城鎮化對居民能源消費影響的投入產出分析

劉洪濤+杜娟

摘 要： 在我國城鎮化進程快速推進的同時，城鎮鄉居民能源消費發生了巨大變化。為研究我國城鎮化對居民能源消費的影響，以1980-2012年期間城鎮和農村居民直接能源消費的變化態勢，采用能源投入產出模型計算城鎮和農村居民間接能源消費的變化，并進一步構建指數分解分析模型和投入產出結構分解分析模型，定量分析我國城鎮化對居民直接和間接能源消費因素的作用。研究結果表明，城鎮化推動了我國居民直接能源消費的持續增長，城鎮居民間接能源消費比農村居民間接能源消費增長得更快。

關鍵詞： 城鎮化； 居民能源消費； 能源投入產出模型； 指數分解分析模型

中圖分類號： F291 文獻標識碼： A DOI：10.13411/j.cnki.sxsx.2015.04.005

一、引言

2014年發布的《國家新型城鎮化規劃（2014-2020年）》提出，我國城鎮人口將由2014年的7.3億增加到2020年的9億。在未來15年，我國經濟的快速發展，人口、城鎮化率和居民收入的變化等，都將導致能源消費的巨大變化。因此，為保障新型城鎮化的順利實施，亟須對城鎮和農村居民能源消費的影響因素進行系統研究。國外有關能源消費影響因素的研究，集中于分析經濟增長，產業結構，技術水平，國際貿易以及居民消費等因素的作用，[1-5] 國內也有許多文獻研究了我國能源消費的驅動因素，[6-9] 如Fei 等的結果表明人均GDP和能源消費之間有長期的正向協整關系。[10] 作為經濟發展的必需，推進城鎮化是我國的重要政策，[11] 但作為發展中國家，我國城鎮化將導致更多的能源消費，[12-13] 城鎮化將促進能源消費和CO2排放的增長，[14] 我國的能源需求在快速城鎮化階段有剛性增長特征。[15] 然而，Wang發現由于存在與城鎮化相關的規模經濟優勢和技術進步優勢，城鎮化減緩了居民人均能源消費。[16] 綜述以上研究可以發現，在不同階段，城鎮化對能源消費的影響也會有所不同。因此，需要對城鎮化通過居民消費帶來的能源消費影響，進行系統深入的定量分析，這也正是筆者的主要研究內容。

二、模型與數據來源

（一）城鎮化對居民直接能源消費的影響

居民能源消費可以分為直接能源消費和間接能源消費兩部分。直接能源消費是指居民對能源商品的直接購買和消費，間接能源消費是指為生產和提供居民生活所需的非能源商品與服務而消耗的能源。城鎮化對能源消費的直接影響是指城鎮化進程導致的居民直接能源消費的變化，包括能源消費總量變化和能源消費結構變化。從居民直接能源消費的影響因素分析，城鎮和農村人口總量，城鎮和農村居民人均能源消費量以及居民能源消費結構共同決定了居民直接能源消費量，如公式（1）所示。

Ed=Edr+Edu=∑2iEdi=∑2i（PiEpi）

=∑2i（pEpi）=∑2i（PSpiEpi） （1）

式中，Ed是居民總直接能源消費，Edr指農村居民直接能源消費，Edu指城鎮居民直接能源消費，i指農村和城鎮居民，Pi指農村/城鎮人口，Epi指農村/城鎮人均直接能源消費，P指總人口數，Spi指農村/城鎮居民人口比例。

根據公式（1），農村/城鎮居民人均直接能源消費量能夠進一步表示為：

Epi=∑kepik=Epi*

=∑kEpi Seik=Epi ∑kSeik （2）

其中，k是指農村和城鎮直接能源消費的類型，Seik是指農村和城鎮居民直接能源消費的結構。

因此，公式（1）可以表示為：

Ed=∑2i（PSpiEpi）=∑2i∑k（PSpiEpiSeik） （3）

用t和0分別表示計算期和基期。據指數分解分析模型[28-29]可得到公式（4）：

△Edt，0=Edt-Ed0 （4）

用指數分解分析模型分解的關于總人口，城鎮化率，人均直接能源消費量以及居民直接能源消費結構等因素對居民直接能源消費的影響如下：

人口的影響=∑2i∑k（△PSpi0Epi0Seik，0）+∑2i∑k△P（△SpiEpi0Seik，0+△Epi Spi0Seik，0+Spi0Epi0△Seik）+∑2i∑k△P（△Spi△Epi Seik，0+△SpiEpi0△Seik+Spi0△Epi△Seik）+∑2i∑k（△P△Spi△Epi Seik）

