寧夏與甘肅能源生態效益對比及對策建議

王建民　韋曉宏

(1.蘭州財經大學經濟學院　甘肅蘭州　730020；2.蘭州財經大學農林經濟管理學院　甘肅蘭州　730020)

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寧夏與甘肅能源生態效益對比及對策建議

王建民1韋曉宏2

(1.蘭州財經大學經濟學院甘肅蘭州730020；2.蘭州財經大學農林經濟管理學院甘肅蘭州730020)

摘要：本文對寧夏與甘肅兩省2007—2013年能源生態效益進行了計算，計算結果顯示：甘肅省能源生態壓強從2007年的0.914倍增加到2013年的1.318倍，能源足跡盈余2007年為0.152ha，2013年為-0.559ha，能源生態效益值從2007年的6519元/ha增長到2013年的10489元/ha；寧夏能源生態壓強由2007年的3.508倍增加到2013年的7.325倍，生態赤字由2007年的2.729ha增加到2013年的6.419ha，能源生態效益由2007年的3945元/ha增加到2013年的5274元/ha；兩省能源生態效益在朝著可持續方向發展，但仍遠低于同時期全國最優水平，處于弱可持續發展區。基于上述計算結果，本文提出了相應的對策建議。

關鍵詞：能源生態效益；能源足跡；可持續發展；生態壓強；生態赤字

長期以來，由于人們在社會生產活動中過分追求經濟效益，不重視生態效益，致使生態系統結構性失衡，多種資源開發陷入困境，給人們的生活帶來了諸多影響，經濟發展也受到阻礙。人類的社會再生產活動以生態環境為載體，以取得經濟效益為目的，只有順應自然規律和經濟規律，才能達到預期目的，實現生態效益和經濟效益的共同提高。傳統意義上生態環境被當作公共資源而不被重視，但近年來生態環境作為公共資源逐漸受到重視，逐漸作為有價值的消費品出現在人們的視野中[1,2]。在未來一段時期內，城鎮化進程將繼續加速推進，能源消費的持續增長不可避免[3]。在經濟發展和城鎮化的雙重約束下，區域生態環境將承受巨大壓力，人們對能源生態效益的研究也就顯得十分必要。

一、相關研究狀況

一般認為生態效益是指人們在生產中依據生態平衡規律，使自然界對人類的生產、生活條件和環境條件產生的有益影響和有利效果，它關系到人類生存發展的根本利益和長遠效益。一般從生態平衡的角度來衡量生態效益。在綜合考慮“能源-經濟-環境”(3E)復合巨系統的背景下，世界企業可持續發展委員會(WBCSD，1996)和經濟合作與發展組織(OECD，1998)將生態效益定義為產品或服務的價值與其對生態環境沖擊的比值。徐國泉等[4](2009)根據生態足跡理論，對中國八大經濟區進行了能源生態足跡測算，提出了能源生態效益等概念，并繪制了全國能源生態效益最優邊界。關偉等[5](2015)根據考慮非預期產出的SBM模型對中國省級能源生態效率進行了測度，認為中國能源生態效率存在明顯的空間效應，省級層面能源生態效率表現出顯著的集聚特征。

2007年以來，我國對能源產業進行了調整，并且我國越來越重視能源生態文明建設，因此，我們有必要從省際層面對能源生態效益進行研究。作為西北地區具有代表性的甘肅省和寧夏回族自治區，不僅地理地形極為相似，而且氣候環境及能源消費和需求具有相似性。兩者在人口層面都呈現出“大城市不大，小城市太小”的特征，但在社會生活及產業結構存在諸多差異。甘肅省的地形東西橫長，寧夏的地形則南北縱長、橫縱交叉，通過對兩者的能源生態效益進行對比分析，可以大致了解西北地區的能源狀況及經濟可持續發展狀況。這對于制定降低各節點省份能源邊際成本的政策措施大有裨益。

