中國城市化和工業化對能源消費的影響研究

馬 珩

(南京航空航天大學經濟與管理學院，江蘇南京 210016)

中國城市化和工業化對能源消費的影響研究

馬 珩

(南京航空航天大學經濟與管理學院，江蘇南京 210016)

中國是世界上第二大能源消費國。隨著中國的城市化和工業化，中國的能源消費將會進一步增加。以能源消費為因變量，以城市化、工業化和能源價格為自變量，建立多元線性回歸模型，估算中國城市化和工業化對能源消費的影響。研究結果表明，GDP，工業增加值占GDP比重，城鎮人口比重都會增加中國的能源消費;第三產業比重則會降低中國能源消費;另外由于技術進步和節能政策的作用，中國能源消費還存在著一個負的時間趨勢。采用回歸方程以中國十二五規劃中城市化和工業化的部分目標為依據，對中國2015年的能源消費進行了預測，預測結果表明十二五期間中國能源消費將維持6%左右的增長速度。在此基礎上，從產業結構，能源價格和節能技術等方面對中國的節能政策進行分析。

城市化;工業化;能源消費;回歸模型

一、引言

作為世界上最大的發展中國家，中國正處在工業化和城市化的進程中。自上個世紀90年代，中國的工業化進程加快，2009年工業增加值(可比價格)是1990的9.5倍，年均增長12.6%;與此同時，中國的城市化進程也在加速，城鎮人口比重從1990年的26.41%提高到2009年的46.59%，增長了20.18個百分點。隨著工業化和城市化，中國的能源消費總量迅速增加，從1990年的98703萬噸標準煤增加到2009年的306647萬噸標準煤，年均增長6.1%。盡管中國的經濟發展取得了巨大成就，但是中國仍然是發展中國家，工業化和城市化仍然沒有完成，尤其是中西部地區的工業化程度和城市化水平仍然較低。這意味著在今后相當長的一個時期內，中國工業化和城市化仍將繼續，能源消費也將維持較快增加。充分認識城市化和工業化對能源消費的影響，是制定經濟政策和能源政策的根本依據。

城市化和工業化對能源消費影響的研究受到了學者們的高度重視。

Phetkeo Poumanyvong和Shinji Kaneko(2010)通過可拓展的隨機環境影響評估模型，采用1975－2005年99個國家的平衡面板數據集，對人口、富裕程度、技術三個自變量和因變量之間的關系進行研究，結果表明，城市化降低了低收入群體的能源消費，而中高收入群體反而隨著城市化進程增加了能源消費［1］。Yimin Chen等(2011)經研究發現，城市規模、城市土地分塊與其不規則性以及主城區與能源的消費相關［2］。Yaobin Liu(2009)發現，無論從長期看還是從短期來說，僅存在從城市化到能量消耗總量的單向因果關系［3］。Reinhard Madlener，Yasin Sunak(2011)研究指出，經濟體內不同地區不同的城市化機制導致城市能源需求的大幅增加以及能源結構的改變［4］。Weijun Gao等(2004)研究結果顯示，城市居民生活條件的逐步改善導致家庭能源使用的增加［5］。Lei Shen等(2005)則探討了城市化與主要能源和煤炭資源的供求的關系以及GDP和中國城市化的關系［6］。梁朝暉(2010)研究表明了城市化進程中的不同階段有著不同的能源消費需求，具體如下:在第一階段能源消費增長主要是由工業化所引起的，第二階段主要是受城市化的影響，第三階段則是受到工業化和城市化的共同驅動［7］。陳軍等 (2007)通過對兩類非可再生能源(煤和石油)在地區工業發展的消耗進行判別分析，探討了中國的地區工業化水平對于能源消費水平的影響［8］。吳巧生(2010)通過ARDL模型的應用，估計了中國工業化和不同能源消費的關系，并基于多因素分析方法討論了自改革開放以來中國能源強度的驅動因素［9］。張歡等(2011)認為中國的工業化和能源需求增長之間存在長期穩定的均衡關系［10］。吳巧生等(2005)則發現工業化有助于提高能源效率［11］。王鶴(2009)的研究結果表明，在能源消費、勞動生產率和工業化之間存在著一個長期的均衡關系［12］。

