城鄉居民家庭生活能源消費需求的實證分析

張 馨 牛叔文

(1.陜西省社會科學院經濟研究所，陜西西安710065;2.蘭州大學資源環境學院，甘肅 蘭州730000)

城鄉居民家庭生活能源消費需求的實證分析

張 馨1牛叔文2

(1.陜西省社會科學院經濟研究所，陜西西安710065;2.蘭州大學資源環境學院，甘肅 蘭州730000)

隨著人們生活水平的提高，生活能源消費需求日益增長，城鄉差異特征明顯。本文基于城鄉居民家庭的問卷調查，采用線性支出系統模型，對黃土高原西部地區家庭的生活能源消費進行了實證分析。研究結果表明:城鎮的生活能源基本消費總支出為366.52元，農村為269.11元，城鎮居民的能源需求高于農村居民。城鄉家庭的生活能源的邊際消費傾向分別為0.044和0.065，當收入增加時，農村居民比城鎮居民增加更多的能源消費支出。從基本消費支出占實際能源消費平均支出的比重來看，農村的生存型消費需求要比城鎮高。通過此項研究，以期為能源政策規劃和環境管理提供參考依據。

能源需求;ELES模型;用能支出;城鄉居民家庭

能源是人類賴以生存的物質基礎，不僅是國民經濟發展的重要基礎保障，也關乎到人類生活的各個方面。中國作為能源消費與溫室氣體排放大國，減排壓力與日俱增。一方面，我國在哥本哈根氣候峰會上做出了節能減排的鄭重承諾;另一方面，隨著人們生活水平的提高，能源消費勢必會增加。根據UNDP和世界銀行對15個國家的調查估計，發展中國家的家庭生活用能占總能源消耗的30%－95%［1］。我國正處于轉型時期，無論是城鎮人口還是農村人口，其生活能源消費量都有大量增長的趨勢［2］。作為社會最基本的消費單元，家庭能源消費對于中國能源消費的快速增長及碳排放有著不可忽視的影響。因此，對于城鄉居民能源消費需求現狀以及發展趨勢進行準確的把握顯得尤為重要。

由于城市和農村居民家庭的地域環境、經濟狀況、生活習慣、文化程度等存在差異，其能源消費也具有明顯的差異特征。從已有文獻來看，學術界對于生活能源消費的研究一般是針對某一城市或農村區域分別展開的，而對城鄉居民家庭的能源消費需求進行對比研究就比較少。針對能源消費需求的研究，很多學者引入計量經濟學模型，例如Muyeye Chambwera和Henk Folmer通過對哈拉雷500戶家庭的調查，運用近乎理想需求系統模型(AIDS)分析了城鎮能源消費結構中燃料的需求［3］。Haripriya Gundimeda和Gunnar Kohlin運用近似線性需求系統模型(LA－AIDS)對印度城鎮和農村居民家庭的四種主要燃料的需求支出彈性進行了估計［4］。張海鵬等人基于8省的林區家庭微觀調查數據，采用雙擴展的線性支出系統模型(2－ELES)來研究林區農村家庭生活能源消費需求［5］。擴展的線性支出系統模型(ELES)目前大多用于居民消費結構及其變化特征的分析，但運用到能源領域的研究甚少。本文通過黃土高原西部地區的微觀調查數據，采用ELES模型描述城鄉居民家庭生活能源消費支出的結構特征，分析家庭收入與生活能源消費需求、消費結構之間的量化關系，并進行城鄉之間能源需求的對比研究，以期為能源政策規劃和環境管理提供參考依據。

1 計量模型

ELES模型是基于R.Stone提出的線性支出系統模型(LES)，即假定消費者的效用函數是擬線性函數，消費者對商品的實際需求可以分為維持生活的基本需求和超出基本需求之外的額外需求兩部分，基本需求與收入水平無關。后來經濟學家 C.Liuch于1973年將其改進成為ELES模型:一是以收入代替總支出，二是以邊際消費傾向代替邊際預算份額。由于ELES模型具有堅實的理論基礎，即在預算約束條件下，根據效用最大化原則求解馬歇爾需求函數，而無需各種關于價格的信息，便于實證研究，所以成為研究消費結構問題的主流方法［6］。本文將其應用于生活能源消費結構的研究中，公式及含義如下:

其中，Vi為消費者對第i種能源的消費支出，為消費者對第j類能源的基本消費支出為各類能源基本消費支出之和，I為消費者收入水平，βi為第i種能源的邊際消費傾向。該模型反映在一定收入水平I下，居民在滿足基本消費需求V0i之后，依照邊際消費傾向βi的比例來安排剩余收入對各類非基本消費品的支出。

