城市物流能源消費影響因素研究

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[1.天津大學 天津 300072；2.天津理工大學 天津 300384]

引言

城市物流服務于城市發展，是城市經濟的基礎和命脈，是衡量國家現代化水平的重要標志[1]。城市物流發展涵蓋生產、流通和消費等領域，貫穿社會再生產全過程的各個環節。城市物流能源消費強調滿足物流業生產需要及城市居民生活需要所消耗的各種能源的總和。隨著城市物流對能源需求越來越大，城市物流已經成為名副其實的能耗大戶，是城市經濟發展的重要后勤支撐，不僅滿足著城市內部的各種物流功能服務，還是城市經濟向外聯系和輻射的重要途徑[2]。因此，有關城市物流能源消費的研究備受學術界、業界關注。

城市物流的研究多集中于城市物流對城市經濟發展的影響[1]、城市物流配送系統對城市環境的影響[3]、城市物流倉儲設施與商品供需層間的相互影響[4]、城市空間演化與網絡的物流設施布局與規劃[5]以及物流與經濟的關系[6～7]研究。能源消費的研究強調能源消費與經濟增長的關系[8～10]，從產業發展角度探討產業結構調整對能源消費的影響[11]；從省域發展、城市發展角度分別探討能源消費影響因素[12]和能源消耗影響因素[13]以及城市產業結構與能源消費強度的關系[14]；從區域物流發展[15]、物流產業發展[16]角度探討能源消費的關系和替代效用[17]以及物流業的能源需求預測[18]；從節能環保角度探討物流產業碳排放[19]和節能減排的政策模擬[20]。有關物流發展與能源消費的研究已經取得了豐富的成果，但鮮有對城市物流能源消費相關問題予以研究的文獻，因此開展城市物流能源消費影響因素的研究是十分必要和有現實意義的。基于此，選取1995～2015年天津城市物流能源消費等相關數據，對天津城市物流能源消費實證分析，運用格蘭杰因果檢驗的方法試圖揭示城市物流對能源消費的依賴程度以及城市物流能源消費水平。

綜合相關文獻發現，對城市物流的研究多著眼于城市物流客貨運量、客貨周轉量、運輸線路長度和產業增加值等指標，因此討論城市物流能源消費關系的實質表現為城市物流客貨運量、客貨周轉量、運輸線路長度和產業增加值與能源消費的關系。

客貨運量是指在一定時期內各種運輸工具實際運送的貨物和旅客的數量，是研究運輸發展規模和速度的重要指標[21]。當前城市物流運輸效率難以達到理想狀態，源于技術水平等多種因素限制，因此在當前現有技術水平下，若物流客貨運量增加，則存在能源消費量隨之增加的關系。

客貨周轉量是指各種運輸工具在報告期內實際運送的貨物重量和旅客數量分別乘其運送距離的累計數，是考核運輸業綜合性的產量指標[15]。該指標綜合考慮運送距離、重量、數量等因素，若在運輸過程中僅考慮能源消耗，則存在客貨周轉量累計數量越大，能源消費量越大的關系。

運輸線路長度是指鐵路、公路、內河里程數，是反映運輸業基礎設施建設發展規模和水平的重要指標[22]。隨著運輸線路長度的不斷增加，城市物流可供選擇的運輸路徑就越多，實際運輸路程就越遠，則存在隨運輸線路長度的增加，能源消費量隨之增加的關系。

產業增加值是指物流產業的增加值，由交通運輸業物流增加值、倉儲物流業增加值、批發物流業增加值、配送加工包裝物流業增加值和郵政業物流增加值構成，是反映物流業發展的核心指標[23]。能源消費是城市物流發展的基礎，城市物流的有效運行依賴能源消費，因此存在隨著物流產業增加值增加，能源消費隨之增加的關系。

