能源替代效應與經濟發展問題研究

趙晟楠

【摘 要】 能源市場中的供需缺口已成為世界焦點問題。我們基于經濟增長理論和可持續發展理論，采用似不相關回歸的方法，分析能源市場中各能源要素之間替代效應對經濟發展的影響。結果發現煤炭、石油和電力均為正向的需求價格彈性，電力對煤炭和石油的交叉價格彈性存在替代效應。煤炭價格飆升導致電力企業成本提升以及石油對進口油的高依賴程度是變動的主要原因。當前應拓寬能源利用領域，來緩解能源缺口，需增強能源替代效應，保護生態環境，促進經濟的可持續發展。

【關鍵詞】 替代效應;能源效率;似不相關;交叉彈性

【中圖分類號】 F426.2;F224 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2096-4102（2021）06-0048-03

一、引言

能源問題已經成為當今世界各國都高度關注的焦點問題。世界各國經濟發展都需要能源投入，這種現象促使能源供給匱乏國家和地區制定相關國家戰略來尋求解決辦法。從經濟發展歷程中看出，對能源約束會阻礙經濟發展，這點在發展中國家表現最為明顯。我國在經濟發展過程中也面臨眾多困難，比如能源需求和供給失衡，能源轉型和效率提升，持續推進環境保護和可持續發展性等問題。改革開放除了帶來經濟發展巨大成就外，還伴隨著能源大量投入。我國工業進程加快，迫使能源需求和能源生產缺口擴大。這種放大趨勢近年來未得到顯著改觀，煤炭、石油以及電力在內的能源消耗也在持續飆升。當今正處于城鎮化、工業化進程，能源需求剛性不會發生根本性轉變。從能源發展趨勢來看，如果對能源消耗總量不加以有效控制的話，到2030年，我國一次能源消費量將達到60億噸標準煤，這是個災難性的數字。

二、能源替代的路徑

（一）以電代煤

以煤炭為首的化石能源是能源消耗中污染最為嚴重的能源。因此，為優化能源配置政策，應適當調整對煤炭相關產業扶持。目前，一些企業在蓄熱式電采暖供熱和風電新能源等額補貼電價得到政府政策扶持，也體現“電代煤”的巨大優勢。

（二）以電代油

隨著經濟快速發展，以石油為主導的能源供給消費結構中短缺現象極為顯著。“以電代油”技術最先適用在電動汽車上，但是數量十分有限，很難做到大規模使用推廣。因此，積極推進電動汽車開發是推進經濟開發和低碳化的主要目標。

（三）以電替電

利用市場機制提高投資效率，實現資源優化配置，資源優化配置存在多種問題，比如電力出口市場成員多、信息量大、技術水平低等。這些問題使得電力工程在技術層面難以實現，而且較高建設成本也使得電力資源配置空間相對狹窄。因此，需要充分發揮市場配置資源的基礎性作用，促進電力資源優化和電能替代機制，打破壟斷，促進競爭，提高效率。

三、研究方法與數據說明

（一）研究方法

1.價格相關性分析

為分析能源之間價格相關性，調取2004年至2017年煤炭、石油、電力的價格數據用以計算能源之間的價格彈性。以煤炭作為主要能源，油和電與其價格關系分別為0.8697和0.5859（見表1）。

2.需求彈性分析

我們選用Coloma的SEDS模型來估計，一方面保留對數線性模型在彈性測度的直觀性，另一方面依靠能源之間的替代彈性，加入零次齊次性和對稱性的假設。需求系統的估計方程為：

公式中模型的系數表示自需求價格彈性和替代彈性。為了能使模型回歸結果更為準確，在模型系統中加入虛擬變量。改善后需求系統估計方程為：

在上式中，Qi為能源需求量，Pi為能源價格，Y為居民可支配收入，Si為能源人均消耗量，Dk為虛擬變量，ln（Qi（t-1））為能源上一年消費量的對數。

（二）數據來源與數據描述

1.數據來源

建模分析所選用2004-2017年《中國統計年鑒》《中國能源統計年鑒》《中國價格信息網》和WIND數據庫相關數據來估計需求系統，數據涵蓋三種能源需求、價格和居民可支配收入。

