市民化具有重要的現實意義。這不僅能夠降低能源消費的人口增長效應，而且能夠促進區域平衡發展和城鄉一體化發展。在此過程中，應首先通過宣傳、教育、培訓，并結合政策激勵,轉變人們的消費觀念，鼓勵消費能源節約型產品。

第二，充分發揮能源價格的杠桿作用，持續大力推進產業能源強度下降。在能源強度越來越小的情況下，進一步大幅度促進能源強度下降的空間將越來越小，難度將越來越大，稍有松懈很可能會出現能源強度的反彈。因此，必須在關鍵時期堅持走創新發展之路，充分利用能源價格杠桿，激勵企業加大技術創新投入，增加替代能源的使用，努力挖掘降低各產業特別是高耗能工業能源強度的潛力，不斷提高能源效率。

第三，堅持正確的產業結構轉型優化方向，切實發揮產業結構調整的能源消費減量化效應。將廣泛應用高新技術和先進適用技術改造提升傳統優勢產業作為一項重要任務，從政策、資金、人才等各方面給予扶持，推進企業重組和淘汰落后產能，為傳統產業轉型升級注入生機和活力；大力發展生物制藥、新材料、新能源等戰略性新興產業和綠色金融、物流、文化創意、旅游等現代服務業，切實發揮產業結構轉型優化的能源消費減量化效應。