一、模型設定與數據來源

（一）模型設定

本文選取1995～2015年天津城市物流客貨運量（Y）、客貨周轉量（Z）、運輸線路長度（D）和產業增加值（C）以及天津市物流能源消費（E）等指標，運用EViews8.0計量經濟學軟件考察天津城市物流能源消費是否具有長期的均衡關系，定量分析相關變量間的關系，并檢驗相關變量間是否存在格蘭杰因果關系。

物流業作為獨立產業已經得到了巨大發展，而城市物流是極其復雜的經濟現象，目前還沒有某個指標能夠較為全面地反映城市物流的全部情況[23]。鑒于城市物流自身特性以及相關統計數據的可得性和有效性，考慮到運輸和郵電是物流業主要構成部分，選取天津市運輸和郵電貨運量（萬噸）、貨運周轉量（億噸公里）、客運量（萬人）、旅客周轉量（億人公里）、運輸線路長度，即鐵路、公路、內河里程數（萬公里）以及交通運輸、倉儲和郵政業增加值（億元）作為衡量城市物流指標。為方便計算，將貨運量（萬噸）、客運量（萬人）和貨運周轉量（億噸公里）、旅客周轉量（億人公里）分別換算為客貨運量（萬噸）和客貨周轉量（億噸公里）。目前我國統計制度規定的客貨換算系數[24]按鋪位折算，鐵路、遠洋、沿海、內河運輸換算系數為1；按座位折算，內河換算系數為0.33，公路換算系數為0.1。

選取天津交通運輸、倉儲和郵政業能源消費量（萬噸標準煤）作為衡量天津市物流能源消費的指標，而天津物流能源消費的種類多種多樣，主要包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣、液化天然氣、熱力及電力等，這些實物統計的各種化石燃料的能源折算標準煤系數各不相同，經計算后可得天津物流能源消費量（萬噸標準煤），能源折算標準煤參考系數如表1所示。

（二）數據來源

有關1995～2015年天津城市物流能源消費等指標的數據均來自于相應年度的《中國統計年鑒》、《中國能源統計年鑒》、《天津統計年鑒》或據此經計算得到。以上全部指標數據，凡是會受到價格影響的指標都將剔除價格因素，選用1995～2015年的數據將全部轉化為1995年不變價格進行討論和分析，反映天津城市物流的客貨運量、客貨周轉量、運輸線路長度和產業增加值以及天津物流能源消費等指標數據，經整理后如表2所示。

為了保證相關時間序列數據的可比性以及降低異方差的影響，在模型討論和分析過程中會對相關時間序列數據進行取自然對數處理，變換后的時間序列分別為：lnYt、lnZt、lnDt、lnCt和lnEt。

表1 能源折算標準煤參考系數

表2 天津物流能源消費指標數據

二、實證分析

（一）ADF單位根檢驗

經典計量經濟學理論是建立在時間序列平穩的基礎上的，所假設的變量間的相關系數服從的是正態分布。研究發現，大部分經濟變量是非平穩的[25]，用非平穩變量進行回歸分析，尤其在大樣本和較高單整除數的情況下，結論全部都是變量之間具有相關關系，將實際上不相關的兩個非平穩變量用來回歸分析[26]，是一種虛假回歸。因此，對非平穩變量間進行回歸分析，首先應考慮和檢驗變量的平穩性[27]，即對變量必須做單位根檢驗。本文選用ADF單位根檢驗法對lnY、lnZ、lnD、lnC和lnE等變量進行平穩性檢驗[28]，檢驗結果如表3所示。

表3 ADF單位根檢驗結果

從表3可以看出，lnE變量的ADF值小于5%臨界值，這說明檢驗的lnEt時間序列是平穩的；lnY、lnZ、lnD、lnC四個變量經過一階差分處理后ADF值均小于5%臨界值，這說明檢驗的lnYt、lnZt、lnDt、lnCt時間序列是非平穩的，一次差分后序列是平穩的，即lnYt、lnZt、lnDt、lnCt原時間序列都有一個單位根。