城鎮化影響=∑2i∑k（P0△Spi Epi0Seik，0）+∑2i∑k△Spi（△PEpi0Seik，0+P0△Epi Seik，0+P0Epi0△Seik）+∑2i∑k△SPi（△P△Epi Seik，0+△PEpi0△Seik+P0△Epi△Seik）+∑2i∑k（△P△Epi△Spi△Seik）

人均直接能源消費的影響=∑2i∑k（P0Spi0△Epi0Seik，0）

+∑2i∑k△Epi（△PSpi0Seik，0+P0△SpiSeik，0+P0Spi0△Seik）+∑2i∑k△EPi（△P△SpiSeik，0+△PSpi0△Seik+P0△Spi△Seik）+∑2i∑k（△P△Epi△Spi△Seik）

居民直接能源消費結構的影響=∑2i∑k（P0SpiEpi0△Seik）+∑2i∑k△Seik（△PSpi0Epi0+P0△SpiEpi0+P0Spi0△Epi）+∑2i∑k△Seik（△P△SpiEpi0+△PSpi0△Epi+P0△Spi△Epi）+∑2i∑k（△P△Epi△Spi△Seik）

（二）城鎮化對居民間接能源消費的影響

筆者采用能源投入產出模型來計算居民間接能源消費。在里昂惕夫（Leontief）構建的投入產出基礎模型中，[17] 一個經濟體的總產出等于中間消費和最終消費之和，如公式（5）所示：

X=AX+Y （5）

其中，X是總產出向量，A是能夠描述經濟中所有行業之間關系的直接消費系數矩陣，Y是最終需求向量。最終需求包括國內消費（政府和居民消費），投資以及國際貿易。根據能源投入產出模型[11]，蘊含在城鎮和農村居民消費的非能源產品中的能源，可以采用城鎮和農村居民消費的各非能源部門產品量和能源強度來計算，如公式（6）所示：

Em=Emr+Emu=∑2iEmi=∑2i（EtYhi）=∑2i（e（I-A）-1Yhi）=∑2i（e B Yhi） （6）

其中，Em是蘊含在居民消費的非能源產品中的能源消費，Emr是農村居民消費的非能源產品中的能源，Emu是城鎮居民消費的非能源產品中的能源，Et是總能源強度向量，e是直接能源強度向量，Yhi是農村/城鎮居民消費的非直接能源產品的向量，A是消費系數矩陣，B=（I-A）-1是Leontief逆矩陣，也稱完全需要系數矩陣。

居民消費的產品和服務能夠用Yhi=TyhiSyhi來表示，其中Tyhi是農村/城鎮總的消費支出，是一個數值。Syhi是農村/城鎮居民消費結構。因此，公式（6）可以表示為公式（7）。

Em=∑2i（e B Yhi）=∑2i（e B TYhi SYhi） （7）

采用投入產出結構分解分析模型，可以將居民間接能源消費的變動分解成為直接能源強度，產業結構（里昂惕夫效應），居民消費支出以及居民消費結構等因素的作用結果，分解分析結果如下：

直接能源強度的影響=∑2i△eB0Tyhi0Syhi0+∑2i△e（△BTyhi0Syhi0+B0△Tyhi Syhi0+B0Tyhi0△Syhi）+∑2i△e（△B△Tyhi Syhi0+△B Tyhi0△Syhi+B0Tyhi△Syhi）+∑2i△e△B△Tyhi Syhi

產業結構的影響=∑2i e0△BTyhi0Syhi0+∑2i△B（△eTyhi0Syhi+e0△Tyhi Syhi0+e0Tyhi0△Syhi）+∑2i△B（△e△Tyhi Syhi+△e Tyhi0△Syhi+e0Tyhi0△Syhi）+∑2i△e△B△Tyhi△Syhi

居民消費支出的影響=∑2i e0B0△TyhiSyhi0+∑2i△Tyhi（△eB0Syhi0+e0△BSyhi0+e0B0△Syhi）+∑2i△Tyhi （△e△BSyhi+△eB0△Syhi+e0△B△Syhi）+∑2i△e△B△Tyhi△Syhi

