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（1. 中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院，北京 100083；2. 中國石油大學(xué)（北京）經(jīng)濟(jì)管理學(xué)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(chǎn)要素、生產(chǎn)成本、稀缺程度均不同，能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變將會導(dǎo)致能源價格的變化；而能源作為一種重要的生產(chǎn)性要素，其價格的改變將有可能對中國經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)運行產(chǎn)生不利影響，這引發(fā)了對能源革命與能源經(jīng)濟(jì)安全關(guān)系的思考。

能源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系研究目前集中在兩個方向：能源消費和經(jīng)濟(jì)增長的相互關(guān)系，普遍性的結(jié)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(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，有研究表明 [2～4]，包括煤炭和石油在內(nèi)，能源價格的上升在短期內(nèi)將促進(jìn)國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的增長，但長期來看會導(dǎo)致GDP的下降。整體來看，關(guān)于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整對經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響的研究文獻(xiàn)還比較少。

本文主要在以下三方面開展創(chuàng)新論述：①結(jié)合中國能源革命的背景，基于面板模型，定量分析能源結(jié)構(gòu)變化通過能源價格對宏觀經(jīng)濟(jì)運行產(chǎn)生的影響，加深對能源革命與能源經(jīng)濟(jì)安全之間關(guān)系的認(rèn)知；②基于固定效應(yīng)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(guān)措施，深化能源革命背景下的能源經(jīng)濟(jì)安全保障問題研究；③基于統(tǒng)計分析方法，從中國經(jīng)濟(jì)仍處于較快發(fā)展期的角度，探討國民經(jīng)濟(jì)、人均能源消費對能源價格上漲的承受力問題，為促進(jìn)可再生能源、天然氣等清潔能源的快速發(fā)展以及科學(xué)制定能源革命目標(biāo)提供理論支撐。

二、能源產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響

（一）基于能源產(chǎn)業(yè)波及效應(yīng)的分析

產(chǎn)業(yè)波及效應(yīng)系數(shù)是考察某個產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響的重要指標(biāo)，指當(dāng)某個產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出發(fā)生一個單位變化時，總產(chǎn)出的變化情況；在產(chǎn)業(yè)波及效應(yīng)系數(shù)的基礎(chǔ)上，乘以GDP增值系數(shù)（GDP/國內(nèi)總產(chǎn)出），即得某個產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值變化對GDP的影響。具體做法為：首先分別采用基于結(jié)果的產(chǎn)業(yè)波及效應(yīng)算法（直接求出總的產(chǎn)業(yè)波及效應(yīng)）、基于過程的產(chǎn)業(yè)波及效應(yīng)算法（求出直接效應(yīng)、間接效應(yīng)、誘發(fā)效應(yīng)之和得到總的產(chǎn)業(yè)波及效應(yīng)），計算產(chǎn)業(yè)波及系數(shù)；然后再取其均值，作為最終的波及效應(yīng)系數(shù)；最后波及效應(yīng)系數(shù)乘以GDP增值系數(shù)，獲得能源產(chǎn)業(yè)對GDP的波及效應(yīng)系數(shù)。

根據(jù)2002—2015年投入產(chǎn)出表數(shù)據(jù)，進(jìn)一步將不同的能源部門合并，并在此基礎(chǔ)上計算能源產(chǎn)業(yè)對GDP的波及效應(yīng)系數(shù)（見表1）。相關(guān)能源部門包括：煤炭采選產(chǎn)品，石油、天然氣開采產(chǎn)品，石油、煉焦產(chǎn)品，核燃料加工品，電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)，燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)。

表1數(shù)據(jù)顯示，能源產(chǎn)業(yè)對GDP的波及效應(yīng)系數(shù)遠(yuǎn)高于GDP增值系數(shù)，且數(shù)值大約為1，這說明能源產(chǎn)業(yè)通過自身的發(fā)展以及影響關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，能夠極大地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長。當(dāng)能源產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出增加一個單位時，GDP大約增加一個單位，因為總產(chǎn)出存在著重復(fù)計算問題，所以同樣是一個單位，卻具有了放大效應(yīng)。能源產(chǎn)業(yè)對GDP的波及效應(yīng)系數(shù)的變化呈現(xiàn)出持續(xù)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(chǎn)業(yè)對GDP的影響力度不斷增強(qiáng)。