根據ELES模型，可得到各種需求彈性的結果，需求的收入彈性為:

2 研究區概況和數據來源

2.1 研究區概況

本項研究選取的樣本點位于甘肅的中部、東部以及寧夏南部，屬于黃土高原西部地區。在這一區域，人們的生活習慣大致趨同，因而消費行為方式差異不大。城鎮地區的炊事用能主要為電、液化石油氣和煤炭，蘭州和天水的部分居民家庭通上了天然氣。冬季取暖大部分由公共設施集中供熱，國家還給予取暖費的補助。只有個別家庭以直接燒煤的方式取暖。農村居民使用的能源大多以作物秸稈和薪柴等生物質能為主導。隨著收入的增加，農戶支付商品能源的能力增強，煤炭、電、石油液化氣的利用也增多。在中國經濟欠發達的西部地區，居民收入較低，與全面實現小康生活水平的距離較大，居民仍有增加能源需求的較大期望。

2.2 數據來源和處理

筆者與項目組成員于2009年3月至2010年9月在研究區內開展大量的問卷調查，深入了解了該區域城鎮和農村家庭的用能現狀。為了滿足數據的代表性、全面性和合理性，樣本戶的選取涵蓋了大城市(蘭州市)，中等城市(天水市和白銀市)，縣城(永登、秦安、涇川、隆德)，以及隴中和隴東地區的農村。調查采用隨機入戶，調查員與調查對象之間進行一對一的訪談完成問卷。最終實際調查城鎮居民420戶，農村居民400戶，獲得有效問卷分別為375和344份。調查內容包括家庭成員的構成情況，家庭的經濟水平，用電器具的功率和使用時間，各種類型的燃料支出情況，住房面積，取暖費用，用能的支付意愿等。

在調查中，由于一些家庭提供信息的局限性，比如只提供了某種能源的消耗量，為了獲得支出數據，我們根據如下公式計算:

式中，Vi為第i種能源的消費支出，ci為第i種能源的經濟成本系數，ei為第i種能源的實物消費量。需要說明的是，農村地區的生物質能雖然不需要現金支出來獲取，但也具有其經濟價值，結合相關文獻［5］給出該區域各類能源的成本系數，如表1。

表1 各類生活能源的經濟成本系數(元)

3 城鄉居民的生活用能需求分析

3.1 居民家庭生活能源邊際消費傾向分析

對城鎮和農村地區的調查樣本分別建立ELES模型，采用普通最小二乘法進行估計，各項參數如表2和表3所示。由于調查區域的城鎮家庭會根據各地區能源供給設施的不同，選擇天然氣、液化氣或管道煤氣，并且這三種能源相互之間具有獨立性，因此將其統一歸為燃氣。

表2 城鎮家庭ELES模型估計結果

表3 農村家庭ELES模型估計結果

從表2、表3中可以看出，在城鎮地區，各類生活能源的邊際消費傾向都是統計顯著的。在農村地區，除薪草和沼氣以外，其余能源的邊際消費傾向都具有顯著性。總體來說，模型估計結果是可信的。

實證結果表明，城鎮家庭生活能源的邊際消費傾向為0.044，即人均純收入每增加1元，生活能源消費支出增加0.044元。在各類生活能源中，只有直接用煤的邊際消費傾向為負值，這說明隨著家庭收入水平的提高，直接用煤的支出將減少。從實際生活的角度出發，也符合消費者能源選擇的客觀規律。因為煤炭的直接燃燒不論用于炊事還是取暖，都逐漸被城鎮居民以其他能源所替代，高收入家庭會傾向選擇清潔的能源消費。其余能源的邊際消費傾向顯示出當居民收入增加后，能源消費將更多地集中于熱力、汽油和電力。這意味著人們購買面積大的住房、私家車以及增加電器的需求還將增長。

農村家庭生活能源的邊際消費傾向為0.065，即人均純收入每增加1元，生活能源消費支出增加0.065元。各類生活能源消費傾向的排序從大到小依次是秸稈、煤炭、電力、畜糞、薪柴、薪草、液化氣、沼氣。說明了農村家庭的能源消費結構在以秸稈這種豐富而廉價的資源為保證的前提下，正在逐步向商品能源轉變。目前，由于農村的能源供應設施不夠完善，使用液化氣的家庭戶數只占總調查樣本的9%，對估計效果有一定的影響。

