中國城鎮生活能源消費:影響因素分解及空間差異分析

劉滿芝，劉賢賢，陳 夢

(中國礦業大學 管理學院，江蘇 徐州 221116)

中國城鎮生活能源消費:影響因素分解及空間差異分析

劉滿芝，劉賢賢，陳 夢

(中國礦業大學 管理學院，江蘇 徐州 221116)

基于對數平均迪氏分解法(LMDI)從全國和省際層面將城鎮生活能源消費分解為能源結構效應、生活能源強度效應、消費傾向效應、收入效應和人口規模效應，對各效應逐年和累積效應貢獻度以及區域間的空間差異進行分析。結果顯示：收入、生活能源強度、人口規模均促進城鎮能耗增長，其中收入的影響效應最為顯著，而生活能源消費結構與居民消費傾向的變化抑制了生活能耗增長；各地區收入、人口規模、生活能源強度累積效應均為正值，而生活能源消費結構、居民消費傾向累積效應有正有負，呈現出明顯的空間差異。研究結果對遏制中國城鎮生活能耗增長、實現碳減排具有重要意義。

城鎮生活能源消費；LMDI；影響因素分解；空間差異

一、問題提出

2013年中國居民領域生活能耗已達45531萬噸標煤，占據能源消費總量的11%[1]，成為僅次于工業的第二大能源消費部門。作為全球最大的二氧化碳排放國，中國正面臨著巨大的碳減排壓力[2]，而城鎮居民生活能源消費作為中國居民領域生活能耗的主要貢獻者，對中國能耗總量以及溫室氣體排放的影響不容小覷。

在生活能源消費影響因素的研究上，國內外學者逐漸將焦點聚集在微觀層面：有學者探究了傳統住宅和凈零耗能太陽能住宅中氣溫變化對生活消耗的影響程度[3]，還有學者從微觀層面分析了人口學特征對中國生活能源消費的影響[4]。王文碟等(2014)研究了中國各省區人均生活能源消費與人均收入的關系及其空間差異[5]。而樊靜麗等(2015)則分析了城鎮化進程對東、中、西部地區居民生活直接用能的影響規律，發現城鎮化進程對中部地區居民生活直接用能的貢獻度最大[6]。在方法的選擇上，眾多學者運用多層次回歸的方法探究了宏觀經濟、氣候、住宅物理結構、家庭人口結構和電器使用情況對生活能源消費的影響[7-8]，也有學者運用結構方程模與面板數據的方法對生活能源消費影響因素進行探究[9-11]。由于LMDI分解模型能夠給出較為合理的因素分解，且結果不包括不能解釋的殘差項，因此近年來在能源消費影響以及碳排放因素分解方面獲得了廣泛應用。宋杰鯤(2012)將山東省能源消費碳排放分解為人口、人均財富、產業結構、能源消費強度和能源消費結構五方面效應，并發現人均財富對碳排放增加的影響最為顯著[12]。張偉等(2013)在對陜西省能源消費碳排放進行因素分解時發現經濟增長是拉動其能耗增長的決定性因素[13]。劉源等(2014)將廈門市碳排放強度分解為碳排放效率效應、能源強度效應、產業結構效應和經濟效率效應[14]。聶和肯普(Nie & Kemp，2014)從能源消費結構、單位居住面積的能源消費量、人均居住面積和人口規模四個方面對生活能源消費進行了因素分解[15]。還有學者將中國生活能源碳排放分解為能源消費結構、能耗強度、收支比、人均收入和人口規模五個因素[16]。

綜觀現有文獻發現，在生活能源消費及其碳排放因素分解方面，空間上對于單一省份或從全國層面進行分析的較多，而對各個省份進行詳細分析并探討區域間空間差異的較少。為對影響中國城鎮生活能源消費的因素進行分解，探究各影響因素作用力大小及不同省份之間的空間差異，本文將綜合考慮能源消費結構、經濟因素、人口規模和消費傾向，構建中國城鎮生活能源消費對數平均迪氏分解模型(LMDI模型)，分別從全國和省際層面探究影響生活能源消費量變動的因素。研究結果可為控制中國能源消費量、實現節能減排提供重要依據。

二、模型構建與數據來源

(一)模型構建

結合城鎮居民生活用能特點，本文將其影響因素分解為生活能源消費結構、城鎮居民生活能源強度、消費傾向、人均可支配收入和人口規模五大因素。

(1)生活能源消費結構。2000—2013年城鎮居民生活能源消費結構呈現出煤炭占比逐漸下降，石油、天然氣占比逐漸上升的趨勢。而有學者認為不同能源產生的能量品質不同，因此不同能源消耗的組合勢必會影響整體的能源利用效率和能源消耗量[15]。