居民消費結構的影響=∑2i e0B0△Tyhi0△Syhi+∑2i△Syhi（△eB0Tyhi0+e0△BTyhi0+e0C△Tyhi）+∑2i△Syhi （△e△BTyhi0+△eB0△Tyhi+e0△B△Tyhi）+∑2i△e△B△Tyhi△Syhi

（三）數據來源

居民直接能源消費數據來自《我國能源統計年鑒》[18] 中的能源平衡表，投入產出表來自《我國統計年鑒》。[19] 筆者采用我國國家統計局編制的1990年、 1992年、1995年、1997年、2000年、2002年、2005年、 2007年 和 2010年，包含62個部門的投入產出表來計算居民間接能源消費，按2005年不變價格計算。為了與能源平衡表保持一致，把投入產出表的部門分類設定為42個部門。在這42個部門中，有34個非能源部門，4個一次能源部門和4個二次能源部門。一次能源部門包括原油、煤炭、水電以及天然氣。二次能源部門包括焦炭、石油產品、燃煤電力和供熱。通過將能源部門的產出用價值量和實物量同時表示，就可以構建能源投入產出模型，即用直接能源消費（實物）與總投入（價值）的比率來計算每個部門的直接能源強度，并用投入產出表的Leontief逆矩陣和直接能源強度向量來計算總能源強度。

三、我國城鎮和農村居民能源消費

1980-2012年期間我國居民消費支出和居民直接能源消費發生了巨大的變化。這一期間，我國城鎮人口由1.899億增長到7.2億，GDP年均增長率為9.1%，我國居民直接能源消費總量由8450萬噸標準油增長到30670萬噸標準油。同時，我國居民消費支出總量由1475億美元增長到16892億美元（2005年不變價），我國居民間接能源消費也隨之增加。

（一）我國城鎮和農村居民直接能源消費

由圖1、圖2可以看出：城鎮和農村居民的能源消費數量和結構上有較大差別。1980-2000年期間，我國城鎮居民直接能源消費由4870萬噸標準油增長到7380萬噸標準油，年均增長2%。而同期農村居民直接能源消費量僅由3670萬噸標準油到4690萬噸標準油。2000-2012年期間，城鎮居民直接能源消費年均增長率為7.3%，到2012年已增至1.852億噸標準油。同期農村居民直接能源消費由4740萬噸標準油增長為1.215億噸標準油。研究期間，城鎮居民的直接能源消費結構發生了十分顯著的變化，煤炭消費量顯著下降，其占能源消費總量的比重由91.4%降為24.3%。雖然農村煤炭消費量的下降幅度比城鎮小，2012年煤炭仍占農村居民直接能源消費的50%以上。城鎮的電力、熱力、天然氣、成品油的消費量逐年上升。這表明在社會進步的大背景下人們生活水平的提高。而農村的成品油增長的幅度也比城鎮小，但電力比城鎮增長快。由以上分析可知，城鎮和農村居民直接能源消費量的差距在日益縮小，1980年農村居民人均直接能源消費僅是城鎮的18.1%，而2012年達到了72.7%。在此期間，城鎮居民人均直接能源消費起伏不定，說明城鎮化對城鎮居民人均直接能源消費的影響有限。但2012年直接能源消費是1980年的4倍，反映出農村居民生活水平得到了明顯提高。但是煤炭產品在農村居民直接能源消費中的比例仍占到50%，農村的基礎設施仍比城鎮落后。

（二）我國城鎮和農村居民間接能源消費

由圖3可以看出：居民間接能源消費總量增長穩定，由1987年的3.028億噸標準油增長到2002年的4.357億噸標準油，到2010年更是高達7.699億噸標準油，是1987年的2.5倍。其中，受消費支出影響，2002-2010年期間居民間接能源消費增長相對較快。1987年我國農村居民間接能源消費占居民間接能源消費總量的54.2%。2010年我國農村居民間接能源消費僅占總居民間接能源消費的22.1%。從2002到2010年，雖然農村人口持續減少，但農村居民人均間接能源消費增加，從而使農村間接能源消費也穩定增長。