以上研究表明，工業化和城市化不僅影響著能源消費，而且是能源消費增長的重要驅動因素，但目前的研究中很少同時考慮城市化和工業化對能源消費的影響;現有的研究以計量的方法為主，為了保證數據能有更好的平穩性，普遍采用的是對數模型，對數模型則意味著能源消費與城市化和工業化之間存在指數函數關系，但是這一點還缺乏足夠的證據。因而本文以能源消費為因變量，以城市化、工業化和能源價格為自變量，建立多元線性回歸模型，估算中國城市化和工業化對能源消費的影響。

二、工業化和城市化對能源消費影響的回歸模型

本文將建立多元線性回歸模型，研究工業化和城市化對能源消費的影響。

隨著工業化的進程，工業自身迅速發展，工業增加值占國內生產總值(GDP)的比重會迅速增加，并推動經濟的快速增長;但是工業化發展到一定階段后，第三產業隨之迅速發展，并且在國民經濟中的比重也會逐步上升。因而本文選擇工業增加值，國內生產總值，工業增加值占GDP比重和第三產業增加值占GDP比重來表征工業化程度。隨著城市化的發展，城市規模不斷擴大，城市人口比重不斷提高。本文以城市人口數量來表示城市規模的擴大，以城市人口比重來表示城市化水平。能源價格對能源消費的影響也不能忽視。此外，本文還考慮一個時間趨勢，這個時間趨勢包含了技術進步、節能政策等綜合影響。本文建立如下的線性回歸模型:

其中:

EC:能源消費

GDP:國內生產總值

Industry:工業增加值

InduP:工業增加值占GDP比重

TERP:第三產業增加值占GDP比重

ENP:能源價格指數

Citypopu:城市人口數

CPP:城市人口占總人口的比重

t:時間趨勢

三、工業化和城市化對能源消費影響的回歸方程

(一)工業化和城市化和能源消費數據

能源消費采用能源消費總量來表示;為了保證可比性，國內生產總值和工業增加值采用不變價格，用國內生產總值指數和工業增加值指數進行換算;由于缺乏直接的能源價格數據，以燃料動力類購進價格指數代替;國內生產總值指數、工業增加值指數、工業增加值占GDP比重，第三產業占GDP比重，能源消費總量，燃料動力類購進價格指數、城鎮人口數和城鎮人口比重如表1所示。

2009年中國GDP為343464.7億元，其他年份按照2009年價格計算，則有:GDPn=IGDPn/IGDP2009×GDP2009，其中GDPn表示n年的不變價格GDP，IGDPn表示 n年的 GDP指數，IGDP2009表示2009年的GDP指數，GDP2009表示2009年GDP。

表1 中國城市化、工業化和能源消費

2009年中國工業增加值為135239.9億元，其他年份按照2009年價格計算，則有:Industryn=IIndustyn/IIndusty2009×Industy2009，其中Industryn表示n年的不變價格工業增加值，IIndustyn表示n年的工業增加值指數，IIndusty2009表示2009年的工業增加值指數，Industy2009表示2009年工業增加值。

表1中的燃料動力類購進指數是以上一年為基期的，所以將燃料動力類購進價格指數換算成以1990為基期，1990年取 100，則有:ENPn=ENPn－1×PPEn，其中ENPn表示 n 年的燃料動力類購進價格指數(1990年為基期)，ENPn－1表示n－1年的燃料動力類購進價格指數(1990年為基期)，ENPn表示n年的燃料動力類購進價格指數。

時間趨勢t以1990年為基準，1990年取值為1，1991年取值為2，…，2009年取值為20。

不變價格GDP，不變價格工業增加值，燃料動力類購進價格指數(1990年為基期)，時間t如表2所示。

(二)回歸方程

考慮到變量之間的多重共線問題，采用逐步回歸的方法對變量進行篩選，并用SPSS對模型求解。求解結果如表3、表4和表5所示。

表2 不變價格GDP，不變價格工業增加值和價格指數

表3 模型整體顯著性

表4 回歸系數

表5 排除的變量

在表3中，Adjusted R Square為0.993，Sig.F Change為.000，模型在1%的置信水平下顯著，說明模型很好地反映了工業化、城市化、能源價格和時間趨勢對能源消費的影響。表5說明城鎮人口數CityPopu由于共線從模型中剔除了。表4則給出了回歸方程系數及其顯著性。回歸方程如下:

常數項小于零，但不顯著。常數項小于零的原因是在國際分工體系中，中國處在產業鏈的低端，中國生產的同樣的產品和服務，其附加值要遠遠低于發達國家，甚至低于印度等發展中國家，這導致了GDP對能耗的影響被高估。常數項的負值是對這種高估的一個調整。