(2)生活能源強度。即城鎮生活能源消費總量與消費支出總額的比。類似于恩格爾系數的定義[17]，生活能源強度能夠從一定程度上反映某地區居民生活水平的高低，該指標也會受到區域性氣候條件的影響。主要表現為某區域居民生活水平越高、氣候條件越惡劣，居民對于生活舒適性與便利性的要求越高，家用電器的使用頻率以及對于取暖制冷的需求相應增強，用于生活能源消費方面的支出占據總消費支出的比重便會隨之增加。

(3)消費傾向。陳訊和袁海蔚(2008)認為實際消費支出在影響中國生活能源消費需求的因素中處于支配地位[18]。2000年以來，中國城鎮居民消費傾向持續走低，家庭消費率已從1999年的46.7%下跌至2013年的37.3%[19]，而其對城鎮居民生活能耗是否具有顯著影響值得探討。

(4)人均可支配收入。人均可支配收入會顯著影響生活能源消費[5,10-11]，但由于區域間經濟的不均衡發展以及地理條件、資源稟賦等條件的不同，地區間生活能源消費量呈現出顯著差異。

(5)人口規模。學者通過研究表明人口作為能源消費系統中不可缺少的基礎性參數，其規模大小、年齡結構等均對生活能源消費具有重要影響。

本文應用對數平均迪氏分解法(LMDI)將城鎮生活能源消費分解為生活能源消費結構、生活能源強度、消費傾向、人均收入、人口規模五大因素，具體表達式如下：

(1)

其中E為歷年城鎮居民生活能源消費總量；i表示5種能源品種：煤、石油、氣、熱、電；Ei為城鎮居民第i類能源的生活消耗量；E為城鎮生活能源消費總量；C為城鎮居民實際消費支出；R為城鎮居民可支配收入；P為城鎮居民人口數量。對各個分解因素定義如下：Ei/E=S表示城鎮居民生活能源消費結構；E/C=EC表示城鎮居民生活能源強度；C/R=CR表示城鎮居民消費傾向；R/P=RP表示城鎮居民人均可支配收入。所以式(1)可以寫為：

E=∑iS×EC×CR×RP×P

(2)

對數平均迪氏分解法(LMDI)作為一種先進的指數因素分解技術近年來在各研究領域均得到了廣泛的應用，該方法包括“加法分解”和“乘法分解”兩種，兩方法分解結果一致，本文采用“加法分解”方式將式(1)進行分解。定義Et和E0分別為第t期和基期的城鎮生活能源消費量，則其綜合效應可表達為：

ΔEt=Et-E0=ΔES+ΔEEC+ΔECR+ΔERP+ΔEP

(3)

將式中ΔEt定義為期末與期初城鎮居民生活能源消費總量的差值，定義該增加值為總效應；根據對數平均迪氏分解法(LMDI)分解模型，總效應由五個方面構成：即生活能源消費結構效應ΔES、城鎮居民生活能源強度效應ΔEEC、消費傾向效應ΔECR、人均收入效應ΔERP和人口規模效應ΔEP。各分解因子對城鎮生活能源消費量的影響效應可表達為：

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

其中，ηS、ηEC、ηCR、ηRP、ηP分別表示生活能源消費結構效應貢獻率、城鎮居民生活能源強度效應貢獻率、消費傾向效應貢獻率、人均收入效應貢獻率和人口規模效應貢獻率。

(二)數據來源及處理

研究樣本區間為2000—2013年，城鎮居民生活能源消費總量以及煤、石油、氣、熱、電各類生活能源消費量數據來源于2000—2014年《中國能源統計年鑒》，根據國家標準《綜合能耗計算通則》將城鎮生活能源消費各類能耗折算成標煤，以此計算出全國以及各省份城鎮生活能源消費總量。由于寧夏、西藏、香港、澳門以及臺灣地區數據難以獲得，因此將五個地區剔除以保證數據的可比性與連貫性；城鎮居民消費支出、城鎮居民收入、城鎮居民人口和居民消費價格指數數據來自于2000—2014年《中國統計年鑒》以及2000—2004年《新中國六十年統計資料匯編》，其中城鎮居民消費支出、城鎮居民收入指標均運用居民消費價格指數進行平減，剔除價格因素影響。

三、結果與分析

本文以2000年為基期，運用對數平均迪氏分解法(LMDI)分別從全國層面和省際層面兩個角度對中國2000—2013年城鎮生活能源消費進行因素分解，計算出各分解因素在全國層面和省際層面(生活能源消費結構、生活能源強度、消費傾向、人均可支配收入、人口規模)的逐年效應進而累積效應及二者貢獻率，同時對于不同影響因素效應的省際差異進行分析。