（二）協整關系檢驗

沒有協整關系的單整變量的回歸仍然是偽回歸，因此必須做協整檢驗。鑒于被解釋變量lnE是平穩的；解釋變量lnY、lnZ、lnD、lnC都存在一個單位根，且單整階數均為1，即I（1）平穩。按照被解釋變量的單整階數要小于或者等于解釋變量的單整階數以及兩個以上解釋變量的單整階數要相同的協整檢驗要求，運用EViews8.0計量經濟學軟件，采用Johansen協整檢驗方法進行檢驗，檢驗結果如表4所示。

表4 Johansen協整檢驗結果

從表4可以看出，lnYt、lnZt、lnDt、lnCt和lnEt五個時間序列在5%顯著水平下存在協整關系，即lnYt、lnZt、lnDt、lnCt和lnEt五個時間序列之間存在著長期的均衡關系。通過對lnY、lnZ、lnD、lnC和lnE時間序列進行相關性分析，發現lnE與lnY、lnZ、lnD、lnC呈現高度的正相關關系，而各時間序列之間也呈現出高度的正相關關系，分析結果如表5所示。

表5 時間序列相關性分析

表5說明lnY、lnZ、lnD、lnC和lnE時間序列之間可能存在多重共線性的關系。通過方差膨脹因子法予以驗證，發現以lnE為因變量，以lnY、lnZ、lnD、lnC為自變量的有協整關系的五變量確實存在多重共線性。以lnE為因變量，以lnY、lnZ或lnD、lnC為自變量的有協整關系的三變量不存在多重共線性，由此確定三變量回歸結果如式（1）和式（2）所示。

其中，R2=0.901 759；F=82.611 32；D.W=1.13；T=21。

其中，R2=0.851 206；F=51.486 32；D.W=1.87；T=21。

從式（1）和式（2）可以看出，各估計參數均通過了1%顯著性水平檢驗，回歸模型估計值對實際值的擬合程度也較好，且通過了正態性檢驗、多重共線性檢驗、自相關檢驗、異方差檢驗。這表明1995～2015年天津城市物流能源消費存在著長期穩定的均衡關系，同天津城市物流能源消費關系分析結果較為一致。天津城市物流發展對能源消費有著很大的影響，表現在天津物流產業增加值每增加1個百分點，能源消費將增加0.32個百分點；天津物流產業運輸線路長度每增加1個百分點，能源消費將增加0.52個百分點；天津物流客貨運量每增加1個百分點，能源消費將增加1.07個百分點；天津物流客貨周轉量每增加1個百分點，能源消費將增加0.11個百分點。

（三）格蘭杰因果關系檢驗

協整檢驗結果說明了天津城市物流能源消費存在著長期均衡關系，但不能說明變量間的先后順序是否存在一個變量前期信息會影響到另一變量當期，即是城市物流引起能源消費的變動，還是能源消費引起城市物流的變動，因此需要通過格蘭杰因果關系檢驗做驗證。運用EViews8.0計量經濟學軟件，根據赤池信息準則（AIC）確定滯后階數[29]，對反映天津城市物流客貨運量、客貨周轉量、運輸線路長度和產業增加值與能源消費的關系進行格蘭杰因果檢驗，檢驗結果如表6所示。

從表6可以看出，在5%的顯著性水平下，能源消費對運輸線路長度與運輸線路長度對能源消費的格蘭杰檢驗都拒絕了原假設，呈現出互為格蘭杰因果關系，即能源消費是運輸線路長度的格蘭杰原因，運輸線路長度也是能源消費的格蘭杰原因，說明天津城市物流能源消費與運輸線路長度具有相互促進的作用；能源消費對客貨運量、產業增加值對客貨運量和運輸線路長度、客貨運量對運輸線路長度和客貨周轉量的格蘭杰檢驗拒絕了原假設，呈現出能源消費對客貨運量、產業增加值對客貨運量和運輸線路長度、客貨運量對運輸線路長度和客貨周轉量具有單向格蘭杰因果關系，即能源消費是客貨運量的格蘭杰原因、產業增加值是客貨運量和運輸線路長度的格蘭杰原因、客貨運量是運輸線路長度和客貨周轉量的格蘭杰原因，說明天津城市物流能源消費的前期信息會影響到客貨運量的當期、產業增加值的前期信息會影響到客貨運量和運輸線路長度的當期、客貨運量的前期信息會影響到運輸線路長度和客貨周轉量的當期。