GDP的系數為1.077，大于零，而且在1%的置信水平下顯著。這說明，GDP平均每增長1億元，能源消費增加1.007萬噸標準煤，工業化導致的經濟增長是能源消費增長的主要驅動因素。

工業增加值占GDP的比重 INDUP系數為6365.251，大于零，并在在10%的置信水平下顯著。這說明，工業增加值占GDP的比重每提高一個百分點，能源消費平均增長6365.251萬噸標準煤。第三產業占GDP比重的系數為－2163.676，小于零，但不顯著。這說明第三產業占GDP的比重每提高一個百分點，能源消費平均減少2163.676萬噸標準煤。中國處在工業化進程中，第二產業尤其是工業仍將是國民經濟的主體，但是第三產業也獲得了較快發展，占GDP的比重不斷提高，其節能降耗的效果將會逐步顯現。

能源價格的ENP的系數為－76.895，小于零，但是不顯著。這說明能源價格上漲能在一定程度上抑制能源消費的過快增長，但是由于能源缺乏價格彈性，價格對能源消費的抑制作用有限。

城鎮人口比重CPP系數為7743.360，大于零，并在在10%的置信水平下顯著。這說明城鎮人口比重沒提高一個百分點，能源消費增長7743.360萬噸標準煤。城鎮居民生活水平要高于農村居民，城鎮人口能耗要高于農村人口能耗。城市化水平的提高必將增加能源消費，尤其是生活能源消費。

時間趨勢t的系數為－11613.905，小于零，但是不顯著。這說明技術進步、節能政策等每年都會在一定程度上降低能源消費，但是這種作用的影響較為有限。

四、中國能源消費預測與政策建議

(一)中國能源消費預測

本文建立了多元線性回歸模型，較好地揭示了工業化和城市化對中國能源消費的影響。可以利用該模型，對中國未來的能源消費進行預測。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》中提出的一些工業化和城市化的目標，是對中國十二五期間能源消費預測的重要依據，主要包括GDP，第三產業占GDP比重，城鎮人口比重，如表6所示。計算1990－2009年的平均燃料動力類購進價格指數，并將其作為十二五的燃料能源購進價格指數，即109.7895，并計算得到2015年的燃料動力類購進價格指數(1990年基期)。三次產業中第三產業占GDP的比重如果上升4個百分點，那么第一產業和第二產業的比重將共下降4個百分點;十一五期間農業占GDP比重下降0.9個百分點，估計十二五期間農業占GDP比重下降的速度可能會進一步放緩，因而考慮2015年農業占GDP比重下降0.7個百分點，第二產業比重下降3.3個百分點;大多數年份，工業占第二產業比重大約為88%，如果按照這個比例，工業占GDP比重將下降2.9個百分點;因而將2015年工業占GDP的比重設為37%。時間趨勢自然增加，2015年為26。

表6 2015年自變量的目標值或估計值

根據這些自變量的設定值，利用式(2)的回歸方程，可以預測2015年中國能源消費，預測結果為43.8萬億噸標準煤，比2010年32.5萬億噸標準煤增長11.3萬億噸標準煤，年均大約增長6%。

(二)政策建議

GDP增長、工業增加值占GDP的比重增加及城鎮人口提高都會增加能源消費。說明工業化和城市化都會加速能源消費的增長。2010年中國的城鎮人口比重為47.5%，城市化仍將快速推進;中國區域經濟發展不平衡，中西部地區的工業化程度仍然非常低，工業化進程還將持續很長時間。這說明，能源消費的快速增長仍將持續。對十二五末能源消費預測的結果也說明了這一點。這就要求中國政府始終要高度重視節能工作，充分認識節能的艱巨性和長期性，常抓不懈。基于本文建立的線性回歸模型所得的結果，對中國的節能管理提供以下政策建議。

1.優化產業結構，提高第三產業比重。中國節能必須要加快第三產業發展，促進產業結構升級。但是在中西部地區工業化程度不高的情況下，提高第三產業比重是一個很大的挑戰。因而在中國的東部沿海地區，工業化程度和城市化水平較高，應著力發展第三產業，從經濟發展的龍頭轉變成全國經濟結構調整的火車頭。

2.引進新技術，應用新能源，調整能源消費結構。時間趨勢說明了科技進步等可以減少能源消費。中國的科技水平與發達國家尚有較大差距，技術節能的空間也比較大。從長遠看，依靠創新，發展節能技術和新能源，是中國節能工作的根本。

