基于DPSIR模型的區域能源安全評價：以廣東省為例

張 艷，沈 鐳，于汶加

(1.中國地質科學院全球礦產資源戰略研究中心，北京 100037;2.中國科學院地理科學與資源研究所, 北京 100101)

自2005年7月中旬以來，珠三角地區的廣州、深圳等地相繼出現不同程度的“油荒”繼而引起全國范圍成品油供應緊張的局面。由此看來，區域能源安全對國家能源安全的影響不可忽視，必須深入研究區域能源安全的形成機理，提出應對措施和對策，最終確保國家能源安全。

綜合國內外的相關研究可以看出，世界各國關于能源安全的研究側重于大國與大國之間的國家能源安全戰略研究，缺少對于國家內部的區域能源安全的研究。由于能源安全具有較大的異質性，不同區域的能源資源稟賦，社會經濟發展階段、產業結構以及科學技術水平等也不相同，保障能源安全的側重點相應地會存在個體差異，因而難以形成具有統一認知的能源安全觀，能源安全評價結果也無法全面、準確地反映各區域的能源安全態勢。因此，對不同區域構建適宜的能源安全指標體系進行定量評價成為現階段能源安全評價研究的核心問題，這也正是本文研究和所要解決的關鍵問題[1]。

有鑒于DPSIR模型為揭示和理解社會、經濟和環境各因素作用過程和彼此之間復雜的因果關系提供了一個綜合、系統、靈活的分析方法[1]，本文嘗試選取廣東為作為典型案例區域，把DPSIR模型引入到區域能源安全評價之中，來探討區域能源安全內在的因果關系和作用機理。以便為廣東省制定合理的能源發展戰略，有效地規避能源安全風險，提供理論支持，同時對其他省區乃至全國的能源可持續發展也有重要的借鑒與啟示作用。

1 研究區概況和研究方法

1.1 廣東省能源現狀

廣東省是我國改革開放的前沿之地，經濟一直保持著高速發展的強勁勢頭，然而發達的廣東經濟和不斷提高的人民生活水平，伴隨著的卻是日益嚴重的能源匱乏[2]，能源安全形勢不容樂觀。

廣東省資源較為貧乏，能源自給率低，能源消費總量一直都遠高于能源生產總量，存在很大的供需缺口且逐年在拉大，70%以上的能源都必須依靠從省外調入，能源對外依存度呈穩步升高的態勢。由于價格、市場和運輸等問題的制約，能源對外依存度的升高將導致廣東省經濟增長的對外依賴性和風險加大。因此，能源短缺將成為廣東省經濟發展的長期制約因素，并進一步加劇了廣東省能源的供求矛盾。

廣東目前處于新一輪的重工業化發展階段，帶動了能源消費量的迅速增加。2008年工業用能10456.5萬t標準煤，占廣東省終端能源消費的比重超過了2/3；第一產業能源消費比重逐步下降；第三產業耗能比重有緩慢的增加。因此，必須通過優化產業結構和加強工業各部門能源消耗管理來減少廣東省的能源的消耗量。

能源儲量的“先天匱乏”、經濟發展的“一路領先”以及產業結構的“工業定位”，造成了廣東省能源供需缺口大、對外依存度高、抗風險能力低等特點。因此，有必要對廣東省能源安全狀況進行綜合的評價，從而客觀、系統地分析廣東省能源安全的現狀與水平，并作為今后政府制定能源安全調控政策和可持續發展戰略的科學依據[3]。

1.2 DPSIR概念模型及研究方法

國際經濟合作與發展組織(OECD)首先提出了基于“壓力-狀態-響應”(PSR)的評價體系，而后聯合國可持續發展委員會(UNCSD)提出“驅動力-狀態-響應”(DSR)評價體系，歐洲環境署則在PSR的基礎上添加了“驅動力”(Driving force)和“影響”(Impact)兩類指標構成了DPSIR評價體系[4-8]。

本文基于DPSIR概念模型框架和指標體系構建原則，從區域能源安全的內涵出發，并考慮到目前國內外有關安全評價的各種方法，同時根據區域的具體情況建立DPSIR模型，描述了一條引發區域能源安全問題的起源和結果之間的因果鏈。這條因果鏈表明社會、經濟、人口的發展和環保要求作為長期驅動力，對區域能源安全系統產生壓力，造成區域能源安全系統狀態的變化，從而對資源環境和經濟社會造成各種影響，這些影響促使政府和相關研究機構對區域能源安全狀態變化作出積極響應，而這種響應又直接作用于區域能源安全系統的壓力、狀態和影響子系統或者作用于經濟、社會、人口和資源環境所構成的復合系統，而社會的響應如何產生作用則依賴于這些響應被預測和評估的程度以及響應的有效性[3]。

