一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化對(duì)我國(guó)單位ＧＤＰ能耗影響效應(yīng)研究

摘要 基于1980-2004年能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，首先利用通徑分析法測(cè)算了一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、技術(shù) 、管理因素與單位GDP能耗強(qiáng)度的關(guān)系，定量分析了各一次能源消費(fèi)構(gòu)成比例（煤，石油， 天然氣，水電等消耗比例）對(duì)單位GDP能耗的直接、間接和總影響程度；結(jié)果表明：技術(shù)水 平及管理水平等不可測(cè)因素對(duì)我國(guó)單位GDP能耗起決定作用，石油消耗比例為單位GDP能耗 變化的主要限制性因素，故在煤的消費(fèi)比例下降幅度較小的情況下，要想達(dá)到節(jié)能降耗的目 的，必須首先重視技術(shù)的進(jìn)步及管理水平的提高，同時(shí)提高石油的使用比例，尤其要重視水 電的發(fā)展。然后利用通徑分析結(jié)果消除了多重共線性的影響，建立了單位GDP能耗同一次能 源消費(fèi)結(jié)構(gòu)及其它相關(guān)因素間的多元回歸模型，分析了能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化對(duì)節(jié)能降 耗的影響途徑及影響效應(yīng)。

關(guān)鍵詞 一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)；能耗強(qiáng)度；通徑分析

中圖分類號(hào) F407.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104（2008）04-0038-06

我國(guó)以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和比較粗放的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式 ，帶來(lái)了許多環(huán)境和社會(huì)問(wèn)題。 而同時(shí)我國(guó)的能源利用效率與發(fā)達(dá)國(guó)家的能源利用效率差距較大，主要原 因在于以煤為主的能源結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，不同的能源品種具有不同的利用效率，不同的能源 消費(fèi)結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生不同的組合能源利用效率。 提高能源效率的核心應(yīng)是重視能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化。

1 國(guó)內(nèi)外能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)踐與研究述評(píng)

能源結(jié)構(gòu)的不合理，不但制約著能源工業(yè)本身，也制約著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展 。美國(guó)、歐盟國(guó)家和日本在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)方面為中國(guó)提供了很多經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。但 我國(guó)目前還處在大力發(fā)展工業(yè)化的階段，能源使用效率很低，故優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能降耗 應(yīng)成為我國(guó)能源戰(zhàn)略的重要部分。

美國(guó)、歐盟國(guó)家和日本是世界主要的能源消費(fèi)國(guó)家， 多年來(lái)這些國(guó)家在控制石油和能源消費(fèi)增長(zhǎng)方面取得 明顯成效，同時(shí)在能源多元化、加強(qiáng)能源技術(shù)開(kāi)發(fā)、可再生能源利用、提高能源效率、節(jié)能 等方面也取得成效。盡管這些國(guó)家在能源發(fā)展方面采取了不盡相同的途徑，但殊途同歸，低碳高效是發(fā)展方向，降低能耗，保護(hù)環(huán)境是最終目標(biāo)（見(jiàn)表1）。

與世界能源結(jié)構(gòu) 的平均情況相比，中國(guó)是世界煤炭消費(fèi)量最多的國(guó)家，占世界煤炭消費(fèi)量的34.4%，中國(guó)原油消費(fèi)總量位居世界第 二，占世界原油消費(fèi)總量的8.2%，但在一次能源中的消費(fèi)比例為22.2%，低于世界平均水平 近15個(gè)百分點(diǎn)；天然氣消費(fèi)量較低，在一次能源消費(fèi)中的比例不到3%，遠(yuǎn)低于世界平均水平 。

國(guó)際能源效率比較研究表明，我國(guó)能源系統(tǒng)的生產(chǎn)與利用等各個(gè)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題較多，能源平 均利用率只有30%左右，每1美元GDP的耗能量是世界平均水平的3倍，是所有發(fā)展中國(guó)家平均水 平的2倍，節(jié)能潛力很大。能源結(jié)構(gòu)以煤為主是造成我國(guó)能源效率低下的主要原因。 能源 結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)化進(jìn)程對(duì)能源需求總量影響很大，據(jù)“中國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略與政策研究報(bào)告”課題 組估計(jì)(2004)，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭的比重每下降一個(gè)百分點(diǎn)，相應(yīng)的能源需求總量可降低 2 000萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤。

但我國(guó)特有的資源賦存，又決定了以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)是難以改變的，在我 國(guó)已探明的能源儲(chǔ)量中，煤炭占94%、石油占5.4%、天然氣占0.6%，具有富煤、貧油、少氣 的特點(diǎn)。使得國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各部門除交通運(yùn)輸之外幾乎均以煤為主要燃料，對(duì)石油的依賴也越 來(lái)越嚴(yán)重。中國(guó)的能源戰(zhàn)略應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)發(fā)展清潔能源和高效能源，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)， 要使中國(guó)的能源資源得到最有效的配置和利用，關(guān)鍵是要準(zhǔn)確把握它們對(duì) 能源消耗強(qiáng)度的直接和間接關(guān)系，尋找科學(xué)的且可量化的優(yōu)化參考標(biāo)準(zhǔn)。