（二）能源進(jìn)口對國際貿(mào)易影響程度逐年增大

長期以來，中國能源貿(mào)易以進(jìn)口石油、天然氣，出口煤炭為主，屬于能源凈進(jìn)口國?；诤ｊP(guān)總署公布的貨物貿(mào)易總額歷史數(shù)據(jù)，運用自回歸模型，對中國長期貨物貿(mào)易凈出口額進(jìn)行預(yù)測；結(jié)合2018 年國際能源署（IEA）《世界能源展望》對中國能源貿(mào)易基準(zhǔn)情景的長期預(yù)測，分析了能源進(jìn)口對中國國際貿(mào)易（貨物貿(mào)易）的影響（見圖1）。中國能源進(jìn)口對貨物貿(mào)易順差的抵消作用較為明顯，到2025年能源貿(mào)易逆差很可能擠出貨物貿(mào)易順差；但隨著中國的能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步升級，能源消費結(jié)構(gòu)也會得到進(jìn)一步優(yōu)化，上述抵消作用將有可能得到緩解。

三、能源結(jié)構(gòu)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(jìn)價格指數(shù)代替能源價格水平，數(shù)據(jù)來自相關(guān)年份《中國統(tǒng)計年鑒》《新中國五十五年統(tǒng)計資料匯編》。按照經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，能源價格上漲，能源需求量應(yīng)該減少，二者在理論上是負(fù)相關(guān)關(guān)系；然而經(jīng)過計算，可比燃料、動力價格指數(shù)與能源消費總量的相關(guān)關(guān)系為2.73，即二者呈正相關(guān)關(guān)系（見圖2）。這是因為自1993年以來，中國各主要能源產(chǎn)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(jīng)濟(jì)系統(tǒng)也缺乏彈性，價格機(jī)制對能源需求的傳導(dǎo)作用不明顯；同時能源價格體系尚未理順，市場主體自覺節(jié)能機(jī)制尚未形成，從而使得能源價格上漲表現(xiàn)為對能源需求的抑制作用有限。

表1 能源產(chǎn)業(yè)對GDP的波及效應(yīng)系數(shù)

圖1 中國能源進(jìn)口對貨物貿(mào)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(guān)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(jìn)而影響能源供給結(jié)構(gòu) [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(dǎo)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(jìn)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(zhuǎn)并連續(xù)4年下降。為了扭轉(zhuǎn)煤炭價格下降所導(dǎo)致的煤炭企業(yè)大面積虧損狀況，政府開始對煤炭價格進(jìn)行管制；通過關(guān)閉持續(xù)虧損且生產(chǎn)率低下的煤炭企業(yè)、減少工人工作時間等措施來控制煤炭產(chǎn)量，進(jìn)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(chǎn)業(yè)鏈來看，中國的天然氣市場處于嚴(yán)格管制狀態(tài)，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(xù)處于較高水平。為此政府逐步放松管制，多以市場手段促進(jìn)天然氣市場的發(fā)展；其中，重要手段之一是“統(tǒng)一門站價格”，即統(tǒng)一零售價。2015年4月實現(xiàn)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(tǒng)一零售價格有所降低，逐漸接近進(jìn)口液化天然氣的價格。

3. 能源投資與能源價格

能源行業(yè)投資的增加，會使各地區(qū)能源消費強(qiáng)度提升，進(jìn)而影響能源供給結(jié)構(gòu)，由此導(dǎo)致能源價格的變化 [5]。能源投資通常通過促進(jìn)能源供給增加的形式來使得能源價格下降。

4. 技術(shù)進(jìn)步與能源價格

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

（二）能源結(jié)構(gòu)變化對能源價格影響的實證分析

1. 模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)來源

根據(jù)前文分析內(nèi)容，可以認(rèn)為影響能源價格的因素有：能源消費量、市場化水平、技術(shù)進(jìn)步、投資情況；能源消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型會產(chǎn)生替代效應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致不同能源價格發(fā)生變化；經(jīng)濟(jì)增長、城鎮(zhèn)化程度也會通過影響能源消費量、能源消費結(jié)構(gòu)來對能源價格產(chǎn)生影響。能源消費結(jié)構(gòu)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(jīng)濟(jì)增長則用人均GDP來表示。