(一)全國城鎮生活能源消費影響因素分解

實證分析得到的2000—2013年全國層面城鎮生活能源消費影響因素的逐年分解結果如表1所示。

表1 2000—2013全國層面城鎮生活能源消費各影響因素分解(萬噸標煤)

由表1可知，2000—2013年中國城鎮生活能源消費總量共增加了22 470.93萬噸標煤，其中生活能源消費結構效應導致總量減少了414.10萬噸標煤，生活能源強度效應導致總量增加了7 410.85萬噸標煤，消費傾向效應導致總量減少了639.58萬噸標煤，人均可支配收入效應導致總量增加了9 816.54萬噸標煤，而人口規模效應的變化導致城鎮生活能源消費總量增加了6 297.23萬噸標煤。

圖1 全國層面城鎮生活能源消費各影響因素逐年效應貢獻率(2000—2013年)

由圖1及圖2可知，2000—2013年城鎮人均可支配收入的累積效應占據城鎮生活能耗變動總效應的43.69%，其絕對值高于其他影響因素，也即人均可支配收入是影響中國城鎮生活能耗增長的決定性因素。從逐年效應來看，人均可支配收入單一年度的效應值均為正值，且在2000—2013年呈現波動式增長的態勢，其對各個年度綜合效應的貢獻率均維持在32%～57%之間。這說明隨著經濟的發展以及城鎮化水平的不斷提高，城鎮居民可支配收入隨之增長，居民便會購買更多的能源產品以提高生活的舒適性與便利性，因此城鎮生活能源消費量便隨之大幅度增加。

生活能源強度對城鎮生活能耗增長的累積效應貢獻率為32.98%，僅次于人均可支配收入，成為影響城鎮生活能耗的第二大正向因素。從逐年效應來看，僅2006年效應值為負且其絕對值與其他年份相比較小，其余年份對各個年度總效應的貢獻率在25%～70%之間變動，在2007年達到最大值69.23%，也即在2000—2013年雖有個別年份生活能源強度的降低一定程度上抑制了城鎮生活能耗的增長，但其抑制作用遠遠小于多數年份的拉動作用，城鎮居民居高不下的生活能源消費強度是造成城鎮生活能耗持續增長的重要因素。同時也反映出城鎮居民生活能源利用效率仍然較低，這成為中國遏制能源消費增長、實現碳減排目標的重要障礙。

人口規模累積效應占據城鎮生活能耗增長總效應的比重為28.02%，是2000—2013年促進城鎮居民生活能耗增長的第三大正向因素。從逐年效應來看，各年度效應值均為正值且呈現出波動式上升的趨勢，也即城鎮人口的逐年增長持續拉動了居民生活能耗的增長。2000年城鎮化率為36.2%，2013年為53.7%，年均增長率達到3.08%，近年來政府雖然采取了相應措施管控城鎮人口過快膨脹，但是巨大的人口基數和持續提高的城鎮化水平致使城鎮人口仍快速增長，這為降低生活能耗、建設低碳城市造成了巨大壓力。

城鎮居民消費傾向累積效應貢獻率為-2.85%，成為五因素中抑制生活能源消費增長主要因素。從逐年效應來看，除2008年、2009年與2012年以外，其他年份年度效應值均為負值，也即在2000—2013年城鎮居民消費傾向持續抑制了城鎮生活能耗增長。近年來中國經濟增速放緩，而城鎮居民力爭生活水平提高的主觀愿望和開銷不斷增加的客觀現實，都使得城鎮居民預期支出大大增加，因此居民會增加儲蓄而減少當前消費支出，因此預期居民消費傾向將持續抑制城鎮生活能耗增長。

生活能源消費結構對生活能源消費增長起到負向抑制作用，但是該作用較小，2000—2013年其累積效應貢獻率僅為-1.84%，是五因素中對城鎮生活能耗變動影響最小的因素。究其原因可發現，2000—2013年城鎮居民生活能源消費結構雖然發生了一定變化但變化不大，表現為：除煤炭占比由2000年的32.39%下降到2013年的10%，變化較大以外，電和石油占比分別由2000年的39.62%、15.43%增長至2013年的44.89%和20.87%，年平均增長率僅為0.97%和2.4%，而氣和熱消費量占城鎮生活能源消費總量的比例變動更小[17]。從逐年效應來看，除2004年、2005年和2010年效應值為正以外，多數年份效應值均為負值，城鎮生活能源消費結構在多數年份對生活能耗增長的抑制作用抵消了少數年份的促進作用，也即近年來頒布的煤炭去產能、促進新能源產業發展等方面的政策改變了城鎮居民生活能源消費習慣，優化了居民生活能源消費結構，最終有效地抑制了生活能源消耗增長。

