能源革命與中國能源經濟安全保障探析

黃

（1. 中國石油天然氣股份有限公司規劃總院，北京 100083；2. 中國石油大學（北京）經濟管理學院，北京 102249）

一、前言

2014年國家首次提出“能源革命”以后，以可再生能源、天然氣等為代表的清潔低碳能源對煤炭的替代速度顯著加快。由于各類能源的生產要素、生產成本、稀缺程度均不同，能源結構的轉變將會導致能源價格的變化；而能源作為一種重要的生產性要素，其價格的改變將有可能對中國經濟的平穩運行產生不利影響，這引發了對能源革命與能源經濟安全關系的思考。

能源和經濟發展的關系研究目前集中在兩個方向：能源消費和經濟增長的相互關系，普遍性的結論是前者對后者具有重要的影響作用 [1]；能源價格變動對經濟發展的影響，有研究表明 [2～4]，包括煤炭和石油在內，能源價格的上升在短期內將促進國內生產總值（GDP）的增長，但長期來看會導致GDP的下降。整體來看，關于能源結構調整對經濟發展影響的研究文獻還比較少。

本文主要在以下三方面開展創新論述：①結合中國能源革命的背景，基于面板模型，定量分析能源結構變化通過能源價格對宏觀經濟運行產生的影響，加深對能源革命與能源經濟安全之間關系的認知；②基于固定效應模型，定量研究影響中國能源價格變化的主要因素，提出為減緩能源價格上升壓力需采取的相關措施，深化能源革命背景下的能源經濟安全保障問題研究；③基于統計分析方法，從中國經濟仍處于較快發展期的角度，探討國民經濟、人均能源消費對能源價格上漲的承受力問題，為促進可再生能源、天然氣等清潔能源的快速發展以及科學制定能源革命目標提供理論支撐。

二、能源產業對經濟發展的影響

（一）基于能源產業波及效應的分析

產業波及效應系數是考察某個產業對經濟發展影響的重要指標，指當某個產業的產出發生一個單位變化時，總產出的變化情況；在產業波及效應系數的基礎上，乘以GDP增值系數（GDP/國內總產出），即得某個產業產值變化對GDP的影響。具體做法為：首先分別采用基于結果的產業波及效應算法（直接求出總的產業波及效應）、基于過程的產業波及效應算法（求出直接效應、間接效應、誘發效應之和得到總的產業波及效應），計算產業波及系數；然后再取其均值，作為最終的波及效應系數；最后波及效應系數乘以GDP增值系數，獲得能源產業對GDP的波及效應系數。

根據2002—2015年投入產出表數據，進一步將不同的能源部門合并，并在此基礎上計算能源產業對GDP的波及效應系數（見表1）。相關能源部門包括：煤炭采選產品，石油、天然氣開采產品，石油、煉焦產品，核燃料加工品，電力、熱力生產和供應，燃氣生產和供應。

表1數據顯示，能源產業對GDP的波及效應系數遠高于GDP增值系數，且數值大約為1，這說明能源產業通過自身的發展以及影響關聯產業的發展，能夠極大地促進經濟增長。當能源產業總產出增加一個單位時，GDP大約增加一個單位，因為總產出存在著重復計算問題，所以同樣是一個單位，卻具有了放大效應。能源產業對GDP的波及效應系數的變化呈現出持續上升趨勢（從2002年的0.920 4上升到2015年的1.141 6），表明能源產業對GDP的影響力度不斷增強。

（二）能源進口對國際貿易影響程度逐年增大

長期以來，中國能源貿易以進口石油、天然氣，出口煤炭為主，屬于能源凈進口國。基于海關總署公布的貨物貿易總額歷史數據，運用自回歸模型，對中國長期貨物貿易凈出口額進行預測；結合2018 年國際能源署（IEA）《世界能源展望》對中國能源貿易基準情景的長期預測，分析了能源進口對中國國際貿易（貨物貿易）的影響（見圖1）。中國能源進口對貨物貿易順差的抵消作用較為明顯，到2025年能源貿易逆差很可能擠出貨物貿易順差；但隨著中國的能源產業結構的進一步升級，能源消費結構也會得到進一步優化，上述抵消作用將有可能得到緩解。

