消費總量控制下的能源空間配置路徑及優化策略

劉冰　孫作人　孫華臣

摘要 本文嘗試性將能源集中化配置模型引入到能源消費總量控制的研究框架，使用規模報酬不變與可變DEA模型，對山東省17地市2005-2015年的工業能源利用效率進行測度，進而結合各地市的邊際節能成本（邊際能源貢獻）分析對能源進行優化配置，找出最優能源利用路徑。研究發現：①山東省工業并未出現能源利用的規模報酬遞減趨勢，各地市實現了工業發展與能源優化利用的同步。②濟南、青島、煙臺工業具有較高的能源效率，能夠為其它地市的產業轉型升級提供技術、經驗與資金支持，形成技術擴散效應。③位于省區邊界的濱州、聊城、臨沂、棗莊能源利用效率不高，與其靠近內陸且缺乏中心城市輻射帶動有關。④各地市最優消費路徑比較實際消費路徑，都呈現不同程度的偏移。偏移最大的為能源效率較高的青島、煙臺、威海等與能源效率較低的棗莊、日照、淄博與萊蕪，特別是能源利用效率較低的上述四地市，必須縮減原始能源消費量20%以上，此分配結果與這些地區工業能源利用效率較低的表現相一致。據此可知，經濟發達地區實際能源消費量普遍低于最優能源消費量，為負向偏離，可采用持續寬松的能源消費約束;經濟次發達地區實際能源消費量相對最優能源消費量偏離較小，應維持現有能源消費量，保持能源消費低速增長的路徑;經濟不發達地區實際能源消費量普遍高于最優能源消費量，為正向偏離，應改變其能源依賴的發展模式，形成規制型的能源消費路徑。

關鍵詞 能源消費總量控制;能源利用效率;能源集中化空間配置模型;DEA

中圖分類號 F206

文獻標識碼A

文章編號1002 - 2104（2019） 01 - 0096 -11

DOI：10.12062/cpre. 20180914

能源是經濟發展的動力來源。伴隨經濟規模的增長，能源消費量也在持續增加，產生大量的污染物排放，環境壓力加大。在我國越來越重視生態文明建設的大背景下，資源環境約束也越來越大。傳統經濟增長模式下，環境容量約束矛盾越來越突出。特別是，為全面提高生態文明建設水平，國家實行了能源消費總量和強度雙控機制，對于高耗能傳統產業占比較大的能源消耗大省的影響和沖擊更大，迫使這些省份一方面優化產業結構，降低產業能耗水平;另一方面，有必要探索能源消耗總量的最優空間配置和優化，提高定量限制的能源產出效率和效益。山東省是我國能源消費第一大省，傳統產業發展基礎好，重化工特征明顯，能源雙控機制對山東經濟發展沖擊較大。優化山東能源空間配置可以減少能源雙控機制的負面影響，也可為其他省份提供可借鑒的能源空間配置路徑方法及策略，對更好地推進能源雙控機制落地和提高政策實施效率有很大的借鑒意義。

選擇山東作為研究樣本，還考慮以下原因：①在能源消費方面，2015年山東省能源消費量37 945萬t，占全國能源消費量的8.48%，位列第一。山東除了是我國能源消費第一大省外，還存在過度依賴煤炭消費的問題，2015年山東省s0，、NOx與煙粉塵排放量分別為152.57萬t、142.30萬t與108.25萬t，分別位列全國第一、第一與第二位，同樣位居前列。因此山東在能源利用方面的問題具有代表性，對其進行研究具有普遍意義。②山東的產業結構、區域發展結構同全國的情況高度相似，尤其是重化工業比重高、東中西發展不平衡等問題突出，對于研究能源配置路徑及優化策略具有很強的代表性。以產業結構為例，2015年山東省三次產業與重工業比重分別為45.3%與31.8%，與全國42.4%與32.6%的比重極為相似。在區域產值分布上，2015年魯東（青島、煙臺與威海）、魯中（濟南、淄博、濰坊、泰安）與內陸地區的10個城市GDP比約為3：3：4，呈現明顯的東強西弱特征，與我國的東中西經濟布局具有相似性。③選擇代表性、典型性省份作為研究樣本，可以使研究建立在更形象的研究框架下，得出的研究結論更具體、更細致，一定程度上也能起到“以小見大”的效果。

