寧 亞 東， 丁 濤， 外 岡 豐

（1.大連理工大學(xué) 能源與動(dòng)力學(xué)院，遼寧 大連 116024；2.日本國(guó)立埼玉大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)部，日本 埼玉 338－0875）

0 引 言

隨著改革開(kāi)放政策的不斷深入，中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展階段，能源的消耗強(qiáng)度高，消費(fèi)規(guī)模不斷擴(kuò)大，供需矛盾越來(lái)越突出，對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的約束作用越來(lái)越明顯.中國(guó)的能源消費(fèi)主要用于產(chǎn)業(yè)部門（包括物質(zhì)生產(chǎn)部門和服務(wù)部門）和居民生活消費(fèi)（民生部門）.居民生活消費(fèi)并不直接參與國(guó)民經(jīng)濟(jì)價(jià)值的創(chuàng)造，在能源消費(fèi)體系中相對(duì)獨(dú)立，需要將其與產(chǎn)業(yè)部門分開(kāi)進(jìn)行單獨(dú)分析.因此，選擇合適的方法研究和探討中國(guó)能源消費(fèi)特征，找出影響中國(guó)產(chǎn)業(yè)部門和民生部門能源消費(fèi)的主要因素，對(duì)研究中國(guó)節(jié)能效果、分析節(jié)能潛力和明確節(jié)能的重點(diǎn)與方向具有重要意義.

1871年Laspeyres提出了以基期價(jià)格為權(quán)重的指數(shù)分解方法，主要用來(lái)解決一些經(jīng)濟(jì)問(wèn)題.到了20世紀(jì)70年代，由于石油危機(jī)的爆發(fā)，能源消費(fèi)問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注，指數(shù)分解方法逐漸被應(yīng)用到能源消費(fèi)問(wèn)題的研究中.1995年，Ang總結(jié)了51篇文獻(xiàn)，搭建了一個(gè)Divisia指數(shù)參數(shù)分解模型框架，并將其應(yīng)用于工業(yè)能源消費(fèi)的分解[1].Liu等總結(jié)了8種能源強(qiáng)度的指數(shù)分解方法，其中常用的因素分解方法有Laspeyres和Divisia分解方法，但是兩者均存在分解剩余項(xiàng)，屬于不完全因素分解，而且Divisia分解方法還存在“0”值問(wèn)題，使得對(duì)數(shù)運(yùn)算無(wú)法進(jìn)行[2].然而，在通常情況下，剩余項(xiàng)往往較大.1996年，Ang等提出了一種剩余項(xiàng)相對(duì)較小的因素分解模型[3].在1998年，Ang等又提出了一種使用對(duì)數(shù)平均權(quán)重函數(shù)的Divisia分解法，可以實(shí)現(xiàn)完全分解，并且可以解決計(jì)算中出現(xiàn)的“0”值問(wèn)題[4].1998年，Sun提出了完全分解的Laspeyres方法，解決了Laspeyres指數(shù)分解方法中剩余項(xiàng)的問(wèn)題，并對(duì)中國(guó)1980～1994年的能源消費(fèi)量、能源效率以及節(jié)能量進(jìn)行了分析，并在之后又對(duì)這種方法進(jìn)行了完善[5～7].之后Sterner和Raggi等又分別針對(duì)Sun提出的“聯(lián)合產(chǎn)生，平等貢獻(xiàn)”的理論進(jìn)行了相關(guān)研究[8，9].Ang 等 詳 細(xì) 介 紹 了 LMDI（log－mean divisia index）分解方法，該方法有效解決了分解中的剩余項(xiàng)問(wèn)題，從而避免了參數(shù)估計(jì)的主觀性和隨意性[10，11].2001年其又提出了一種新的能源分解模型——LMDIⅠ方法，該方法不但可以完全分解而且具有聚集一致性[12].國(guó)內(nèi)對(duì)指數(shù)分解分析的研究在最近幾年才開(kāi)始，而且基本都屬于應(yīng)用性研究，從研究所采用的方法上來(lái)看，應(yīng)用較為普遍的是Laspeyres和Divisia分解方法.如韓智勇等將能源強(qiáng)度分解為結(jié)構(gòu)份額和效率份額，對(duì)中國(guó)的能源強(qiáng)度進(jìn)行了定量分析，并得出1980～2000年中國(guó)能源強(qiáng)度的降低主要源自各產(chǎn)業(yè)能源利用效率的提高的結(jié)論[13].吳巧生等運(yùn)用Laspeyres指數(shù)分解模型對(duì)中國(guó)能源強(qiáng)度進(jìn)行了分解，得出中國(guó)能源強(qiáng)度下降主要是各產(chǎn)業(yè)能源使用效率提高的結(jié)果，結(jié)構(gòu)因素對(duì)能源消耗強(qiáng)度的影響要少得多，除了少數(shù)年份外，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對(duì)降低能源消耗強(qiáng)度的作用是負(fù)面的[14].齊志新等[15]應(yīng)用 Laspeyres指數(shù)分解模型，師博[16]應(yīng)用Refined Laspeyres指數(shù)分解模型，對(duì)中國(guó)能源強(qiáng)度變動(dòng)的主導(dǎo)效應(yīng)也進(jìn)行了研究，得出了相似的結(jié)論，即產(chǎn)業(yè)內(nèi)部尤其是工業(yè)部門能源強(qiáng)度的下降是總能源強(qiáng)度顯著改進(jìn)的主要原因.