三、能源結構變化對能源價格的影響

（一）影響能源價格變化的因素

1. 能源消費與能源價格

在研究能源價格水平時，采用燃料動力購進價格指數代替能源價格水平，數據來自相關年份《中國統計年鑒》《新中國五十五年統計資料匯編》。按照經濟學原理，能源價格上漲，能源需求量應該減少，二者在理論上是負相關關系；然而經過計算，可比燃料、動力價格指數與能源消費總量的相關關系為2.73，即二者呈正相關關系（見圖2）。這是因為自1993年以來，中國各主要能源產品出廠價格有了較大幅度增長，能源價格上漲對能源需求本該起到抑制作用，但由于能源價格彈性偏低，加之整個經濟系統也缺乏彈性，價格機制對能源需求的傳導作用不明顯；同時能源價格體系尚未理順，市場主體自覺節能機制尚未形成，從而使得能源價格上漲表現為對能源需求的抑制作用有限。

表1 能源產業對GDP的波及效應系數

圖1 中國能源進口對貨物貿易凈出口額影響

2. 市場、管制與能源價格

從理論上分析，價格主要由供給和需求的關系來決定，而政府管制力度決定了市場化程度，即價格對能源供給的敏感程度。提高市場化程度可以增加能源效率，進而影響能源供給結構 [5]。自煤炭價格市場化改革以來，激增的煤炭需求、稅收變化導致煤炭價格、采煤利潤急劇增長，使得中國自2009年起從煤炭凈出口國變成了凈進口國。然而自2012年起，由于煤炭需求增速減慢，煤炭價格開始逆轉并連續4年下降。為了扭轉煤炭價格下降所導致的煤炭企業大面積虧損狀況，政府開始對煤炭價格進行管制；通過關閉持續虧損且生產率低下的煤炭企業、減少工人工作時間等措施來控制煤炭產量，進而促使煤炭價格自2016年3月份之后開始逐漸回升。

從整個產業鏈來看，中國的天然氣市場處于嚴格管制狀態，這種管制模式不利于吸引投資、增加供給，使得天然氣價格持續處于較高水平。為此政府逐步放松管制，多以市場手段促進天然氣市場的發展；其中，重要手段之一是“統一門站價格”，即統一零售價。2015年4月實現存量氣與增量氣價格并軌，2015年7月建立上海石油天然氣交易中心，通過這些市場化改革舉措，天然氣的統一零售價格有所降低，逐漸接近進口液化天然氣的價格。

3. 能源投資與能源價格

能源行業投資的增加，會使各地區能源消費強度提升，進而影響能源供給結構，由此導致能源價格的變化 [5]。能源投資通常通過促進能源供給增加的形式來使得能源價格下降。

4. 技術進步與能源價格

技術進步分為廣義和狹義：前者僅指科技創新；后者除科技創新外，還包括管理創新、制度創新等“軟”技術進步。技術進步改變能源供給結構，這是通過提高能源效率、影響能源價格來實現的。從1989—2017年燃料動力購進價格指數、液化天然氣的價格趨勢（見圖3）可以看出，在大多數情況下，重大技術突破引發了能源價格降低。

（二）能源結構變化對能源價格影響的實證分析

1. 模型構建與數據來源

根據前文分析內容，可以認為影響能源價格的因素有：能源消費量、市場化水平、技術進步、投資情況；能源消費結構的轉型會產生替代效應，進而導致不同能源價格發生變化；經濟增長、城鎮化程度也會通過影響能源消費量、能源消費結構來對能源價格產生影響。能源消費結構使用天然氣消費占總能源消費的比例、煤炭消費占總能源消費的比例等來表示，經濟增長則用人均GDP來表示。

基本模型設定如下：

式（1）中，P為能源價格指數，Q為能源消費量，MARKET表示市場化水平，Tech表示技術進步情況（由專利數量、科研投入來衡量），Invest表征投資情況（由固定資產投資來表示），GDPC為人均GDP，Urban表示城鎮化程度，Structure表示能源消費結構，μ表示隨機擾動項，i為省份，t為年數。

分析數據來源如表2所示，描述性統計分析如表3所示。

2. 計算結果及分析

在模型識別過程中，首先利用普通最小二乘法（OLS）對模型進行參數估計，隨后運用固定效應、隨機效應模型來分析能源價格的影響因素。相關模型中的年份是2008—2018年、地區為31個省份，年數小于省份數量，可視為一個短面板數據。常用的短面板模型有3種回歸模型：混合模型、固定效應模型、隨機效應模型。對研究數據進行拉格朗日乘數檢驗、豪斯曼檢驗之后，選用固定效應模型，表4給出了3種模型的回歸結果。