基本模型設(shè)定如下：

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

分析數(shù)據(jù)來源如表2所示，描述性統(tǒng)計分析如表3所示。

2. 計算結(jié)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(jìn)行參數(shù)估計，隨后運用固定效應(yīng)、隨機(jī)效應(yīng)模型來分析能源價格的影響因素。相關(guān)模型中的年份是2008—2018年、地區(qū)為31個省份，年數(shù)小于省份數(shù)量，可視為一個短面板數(shù)據(jù)。常用的短面板模型有3種回歸模型：混合模型、固定效應(yīng)模型、隨機(jī)效應(yīng)模型。對研究數(shù)據(jù)進(jìn)行拉格朗日乘數(shù)檢驗、豪斯曼檢驗之后，選用固定效應(yīng)模型，表4給出了3種模型的回歸結(jié)果。

（1）供給側(cè)因素的影響

市場化程度、技術(shù)進(jìn)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(yù)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(shù)水平每增加1%，能源價格將降低19.67%，通常技術(shù)進(jìn)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(guī)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(shù)和液化天然氣價格與技術(shù)進(jìn)步

表2 能源結(jié)構(gòu)變化對能源價格影響研究的數(shù)據(jù)來源

表3 能源價格影響研究的數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計分析

表4 能源價格影響研究的模型回歸結(jié)果

（3）能源消費結(jié)構(gòu)的影響

各種能源消費占比表征的是能源消費結(jié)構(gòu)變化對能源價格的影響。結(jié)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(xiàn)階段煤炭價格較低而天然氣價格較高所導(dǎo)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(cè)控制變量的影響

需求側(cè)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(guān)關(guān)系，且人均GDP每變化1%，能源價格將變化24.90%，可見需求側(cè)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(fù)相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)計算結(jié)果在統(tǒng)計層面上不明顯。

四、能源價格波動對能源經(jīng)濟(jì)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(fù)雜性，相關(guān)傳導(dǎo)機(jī)制及有效性一直是學(xué)術(shù)研究的關(guān)注點。國內(nèi)學(xué)者因觀察角度的不同，所描述的傳導(dǎo)機(jī)制也不盡相同；相對較多的學(xué)者從生產(chǎn)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(yīng)函數(shù)進(jìn)行檢驗，這一過程的優(yōu)點是無需事先假定模型中各變量的內(nèi)生性、外生性。

圖4為獲得的脈沖響應(yīng)圖，縱坐標(biāo)為單位沖擊引起的波動（以百分比表示），橫坐標(biāo)表示波動持續(xù)時間；展示了能源價格對GDP增長率的動態(tài)效應(yīng)：能源價格上升使得GDP增長率在未來5年內(nèi)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(nèi)，能源價格上漲引起的生產(chǎn)投入減少，將會約束經(jīng)濟(jì)增長；但從長期看，能源價格上漲促使節(jié)能應(yīng)用和能源利用效率提升，從而降低能源價格對經(jīng)濟(jì)影響的負(fù)面效應(yīng)。

研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，向前8年的預(yù)測，有87%的預(yù)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(guān)結(jié)果和理論預(yù)期較吻合。

（二）能源價格波動對勞動力市場的影響

根據(jù)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(chǎn)生影響。圖5為獲得的脈沖響應(yīng)圖，展示了能源價格對失業(yè)率的動態(tài)效應(yīng)。結(jié)果表明：能源價格上升在未來兩年內(nèi)會降低失業(yè)率，最低降低1.17%；但從長期來看，能源價格上升會使失業(yè)率增加1.23%。

圖4 能源價格指數(shù)對GDP增長率的影響脈沖響應(yīng)圖

研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，向前8年的預(yù)測，有57%的預(yù)測方差來自失業(yè)率本身，其余的43%來自能源價格。這意味著失業(yè)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(jīng)濟(jì)安全的影響分析