本文將中國(guó)的能源消費(fèi)量劃分為產(chǎn)業(yè)部門和民生部門，并利用完全因素分解模型對(duì)1994～2009年的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，探討影響中國(guó)產(chǎn)業(yè)部門和民生部門能源消費(fèi)的主要因素及其影響效果.

1 分析模型

1.1 產(chǎn)業(yè)部門

根據(jù)因素分解模型的建模思路，本文將影響產(chǎn)業(yè)部門能源消費(fèi)量的因素分解為以下3個(gè)因素：一是經(jīng)濟(jì)因素，即經(jīng)濟(jì)的規(guī)模效應(yīng)對(duì)能源消費(fèi)量的影響；二是結(jié)構(gòu)因素，即產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對(duì)能源消費(fèi)量的影響；三是效率因素，也稱技術(shù)因素，即能源消費(fèi)強(qiáng)度變化對(duì)能源消費(fèi)量的影響.模型如下：

式中：E為產(chǎn)業(yè)部門能源消費(fèi)量，G為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP），Gi為各個(gè)產(chǎn)業(yè)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（i＝1，2，3），Ei為各個(gè)產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)量.這里，G為經(jīng)濟(jì)因素，Gi/G為結(jié)構(gòu)因素，Ei/Gi為效率因素.

這樣，利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以將每年能源消費(fèi)量的變化量分解到以上3個(gè)因素，如下所示：

式中：Δ表示當(dāng)期與基期的差值.由于存在剩余項(xiàng)Δr，模型分析結(jié)果誤差較大.為了提高模型分析精度，本文根據(jù)“聯(lián)合產(chǎn)生，平等貢獻(xiàn)”理論，對(duì)剩余項(xiàng)進(jìn)行分解，即采用完全因素分解模型，表達(dá)式如下：

經(jīng)濟(jì)因素

結(jié)構(gòu)因素

效率因素

在時(shí)間區(qū)間（0，t）內(nèi)，令

可將式（3）～ （5）進(jìn)一步簡(jiǎn)化，得到

則當(dāng)期與基期的能源消費(fèi)變化量可表示為

1.2 民生部門

由于中國(guó)城市和農(nóng)村居民生活水平和生活方式存在很大差異，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)相差也非常大，應(yīng)將城市和農(nóng)村分開(kāi)進(jìn)行分析.本文將影響民生部門能源消費(fèi)量的因素分解為人口因素（人口數(shù)量變化對(duì)能源消費(fèi)量的影響，用Pe表示）、經(jīng)濟(jì)因素（人均收入變化對(duì)能源消費(fèi)量的影響，用Ee表示）和效用因素（單位收入能源消費(fèi)量變化對(duì)能源消費(fèi)量的影響，用Ue表示）.模型如下：

式中：E為民生部門能源消費(fèi)總量；P為人口；G為居民收入（其中城市為可支配收入，農(nóng)村為純收入）.這里，G/P為經(jīng)濟(jì)因素，E/G為效用因素.

同樣，采用完全因素分解模型，將每年能源消費(fèi)量的變化量分解到以上3個(gè)因素，表達(dá)式如下：

人口因素

經(jīng)濟(jì)因素

效用因素

則當(dāng)期與基期的民生部門能源消費(fèi)變化量可表示為

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、人口數(shù)及人均收入等數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，并采用最新的數(shù)據(jù)修正值（注：中國(guó)統(tǒng)計(jì)局幾次修訂有關(guān)數(shù)據(jù)），另外，考慮到變量之間的可比性，為了消除價(jià)格因素的影響，將國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值和收入均按2005年可比價(jià)格進(jìn)行了換算.能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，并以國(guó)家統(tǒng)計(jì)局最新的修正數(shù)據(jù)為準(zhǔn).此外，居民生活能源消費(fèi)量是指商品能源消費(fèi)量，不包括農(nóng)村消費(fèi)的沼氣、秸稈、薪柴等非商品能源消費(fèi)量.