2 廣東省區域能源安全評價及影響因素分析

2.1 區域能源安全評價指標體系的構建

區域能源安全受驅動力、壓力、狀態、影響、響應五個方面的因素影響，通過對每一個因素所包含的若干指標的分析后，將其組織歸納在一起，構成一個多層次、相互聯系密切的區域能源安全評價指標體系(表1)。[3]

表1 區域能源安全評價指標體系

2.2 廣東省能源安全綜合評價

本文選取了1998～2008年的指標數據來進行廣東省區域能源安全的綜合評價，區域能源安全的評價是一種多指標下的綜合評價，為了全面、系統地分析評價廣東省的能源安全狀況，我們需要考慮眾多指標變量。而因子分析法最顯著的特征是在相互之間關系復雜的多因素變量中，通過數據的標準化處理和數學變換，濃縮析取出公因素，用公因素來描述和替代原始變量，以達到反映和解釋原始變量之間的復雜關系的目的[9-10]。基于這樣的方法，本文利用已構建的區域能源安全評價指標體系，以1998～2008年廣東省的各項指標數據構建因子分析矩陣進行因子分析，并根據分析結果對廣東省的能源安全做出綜合評價。

驅動力是導致廣東省能源安全狀況發生變化的主要資源環境和社會經濟因素。能源資源匱乏是廣東省最主要的資源環境限制因素；而包括人口和經濟的快速增長、產業結構狀況、城市化水平、人們生活方式的改變等在內的經濟社會因素，則直接驅動廣東省能源消費量劇增，擴大了能源供需缺口，使能源安全度降低。由此可見，經濟社會因素是東部沿海能源安全的主要驅動因素。評價結果顯示(圖1)，廣東省能源安全的“驅動力”在1998～2008年這十年間呈波動下調趨勢，并且對能源安全的負向影響是持續加深的。

在各種社會經濟驅動力的作用下，廣東省能源安全的壓力集中表現為能源嚴重緊缺和能源對外依存度持續快速增加。能源消費總量劇增直接導致廣東省能源安全度降低，而能源供需缺口的擴大和環境污染問題的日益突出則增加了廣東省能源安全的風險。廣東省能源安全壓力與“驅動力”的變化趨勢類似，在時序上也呈現波動下降的態勢(圖1)，且對能源安全的負向影響也是持續加深的。

廣東省能源安全的狀態是能源安全系統在各種壓力作用下的現實表現。廣東省能源儲量嚴重不足、產業結構中工業比重偏大，導致了能源供需缺口擴大、能源強度偏高以及環境污染等問題的突出，這些狀態影響了廣東省能源供應的穩定性；此外，不夠合理的能源結構和過高的能源對外依存度等狀態，影響了廣東省能源使用的安全性。廣東省能源安全所呈現出的這些狀態是驅動力和壓力共同作用的結果，同時也是廣東省能源安全的關鍵影響因素。評價結果顯示(圖1)，1998～2008年廣東省能源安全形勢不斷惡化，尤其是2004年以來的能源安全形勢急轉而下。

廣東省能源安全系統狀態的變化影響到了資源環境和社會經濟發展等諸多方面。資源環境方面的影響表現為，能源消耗量的大幅增長加重了環境污染，造成巨大的社會經濟損失；而在社會經濟方面，能源安全系統的改變不僅導致了資源環境問題，更使廣東省社會經濟的發展收到制約。從廣東省能源安全1998～2008年的演進趨勢來看(圖1)，與能源相關的資源環境負向影響非常明顯，且程度不斷加強，廣東省能源安全負向影響在2008年已提升至-0.945。

廣東省資源環境和社會經濟的長期驅動力對能源安全產生的壓力，造成了廣東省能源安全系統狀態的變化，而能源安全系統的狀態反過來又影響到廣東省的資源環境和社會經濟。因此，為保障能源安全，實現可持續發展，就必須做出積極的響應，調整自身的行為，響應的過程反映了政府開發利用新能源和治理環境污染的力度，以及保障地區能源安全的決心等。近十年來，廣東省能源安全的“響應”度呈不斷提升的態勢，經歷了兩個提升期(圖1)，與驅動力、壓力、狀態、影響的演進趨勢對比鮮明。

圖1 基于DPSIR的廣東能源安全演進趨勢

2.3 廣東省能源安全影響因素分析[3]

2.3.1 “D”影響因素分析

根據表2結果顯示，工業比重、人口增長率在第一個因子上具有較大載荷，城市化率、生活水平在第二個因子上具有較大載荷，說明現階段廣東省能源安全主要受到工業化、人口增長、城市化以及人們生活水平提升等因素的驅動。且工業化、城市化和人口增速是主要驅動因子。