二、研究對象概況

本文選取寧夏回族自治區和甘肅省為研究對象。

寧夏回族自治區位于北緯35°14~39°23，東經104°17～107°39之間，資源以煤和非金屬為主，金屬礦產較貧乏，已獲探明儲量的礦產種類達34種。煤炭探明儲量300多億噸，預測儲量2020多億噸，儲量位居全國第六位，人均占有量是全國平均水平的10.6倍，且煤種齊全，煤質優良，分布廣泛，含煤地層分布面積約占寧夏面積的1/3，有賀蘭山、寧東、香山和固原四個含煤區。石油、天然氣分布于靈武、鹽池地區，屬中小型油(氣)田。寧夏石油、天然氣有相當大的儲量，具備發展大型石油天然氣化工的良好條件。

甘肅地處北緯32°31′～42°57′，東經92°13′～108°46′，溝通黃土高原、青藏高原、內蒙古高原，東通陜西，南瞰巴蜀、青海，西達新疆，北扼內蒙古、寧夏，西北出蒙古國，輻射中亞。經過多年的開發建設，甘肅已形成了以石油化工、有色冶金、機械電子等為主的工業體系，成為中國重要的能源、原材料工業基地。甘肅省能源種類較多，除煤炭、石油、天然氣外，還有太陽能、風能等新能源。其中，石油可采儲量為6億噸，天然氣探明儲量31.57億m3，集中分布在河西玉門和隴東長慶兩油區。全省煤炭預測儲量為1428億噸，已探明125億噸，保有資源儲量120億噸，煤炭資源集中分布于慶陽、華亭、靖遠和窯街等礦區。風能資源豐富，總儲量為2.37億kW，風力資源居全國第5位，可利用和季節可利用區的面積為17.66萬k，主要集中在河西走廊和省內部分山口地區，河西的瓜州素有“世界風庫”之稱。甘肅也是我國太陽能最為豐富的三個區域之一，年太陽總輻射值大約為4800～6400兆焦/m3，其中河西西部、甘南西南部是我國太陽能資源最豐富的地區，按現有利用水平測算，可開發資源量約為520萬噸標準煤/年。

三、寧夏和甘肅能源生態效益評價

(一)能源足跡相關概念與計算

能源足跡這一概念是由生態足跡轉化而來，指某一區域一定時期內生產或消費一定量能源能量所需的等值土地面積。Wackernagel M 和Rees W E同時認為能源轉換用地面積可用保持氣候穩定情景下吸收人類活動所排放二氧化碳所需土地面積來代替[6]。各類能源人均能源足跡 ：

(1)

其中，ei為人均能源消費量(tce)；1tce標準煤折合熱量為29.27GJ；Qi為各類能源人均熱值；EQi為第i種能源的足跡轉換系數(i=煤、石油、天然氣、水電、核能)。各種能源足跡轉換系數見表1。

表1　能源足跡轉換系數(以熱值計算)

數據來源：WWF.Living planet report,2000。

其中各類能源折合標準煤消費量Ei：

(2)

其中，Ei為第i類能源折合標準煤消費量(i=煤、石油、天然氣、水電)；Eij為第i類能源的第j種產品的實物消費量；θij為第i類能源的第j種產品的折算標準煤系數。各種能源折算標準煤系數見表2。

表2　能源折算標準煤系數表

數據來源：《2005中國能源統計年鑒》。

在獲得人均能源足跡的基礎上，可以求出總的人均能源足跡：

(3)

為了保證其他物種的生存空間，生態足跡在分析中預留出12%的地球空間來作為生物多樣性保護面積[7]，因此，考慮生物多樣性保護后的人均總能源足跡可以表示為:

(4)

根據上述計算方法和指標，對2007—2013年寧夏和甘肅兩省能源足跡進行計算，結果見表3。

表3　寧夏和甘肅能源足跡結果表

數據來源：《2008—2014年寧夏統計年鑒》《2008—2014年甘肅省發展年鑒》。

(二)生態足跡供給計算

生態足跡供給是與生態足跡相對應的概念，指區域所能提供給人類生產的土地面積總和[4]。公式為：

(5)