1 文獻綜述

能源消費總量控制是這些年我國為實現節能減排和提高生態文明建設水平推出的一項帶有全局性和“釜底抽薪”式的舉措。以前，圍繞能源消費總量控制的研究，多集中于能源消費與環境污染、總量控制策略等方面。在能源消費與環境污染研究方面，眾多學者認為環境污染問題是能源消費總量控制的重要動因，特別是現階段，我國經濟增長仍離不開能源消費的支撐，在能源消費總量持續攀升階段，優化能源消費結構是降低能耗污染的一個重要抓手。從國際經驗來看，凡是能源結構以煤炭為主的國家，都經歷過大氣污染嚴重的發展階段。能源消耗總量的增加將直接引致污染物排放量的上升，特別是大量的煤炭消費是霧霾的主要誘因。對我國而言，以煤炭為主的能源消費結構是造成大氣污染的根本原因，特別是霧霾污染與煤炭消費顯著正相關。張軍和王圣提出煤炭消費總量控制的多階段、多目標模式，認為我國已經進入煤炭減量替代階段。一些學者認為，改變能源消費結構以及優化產業結構是治理霧霾的關鍵，新能源開發將有助于控制環境污染，短期內減少劣質煤的使用是較為有效的途徑。高湘昀等人利用向量自回歸模型、脈沖響應函數和方差分解等方法對京津冀能源消費結構與環境變量的關系進行檢驗，研究發現：能源消費結構與主要污染物存在顯著的協整關系，其中煤炭消費能夠迅速影響大氣污染物排放。王姍姍等人建立自回歸分布滯后一誤差修正模型對能源消費要素與環境污染的關系進行細化研究發現：能源消費總量和結構對不同污染物的長期和短期影響存在較大差異。林伯強和李江龍認為環境治理同樣能夠倒逼能源結構轉變，特別是對煤炭消費起到顯著的抑制作用。

隨著試點省份工作的推進，能源消費總量優化控制研究逐步增加。吳凡對我國節能目標進行了分解與分配，發現經濟發展階段、生產技術水平等經濟因素是制約節能目標完成的關鍵因素，其中，工業節能依舊是我國完成中長期節能目標的決定因素。戴彥德等人認為，能源消費總量控制應以一定區域的節能指標為依據，計算出各種能源的允許消耗總量，并據此對區域內的相關部門做出能耗限額規定，以達到有計劃地實現節能目標的目的，節能潛力是能源消費總量控制的基礎。齊紹洲和李鍇發現能源效率隨經濟增長呈現出不穩定的變動趨勢，能源消費總量控制與能源強度下降之間的必然矛盾并不存在。魏一鳴和廖華認為控制能源消費總量與大幅度降低單位GDP能耗兩個目標不完全沖突，存在能源強度下降的同時，進行能源消費總量控制的可能。秦鵬和代霞認為應建立能源消費總量控制目標考核辦法，對各地區高耗能產業和過剩產業實行能源消費總量只減不增，對區域內其他產業按先進能效標準實行能耗強度約束，并開展能源消費量指標交易試點，盡可能通過市場手段引導能源消費需求。總結發現關于能源消費總量控制的研究，以分析能源消費總量控制的必要性、可行性及相關影響為主。劉冰和孫華臣采用動態面板門限模型分析能源消費對產業結構調整的門限效應，在此基礎上以京津冀魯為例模擬控制煤炭消費總量對產業結構的動態影響。研究發現：在經濟發展的不同階段，能源消費對產業結構調整的影響存在單門限效應，且這種效應會發生由負向到正向的趨向性變化。如果不考慮技術進步和能源消費結構變化的影響，實施能源消費總量控制政策，短期內不利于產業結構高級化;考慮技術沖擊和能源消費結構變化，會有利于促進產業結構高級化，但能源消費結構調整會弱化技術進步帶來的正向沖擊。劉冰等在估算山東省1995-2010年二氧化碳排放量的基礎上，擬合了環境庫茲涅茨曲線，同時采用協整檢驗、誤差修正模型分析了能源強度、二氧化碳排放強度與經濟增長的短期動態及長期均衡關系，并基于定量關系進行了經濟結構調整目標預測。研究發現：人均二氧化碳排放量與人均收入水平存在顯著的“倒U型關系”，山東省業已進入“倒U型”曲線的下降階段，低碳經濟背景下加快經濟增長有利于提高環境質量，主動減排是合理的政策選擇。部分涉及能源消費配額配置的研究，多基于綜合評價方法，主觀性強，無法做到不同價值判斷下多種分配方案的一致性。本文結合節能主體現有能源利用效率與可釋放節能潛力，在總量限定的條件下，研究如何實現能源的最優配置，進而達到節能成本的最小與產出的最大化。