我國西部地區各省能源強度差異因素研究

黃文婷

摘要：目前我國各個地區經濟發展水平、經濟結構、能源稟賦、能源利用率等情況各不相同，故能源強度的變化也不相同，要實現能源消耗強度的降低，各省應根據自身的條件發現問題，并采取具體的措施節約能源、降低能耗。本文根據目前研究現狀，選取西部地區各省的經濟發展情況、能源消耗量、能源稟賦、能源固定資產投資率等變量進行多水平建模分析，并基于2005-2014年我國西部地區11個省市10年間能源強度的面板數據，對我國西部地區各省能源消耗強度的影響因素進行研究。

關鍵詞：能源消耗強度；多水平模型；異質性

1.引言

近幾年我國整體能源消耗強度持續下降，且能源結構、產業結構，技術水平比以往都有所提高。但是我國各地區各省差距較大，經濟與能源發展指標往往呈現兩極分化。故要客觀的評價分析我國各省市能源消耗強度和能源利用率的狀況，制定可操作的、科學合理的、具體的、有針對性的地方性能源政策，使我國各省地區能共同降低能源消耗強度，提高能源效率。

研究我國西部地區各省能源消耗強度的影響因素，有利于西部地區的整體優化，更有利于西部地區各省根據自身情況，制定可實現、可操作的能源性的法規與政策，科學的降低能源消耗強度。

2.能源強度及影響因素

能源消耗強度，是最常用的測量能源利用效率的指標。能源消耗強度的高低與各地區所處的經濟發展階段、經濟發展結構、重工業占比、技術水平、能源價格、能源結構比、固定資產投資比例、以及產業結構比等諸多因素有關。

3.能源強度模型設定及實證分析

3.1 變量選擇與定義

由于部分數據不可獲得以及相關省市數據缺失，根據目前相關能源強度文獻，本文選擇6個變量：site：西部地區11個省份，剔除西藏自治區；time：年份（0 代表 2005 年，1 代表 2006 年，...，9代表 2014 年）時間長度為10年；EI：能源強度（噸標準煤/萬元 GDP）；ES：能源結構（地區煤炭消耗量/能源總消耗量）；PP：地區當年生產總值占全國國內生產總值比，衡量當地經濟發展水平；FIR：固定資產投資率（固定資產投資額/GDP %）。

設 EI 為因變量，其他變量（除變量 site）為自變量，建立兩水平發展模型。數據來源《中國能源統計年鑒》、歷年《中國統計年鑒》以及《中國對外經濟統計年鑒》 。

3.2對數據層次結構的檢驗

建立多水平模型前首先要檢驗實驗數據是否存在層次結構，因此先建立空模型：

（4.1.1）

（4.1.2）

可以看到模型（4.1.1）和（4.1.2）上均沒有常規模型的解釋性變量， 為相互獨立的水平1殘差， 為相互獨立的截距項水平2殘差，且 .將模型（4.1.2）代入模型（4.1.1），得到如下模型（隨機效應的方差分析模型）：

（4.1.3）

模型（4.1.3）中 反映組間差異情況，而σ2則代表了測量的組內數據之間的差異。將數據導入 SAS 后，空模型運行結果如下：

由運行結果知： ，在0.05的水平下，二者都有顯著的統計意義，表明測量的11個省市地區的能源強度（EI）的初始值顯著不同，故它們之間存在顯著的組內變異。計算出組內相關系數ICC=53.863%，表示上述整體數據的53.863% 的總變異是由研究的11個省份之間的異質性引起，即意味著11個省市之間的能源數據具有很強的結構性特征。

3.3 無條件兩水平發展模型

根據已有的數據情況以及空模型中ICC值，選擇構建兩水平的無條件發展模型，此模型在水平 1 上僅僅有時間 t 變量，且將時間取值設置為 0、1、…、9.水平2上依然不加入任何解釋性變量，具體模型如下：

（4.1.4）

（4.1.5）

（4.1.6）

同樣模型（4.1.4）與模型（4.1.5）分別為1 水平與2 水平模型

， 為一水平上相互獨立的殘差，為在2 水平上的截距項的相互獨立的殘差， 為相互獨立的斜率項水平 2 殘差，

，表示水平1 與水平2 的殘差要相互獨立。

據上述模型，將數據導入SAS，并考慮 0.05 的顯著性水平進行檢驗，由運行結果可知： σ2u0（隨機截距項的方差）及σ2u1（時間變化量的隨機斜率的方差）估計非常顯著，表明西部地區這11個省市之間在截距項與斜率項上有明顯的異質特征，即各省市的能源強度 EI 隨時間的變化率在省市與省市之間也是不同的。γ10的估計值為0.06539，表明隨著時間的推移各省市能源消耗強度顯著上升，每個省市的能源消耗強度每年平均增加0.06539個單位。各省市σ2u01<0，表明各省市的能源強度初始值越高，則其隨時間推移下降幅度越緩。

由于多水平模型考慮了層次結構，此時可以設模型（4.1.3）為空模型，模型（4.1.6）被定義為現模型，通過表4.3可計算得 。 因此模型（4.1.6）中的時間回歸項可解釋的方差比例為。

3.4 多變量兩水平發展模型

由模型（4.1.6）的分析結果可知：各省市的能源消耗強度在截距項與斜率上存在顯著的差異。在此基礎上可以考慮在水平2上的截距項與斜率項引入解釋性變量。在β0i上和β1i上都加入變量ES1（能源結構）、 FIRi（固定資產投資比例）和PPi（生產總值比），則多變量兩水平發展模型可表示為：

兩水平殘差的假設與模型（4.1.4）相同，模型（4.1.8）說明了截距項與斜率分別受變量影響，因此可以有效的檢驗和估計各個省市能源強度的影響因素和影響各省市能源強度走勢的因素，將模型（4.1.8）代入模型（4.1.7）可得：

根據上述模型，將數據導入SAS，并考慮 0.05 的顯著性水平進行檢驗，從運行結果可知：所有變量的P值在0.05的水平條件下都十分顯著，故模型為最終模型。

現設定（4.1.6）為零模型，（4.19）為設定模型，根據分解數據結果可計算水平2上方差解釋比例貢獻的大小為：

因此各省市間能源強度變化率的差異基本可以通過解釋變量 ES（能源結構即煤炭消耗量占能源消耗量）、PP（經濟發展水平）與 FIR（固定資產投資比例）來解釋。

4.總結及建議

本文基于多水平發展模型研究西部地區能源消耗強度差異及變動的因素，通過結果，給出以下建議：（1）改變以煤炭資源為主導的能源消耗結構；（2）優化我國目前的投資結構；（3）根據能源強度計算公式可知，能源強度不僅與能源的消耗量有關，也同時受地區經濟發展水平影響；（4）完善我國能源價格體系，使能源價格能夠較好的體現能源開發中的全部社會成本并反映真實的能源市場供需狀況。

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