郭菊娥等：一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化對(duì)我國(guó)單位GDP能耗影響效應(yīng)研究中國(guó)人口#8226;資源與環(huán)境 2008年 第4期

吳雪峰（2003）通過(guò)對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀分析，提出我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的趨勢(shì)必然是大力 發(fā)展天然氣；丁代平（2006）從各產(chǎn)業(yè)對(duì)能源的需求發(fā)展趨勢(shì)，局部分析了產(chǎn)業(yè)需求量對(duì)能 源結(jié)構(gòu)的影響，從量上考察產(chǎn)業(yè) 發(fā)展對(duì)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的影響；胡德勇、周宏春（2001）從全球經(jīng)濟(jì)一體化的角度，基于我國(guó) 能源資源的稟賦特征對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu) 調(diào)整及其目標(biāo)進(jìn)行探討；劉戒驕（2003）從經(jīng)濟(jì)全球化的大趨勢(shì)和市場(chǎng)體制的客觀要求出發(fā) ，從戰(zhàn)略視角分析了影響中國(guó) 能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的背景及制約因素；“中國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略與政策研究報(bào)告”課題組(2004)分析 了我國(guó)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化 所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，提供了能源供應(yīng)發(fā)展戰(zhàn)略和政策建議。王端旭，石瑛(1996)分析了我 國(guó)工業(yè)耗能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化問(wèn)題。 ZhiYong Han（2007）等利用中 國(guó)1978-2003年的數(shù)據(jù)，分析了能源結(jié)構(gòu)對(duì)能源效率的影響效應(yīng)、能源邊際效率及能源邊際 替代率。國(guó)外大多從能源替代（Edenhofer，1998）、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)（Farla，1998）、工業(yè)結(jié)構(gòu) （Jenne，1983）等方面對(duì)能源的利用效率進(jìn)行研究。

綜上所述，前人的研究成果集中于討論能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的必要性和迫切性、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu) 優(yōu)化的影響因素及其和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)間的密切關(guān)系 。但在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)能源 消費(fèi)強(qiáng)度的影響效應(yīng)定量測(cè)算方面，至今鮮有成果出現(xiàn)。 為了彌補(bǔ)這一缺陷，本文基于1980-2004年的能源統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)，在考慮技術(shù)和管理水平等其它因素的基礎(chǔ)上，利用通徑分析和多元回歸方法，綜合研究 各種一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化對(duì)節(jié)能降耗的直接和間接影響效應(yīng)，為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供決 策依據(jù)。

2 我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)影響效應(yīng)的通徑分析

多年來(lái)，我國(guó)著力解決能源供需平衡問(wèn)題，忽視了能源結(jié)構(gòu)改善的研究和實(shí)踐對(duì)我國(guó)節(jié)能的 重要影響，使得影響效應(yīng)的定量測(cè)算分析少有人涉及。為了更好地分析一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變 化對(duì)我國(guó)單位GDP能耗強(qiáng)度的影響效應(yīng)，本文首先要搞清一次能源消費(fèi)比例間的相互關(guān)系及 其與單位GDP能耗強(qiáng)度的直接與間接關(guān)系，據(jù)此給出一次能源消費(fèi)比例變化對(duì)能源強(qiáng)度的影 響路徑。

通徑分析是簡(jiǎn)單相關(guān)分析的繼續(xù)，在多元回歸的基礎(chǔ)上將相關(guān)系數(shù)加以分解，通過(guò)直接通徑 、間接通徑及總通徑系數(shù)分別表示某一變量對(duì)因變量的直接作用效果、通過(guò)其他變量對(duì)因變 量的間接作用效果和綜合作用效果。

設(shè)有自變量x1，x2，...xk，和因變量y， 若rij表示xi和xj間的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)，rij表示xi和y之間的簡(jiǎn)單相關(guān) 系數(shù)，則各簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)的分解方程用下式表示：

3 我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)影響效應(yīng)的多元回歸模型

回歸模型作為一種因果型的統(tǒng)計(jì)分析方法，因其扎實(shí)且有說(shuō)服力的數(shù)理基礎(chǔ)使其應(yīng)用范圍越 來(lái)越廣。但在實(shí)際操作時(shí)卻常常會(huì)遇到多重共線性破壞模型準(zhǔn)確程度的問(wèn)題，如不在制定模 型過(guò)程中加以避免，會(huì)直接導(dǎo)致模型的失敗。就回歸理論而言，應(yīng)用回歸方法有這樣一個(gè)約定 ，即:在多元回歸中，只有在解釋變量彼此之間不是完全或高度相關(guān)的情況下，多元方程才能使 我們對(duì)各解釋變量的每單位變動(dòng)對(duì)Y 均值的凈影響作出可靠的估計(jì)。為更準(zhǔn)確的建 立多元回 歸模型，我們先要搞清各種影響因素之間的相互關(guān)系及它們與能源強(qiáng)度的直接與間接關(guān)系， 據(jù)此給出各種影響因素對(duì)能源強(qiáng)度的影響路徑，消除多重共線性的影響，而通徑分析正好為 我們提供了解決這一問(wèn)題的工具。