對比城鎮和農村的生活能源消費傾向數值，可以發現農村高于城鎮，說明農村居民相較城鎮居民而言，當收入增加時會更多地增加能源消費支出，還處于需要提高能源質量和數量的階段，而城鎮居民則會轉向提高生活質量的其他消費上，反映了城鄉居民生活狀態的差異。

3.2 生活能源基本消費支出分析

根據ELES模型估計的結果，可計算出城鄉居民家庭每一類生活能源的基本消費支出，結果如表4、表5所示。對于表7中汽油的基本消費支出為負值予以說明，由于目前汽油并不是各個收入階層的居民家庭的一項基本消費，只存在于高收入群體中，因而對于所有樣本進行回歸分析時理論上會是負值，但不符合生活實際，故在計算中取值為0。由于基本消費支出與貧困標準有著密切聯系［7］，因此生活能源的基本消費支出與能源貧困也具有千絲萬縷的聯系。雖然能源貧困的家庭其能源基本需求必然沒有得到滿足，但是卻不能說能源基本需求沒有得到滿足的家庭就一定處于能源貧困狀態。然而，可以將居民的基本消費需求支出水平作為能源貧困標準的參考水平。

城鎮家庭的生活能源基本消費總支出為366.52元，占實際用能平均支出1 006.27元的36%。在基本消費支出結構中，各類能源所占比重有所差異。熱力支出的比重最大，占40%;其次是電力，占基本總支出的35%;其余部分是直接用煤和燃氣，分別占13%和12%。由此可見，熱力和電力占到基本用能總支出的3/4，構成了城鎮居民能源需求的主體。雖然直接用煤的基本支出占有一定比例，但使用的家庭只占總調查樣本的12%，因此該種能源并不是城鎮每戶家庭的必須消費品，它的基本消費支出是針對45戶家庭的使用情況得出的。

表4 城鎮居民家庭能源基本消費支出及結構

表5 農村居民家庭能源基本消費支出及結構

農村家庭的生活能源基本消費總支出為269.11元，占實際用能平均支出634.43元的42%。顯而易見，在各類能源中煤炭的基本消費支出最多，為171.01元，占用能總支出的64%。其次是秸稈、薪草、電力，所占比重分別為17%、8%和7%。沼氣、液化氣和畜糞總共不到5%，屬于利用率較低的能源。生物質能的基本消費支出是根據虛擬成本計算得出的，主要考慮農民收集的機會成本。在商品能源的消費中，以煤炭為主導，電力和液化氣的消費還處于初級階段。

綜上，對城鎮和農村進行對比分析，可從側面反映出生活水平的差異。從生活能源基本消費支出水平來看，城鎮是農村的1.36倍，表明城鎮居民的能源需求高于農村居民。從基本消費支出占實際能源消費平均支出的比重來看，城鎮比農村低6個百分點，即農村的生存型消費需求要比城鎮高。換句話說，城鎮和農村分別有64%和58%的能源支出用于享受型消費，城鎮居民的收入水平決定了他們對于高品質生活的追求。從城鄉家庭各類能源的基本消費支出占實際消費支出的比重來看，具有可比性的是電力和煤炭。城鎮的電力基本支出占實際消費支出的51%，而農村為68%，說明農村的電力支出剛性較強，滿足生存型消費需求的部分要比城鎮多。煤炭的基本支出情況亦如此。

3.3 居民家庭生活能源需求彈性分析

需求的收入彈性反映了在能源價格不變的情況下，能源的消費支出對收入的敏感程度。表6列出了城鄉居民家庭生活能源需求收入彈性值。不論城鎮還是農村，各類能源的收入彈性均小于1。由于能源的消費支出只占家庭日常開支的小部分，所以受收入變動的影響不大。雖然它們的需求隨收入增加而增加，但支出占收入的比重會下降，因為生活能源的需求增長到一定程度后將會達到飽和，收入增加的部分將更多地用于其他支出。而城鎮家庭直接用煤的需求收入彈性為負值，說明隨著收入水平的提高，直接用煤的消費是下降的。

表6 生活能源的需求收入彈性

根據模型估計結果，可計算出城鄉居民家庭各類生活能源的自價格彈性和交叉價格彈性，如表7和表8。自價格彈性都為負值，說明每種能源價格的變動都會影響該類能源的實際消費需求。城鎮家庭中，電力消費需求的價格效應最弱，而農村為電力和煤炭，相比其他能源來說，它們受自身價格變化的影響最小，這是由于不論價格如何變化，電力和煤炭都是家庭生活中必不可少的能源，它們具有很強的替代性。在交叉價格彈性中，城鎮的熱力以及農村的煤炭和秸稈的價格變動對其他能源需求的影響最大，