2.數據描述

煤炭、石油和電力產品消費量和價格統一折合成標準煤當量，計量單位均為萬噸標準煤。我們先從歷年統計年鑒中選取三種能源平均出廠價格指數，依據中國能源手冊整理出2004年三種能源實際價格。隨后，推算出2004-2017年整個樣本區間內能源實際價格。

四、實證結果分析

（一）需求彈性估計

采用似不相關回歸方法對三種能源需求系統進行聯合回歸。結果如表2所示。

從表2中可以得出，方程的R2表明模型有較強擬合優度，通過能源自需求價格彈性、替代價格彈性以及能源平均支出份額，計算出能源之間需求交叉價格彈性，如表3所示。

基于以上回歸分析結果，使用煤、油、電作為初始產品，確定能源市場替代關系。煤炭自價彈性為0.0033，表明煤炭價格增加促進煤炭需求提升。從交叉價格彈性角度看，石油和電力對煤炭交叉價格彈性分別為0.0405和0.0355。這一指數表明煤炭與石油，煤炭與電力之間存在替代關系。

（二）趨勢分析

煤炭、石油和電力三種能源在2004-2017年需求價格彈性和交叉價格彈性變化趨勢如圖1、圖2所示。

從圖中可以看出：從2005年到2017年煤炭需求價格彈性均為正數，并在2005年和2010年出現兩次轉折點。受國際金融危機影響，煤炭價格出現明顯波動。煤炭需求價格彈性系數在2010年大于1，隨后價格彈性趨于穩定。

石油資源在整個樣本區間，需求價格彈性基本穩定。2010年隨著經濟逐漸回升，石油需求價格點彈性出現轉折。雖然我國油價逐步實現與國際市場油價接軌，然而石油價格調整時間和浮動仍由政府來主導，石油生產企業依然保持著高強度壟斷。所以，我國石油價格形成機制改革并沒有完全實現。

電力需求價格彈性在樣本區間內有明顯波動，在2007年和2013年出現兩次轉折，因為受重工業加快增速影響，社會用電需求增長變快。2007年諸多電力企業效益穩定增長，利潤增速達到2003年以來同期最高水平。

電力對煤炭和石油交叉價格彈性總體成替代關系。在國家能源發展戰略行動計劃推動下，通過轉變能源利用方式，促進能源消費革命和供給側改革。在2010年電力對煤炭價格變動反應靈敏程度高，替代性強，而對石油反應靈敏度低，替代性弱。2010年合理電價機制還尚未完善的情形下，煤炭價格持續上漲導致發電企業效益大幅度下降。同年我國也進行成品油價改革，與國際油價間接接軌，對進口油依存度逐步提升，這也造成電力對石油價格反映靈敏度低。

五、結論

我們運用2004-2017年能源數據，通過似不相關回歸方法對能源替代效應進行實證研究。結果發現煤炭石油和電力均為正向需求價格彈性，電力對煤炭石油交叉價格彈性存在替代效應，為了更好完善能源市場，得出以下結論：

擴大能源利用領域，進一步實現能源完全利用。例如，將化石燃料或可再生能源之類一次能源轉化為電能過程中通過擴展能源開發和利用范圍，可以將發電過程中溢出熱能、煉鋼余熱蒸汽等轉換成方便使用的二次能源。將來當化石燃料枯竭時，我們最終將依靠所有種類可再生能源和新能源來解決能源供應問題。

工業現代化提供物質基礎，促進文明建設。電力出現使得工農業大規模生產及生產自動化，勞動生產率、生產規模效益和產品質量提升成為可能。要適當調整電力能源結構，科學預判電力需求和未來發展趨勢，鼓勵調整能源市場結構，增加非化石能源和清潔能源使用項目，為保護生態環境提供重要條件。

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