壩上農村地區生物質采暖影響因素分析

王冬計 張玉 劉學良 梁小虎 劉博昊 劉婧雯 劉春雨 劉聯勝

1 河北工業大學能源與環境工程學院

2 河北工業大學理學院

3 河北工業大學經濟管理學院

0 引言

隨著農村地區經濟蓬勃發展，居民生活水平不斷提高，對生活環境的關注與日俱增。傳統的散煤采暖方式由于污染物排放較高，在多地被禁止使用[1]。新型采暖方式如空氣源熱泵[2]、燃氣壁掛爐 [3]受到多地政府的青睞。

壩上地區位于華北平原與內蒙古高原的交接地帶，平均海拔高達1486 m。天然氣供給困難且成本較高[4]。加之我國北方地區貧油少氣的資源稟賦[5]，在壩上地區推廣燃氣壁掛爐采暖并不適宜[6]。另外，考慮到壩上地區冬季嚴寒漫長[7]，空氣源熱泵在低溫環境下容易結霜和機組效率大大降低[8]，所以以空氣源熱泵為主的電采暖在壩上地區可行性較差。但是，壩上農村地區人口密度小、秸稈資源豐富[9]，將秸稈成型后用于農戶采暖，具有明顯的經濟效益、環境效益和社會效益[10-13]。因此，對于壩上農村地區來說，生物質壓塊采暖是一條可行的清潔取暖道路[14]。然而目前生物質壓塊采暖推廣情況不容樂觀。

為探尋壩上農村地區生物質壓塊采暖推廣過程中的主要影響因素。本文以張北縣為例，采用客觀調查方式對被調查者的個人基本情況、家庭基本情況、對取暖認知情況、對政策認知情況共計14 個因素進行調查，然后建立Logistic 回歸模型進行數據分析。研究結果為壩上地區生物質壓塊采暖的推廣提供一定理論基礎。

1 方法

1.1 選址

張北縣位于河北省西北部，內蒙古高原南緣，平均海拔高度為 1400 m，冬季嚴寒漫長，平均氣溫為-11.7 ℃。全縣總面積 4185 平方公里，其中農業土地252 萬畝，占40.1%。林地面積183 萬畝，占29.1%。牧用面積112 萬畝，占17.8%。擁有豐富的秸稈、廢棄林木枝葉等生物質資源，屬于典型的壩上地區。

1.2 客觀調查

課題組成員查閱大量文獻，精心設計調查問卷內容，力求從多方面反映生物質成型燃料采暖的影響因素。本次調查問卷共設計15 道題，涉及四部分內容：1）被調查者的個人基本情況。2 ）被調查者家庭基本情況。3）被調查者對取暖認知情況。4）被調查者對政策認知情況。調查對象為張北縣農村常住農戶，調查時間為2019 年10月-12月，調查方式為入戶調查。

1.3 模型建立

Logistic 回歸模型是一種概率模型，主要應用于研究個體主觀意愿、決策與多個影響因素之間關系的多變量統計問題中[15]，自變量可以是分類變量也可以是連續變量，因變量是分類變量，可以是二分類也可以是多分類。

農民是否愿意使用新型生物質取暖設備，結果只有兩種：愿意和不愿意。針對這種0-1 型因變量的問題，本研究選擇二元Logistic 回歸分析。設因變量為y，其中y=1 表示農民愿意使用生物質取暖設備，y=0 表示農民不愿意使用生物質取暖設備。

農民愿意使用新型生物質取暖設備的概率記為p，則不愿意使用新型生物質取暖設備的概率記為1-p，p/(1-p)表示農民愿意使用生物質取暖設備與不愿意使用生物質取暖設備的概率之比，在本研究中定義為農戶希望使用生物質采暖的機會比例，記為odds(比數、優勢)。

由于0-1 型因變量的目標概率取值范圍限制在[0,1]區間內，但是回歸方程的因變量取值卻落在實數集中，這是不能接受的。所以需將目標概率做 Logit 變換，使因變量的取值區間變成整個實數集。目標概率Logit 變換如式（1）所示。

設Xi(i=1,2,…,k)為自變量，Logistic 回歸模型是建立 ln(p/(1-p))與自變量的線性回歸關系，具體如式（2）所示。

式中：Xi(i=1,2,…,k)表示影響農民使用生物質取暖設備意愿的第i個解釋變量，可在任意范圍內取值。βi為斜率，表示解釋變量對農戶是否想要使用生物質采暖意愿的影響程度。