3.挖掘節能潛力，實施節能戰略。在城市化和工業化的過程中，倡導能源節約型發展模式。通過制定節能規劃、推廣節能標準，對能源消費需求較大的領域有重點地開展節能專項工作。

4.強化能源價格調控，引導能源適度消費。能源價格上漲也能在一定程度上抑制能源消費。能源價格長期上漲趨勢明顯，在一定程度上將有利于中國的節能工作。另外，中國在煤炭等能源開采過程中，對環境保護和修復不夠重視，應加大相關投入，并計入能源成本，最終加到能源價格中。

［1］Phetkeo Poumanyvong ，ShinjiKaneko.Does Urbanization Lead to Less Energy Use and Lower CO2Emissions?A Crosscountry Analysis［J］.Ecological Economics，2010，70:434－444．

［2］Yimin Chen，Xia Li，Yong Zheng，et al.Estimating the Relationship between Urban Forms and Energy Consumption:A Case Study in the Pearl River Delta，2005 － 2008［J］.Landscape and Urban Planning，2011，102:33 －42．

［3］Yaobin Liu.Exploring the Relationship between Urbanization and Energy Consumption in China Using ARDL(Autoregressive Distributed Lag)and FDM(Factor Decomposition Model)［J］.Energy，2009，34:1846 －1854．

［4］Reinhard Madlener，Yasin Sunak.Impacts of Urbanization on Urban Structures and Energy Eemand:What Can We Learn for Urban Energy Planning and Urbanization Management［J］.Sustainable Cities and Society，2011(1):45－53．

［5］Weijun Gao，Xingtian Wang，LiHai feng，et al.Living Environment and Energy Consumption in Cities of Yangtze Delta Area［J］.Energy and Buildings，2004，36:1241 －1246．

［6］Lei Shen，Shengkui Cheng，Aaron James Gunson，et al.Urbanization，Sustainability and the Utilization of Energy and Mineral Resources in China［J］.Cities，2005，22:287 －302．

［7］梁朝暉.城市化不同階段能源消費的影響因素研究［J］.上海財經大學學報，2010(5):89－96.

［8］陳 軍，成金華，吳巧生.工業化水平區域差異與中國能源消費［J］.中國人口·資源與環境，2007(17):59－64.

［9］吳巧生.理解中國工業化與能源消費:基于計量經濟模型的實證檢驗［J］.中國地質大學學報:社會科學版，2010(10):49－55.

［10］張 歡，成金華，王來峰.中國工業化進程與能源礦產供需均衡的研究［J］.中國人口·資源與環境，2011，(21):165－170.

［11］吳巧生，成金華，王 華.中國工業化進程中的能源消費變動——基于計量模型的實證分析［J］.中國工業經濟，2005，205:30 －37.

［12］王 鶴.中國工業化進程中能源消費變動的實證分析——基于協整檢驗與誤差修正模型［J］.技術經濟研究，2009(6):35－39.

Influence of Urbanization and Industrialization on China's Energy Consumption

MA Heng

(College of Economics and Management，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing210016，China)

China is the second largest energy consuming country in the world.With industrialization and urbanization，energy consumption will increase further.By taking energy consumption as the dependent variable，urbanization and industrialization and energy prices as independent variables，a model of multivariate and linear regression is built to estimate the influence of urbanization and industrialization on energy consumption.The results show that，GDP，GDP proportion of industrial added value and town population proportion will increase China's energy consumption;the tertiary industry proportion will reduce the energy consumption;and as a result of technological progress and energy policy，there is a negative time trend of energy consuming.By using some targets of urbanization and industrialization during the 12th Five－Year Plan of China，the regression equation is used to predict energy consumption of 2015，the forecasting results show that energy consumption will maintain 6%growth rate during the 12th Five－Year Plan.At last，China's energy policy is analyzed from the industrial structure，energy price and energy saving technology and so on.

urbanization;industrialization;energy consumption;regression model

F4

A

1002－9753(2012)01－0176－07

2011－09－06

2011－12－20

南京航空航天大學科研項目(NR2010004);江蘇高校哲學社會科學研究重點項目(2010ZDIXM028);國家教育部青年基金項目(10YJC630176)

馬 珩(1972－)，女，江蘇姜堰人，南京航空航天大學經濟與管理學院副教授，博士生，研究方向:應用經濟，能源政策。

(本文責編:海 洋)