3 分析結(jié)果

3.1 產(chǎn)業(yè)部門

按照式（6）～（8）對(duì)1994～2009年中國(guó)產(chǎn)業(yè)部門能源消費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行完全因素分解，結(jié)果如表1所示，各影響因素的分析結(jié)果中，正值表示能源消費(fèi)量增加，負(fù)值表示能源消費(fèi)量減少.另外，模型的計(jì)算值與理論值（各年能源消費(fèi)量的差值）的誤差都很小，均在0.01%以內(nèi)，說(shuō)明模型效果比較理想.由表1可知，經(jīng)濟(jì)因素對(duì)能源消費(fèi)量變化的貢獻(xiàn)顯著，即經(jīng)濟(jì)的規(guī)模效應(yīng)是影響中國(guó)產(chǎn)業(yè)部門能源消費(fèi)量增長(zhǎng)的最主要因素，說(shuō)明經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)對(duì)中國(guó)能源消費(fèi)量增加的驅(qū)動(dòng)效果明顯.效率因素起到了緩解能源消費(fèi)量增長(zhǎng)的作用，除2003和2004年外，都起到了節(jié)能的效果.結(jié)構(gòu)因素均為正值，說(shuō)明近年來(lái)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化拉動(dòng)了能源消費(fèi)量的增長(zhǎng)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果.

經(jīng)濟(jì)因素及結(jié)構(gòu)因素變化對(duì)能源消費(fèi)量影響結(jié)果如表2所示，表中Ge/ΔG、Se1/ΔS1、Se2/ΔS2、Se3/ΔS3分別代表國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值及第一、二、三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比重每變化1個(gè)百分點(diǎn)能源消費(fèi)量發(fā)生相應(yīng)變化的數(shù)值，如2009年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值每增加1個(gè)百分點(diǎn)，能源消費(fèi)量則增加2 548.0×104tce，第一、二、三產(chǎn)業(yè)對(duì)應(yīng)的數(shù)值分別為630.3×104、4 490.7×104、1 000.9×104tce，其中第二產(chǎn)業(yè)的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一、第三產(chǎn)業(yè)，分別是第一、三產(chǎn)業(yè)的7.12倍和4.49倍.由表2還可以看出，在結(jié)構(gòu)因素中，能源消費(fèi)量的增加主要來(lái)自第二產(chǎn)業(yè)，說(shuō)明我國(guó)第二產(chǎn)業(yè)比重的持續(xù)擴(kuò)大是能源消費(fèi)量增長(zhǎng)的最直接原因，這也表明如果中國(guó)不改變過(guò)分依賴投資的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式和以第二產(chǎn)業(yè)（工業(yè)）為主的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的話，能源消費(fèi)量的快速增加趨勢(shì)還將持續(xù)下去.

表1 影響產(chǎn)業(yè)部門能源消費(fèi)變化的因素分解結(jié)果（1995～2009）Tab.1 Decomposition results of industry energy consumption change（1995－2009）

表2 因素分解結(jié)果——經(jīng)濟(jì)因素及結(jié)構(gòu)因素（1995～2009）Tab.2 Decomposition results of economy and structure factor（1995－2009）

能源消費(fèi)強(qiáng)度變化對(duì)能源消費(fèi)量的影響效果如表3所示，表中Ie1/ΔI1、Ie2/ΔI2、Ie3/ΔI3分別代表第一、二、三產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)強(qiáng)度每變化1個(gè)百分點(diǎn)能源消費(fèi)量發(fā)生相應(yīng)變化的數(shù)值，同樣可以看出，第二產(chǎn)業(yè)的數(shù)值也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一、三產(chǎn)業(yè).即降低第二產(chǎn)業(yè)的比重和能源消費(fèi)強(qiáng)度，節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一、三產(chǎn)業(yè).在效率因素中，多數(shù)年份的結(jié)果為負(fù)值，說(shuō)明效率因素緩解了能源消費(fèi)量的快速增長(zhǎng)，起到了節(jié)能的效果.另外，由表2和3可知，結(jié)構(gòu)因素每變化1個(gè)百分點(diǎn)的效果要高于效率因素每變化一個(gè)百分點(diǎn)的效果.但從以上分析結(jié)果可以看出，1995～2009年期間，我國(guó)的節(jié)能效果主要是通過(guò)效率因素實(shí)現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)調(diào)整非但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)節(jié)能，反而增加了能源消費(fèi)，主要原因是中國(guó)第二產(chǎn)業(yè)比重的擴(kuò)大.這也說(shuō)明了結(jié)構(gòu)調(diào)整的節(jié)能效果雖然明顯，但并不易實(shí)現(xiàn).