（1）供給側因素的影響

市場化程度、技術進步對能源價格的影響顯著。市場化程度每增加1%，能源價格將降低3.67%，這與預期一致：隨著市場化程度的不斷增加，能源價格不斷下降。技術水平每增加1%，能源價格將降低19.67%，通常技術進步對能源價格的影響是不可逆的。能源投資會增大能源供給、降低能源價格，如能源投資總量每增加1%，能源價格將降低2.44%。

（2）能源消費量的影響

能源消費量每增加1%，能源價格將增加1.66%，這符合市場規律，即在其他條件不變的情況下消費增加必然引起價格上漲。

圖3 中國能源價格指數和液化天然氣價格與技術進步

表2 能源結構變化對能源價格影響研究的數據來源

表3 能源價格影響研究的數據描述性統計分析

表4 能源價格影響研究的模型回歸結果

（3）能源消費結構的影響

各種能源消費占比表征的是能源消費結構變化對能源價格的影響。結果表明，天然氣消費占比每增加1%，能源價格將會增加0.82%；煤炭消費占比每增加1%，能源價格減少0.24%；這可能是由于現階段煤炭價格較低而天然氣價格較高所導致的。相較于煤炭、天然氣，原油消費占比對能源價格的影響并不明顯。

（4）需求側控制變量的影響

需求側控制變量包括人均GDP、城市化程度。人均GDP和能源價格呈正相關關系，且人均GDP每變化1%，能源價格將變化24.90%，可見需求側能源價格的變化很大程度上來源于收入水平。城市化程度與能源價格雖然存在負相關關系，但相關計算結果在統計層面上不明顯。

四、能源價格波動對能源經濟安全的影響

（一）能源價格波動對GDP的影響

能源價格波動對GDP的影響過程具有復雜性，相關傳導機制及有效性一直是學術研究的關注點。國內學者因觀察角度的不同，所描述的傳導機制也不盡相同；相對較多的學者從生產鏈角度來描述能源價格波動對GDP的影響 [5,6]。文中采用基于向量自回歸（VAR）模型的脈沖響應函數進行檢驗，這一過程的優點是無需事先假定模型中各變量的內生性、外生性。

圖4為獲得的脈沖響應圖，縱坐標為單位沖擊引起的波動（以百分比表示），橫坐標表示波動持續時間；展示了能源價格對GDP增長率的動態效應：能源價格上升使得GDP增長率在未來5年內下降；第一年下降快速，如GDP增長率可減少1.46%，后4年下降幅度逐漸減小并最終趨向于0。在短期內，能源價格上漲引起的生產投入減少，將會約束經濟增長；但從長期看，能源價格上漲促使節能應用和能源利用效率提升，從而降低能源價格對經濟影響的負面效應。

研究進一步發現，向前8年的預測，有87%的預測方差來自GDP增長率本身，其余13%來自能源價格。這意味著GDP增長率在更大程度上是受自身影響，相關結果和理論預期較吻合。

（二）能源價格波動對勞動力市場的影響

根據市場配置理論，能源價格波動會重新配置市場的資源（含資本、勞動力），因此會對勞動力市場產生影響。圖5為獲得的脈沖響應圖，展示了能源價格對失業率的動態效應。結果表明：能源價格上升在未來兩年內會降低失業率，最低降低1.17%；但從長期來看，能源價格上升會使失業率增加1.23%。

圖4 能源價格指數對GDP增長率的影響脈沖響應圖

研究進一步發現，向前8年的預測，有57%的預測方差來自失業率本身，其余的43%來自能源價格。這意味著失業率受其自身和能源價格的影響程度較為接近。

五、能源效率變化對能源經濟安全的影響分析

在能源革命的進程中通常伴隨著能源效率提升。為了更準確反映未來能源結構改變對中國能源經濟安全的影響，進一步考慮能源效率提升通過影響能源消費來對能源價格產生的影響。

（一）能源效率變化對能源需求的影響

1. 模型構建與數據來源

構建的計量模型設定如下：

式（2）中，Y為能源消費，EI表示能源強度，R2、R3分別表示第二、第三產業占GDP的比值，IM表示進出口額，FIX表示燃料動力指數，μ為隨機擾動項。

使用數據來源于《中國統計年鑒》、各省份統計年鑒、1990—2015年各省份面板數據。估算方法為動態面板數據模型，可對問題的動態關系進行分析，涵蓋個體差異、減少數據加總產生的偏誤。