在能源革命的進(jìn)程中通常伴隨著能源效率提升。為了更準(zhǔn)確反映未來能源結(jié)構(gòu)改變對中國能源經(jīng)濟(jì)安全的影響，進(jìn)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(chǎn)生的影響。

（一）能源效率變化對能源需求的影響

1. 模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)來源

構(gòu)建的計量模型設(shè)定如下：

式（2）中，Y為能源消費，EI表示能源強(qiáng)度，R2、R3分別表示第二、第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比值，IM表示進(jìn)出口額，F(xiàn)IX表示燃料動力指數(shù)，μ為隨機(jī)擾動項。

使用數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》、各省份統(tǒng)計年鑒、1990—2015年各省份面板數(shù)據(jù)。估算方法為動態(tài)面板數(shù)據(jù)模型，可對問題的動態(tài)關(guān)系進(jìn)行分析，涵蓋個體差異、減少數(shù)據(jù)加總產(chǎn)生的偏誤。

2. 計算結(jié)果及分析

表5展示了使用面板數(shù)據(jù)固定效應(yīng)模型得到的回歸結(jié)果：能源效率越高，能源消費總量越低；沒有發(fā)現(xiàn)反彈效應(yīng)。

圖5 能源價格指數(shù)對失業(yè)率影響的脈沖響應(yīng)圖

（二）能源效率變化對能源價格的影響

使用類似的數(shù)據(jù)和回歸方法，考察了能源效率對能源價格（燃料、動力類購進(jìn)指數(shù)）的影響。表6展示了實證回歸結(jié)果，分別來自O(shè)LS、面板數(shù)據(jù)固定效應(yīng)模型（FE）、動態(tài)面板數(shù)據(jù)回歸模型（DPD）。可以看出，隨著能源強(qiáng)度的增加，能源價格指數(shù)有所下降；能源價格隨著能源效率的提高而降低，影響結(jié)果均較明顯（1%統(tǒng)計水平）；單位GDP能耗每降低1 tce/萬元，能源價格指數(shù)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(jié)構(gòu)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(chǎn)生的不利影響，從而減緩由于能源價格上漲對宏觀經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運行的沖擊。隨著中國經(jīng)濟(jì)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(xiàn)逐年下降的趨勢，這表明中國承受能源轉(zhuǎn)型帶來的能源價格上漲能力在增強(qiáng)。

一些發(fā)達(dá)國家，如美國、英國、德國、日本也在積極開展能源轉(zhuǎn)型。歐洲國家根據(jù)《巴黎協(xié)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(jié)構(gòu)更加清潔化。日本國內(nèi)能源對外依存度較高，因而大力發(fā)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(dāng)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(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人均GDP將不斷提高，能源綜合價格的上升應(yīng)該仍保持在可以接受的范圍內(nèi)。

表5 使用面板數(shù)據(jù)固定效應(yīng)模型的回歸結(jié)果

表6 能源效率對能源價格的影響

六、結(jié)語

（一）研究結(jié)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(xiàn)上升態(tài)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(jīng)濟(jì)增長、能源消費上升是重要因素；技術(shù)進(jìn)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(shù)進(jìn)步對能源價格降低的促進(jìn)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(nèi)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(dá)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(yè)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(jīng)濟(jì)安全的不利影響進(jìn)一步減弱。能源效率提升有利于減少能源消費，進(jìn)而驅(qū)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(shù)進(jìn)步水平、能源效率的提高，相應(yīng)能源價格上升程度整體可控；能源價格上升對中國宏觀經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)運行影響有限，仍處于國民經(jīng)濟(jì)和人均消費承受能力范圍內(nèi)。

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(jìn)技術(shù)進(jìn)步與能源轉(zhuǎn)型的緊密結(jié)合，推動技術(shù)密集型清潔低碳能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。能源技術(shù)進(jìn)步有利于降低能源革命進(jìn)程中的能源價格，相關(guān)舉措在減緩能源革命進(jìn)程對能源價格的沖擊作用方面具有積極意義。

第二，進(jìn)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(jī)制，對降低能源革命進(jìn)程中能源價格上升的風(fēng)險具有重要價值。