(二)省際城鎮生活能源消費影響因素分解及空間差異分析

2000—2013年中國不同區域間生活能源消費增量呈現出顯著的空間差異：城鎮生活能源消費增量較大的地區為北京、上海、浙江、廣東、吉林、遼寧等經濟發達地區以及取暖制冷需求較為強烈的黑龍江、遼寧，而城鎮生活能源消費增量較小的地區為青海、甘肅、云南、海南、江西等經濟欠發達地區。增量最大的為廣東，其城鎮生活能源消費量在2000—2013年增加了1 799.50萬噸標煤，而增量最小的為青海，其城鎮生活能源消費量在2000—2013年僅增加了23.34萬噸標煤[17]。由于地理因素、資源稟賦、人口規模以及經濟發展水平不同，不同區域間城鎮生活能源消費水平也呈現出明顯的地域特征，為針對性地制定適用于不同區域的生活能源消費政策，需對不同區域間生活能源消費影響因素效應的差異性進行探討。

由圖3可知，2000—2013年29個省(直轄市、自治區)人均可支配收入、人口規模、生活能源強度累積效應均為正值，即29個省(直轄市、自治區)人均可支配收入增加、人口規模增長、消費傾向增加均促進了城鎮生活能源消費的增長。而生活能源消費結構、居民消費傾向累積效應在29個省(直轄市、自治區)中有正有負，顯示出明顯的空間差異。城鎮人均可支配收入是促進大多數地區生活能耗增長的主要因素，表現為全國各地區人均可支配收入累積效應貢獻率均為正值，且除廣西外，各地區人均可支配收入累積效應占據總效應的比重最大。

圖3 省際城鎮生活能源消費影響因素累積效應貢獻率

生活能源強度成為促進大多數地區城鎮生活能耗增長的第二大正向因素，但是其累積效應貢獻率大小有著顯著差異，變現為廣東、江蘇、浙江、北京、上海等經濟發達地區生活能源強度累積效應對綜合效應貢獻率較低，而經濟欠發達的廣西、云南、新疆、甘肅、海南等地區生活能源強度累積效應對綜合效應貢獻率較高。這主要是因為經濟發達區域城鎮居民生活能源消費節能技術與設施發展迅速，生活能源利用效率較高，且該區域居民節能意識較高，因此生活能源強度對于生活能耗增長的貢獻程度較欠發達區域若。而加快欠發達地區經濟發展速度、促進該區域節能技術的發展與節能基礎設施的建設，從而提高居民生活能源利用效率成為抑制欠發達區域城鎮生活能耗增長的重要手段。

人口規模作為促進各地區城鎮生活能耗增長的重要因素，其累積效應對綜合效應的貢獻率在不同區域間呈現出一定的空間差異：城鎮化水平較高的北京、上海、天津、廣東、內蒙古等地與城鎮化水平較低的甘肅、云南、青海相比，2000—2013年人口規模累積效應對總效應的貢獻率較高，也即城鎮化水平的不同成為區域間城鎮生活能耗增長呈現出顯著空間差異的重要影響因素。

城鎮居民消費傾向累積效應對各地區城鎮生活能耗增長綜合效應的貢獻率有正有負：除廣東、浙江、北京、上海貢獻率為正值外，其他25個地區均為負值，也即廣東、浙江、北京、上海城鎮居民消費傾向促進了城鎮生活能耗增長，而其他地區居民消費傾向均對城鎮生活能耗增長起到抑制作用。

城鎮居民生活能源消費結構累積效應對綜合效應的貢獻率有正有負：黑龍江、遼寧、貴州、廣西、重慶、吉林、新疆、云南、江西、甘肅、海南、青海貢獻率為正值，其余地區貢獻率均為負值。也即中國東部區域以及中、西部部分經濟較為發達的區域城鎮居民生活能源消費結構優化抑制了城鎮生活能耗增長，但是該抑制作用與人均可支配收入、人口規模、生活能源強度等因素對城鎮生活能源增長的拉動作用相比十分微弱，而中、西部大部分區域城鎮居民生活能源消費結構變化促進了城鎮生活能耗增長。