利用本文分析結(jié)果假定：Y為能源強(qiáng)度；xi（i=1，2，3，4）為第i種能源的消耗 占總能源 消耗的比例，分別為：煤、石油、天然氣、水電；x5為時(shí)間，ε為隨機(jī)誤差項(xiàng)。建立回歸 模型如下：

y=β0x5+Σ4[]i=1βixi+ε(3)

其中βi(i=0，1，…，5)為回歸系數(shù)，利用中國(guó)1980-2004年的能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和GDP 數(shù)據(jù)，估計(jì)上式系數(shù)，得到以下方程：

y=-3.66293+0.07596x1+0.033635x2+0.613034x3-0.0982x4-0.07778x5 （4）

對(duì)該方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)的結(jié)果是R2=0.98931，修正結(jié)果為0.984 451，說(shuō)明擬和效果非 常 顯著，而且方差分析的結(jié)果是F值為203.598 7，遠(yuǎn)大于臨界值9.58，故回歸效果非常顯著。 但是對(duì)回歸系數(shù)的t檢驗(yàn)，除x3的系數(shù)通過(guò)檢驗(yàn)外，其它均不通過(guò)。故須重新建 立模型。

由表2可見(jiàn)，x4與y的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)為-0.911 92，而直接影響系數(shù)僅為-0.145 89，意味著 x4對(duì)y的影響是通過(guò)其它元素間接影響，間接影響達(dá)到了-0.766 0，與x5和x1之間存 在 較強(qiáng)的多重共線性；同樣可分析得到x2與x5和x1之間也可能存在多重共線性。故在建 立修正模型時(shí)可依次剔除引起多重共線性的元素x4和x2。我們先剔除x4得到回歸模 型為：

標(biāo)準(zhǔn)化回歸模型（8）中的標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)，表示能源結(jié)構(gòu)及技術(shù)和管理的變化對(duì)能源消 耗強(qiáng)度的影響，技術(shù)和管理的進(jìn)步會(huì)降低能源消耗強(qiáng)度（系數(shù)為-0.677 4），而煤、石油及 天然氣的消耗會(huì)不同程度地對(duì)能源消耗強(qiáng)度產(chǎn)生影響，其中以煤為最，在其它條件不變的 情 況下，每增加1%的煤炭消耗比例，就會(huì)使單位能耗上升0.826 7%，其次為石油和天然氣，這 個(gè)結(jié)果與它們的利用效率大小相符合。

4 結(jié) 論

從通徑分析和多元回歸分析的結(jié)果可以看出，我國(guó)單位GDP能耗與一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化 有極大的相關(guān)性。能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對(duì)降低單位GDP能耗起著重要的作用，具體分析如下：

（1）由通徑分析的結(jié)果可知，如果要通過(guò)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)來(lái)降低能耗，必須同時(shí)通過(guò)技術(shù)及 相關(guān)管理水平的提高和進(jìn)步，即技術(shù)進(jìn)步及管理水平的提高是通過(guò)調(diào)節(jié)能源結(jié)構(gòu)達(dá)到降低能 耗 的關(guān)鍵途徑。依據(jù)中國(guó)國(guó)情，能源的消費(fèi)要“以煤為主，多元發(fā)展”，在煤的消費(fèi)比例下 降幅度較小的情況下，要想達(dá)到節(jié)能降耗的目的，必須首先重視技術(shù)的進(jìn)步及管理水平的提 高，同時(shí)提高石油的使用比例，尤其要重視水電的發(fā)展。

（2）由回歸方程的結(jié)果可以看出，技術(shù)進(jìn)步和管理水平的提高對(duì)能耗降低起到顯著的作用 比例為1∶0.677 4，而煤炭消費(fèi)比例每降低一個(gè)百分點(diǎn)，可以使單位GDP能耗降低0.8 26 7% ，但是在降低煤炭消費(fèi)比例的同時(shí)，肯定要增加其它化石能源的消費(fèi)，由于能源的利用效 率不 同，假定煤炭的利用效率為27%、石油的利用效率為50%、天然氣的利用效率為57%估算（ 宣能嘯，2004），每降低一個(gè)百分點(diǎn)煤炭消費(fèi)比例，在化石能源之間可替代的情況下，需石 油消費(fèi)比例增加0.54%或天然氣的消費(fèi)比例增加0.47%，據(jù)此，如果以油代煤，則單位GD P能 耗降低0.8267%-0.2213%=0.6054%；如果是以氣代煤，則單位GDP能耗降低0.8267%-0.17 52%= 0.6515%。但是這些替代假定的實(shí)現(xiàn)需要技術(shù)上的可行性和合理的能源價(jià)格。

（編輯：田 紅）

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