中國能源足跡的區域差異及影響因素分析

李 琦，孫根年，韓亞芬

（1.宿州學院 地球科學與工程學院，安徽 宿州 234000；2.陜西師范大學 旅游與環境學院，西安 710062）

中國能源足跡的區域差異及影響因素分析

李 琦1，孫根年2，韓亞芬1

（1.宿州學院 地球科學與工程學院，安徽 宿州 234000；2.陜西師范大學 旅游與環境學院，西安 710062）

節能戰略是實現可持續發展的必然選擇，其實施有賴于能源消費水平的準確度量。能源足跡的引入為我們提供了一種準確測算能源消費水平的計量手段。文章著眼于能源足跡的空間分布差異，利用2005年中國能源消費截面數據，測算出我國30個省區的能源消費足跡；并在此基礎上，通過多元非線性回歸分析等方法，構建出能源足跡與其影響因素的計量模型。

能源足跡；區域差異；影響因素；實證分析

能源是人類社會進步和經濟發展的重要物質基礎，其供應水平將直接影響到國家和區域社會經濟的正常運行[1]。近年來，隨著我國國民經濟持續快速增長，經濟規模的不斷擴大，能源的消費也在大幅度的攀升[2]。據統計，從2001～2005年，中國能源消耗總量增長近57%，年平均增長率高達9.4%[3]，能源緊缺問題逐漸成為制約我國國民經濟可持續發展的“瓶頸”。在此背景下，節能戰略就成為實現能源可持續發展的必然選擇，而節能措施的制定和實施都有賴于能源消費水平的準確度量。作為有效衡量自然資本可持續利用的生物物理定量評價工具，生態足跡方法的引入為我們提供了一種準確測算資源消費水平的計量手段。它是將人類對各種資源的消費主要折算為6類生物生產性土地(指具有生態生產能力的土地或水體)：化石能源地、可耕地、林地（forest）、草場、建筑用地和海洋。其中，能源足跡（Energye cological footpirnt，EEF）在生態足跡中占很大比重，是影響生態足跡大小的最主要因素[4-6]。而社會、經濟、產業結構和技術等諸多因素影響著人們的能源消費水平，決定著能源足跡的大小，因此，有必要深入了解能源足跡的空間特征和主要的影響因素，為區域能源可持續發展決策提供借鑒[7]。本文從生態足跡理論出發，利用2005年中國經濟發展和能源消耗的截面數據，測算出我國30個省區的能源足跡，并揭示其空間分布特征；在此基礎上，通過多元非線性回歸方法，建立人口、經濟、產業結構等社會經濟因素對能源足跡影響的計量模型，以尋找影響能源足跡的主要因子，為我國降低能源消耗、減少環境污染提供可行的途徑和方法。

1 模型構建與數據來源

1.1 影響因素與模型構建

從系統動力學的角度看，能源消費水平的變化是人口、經濟、產業結構和技術等諸多方面因素共同驅動的結果。而如何構建出這些因素對能源消費足跡影響的計量模型，對于揭示能源足跡的驅動因子，制定宏觀的節能政策，實現能源與社會經濟的可持續發展具有十分重要的意義。

對于中國省區能源消費來說，影響能源消費足跡大小的主要因素包括了以下幾個方面：

區域人口規模（P）：人口數量的不斷增多是引起能源消費增長的重要因素。人類為了生存下去，使后代延續不絕，需要從周圍環境的自然資源中索取食物和能源。中國是世界上的人口大國，龐大的人口基數以及在此基礎上所形成的人文社會的發展離不開國家能源的保障與支持，人口的壓力加快了能源消費的增長，加深了能源供給的緊缺程度。

經濟發展水平（E）：能源消費與經濟發展之間是相互促進、相互制約的的關系。一方面，能源利用保障了中國經濟的持續穩定增長，另一方面，中國宏觀經濟的快速增長是拉動能源消費增長的主要動力[8]。特別是近年來，中國經濟持續高速增長，全社會用電需求不斷增加，由此推動能源消費水平的持續增高。

產業結構狀況（I）：不同行業、部門的能源需求存在著較大差異，因此不同產業結構對能源消費量亦存在較大影響[9]。近10年來，我國產業結構優化取得顯著成績，特別是東南沿海地區工業發展的成效最為突出。但是，為了保證經濟增長的速度，一些地區基礎原材料工業的生產規模也在不斷增長，加劇了能源消費總量的快速增長及區域差異。