1.4 變量選取

選取被調查者的個人基本情況、家庭基本情況、對取暖認知情況、對政策認知情況4 類共計14 個因素作為自變量，如表 1 所示。

表1 自變量的選取

2 結果與分析

2.1 調研結果

共發放問卷1023 份，刪除漏答問卷，回收有效問卷共計1010 份，問卷有效率為98.72%。樣本地區分布如圖1 所示，涵蓋張北縣九個鄉鎮，調查對象樣本的男女比例為500:510，接近1:1；樣本年齡分布如圖2 所示，整體呈正態分布。

圖1 樣本地區分布

圖2 樣本年齡分布

本次調研結果中，共有 673 名（63.1%）農戶愿意使用新型生物質取暖設備，373 名（36.9%）農戶不愿意使用新型生物質取暖設備，具體樣本特征如表2 所示。

2.2 共線性檢驗

數據分析使用權威社會統計分析軟件 SPSS25.0。考慮到自變量較多，且自變量之間可能存在多重共線性[16]。為此，首先對自變量進行多重共線性檢驗，檢驗結果如表3 所示。

由表3 可知，容差最小值為0.117，大于 0.1。方差膨脹因子（VIF）最大值為 8.564，小于 10，且大部分因子的VIF 值接近于1，這表明自變量的獨立信息較多，自變量之間的多重共線性較弱，滿足回歸要求，不需要刪除變量。

2.3 回歸結果

二元Logistic 回歸分析采用的方法為Enter 方式，所有的自變量都進入Logistic 回歸方程，霍斯默—萊梅肖檢驗結果如表4 所示。

表4 霍斯默—萊梅肖檢驗

根據表 4 可知該模型霍斯默-萊梅肖檢驗的 Sig值為 0.993 遠遠大于校驗水準（即0.993＞0.05），認為當前數據中的信息已經被充分提取，模型擬合優度較高，回歸結果可靠。

農民采用生物質成型燃料采暖影響因素結果如表5 所示。

表5 生物質采暖意愿影響因素

2.4 回歸結果分析

變量的顯著性檢驗：顯著性概率的值代表變量對模型顯著影響的大小。本次結果分析中 Sig 采用兩種取值：

0.01 和0.05。如果 Sig＜0.01，說明是對該模型有顯著影響的因子。如果 0.01＜Sig＜0.05，說明是對該模型有較弱的顯著影響的因子。如果Sig＞0.05，說明該因子對于模型影響不顯著。

2.4.1 個人基本情況對農戶使用生物質壓塊采暖意愿的影響

個人基本情況包括性別、年齡、受教育水平、白天在家時長，這4 個因素中“受教育水平”因子在 1%水平上通過了顯著性檢驗，且回歸系數為正，這說明受教育水平對使用生物質壓塊采暖方式的意愿起到顯著正相關作用。較高的受教育程度和文化水平不僅能在一定程度上提高農民對環保節能的認知水平，同時也能提高他們對新技術的理解能力和接受程度，對新技術的好奇程度也會促使他們主動搜集資料去了解生物質壓塊采暖方式，因此他們更愿意嘗試使用新型生物質能源取暖方式。而其它3 個因素的影響并不顯著，但根據表 5 可知，性別的回歸系數為負，白天在家時長的回歸系數為正，說明女性用戶更愿意使用新型生物質取暖方式，這可能因為在北方的農村女性普遍承擔起“家庭主婦”的角色，相比于在外務工的男性她們在家的時間更長，對在家做飯、冬季取暖體驗更深，因此對取暖方面關注度更高，期待著新型生物質能源對現在的取暖情況進行改善。

2.4.2 家庭基本情況對農戶使用生物質壓塊采暖意愿的影響

家庭基本情況包括家庭耕地面積、主要務農人數、家庭人員組成特征、農業是否為家庭收入主要來源、取暖費期望值、取暖費占家庭年收入的百分比以及取暖面積。

家庭耕地面積在 5%水平上通過了顯著性檢驗，且回歸系數為正，對使用生物質壓塊采暖的意愿起到顯著正相關作用。這主要考慮到了耕地面積越大，會產生越多的廢棄秸稈，頻繁的秸稈還田不利于農作物生長，而如果對秸稈進行焚燒處理的話，會造成能源利用率低下、嚴重污染空氣質量、嚴重破壞耕地質量等危害，因此農戶更希望有一種合適的秸稈處理方式。采用生物質壓塊采暖方式，不僅可以解決以上問題，還可將秸稈應用到冬季供暖中去，大大減少農民冬季供暖的成本，所以家庭耕地面積多的農戶愿意使用新型生物質壓塊采暖。

家庭主要務農人數在5%水平上通過了顯著性檢驗，且回歸系數為正，對使用生物質壓塊采暖的意愿起到顯著正相關作用。這是因為務農人數越多，勞動力越多，用于處理秸稈的精力也越多，從而每年秋收后可以收集到充足的秸稈供冬季取暖使用，所以務農人員多的家庭更愿意采用生物質壓塊采暖方式。