表6 格蘭杰因果關系檢驗結果

在10%的顯著性水平下，客貨周轉量對運輸線路長度和產業增加值、客貨運量對產業增加值的格蘭杰檢驗拒絕了原假設，呈現出客貨周轉量對運輸線路長度和產業增加值、客貨運量對產業增加值具有單向格蘭杰因果關系，即客貨周轉量是運輸線路長度和產業增加值的格蘭杰原因、客貨運量是產業增加值的格蘭杰原因，說明客貨周轉量的前期信息會影響到運輸線路長度和產業增加值的當期、客貨運量的前期信息會影響到產業增加值的當期。

三、結論與啟示

城市物流是極其復雜的經濟現象，到目前為止還沒有形成統一刻畫城市物流的標準，《中國統計年鑒》中也沒有關于城市物流的獨立統計數據，因此明確刻畫城市物流的指標是開展城市物流研究的基礎。借鑒相關文獻用產業增加值、運輸線路長度、客貨運量和客貨周轉量等指標能夠很好地描述和反映城市物流發展的基本情況。通過對1995～2015年天津城市物流能源消費關系的實證分析，可得到以下基本結論。

第一，天津城市物流發展與能源消費間存在著長期的均衡關系，表現在反映天津城市物流發展的產業增加值、運輸線路長度、客貨周轉量和客貨運量等指標與天津城市物流能源消費同方向變動，即隨著天津城市物流的產業增加值、運輸線路長度、客貨周轉量和客貨運量的增加，天津物流能源消費量相應增加。這說明能源消費是天津城市物流發展的基礎，天津物流產業的發展依賴能源消費，這符合物流產業的特點，天津城市物流運輸效率和周轉效率并不理想，還有相當大的提升空間。

第二，運輸線路長度與能源消費互為格蘭杰因果關系，說明天津城市物流運輸線路長度與能源消費間呈現出相互促進的良性發展趨勢，城市物流基礎設施的不斷完善促進了城市物流發展，為降低城市物流能源消費水平創造了條件；能源消費對客貨運量具有單向格蘭杰因果關系，說明天津城市物流能源消費的前期信息會影響到客貨運量的當期，即客貨運量在很大程度上受到能源消費的影響；能源消費與產業增加值、客貨周轉量間不存在格蘭杰因果關系，但并不能檢驗能源消費與產業增加值、客貨周轉量在邏輯上的因果關系，僅說明不存在能源消費的前期信息會影響到產業增加值、客貨周轉量的當期。

依據結論可得如下管理啟示：能源消費是天津城市物流發展的基礎，天津城市物流發展依賴于能源消費，天津城市物流能源消費存在著長期穩定的均衡關系。天津城市物流產業增加值的獲得主要依靠能源消費，因此只有大幅度提高天津城市物流產業增加值的附加值才能降低對能源消費的依賴；天津城市物流客貨周轉效率和運輸效率并不理想，加大使用新技術以及新能源交通工具可在很大程度上提升天津城市物流周轉效率和運輸效率水平，從而實現天津城市物流能源消費的降低；天津城市物流基礎設施的投入促進了天津城市物流運輸線路更發達，可供選擇的路徑更多，能夠讓更多的人享受到現代物流的成果，也因此提高了天津城市物流能源消費量。由此可見，加大天津物流基礎設施投入、技術投入以及增加天津城市物流產業增加值的附加值將最終有益于實現城市物流的可持續發展、有助于緩解城市能源需求與供給的矛盾、有利于促進城市產業結構的調整。