其中，ec表示人均生態足跡供給或人均生態承載面積；Ai表示不同類型生態生產性土地面積；EQi表示等量化因子；N表示總人口數；Yi表示不同類型生產性土地產量調整系數，用單位面積生物生產力與全球平均生物生產力比值表示。假設甘肅省和寧夏回族自治區的行政面積即為生態生產面積，在此前提下分析甘肅與寧夏的能源生態壓強。

(三)能源生態壓強及生態承載力概念

壓強概念源于物理學。一般將能源足跡與生態面積的比值定義為生態壓強或生態壓力，公式為：

(6)

生態壓強越大，說明區域內生態環境壓力越大。在此基礎上，計算生態赤字：

ed=ec-ef

(7)

經計算得出寧夏和甘肅兩省2008—2013年對應人均生態壓強和生態赤字情況如表4所示。

表4　寧夏和甘肅能源足跡供給、生態壓強及生態赤字結果

數據來源： 《2008—2014年寧夏統計年鑒》《2008—2014年甘肅發展年鑒》。

由表4可知，人均生態足跡供給基本穩定的前提下，兩省生態環境的壓力在逐年增加，生態赤字問題也越來越嚴重。

(四)能源生態效益

產品或服務價值可以用產能、產量、總營業額等表示，對環境的沖擊我們可以用總能耗、原料總能耗、溫室氣體排放總量等表示。為了量化目標，將生態效益總結為：

生態效益比值=產品或服務價值/對環境的沖擊

或認為能源生態效益(Energy Eco-efficiency,EE)：

(8)

或

(9)

(10)

其中，EF為能源足跡；n為能源生態效益率。

四、寧夏和甘肅生態效益計算結果與分析

(一)計算結果

2007—2013年寧夏和甘肅兩省能源生態效益值估算結果見表5。

表5　寧夏和甘肅生態效益值、能源生態效益率

數據來源：《2008—2014年寧夏統計年鑒》《2008—2014年甘肅發展年鑒》。

兩者能源生態效益值有所增加，但是仍低于全國能源生態效益最優邊界[4]，表現出較弱的可持續性。

(二)結果分析

將上述計算結果反映到圖中，如圖1至圖3所示。

圖1　2007—2013年甘肅省能源足跡、生態足跡供給、生態赤字及生態壓強

1．從上圖中可以看到甘肅省能源足跡需求和供給出現了一個交替上升的趨勢：2007—2009年表現為能源足跡少于生態足跡供給，2010—2013年能源足跡迅速擴大，并超出地區生態足跡供給量；地區生態足跡供給基本穩定的情況下，能源足跡不斷增大，表現為能源的消費量增加，能源生態狀況逐漸由盈余轉為赤字，2013年人均生態赤字0.559ha，短期內赤字面積有不斷擴大的趨勢；在甘肅省經濟快速發展導致能源足跡盈余由正轉負的背景下，2007—2013年，甘肅省生態壓力不斷增加，生態壓強倍數曲線雖然較平穩，但生態壓強倍數表現出不斷增加的趨勢，從2007年的0.914倍增加到2013年的1.318倍；生態壓強曲線與生態赤字線表現為加速分離趨勢，呈左旋轉“八”字形分化狀，這對地區緩解生態壓力提出挑戰。

圖2　2007—2013年寧夏回族自治區能源足跡、生態足跡供給、生態赤字及生態壓強

2．由圖2可知，寧夏人均生態赤字由2007年的2.729ha迅速增加到 2013年的6.419ha，增長近2倍，短期內赤字面積有不斷擴大的趨勢，轄區內產業結構亟待優化；寧夏生態壓力不斷增加，生態壓強倍數不斷增加，從2007年的3.508倍增加到2013年的7.325倍，增加了一倍多。寧夏生態壓強和生態赤字狀況與甘肅省類似，都有加速分化的趨勢，可能的原因是寧夏和甘肅兩省區生態環境狀況相近且形勢都比較嚴峻，水資源短缺和土地荒漠化是導致兩省區環境承載壓力過大的主要原因。寧夏人均能源足跡遠遠超過能源足跡供給，且短期內有急劇擴大的趨勢，因此，寧夏進行能源結構調整和提高能源效率已迫在眉睫。