這與它們的基本需求支出所占比例最大是相對應的。

表7 城鎮家庭生活能源的需求價格彈性

表8 農村家庭生活能源的需求價格彈性

4 結論和討論

城鎮和農村作為兩個不同的承載人類活動的空間載體，能源消費和需求都存在明顯差異。從ELES模型的估計結果可知，城鄉家庭的生活能源的邊際消費傾向分別為0.044和0.065，農村居民相較城鎮居民而言，當收入增加時會更多地增加能源消費支出。城鎮的生活能源基本消費總支出為366.52元，農村為269.11元，城鎮是農村的1.36倍，表明城鎮居民的能源需求高于農村居民。從基本消費支出占實際能源消費平均支出的比重來看，城鎮比農村低6個百分點，意味著農村的生存型消費需求要比城鎮高。另外，城鎮和農村家庭的各類生活能源需求的收入彈性均小于1，預示著這些能源的需求隨收入增加而增加，但支出占收入的比重會下降，能源需求將趨于飽和。自價格彈性都為負值，說明能源價格的變動都會影響到消費需求，而電力和煤炭作為家庭必不可少的能源，具有很強的替代性，其價格效應最弱。這些都反映了城鄉居民在消費水平、消費觀念、生活方式以及生存狀態上的差異。

城鄉居民家庭的生活能源消費對我國的社會經濟發展和溫室氣體排放已經產生了深遠的影響。在能源需求增長和節能減排需要并行的情況下，中國需尋求一條適合國情的、能夠兼顧居民基本生活能源保障與節能減排的道路。一方面要貫徹以人為本的理念，把居民的基本生活需求放在首位，改善居民的用能狀況，提高生活水平;另一方面，要采取行之有效的政策措施，在改善居民生活條件、保障能源需求的基礎上，控制能源消費量和溫室氣體的排放。

［1］Xiaohua Wang，Zhenmin Feng.Common Factors and Major Characteristics of Household Energy Consumption in Comparatively Welloff Rural China［J］.Renewable and Sustainable Energy Reviews，2003，7(6):545－552.

［2］樊杰，李平星.基于城市化的中國能源消費前景分析及對碳排放的相關思考［J］.地球科學進展，2011，26(1):57 －65.

［3］Muyeye Chambwera，Henk Folmer.Fuel Switching in Harare:An Almost Ideal Demand System Approach［J］.Energy Policy，2007，35:2538－2548.

［4］Haripriya Gundimeda，Gunnar Kohlin.Fuel Demand Elasticities for Energy and Environmental Policies:Indian Sample Survey Evidence［J］.Energy Economics，2008，30:517 －546.

［5］張海鵬，牟俊霖，尹航.林區農村家庭生活能源消費需求實證分析——基于雙擴展的線性支出系統模型［J］.中國農村經濟，2010，(7):64 －74.

［6］岳田浩.我國城鎮居民消費結構與消費需求變遷的實證研究［D］.吉林:吉林大學，2007.

［7］黃賾琳，劉社建.基于ELES模型的上海城鎮居民消費結構動態變遷分析［J］.上海經濟研究，2007，(6):52－58.

Empirical Analysis of Energy Consumption Demand in Urban and Rural Households

ZHANG Xin1 NIU Shu-wen2
(1.Institute of Economics，Shanxi Academy of Social Sciences，Xi’an Shanxi 710065，China;2.College of Earth and Environmental Sciences，Lanzhou University，Lanzhou Gansu 730000，China)

As people＇s living standards increasing，demand for household energy consumption grows rapidly and shows significantly differences between urban and rural area.Based on the survey of urban and rural households，this paper uses linear expenditure system model to conduct empirical analysis of household energy consumption in the western Loess Plateau.The results show that the basic energy expenditure of urban househods is 366.52 yuan，while that of rural households is 269.11 yuan.The energy demand of urban residents is higher than rural residents.Moreover，marginal propensity to consume of urban and rural household energy is 0.044 and 0.065，respectively.When income increases，rural residents will increase more energy expenditure than urban residents.From the perspective of the proportion of basic energy expenditure accounting for the actual expenditure of energy consumption，demand for survival consumption of rural residents is higher than urban residents.Through this study，it can provide reference basis for energy policy planning and environmental management.

energy demand;ELES model;energy expenditure;urban and rural households

F206

A

1002－2104(2013)05專－0001－05

2013-02-19

張馨，博士，助理研究員，主要研究方向為能源經濟與區域可持續發展。

國家自然科學基金項目(編號:41171437)。

(編輯:田 紅)