3.2 城市居民生活消費(fèi)

按照式（10）～（12）對(duì)中國(guó)城市居民生活能源消費(fèi)量進(jìn)行完全因素分解，結(jié)果如表4所示.表中Pe1/ΔP1、Ue1/ΔU1、Ee1/ΔE1分別代表人口因素、效用因素、經(jīng)濟(jì)因素每變化1個(gè)百分點(diǎn)城市居民生活能源消費(fèi)量發(fā)生相應(yīng)變化的數(shù)值，可以看出，3種因素對(duì)城市居民生活能源消費(fèi)量的影響程度基本相當(dāng)，1995～2009年期間，中國(guó)城市居民生活能源消費(fèi)量的減少主要體現(xiàn)在效用因素上，而人口因素和經(jīng)濟(jì)因素都推動(dòng)了能源消費(fèi)量的增加.隨著人民生活水平的提高，居民的生活質(zhì)量和消費(fèi)水平正處在一個(gè)快速變化期，特別是城市居民的消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在形成逐步升級(jí)的變化態(tài)勢(shì)，由溫飽型向舒適型轉(zhuǎn)變，住房面積的擴(kuò)大、汽車擁有量的提高、家用電器的普及等，都將推動(dòng)城市居民生活能源消費(fèi)量的進(jìn)一步擴(kuò)大.

3.3 農(nóng)村居民生活消費(fèi)

同樣，對(duì)中國(guó)農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)量進(jìn)行完全因素分解，結(jié)果如表5所示.表中Pe2/ΔP2、Ue2/ΔU2、Ee2/ΔE2分別 代 表 人口因素、效用 因素、經(jīng)濟(jì)因素每變化1個(gè)百分點(diǎn)農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)量發(fā)生相應(yīng)變化的數(shù)值，同樣可以看出，3種因素對(duì)農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)量的影響程度也基本相當(dāng).1995～2009年期間農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)量的減少主要體現(xiàn)在人口因素上，即農(nóng)村人口的減少緩解了農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)量的增加.另外，個(gè)別年份的效用因素也起到了降低能源消費(fèi)量的作用.而經(jīng)濟(jì)因素則是農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)量增加的主要因素，并且有逐步擴(kuò)大的趨勢(shì).隨著農(nóng)村生活水平的提高，人均收入不斷增加，住宅面積和居住條件不斷得到改善，非商品能源（秸稈、薪柴和沼氣等）的消費(fèi)量將會(huì)大幅減少，取而代之的煤炭、LPG等商品能源的消費(fèi)量將不斷增加；還有各種家用電器的普及率也不斷提高，電力的消費(fèi)量也在不斷擴(kuò)大.今后中國(guó)農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)量還將進(jìn)一步擴(kuò)大.

表3 因素分解結(jié)果——效率因素（1995～2009）Tab.3 Decomposition results of efficiency factor（1995－2009）

表4 城市居民生活能源消費(fèi)變化的因素分解結(jié)果（1995～2009）Tab.4 Decomposition results of urban household energy consumption （1995－2009）

表5 農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)變化的因素分解結(jié)果（1995～2009）Tab.5 Decomposition results of rural household energy consumption（1995－2009）

4 結(jié) 論

（1）產(chǎn)業(yè)部門中的經(jīng)濟(jì)因素對(duì)能源消費(fèi)量變化的貢獻(xiàn)顯著，即經(jīng)濟(jì)的規(guī)模效應(yīng)是影響中國(guó)能源消費(fèi)量增長(zhǎng)的最主要因素.

（2）降低第二產(chǎn)業(yè)的比重和能源消費(fèi)強(qiáng)度，節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一、三產(chǎn)業(yè).從效率因素和結(jié)構(gòu)因素的節(jié)能效果上看，結(jié)構(gòu)因素高于效率因素，但在1995～2009年期間，中國(guó)的節(jié)能效果主要是通過(guò)效率因素實(shí)現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)因素非但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)節(jié)能，反而增加了能源消費(fèi)量，主要原因是中國(guó)第二產(chǎn)業(yè)比重的擴(kuò)大.

（3）民生部門的能源消費(fèi)量正處在快速增長(zhǎng)階段，不論城市還是農(nóng)村，經(jīng)濟(jì)因素是民生部門能源消費(fèi)量增加的主要因素.生活水平的提高、人均收入的增加、住宅條件的改善、家用電器的普及等因素都將推動(dòng)中國(guó)民生部門能源消費(fèi)量的快速增長(zhǎng).因此，引導(dǎo)消費(fèi)者選擇可持續(xù)的生活方式和理念非常重要.

（4）從模型分析的結(jié)果可以看出，要想控制中國(guó)能源消費(fèi)量的快速增長(zhǎng)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式是重要途徑，同時(shí)結(jié)構(gòu)因素和效率因素也都具有較好的節(jié)能效果，而且結(jié)構(gòu)因素的節(jié)能效果要高于效率因素的節(jié)能效果，結(jié)構(gòu)調(diào)整將成為中國(guó)未來(lái)節(jié)能的關(guān)鍵.

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