2.3.2 “P” 影響因素分析

根據表3結果顯示，人均碳排放、煤炭儲產比在第一個因子上具有較大載荷，石油儲產比、能源對外依存度在第二個因子上具有較大載荷，說明現階段廣東省能源安全的壓力主要來自于環境及化石能源(煤炭、石油)資源不足和能源供需缺口擴大，且這些因素直接決定了廣東省能源安全壓力的大小。

2.3.3 “S” 影響因素分析

根據表4結果顯示，單位GDP能耗、產消比、天然氣對外依存度在第一個因子上具有較大載荷，煤炭、原油對外依存度在第二個因子上具有較大載荷，說明現階段廣東省能源安全狀態主要受能源經濟效率、能源自給率及化石能源對外依存情況的影響。且能源經濟效率是影響廣東省能源安全狀態的關鍵所在。

2.3.4 “I” 影響因素分析

根據表5結果顯示，二氧化硫、工業粉塵在第一個因子上具有較大載荷，工業煙塵和廢水第二個因子上具有較大載荷，說明現階段廣東省與能源生產、消費相關的影響主要集中在二氧化硫、工業粉塵、煙塵與廢水排放方面。且二氧化硫、工業粉塵的排放是主要影響。

2.3.5 “R” 影響因素分析

根據表6結果顯示，廢水達標率、固體廢棄物綜合利用率在第一個因子上具有較大載荷，工業煙塵、粉塵去除率、新能源占比第二個因子上具有較大載荷，工業污染治理投資在第三個因子上具有較大載荷，說明現階段廣東省能源安全“響應”應該密切圍繞廢水處理、固體廢棄物綜合利用、工業煙塵、粉塵處理、發展新能源以及加大對工業污染治理力度展開。

表2 旋轉后的因子負載矩陣

表3 旋轉后的因子負載矩陣

表4 旋轉后的因子負載矩陣

表5 旋轉后的因子負載矩陣

表6 旋轉后的因子負載矩陣

3 討論

通過上述從驅動力、壓力、狀態、影響和響應五個方面對廣東省能源安全狀況進行的定量評價以及對各影響因素所做的具體分析可以得出：①人口、經濟和產業結構是廣東省能源安全狀況發生改變最主要的驅動因素；②廣東省能源安全壓力的大小主要是由化石能源(煤炭、石油)資源的匱乏、能源利用效率和能源結構決定的；③影響廣東省能源安全狀態的關鍵因素是能源的經濟效率；④廣東省與能源生產、消費相關的影響主要集中在環境方面。

也就是說在人口、能源效率、經濟增速以及產業結構等因素的共同驅動下，廣東省能源供需缺口迅速擴大，能源短缺日趨嚴峻，能源對外依存度不斷抬升等，從而導致廣東省能源供應穩定性與使用安全性下降，最終引致廣東省能源安全狀態日趨惡化。縮小能源供需缺口，減緩能源環境效應成為扭轉廣東省能源安全惡化局勢的核心所在，因此，能源安全“響應”應該重點圍繞節能減排來展開，以確保作為能源安全最高目標的能源使用安全。基于此，本文對改善“驅動力”、降低“壓力”、恢復“狀態”和消除“影響”的保障廣東省能源安全的響應對策進行了探討[3]。

3.1 改善“驅動力”——優化產業結構，控制人口增長

人口、經濟和產業結構是廣東省能源安全狀況發生改變最主要的驅動因素。因此，首先廣東省應制定合適的產業政策，優化、調整產業結構。通過將經濟增長方式由粗放型轉變為集約型來實現間接的節能，在產業能源消費中逐步調整高碳能源與低碳能源、傳統的化石能源與可再生新能源之間的比例關系；另外，有必要繼續控制人口過快增長，以緩解能源的供需矛盾。西南財經大學夏澤義博士利用TPAT模型和誤差修正模型對能源消費與人口和經濟增長的關系進行測算后得出，對于人口基數大的地區，即便是微小的人口變動也會引起能源需求的巨大變化，從而帶來較大的能源需求壓力，而且人口數量環境負荷的影響具有滯后效應，也就是說上一年的人口數量會對下一年的能源消費產生正影響，因此從長期來看，作為當前人口第一大省的廣東，仍然有必要進一步控制人口的增長速度，以減輕能源供求壓力[11]。