我國城鎮比農村居民間接能源消費增速快。1987年我國的城鎮化率是25.3%。盡管此時城鎮居民的消費支出遠高于農村，但由于城鎮人口少，城鎮比農村居民的間接能源消費要小。城鎮居民間接能源消費是1.39億噸標準油，而農村是1.638億噸標準油。1990年開始城鎮居民間接能源消費超過農村，這年我國城鎮化率為26.4%。由于城鎮比農村居民的消費支出高，所以城鎮和農村居民間接能源消費的差距也在擴大。2000年我國城鎮居民間接能源消費是農村居民的2倍多，在2010年更是達到了3.5倍。

四、 分解結果

結果表明在我國城鎮化進程中居民直接和間接能源消費得到快速增長，而且在城鎮化的不同階段都有顯著變化。筆者分別用指數分解分析模型和投入產出結構分解分析模型來分析城鎮化對居民直接和間接能源消費和消費因素的影響。

（一）居民直接能源消費的分解結果

我國人口、城鎮化率、城鎮/農村居民人均直接能源消費以及城鎮/農村居民直接能源消費結構都有顯著的變化，從而導致了居民直接能源消費的變化，分解結果如圖4所示。在研究期間，我國總人口增長了31.2%，這促進了居民直接能源消費持續增長。而1996年至2012年期間城鎮化率比人口對居民直接能源消費的促進作用更大。居民人均直接能源消費對居民直接能源消費的影響可以分為兩個階段。1980-2000年期間，居民人均直接能源消費對居民直接能源消費的影響呈波動狀態。而到2001年以后，由于農村人均居民直接能源消費的增長導致居民人均直接能源消費的持續增長，從而促進了居民直接能源消費量的增加。由于人們生活水平和能源消費效率的提高，居民直接能源消費結構的變化抑制了居民直接能源消費的增長。

（二）居民間接能源消費的分解結果

城鎮和農村居民間接能源消費的差距在擴大。因為城鎮化改變了生活方式，城鎮居民比農村居民消費更多的洗衣機、電冰箱、空調、汽車以及其他耐用品。因此，城鎮化促進了居民總間接能源消費的增長。用投入產出結構分解分析模型得到的分解結果如圖5所示。除了2002-2005年，其余時期直接能源強度都抑制了居民間接能源消費的增長。而部門間的作用在2000-2005年促進了居民間接能源消費的增長，在其余時期則起到了抑制作用。反映出我國能源利用效率提高和產業結構的升級。居民消費支出刺激了居民間接能源消費的增長，居民消費結構也促進了居民間接能源消費的增長。

五、結論和政策建議

隨著城鎮化的日益推進，我國已經成為世界上第一大能源消費國。分析城鎮化對能源消費的影響顯得尤為重要。筆者首先分析了1980-2012年城鎮和農村居民直接能源消費的歷史及其結構的變化。然后用投入產出模型計算并比較了城鎮和農村居民間接能源消費量，最后通過指數分解模型和投入產出結構分解模型分析了直接能源消費和間接能源消費的影響因素。結果顯示城鎮化促進了我國居民直接能源消費持續增長，城鎮和農村居民直接能源消費結構也有顯著的改變。由于城鎮化進程，我國城鎮居民間接能源消費比農村居民增長得更快。分析結果對我國推進新型城鎮化提供了一些政策建議。

在推進新型城鎮化過程中，必須綜合考慮能源節約和城鎮發展。新型城鎮化必須兼顧能源效率，生態平衡和社會公平。首先，可以通過鼓勵居民削減對非必需品的開支，提高技術和產業結構升級來減少居民間接能源消費。其次，因為城鎮化促進了居民直接能源消費的增加，所以在我國城鎮化進程中應推進綠色建筑和低能耗的基礎設施的發展，建立低碳城鎮。政府應該提供更多的優惠政策來促進可再生能源的研究與發展。再次，地方政府應該更加關注基礎設施建設和城鎮擴張的決定。為了追求GDP的增長，地方政府都把注意力放在生產設施而不是公共服務設施上，這導致了在很多城鎮公共服務設施的短缺。而且，由于沒有特定的計劃，許多基礎設施工程以及城鎮的盲目擴張都導致了巨大的能源浪費。因此，中央政府應該在制定城鎮發展計劃時執行能源使用標準。

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[責任編輯、校對：楊栓保]