能源利用技術（T）：能源利用技術水平決定著能源利用效率的高低，也即能源所含能量中被人們利用的部分跟能源所含總能量的比值的大小。如果能大幅度提高常規能源的利用率，就能夠有效地減少常規能源的消耗，從而達到節能的目的。

本文在上述分析基礎上，借鑒STIRPAT影響模型，構建出我國各省能源消費足跡與其影響因素關系的計量模型，函數關系和數學模型如下：

其中，Qi為某年第i個省區的能源消費足跡，K為常數，Pi，Ei，Ii，Ti分別為上述各影響因素，分別為其彈性系數。

為了通過回歸分析確定有關參數，對（3）式兩邊取對數，得：

1.2 指標選定及數據來源

為了能夠定量分析上述因素對于能源足跡的影響，本文以《中國能源統計年鑒》、《中國統計年鑒》等[3，10]資料為數據源，詳細收集了2005年中國各省區能源消費和經濟發展的相關數據，為所選的諸因素選定指標，并建立出它們與能源消費足跡的模擬方程。

區域人口規模（P）：取當年各省區總人口數，單位：萬人。

經濟發展水平 （E）：用當年各省區人均國內生產總值（GDP）計量，單位：千元/人。

產業結構狀況（I）：選取當年第二產業產值占國內生產總值的比例表征。

能源利用技術（T）：用當年單位工業增加值能耗量計量，單位：噸/萬元。

2 中國30個省區能源足跡的測算

2.1 計算方法

能源足跡指標是一種能夠有效衡量人類能源消費水平的計量方法，它將人類的能源消耗分為化石能源 （原煤、原油、天然氣等）和水電兩類[6]。其中，化石能源消費足跡的測算是以消耗化石能源釋放出的二氧化碳量所需要的林地吸收面積來計，而水電由于不釋放二氧化碳，則是以建設水電站等設施所淹沒的土地面積計算。計算公式為：

式中，EEF為能源足跡(hm2)，ci為當年第i類能源消費量(kg標準煤)，mi為第i類能源消費的全球平均足跡(hm2)。

2.2 中國能源足跡的空間分布

本文詳細收集了2005年中國30個省區（不含港、澳、臺和西藏）能源消費的截面數據，利用上述公式測算出它們的能源足跡（如表1所示）。

從表1中可以看出，2005年，我國能源消費足跡為13.476億hm2。其中，能源足跡排名前十位的省區分別是：山東、山西、河北、江蘇、河南、廣東、遼寧、內蒙古、浙江、湖北，最小的是海南省，僅為319.2萬hm2。從能源足跡的區域分布來看，高能耗省份主要集中于工業較發達的中東部地區，如山東、河北、江蘇、遼寧等省份；而低能耗省份主要分布在經濟相對落后的西部地區，如甘肅、寧夏、青海等。

表1 中國30個省區能源足跡統計表

2.3 能源足跡強度的空間分布

能源足跡強度是指各省（區市）能源足跡與其生產總值（GDP）的比值，這一指標反映出單位GDP產出的能源消費足跡。能源足跡強度越大，說明單位能耗的GDP產出率越低。由表1可知，2005年，全國能源足跡強度的平均水平為0.682 hm2/萬元，但各省區的能源足跡強度差異較大。其中，山西作為我國最大的煤能源供應基地，火力發電等高耗能工業占較大比重，其能源足跡強度高達2.729 hm2/萬元，位居全國首位。而寧夏、貴州、內蒙古、甘肅等西部省份，其強度均高于全國平均水平；強度最低的依次是北京、廣東、海南、浙江和上海，平均強度僅為0.345 hm2/萬元。另外，從能源足跡強度與區域經濟發展水平的關系圖中（圖1）可以看出，兩者存在著冪函數對應關系，并隨著區域經濟發展水平的提高，能源足跡強度呈現出逐漸下降趨勢。

3 能源足跡影響因素的實證分析

基于各省區能源足跡的測算結果及上述影響因素的定性分析，本文依據《中國能源統計年鑒》、《中國統計年鑒》等資料，按照上文中的有關方法確定出30個省區的區域人口規模（P）、經濟發展水平（E）、產業結構（I）、能源利用技術（T），并建立出它們與能源消費足跡關系的計量模型，回歸方程如下：