2. 計算結果及分析

表5展示了使用面板數據固定效應模型得到的回歸結果：能源效率越高，能源消費總量越低；沒有發現反彈效應。

圖5 能源價格指數對失業率影響的脈沖響應圖

（二）能源效率變化對能源價格的影響

使用類似的數據和回歸方法，考察了能源效率對能源價格（燃料、動力類購進指數）的影響。表6展示了實證回歸結果，分別來自OLS、面板數據固定效應模型（FE）、動態面板數據回歸模型（DPD）。可以看出，隨著能源強度的增加，能源價格指數有所下降；能源價格隨著能源效率的提高而降低，影響結果均較明顯（1%統計水平）；單位GDP能耗每降低1 tce/萬元，能源價格指數會降低3.1%，即能源效率的提高對減緩能源價格上升具有明顯的作用。

（三）能源價格變化處于可接受范圍

能源效率提高可以減緩能源結構變化（主要是天然氣消費比例上升，煤炭消費比例下降）、對能源價格產生的不利影響，從而減緩由于能源價格上漲對宏觀經濟平穩運行的沖擊。隨著中國經濟的不斷增長，居民對能源價格的承受能力也會增加。中國單位GDP能源消費價格呈現逐年下降的趨勢，這表明中國承受能源轉型帶來的能源價格上漲能力在增強。

一些發達國家，如美國、英國、德國、日本也在積極開展能源轉型。歐洲國家根據《巴黎協定》，決定到2050年全面淘汰化石能源。美國頁巖氣革命也使其能源消費結構更加清潔化。日本國內能源對外依存度較高，因而大力發展可再生能源來保障能源供給安全。與這些國家相比（見圖6），當前中國人均GDP相對較低，而綜合能源價格也處于相對較低水平；隨著未來中國經濟的發展，人均GDP將不斷提高，能源綜合價格的上升應該仍保持在可以接受的范圍內。

表5 使用面板數據固定效應模型的回歸結果

表6 能源效率對能源價格的影響

六、結語

（一）研究結論

第一，隨著未來天然氣消費比例的提高、煤炭消費比例的降低，中國總體能源價格將呈現上升態勢。具體而言，天然氣消費占全部能源消費比例每增加1%，能源價格將會增加0.82%；煤炭消費占比每增加1%，能源價格減少0.24%。

第二，影響能源價格變化的其他因素中，經濟增長、能源消費上升是重要因素；技術進步、能源投資增長、市場化程度提高則會降低能源價格。其中，技術進步對能源價格降低的促進作用最大，其次是市場化程度。

第三，能源價格變化對GDP有比較重要的影響。能源價格上升會使GDP增長率在未來5年內下降，尤其第一年快速下降；GDP受自身影響程度更大，GDP增長中高達87%的比例部分來自其自身因素，而能源價格變化的影響相對不大。

第四，能源價格的變化對勞動力市場也具有一定的影響。從長期看，能源價格上升會增加失業率，但影響程度相對有限。

第五，考慮能源效率的變化情況，能源革命對能源經濟安全的不利影響進一步減弱。能源效率提升有利于減少能源消費，進而驅動能源價格降低。

綜上，能源革命將帶來中國能源價格的提高，但隨著中國市場開放度、技術進步水平、能源效率的提高，相應能源價格上升程度整體可控；能源價格上升對中國宏觀經濟的平穩運行影響有限，仍處于國民經濟和人均消費承受能力范圍內。

圖6 不同國家人均GDP與能源綜合價格

（二）政策啟示

第一，注重促進技術進步與能源轉型的緊密結合，推動技術密集型清潔低碳能源產業的發展。能源技術進步有利于降低能源革命進程中的能源價格，相關舉措在減緩能源革命進程對能源價格的沖擊作用方面具有積極意義。

第二，進一步深化能源市場化改革，注重提高能源市場的競爭性。提高市場開放度有利于降低能源價格，在更大程度上引入市場機制，對降低能源革命進程中能源價格上升的風險具有重要價值。