3.2 降低“壓力”——保障能源供應穩定性，實現能源品種多元化

現階段廣東省能源安全壓力的大小主要是由化石能源(煤炭、石油)資源的匱乏、能源利用效率和能源結構決定的。因此，首先廣東省應拓展能源來源渠道，充分利用國內外兩個能源市場，加強國內區域能源合作和國際能源合作；其次，廣東省應建立以政府引導為主，政府儲備與企業儲備相結合的專門的石油公共儲備體系，增強石油供應的穩定性；第三，在全國范圍內建立科學的現代石油市場，在政府宏觀調控的前提下，打破國內石油市場的地域壟斷，并制定相應的市場規則，形成合理的、有序的競爭格局；第四，鼓勵發展替代能源，實現能源品種的多元化。如積極的開發和利用化石能源中清潔、高效且進口的穩定性較強的天然氣。合理利用清潔高效的核能發電，加強核能技術的國際合作與交流，保障核電的安全生產和穩定供應；此外，廣東省應在已有的基礎上，促進可再生能源的開發和利用，充分發揮地理優勢加速發展水電、風能、太陽能和潮汐能等新型能源。但由于可替代的新型能源往往成本較高，政府應通過調整稅率、財政補貼等必要的經濟政策來降低替代能源的使用成本，從而實現能源品種的多元化，分散價格風險，保障區域能源安全。

3.3 恢復“狀態”——發展清潔高效的優質能源，提高能源利用效率

影響廣東省能源安全狀態關鍵因素是能源的經濟效率。余甫功以廣東為例研究了影響能源強度變化的因素，認為我國能源強度下降的主要動力來自第二產業能源利用效率的提高，特別是重點工業行業能源利用效率提高是推動總體能源強度下降的主要因素[12]。余甫功從廣東的發展實踐中觀察到，在能源生產和消費中，發展核電，增加水電、太陽能、風能、生物質能等可再生能源在整個能源結構中的比重，能夠顯著降低單位GDP的能耗[13]，能源的經濟效率受到能源結構變化的影響。因此，廣東省能源發展要以擴大清潔高效優質能源的生產和消費為重點。通過擴大核電、水電的生產，促進新能源的開發和利用，實施以電為核心的多元化能源發展格局，以提高廣東省能源利用的效率。此外，也應該積極的推動低效能源向高效能源的轉變，這是提升能源經濟效率的一個重要途徑。如通過原煤液化、火力發電等方式實現原煤向液態、氣態燃料和電力的轉化，可以降低煤炭消費在整個能源經濟中的比重，促進能源經濟效率的提高。

3.4 消除“影響”——節能減排，確保能源使用安全

廣東省與能源生產、消費相關的影響主要集中在環境方面，因此能源安全“響應”應該密切圍繞節能減排來展開，以確保作為能源安全最高目標的能源使用安全。前面所提出的響應對策，無論是優化產業結構，或是實現能源品種多元化，還是提高能源利用效率，都與節能減排相關。首先，從生產部門的用能效率來看，廣東省必須依靠科技進步，優化產業結構以及工業部門內部結構，提高高新技術產業的比重，通過發展循環經濟來提高能源利用的效率，節約能源；其次，廣東省還應以節能政策為導向，抓好工業內部能源節約。依靠能源利用技術的改進和創新來提高能源利用效率，通過新技術研發來提高產品附加值，實現直接的技術節能；第三，從生活用能的效率來看，隨著廣東省工業化、城鎮化的快速發展和人們生活水平、消費方式的升級，生活用能進入到快速增長的時期。因此，“節能減排”要同時體現在生產用能和生活用能上，比如考慮建筑節能或者充分利用太陽能、風能、地熱等資源，避免通過高耗能來滿足人們日常生活中的能源需要，以達到節約能源、減少污染排放、提高生產生活中的用能效率，確保能源使用安全的目標。

4 結論

廣東省能源供給增速滯后于消費需求，導致近年來能源供需缺口迅速擴大，能源對外依存度持續上升，是我國能源輸入的代表省份。因此，保障廣東省能源安全，實現廣東省經濟社會可持續發展顯得尤為重要。本文選取廣東省作為典型案例區，運用DPSIR的研究方法，以“驅動力”“壓力”“狀態”“影響”與“響應”為主線，對廣東省能源安全展開深入研究。結果表明，在人口、能源效率、經濟增速以及產業結構等因素的共同驅動下，廣東省能源供需缺口迅速擴大，能源短缺日趨嚴峻，能源對外依存度不斷抬升等，從而導致廣東省能源供應穩定性與使用安全性下降，最終引致廣東省能源安全狀態日趨惡化。縮小能源供需缺口，減緩能源環境效應，確保作為能源安全最高目標的能源使用安全，成為扭轉廣東省能源安全惡化局勢的核心所在。通過上一節從改善“驅動力”、降低“壓力”、恢復“狀態”和消除“影響”四個方面展開的保障廣東省能源安全的響應政策探討可以看出，保障廣東省能源安全應該堅持供給與需求管理并舉，把“開源”與“節流”放在同等重要的位置。希望本文的研究能夠為未來廣東省制定合理的能源發展戰略，有效地規避能源安全風險提供理論支持。

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