圖3　2007—2013寧夏和甘肅能源生態效益及能源生態效益率

3．從圖3可以看出，雖然甘肅省區域生態壓力形勢不容樂觀，但能源生態效益及能源生態效益率則表現出較好的走勢。2007—2013年，甘肅省能源生態效益在不斷增加，從2007年的6519元/ha增長到2013年的10489元/ha，增加了將近一倍；寧夏能源生態效益相對較差，自2007年到2013年效益值并未有太多增長，2007年為3945元/ha，到2013年也只有5274元/ha，自治區內可持續發展水平較低，區域經濟發展還處于較弱的可持續性水平；兩省能源生態效益率均表現出逐年下降的趨勢，說明近年來經濟發展中主要靠能源消費拉動的產業對地區經濟增長的貢獻在下降，地區經濟增長方式不再主要依靠能源型產業，而是其他產業，尤其是第三產業中的服務業得到了快速發展；寧夏經濟發展產業結構比例仍不合理，且企業屬性太過單一，民營企業發展較緩慢，由于人口分布不均衡導致第三產業發展較為疲軟。主要經濟增長方式的轉變對未來緩解甘肅省生態承載壓力十分有利，但寧夏的環境承載壓力緩解之路仍任重而道遠。

五、建議與討論

(一)建議

1.在參考以往研究者對寧夏和甘肅兩省能源效益評估數據的基礎上，我們可以大致了解西北地區的能源生態狀況及環境承載狀況。由甘肅省人均能源足跡變化趨勢，大致可推斷陜西、青海東部地區的能源足跡都在不斷增加，能源生態也由盈余轉為赤字，能源生態壓力增大，能源生態效益雖然低于全國能源效益最優邊界，但是有不斷改善的趨勢，且增加量明顯。而由寧夏的能源足跡變化趨勢，我們可以大致了解新疆東部、內蒙古西部能源足跡情況，其環境狀況嚴峻。兩者的能源生態效益在朝著可持續方向發展，向能源消費最優邊界線靠近趨勢明顯，整體生態壓力仍在不斷增加，生態脆弱性問題較嚴重，這對經濟增長及生態文明建設提出了更高的要求。同時兩者作為絲綢之路經濟帶的重要節點省份，應充分考慮區域生態環境和經濟發展可持續性。可行的生態補償機制和新能源創新應用是緩解西北地區能源生態效益差、可持續發展水平低的重要手段和舉措。

2.雖然寧夏和甘肅兩省能源生態效益出現增長趨勢，但增長速度仍令人不太滿意。未來的經濟發展及環境治理應當相互合作，共同促進，做好跨區域協作。這不僅對解決兩省區能源利用和環境問題有幫助，對西北地區環境與能源狀況改善也大有裨益。

(二)討論

本文在評估區域能源生態效益時未充分將水資源作為西北地區主要影響因素進行分析，也未考慮新能源發展狀況。今后的研究應當著重將資源制約引入到能源生態效益評估體系進行深入研究，并加強西北地區新能源開發利用，使區域經濟朝著強可持續性發展。同時，應當多借鑒與中國西北地區地理狀況相近的中西亞各國的經驗，加強信息和技術交流。應將西北地區各省份聯系起來，形成“能源-環境”互動網，開創區域協同發展與合作的新局面，為經濟增長和能源利用提供智力支持和創新基礎。

參考文獻：

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[責任編輯楊瑜]

中圖分類號：F426.2

文獻標志碼：A

文章編號：2095-1124(2016)01-0019-06

作者簡介：王建民(1987—)，男，碩士研究生，研究方向為生態經濟與可持續發展。

收稿日期：2015-10-24