四、結論與建議

本文根據《綜合能耗計算通則》測算了全國及各省(直轄市、自治區)2000—2013年城鎮生活能源消費總量，運用對數平均迪氏分解法(LMDI)將生活能源消費總量變動分解為生活能源消費結構、生活能源強度、消費傾向、人均可支配收入、人口規模五方面效應，測算出逐年效應、累積效應及其貢獻度，并在此基礎上分別對全國及各地區2000—2013年的城鎮生活能耗增長效應進行分解，得到結論與建議如下：

(1)從全國層面來看，2000—2013年城鎮居民生活能源消費結構、城鎮居民消費傾向的變動抑制了城鎮生活能耗增長，而人均可支配收入、人口規模與生活能源強度對城鎮生活能耗增長具有正向影響。因此政府應控制城鎮人口過快增長，并積極發展生活能源節能技術與設施，提高居民用能效率；同時應制定相應政策調整優化居民生活能源消費結構，在社會節能宣傳之外，更應依賴于價格機制[20]，合理引導居民消費傾向，從而有效抑制生活能耗增長。

(2)無論全國層面還是省際層面，人均可支配收入均為促進城鎮生活能源消費增長的主要因素，而如何制定相應政策在維持人均可支配收入增長的前提下，改變居民能源消費觀念、調整居民支出結構、提高居民用能效率，從而發揮生活能源結構優化和能源效率提高對生活能耗增長的抑制作用成為降低能源消費總量的關鍵。

(3)人口規模與生活能源強度是促進城鎮生活能耗增長的重要因素。從逐年效應來看，無論是全國層面還是省際層面，人口規模與生活能源強度效應值在絕大多數年份均為正值，也即人口規模與生活能源強度對城鎮生活能耗增長產生了持續的拉動作用，且大多數地區生活能源強度的拉動作用略小于人口規模的拉動作用。巨大的人口基數與較高的城鎮化發展水平以及較低的生活能源利用效率為降低城鎮生活能源消費造成了巨大壓力，政府應制定相應政策遏制城鎮人口過快增長、提高生活能源利用效率。

(4)生活能源消費結構與居民消費傾向是遏制城鎮生活能耗增長的重要因素。但是其影響效應與人均可支配收入、生活能源強度、人口規模等因素相比較為微弱，也即城鎮居民人均可支配收入、生活能源強度、人口規模變動對生活能源消費增長的拉動作用抵消了生活能源結構與消費傾向對生活能源消費增長的遏制作用，致使2000—2013年城鎮生活能源消費量持續增長。因此，政府應采取措施加強生活能源消費結構調整與居民消費傾向變動對生活能耗增長的遏制作用，促進國家碳減排以及建設低碳城市目標的實現。

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(責任編輯：周 斌)

Factor Decomposition and Spatial Differences of Chinese Urban Household Energy Consumption

LIU Manzhi,LIU Xianxian,CHEN Meng

(China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China)

Based on the logarithmic mean Divisia index (LMDI)method,this paper explored five effects of the urban household energy consumption from the energy consumption structure,household energy intensity,consumption tendency,the per capita disposable income and the population size,at national and provincial level,and the spatial difference of each effect and the contribution degree were also analyzed.The results show that,the growth of the per capita disposable income,household energy intensity and the population size could promote the growth of urban household energy consumption at national level,and the per capita disposable income is the decisive factor,while the energy consumption structure and consumption tendency inhibit the growth.The cumulative effect of the per capita disposable income,household energy intensity and the population size of samples are positive,and some cumulative effect of the energy consumption structure and consumption tendency of samples are positive,while others are negative.The results are significant for reducing energy consumption and achieving carbon emission reduction.

urban household energy consumption；LMDI；factor decomposition；spatial difference

10.13504/j.cnki.issn1008-2700.2017.05.002

2017-02-23

國家自然科學基金項目“煤炭價格波動機理及對我國實體經濟的傳導效應研究”(71573255)；中國博士后科學基金資助項目“福利損失補償視角下供運需協同的電煤應急儲備規模研究”(2014M551708)；江蘇省博士后科研資助計劃“國家煤炭應急儲備最優規模的決策模型研究”(1302079B)；江蘇省社會科學基金“信息干預對江蘇居民習慣性節能行為的作用機理與引導策略研究”(15JD037)；江蘇省高校哲學社會科學基金項目“居民習慣性節能行為的信息干預機理及優化機制研究”(2015SJD435)；江蘇高校國際能源政策研究中心資助項目

劉滿芝(1978—)，女，中國礦業大學管理學院副教授；劉賢賢(1991—)，女，中國礦業大學管理學院碩士研究生；陳夢(1992—)，女，中國礦業大學管理學院碩士研究生。

F062.1

A

1008-2700(2017)05-0013-08