從方程（4）可以看出，上述4個因素與能源消費足跡呈正相關關系，相關系數高達0.9179，通過顯著性檢驗，F=33.437，達高度顯著水平。由各因素的彈性系數分析其邊際貢獻，其中，人口規模對能源消費足跡的影響成正比，邊際彈性系數為0.9576，說明能源足跡受省區內人口控制作用明顯，龐大的人口規模是拉動能源消費增長的主要動力；經濟發展水平對能源消費足跡影響的彈性系數為0.6153，說明人均GDP每增加1%將會導致能源消費足跡增長0.6153%，是影響能源消費的一個重要因素。產業結構（I）對能源足跡的回歸系數為0.7967，表明能源消費足跡總量受區域產業結構比例的影響顯著，因此，優化產業結構對于我國能源可持續發展有著十分重要的意義；能源利用技術（T）的邊際貢獻率0.6717，表明能源利用技術每提高1%將會降低能源消費足跡0.6717%，區域能源消費足跡過高與粗放式生產、能源利用效率低下有關，提升能源利用技術和效率是解決我國能源問題的重要手段。

為了檢驗上述預測模型的精度，本文將2005年30個省區能源足跡的統計值與模型模擬值進行比較。從圖2可以看出，除山西省差別較大外，其余29個省區的預測結果擬合良好。山西省作為我國重要的能源生產大省，能源工業一直是經濟發展中的支柱行業，工業內部結構呈現出重型高耗能的特點，因而，能源足跡統計值明顯較模擬值偏高。

4 結論

能源足跡方法的引入為我們提供了一種準確衡量人類能源消費水平的計量手段，它不僅能夠豐富和完善生態足跡指標的可持續發展度量體系，也可為我國的能源可持續發展決策提供借鑒。本文著眼于能源足跡的空間分布差異，利用2005年中國能源消費截面數據，測算出我國30個省區能源足跡的大小；在此基礎上，通過多元非線性回歸分析等方法，構建出能源足跡與社會經濟因素的計量模型。

（1）2005年，我國能源消費足跡為13.476億hm2。從區域分布來看，能源足跡高的省份主要集中于工業較發達的中東部地區，如山東、河北、江蘇、遼寧等；而能源足跡低的省份主要分布在經濟相對落后的西部地區，如甘肅、寧夏、青海等。2005年，全國能源足跡強度的平均水平為0.682 hm2/萬元，各省區差異較大。能源足跡強度與區域經濟發展水平呈現冪指數關系，隨著地區經濟發展水平的提高，能源足跡強度呈現逐漸下降的趨勢。

（2）能源足跡影響因素模型的實證分析表明，人口規模（P）對能源消費足跡的影響成正比關系，是拉動能源消費增長的主要動力；經濟發展水平（E）對能源消費足跡影響的彈性系數為0.6153，是影響能源消費的一個重要因素；產業結構（I）和能源利用技術（T）的邊際貢獻率分別為 0.7967和0.6717，對能源足跡的影響顯著，因此，調整產業結構，提高能源利用效率是緩解能源足跡增長的重要手段。

作為世界上人口數量最多，經濟增長最快的發展中大國，中國的能源問題具有著長期性、艱巨性的特點。隨著中國能源消費的快速增長．如何以較低的能源消費保障較高的經濟增長成為政府和學術界非常關注的問題[11-12]。根據上文實證分析，降低我國能源消費壓力可以從控制人口數量、提高經濟增長質量、優化經濟產業結構、推廣節能技術、增加能源轉換效率以及加強監督管理力度等方面入手。政府應首先轉變片面追求經濟增長總量、增長速度的傳統業績考核指標，將資源利用效率的監管納入政府部門不可或缺的責任范圍。在優化經濟結構方面，應加強政府的宏觀調控能力，重視結構性節能，通過調整產業結構、產品結構、能源消費結構和企業規模結構，使經濟增長進入到集約化發展的軌道；其次，完善能源消費的市場導向機制，通過能源價格杠桿的調控，優化國民經濟的資源配置，提高能源利用效率。同時，還可以通過稅收(或補貼)手段進行引導，鼓勵低能耗和提高能源生產率的投資和生產行為，對嚴重浪費能源的生產設備進行及時更新。而在推廣節能技術領域方面，一方面，各級政府可以通過制定合理計劃及采用節能技術在有效履行公共責任的前提下節約能源使用量；另一方面，在一些高耗能行業中引進能源示范項目，推廣循環經濟模式，使投資者充分認識節能的可行性和經濟效益。

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（責任編輯/易永生）

F206

A

1002-6487（2010）19-0111-03

國家自然科學基金資助項目（40271052）；安徽省自然科學基金重點項目(KJ2010A316)；宿州學院碩士科研啟動基金資助項目（2009YSS02）

李 琦（1982-），男，安徽界首人，講師，研究方向：資源環境分析與評價。

孫根年（1961-），男，陜西西安人，教授，博士生導師，研究方向：旅游經濟運行與危機評估。