農業是否為家庭收入主要來源在 1%的水平上通過了顯著性檢驗，且回歸系數為正，對使用生物質壓塊采暖方式的意愿起到顯著正相關作用。因為農業收入越多，家庭耕地越大，產生的秸稈等生物質能源越多，該家庭采取生物質能源的意愿越強烈。

取暖費占家庭年收入的百分比在 1%的水平上通過了顯著性檢驗，且回歸系數為正，對使用生物質成型取暖方式意愿起到顯著正相關作用。這是因為對于家庭收入較低的農戶來說，現階段的取暖費用是一筆不小的開銷，因此他們更希望用自家種植的秸稈來進行冬季采暖，減少燃料購買開支，期待以最小的成本獲取最高的效益，更愿意使用生物質壓塊采暖的方式。家庭人員組成特征、取暖面積對使用生物質壓塊取暖方式意愿起到非顯著正相關作用，取暖費期望值對使用生物質壓塊取暖方式意愿起到非顯著負相關作用。因此，耕地面積越大、取暖期望值越低、取暖費用占家庭收入的百分比越高、取暖面積越大、農業為主要收入來源的農戶使用生物質壓塊采暖的意愿越強，這符合農戶是“經濟人”的特征，普遍傾向于使用更加便宜的供暖能源。

2.4.3 取暖認知情況對農戶使用生物質壓塊采暖意愿的影響

取暖認知情況包括對生物質壓塊取暖方式的了解程度、對現階段非生物取暖方式的整體滿意度。對生物質壓塊取暖方式的了解程度和對現階段非生物取暖方式的滿意程度在 1%的水平上通過了顯著性檢驗，且回歸系數為正，這說明，越了解生物質壓塊采暖方式的農戶、對現階段的非生物取暖方式越不滿意的農戶對生物質壓塊取暖方式的期待越高。然上述調研統計分析顯示，只有29.0%的農戶對生物質壓塊取暖技術有一定的了解，他們了解到作物秸稈可以變廢為寶，成為可燃性粒裝燃料并作為生物質壓塊取暖的原料用于冬季取暖。而大多數農民對于秸稈的利用意識不是很強，他們的傳統觀念仍然驅使他們就地焚燒秸稈。有78.1%的農戶對現階段非生物取暖方式并不滿意，冬天由于天氣寒冷，大家習慣關閉門窗，這會造成室內通風不良，而現階段北方許多農村地區仍然采用燃蜂窩煤、秸稈、木板等方式取暖，容易造成一氧化碳中毒，存在很大的安全隱患，導致很多農戶家庭對現階段的取暖方式感到不滿。針對目前情況，政府若要推廣生物質壓塊取暖方式的使用，應加強對農村地區有關生物質壓塊取暖方式的使用、安全性以及各種優點的普及，使農戶在諸多取暖方式中選擇生物質壓塊取暖。

2.4.4 政策認知情況對農戶使用生物質壓塊采暖意愿的影響

禁止秸稈燃燒困擾程度因素在 1%的水平上通過了顯著性檢驗，且回歸系數為正，說明該因素對農戶使用新型生物質取暖方式意愿起到顯著正相關作用。這是因為有關政府部門對焚燒秸稈行為進行嚴厲打擊，農戶就地焚燒秸稈的行為越少，會更傾向于將其用于采暖。

3 結論

本文結合調研數據，采用 Logistic 回歸分析方法對壩上農村地區生物質壓塊采暖的影響因素進行分析，得出以下主要結論：

1）個人基本情況對于農戶使用生物質壓塊采暖的意愿影響不太顯著，但受教育程度越高的農戶越支持使用生物質壓塊取暖。

2）家庭基本情況對于農戶使用生物質壓塊采暖的意愿影響較為顯著，因此推廣生物質壓塊采暖可以優先考慮耕地面積大、農業平均收入高且勞動力充足的地區。

3）取暖認知情況對于農戶使用生物質壓塊采暖的意愿影響比較顯著，對生物質壓塊認知越全面，使用生物質壓塊采暖的意愿越強。建議政府在推廣該取暖方式時，先制定方針政策向農戶普及生物質壓塊取暖的各種優勢，從而鼓勵農戶使用廢棄秸稈等生物質資源進行冬季供暖。

4）國家禁止燃燒秸稈政策對于農戶使用生物質壓塊采暖的意愿影響比較顯著，所以需要國家制定相關政策來引導農民收集秸稈，提高農林廢棄物能源化利用意識，鼓勵農戶采用新技術。