中國能源綠色消費水平的時空演化特征及驅動因素：基于“社會-技術”系統轉型視角

鄒 瞳，郭丕斌，2，吳青龍

（1.中北大學經濟與管理學院，山西太原 030051；2.山西經濟管理干部學院管理系，山西太原 030024）

作為能源消費大國，粗放的經濟發展模式帶來的資源枯竭與環境惡化現象已成為當前中國亟待解決的重要問題。黨的十八大以來，中國積極探索經濟綠色發展新模式，將生態文明建設納入“五位一體”總體戰略布局，努力推動能源轉型，加快美麗中國建設進程。隨著“四個合作、一個革命”的國家能源安全發展戰略的提出，能源消費革命被提到歷史新高度。其關鍵在于加速能源消費綠色轉型，通過控制能源消費總量，加大清潔能源消費比例，提高傳統化石能源消費效率，進而實現可持續發展。因此，厘清中國能源綠色消費水平時空演化特征及驅動因素，進而有針對性地進行決策就顯得尤為重要。

1 文獻綜述

近年來，提升能源綠色消費水平、加速能源系統低碳轉型得到國內外學者的廣泛關注。從概念的廣泛性來看，能源綠色消費與綠色發展觀念緊密相連，在能源消費過程中需要優先考慮生態保護問題，減少資源浪費和污染排放，實現能源的可持續消費［1］。在此基礎之上，能源綠色消費的研究視角、研究方法、理論體系愈發豐富完善。

一是能源綠色消費研究視角多樣化，包括能源消費與經濟發展的因果效應、能源消費與碳排放、能源利用效率、能源消費結構。如，張子榮［2］實證發現能源消費與經濟增長互為因果且長期正相關；高長春等［3］分析中國能源消費碳排放時空格局動態性，提出應發展清潔能源并建立碳交易制度；周四軍等［4］通過測算全要素能源效率，發現高效率省份易受能源消費結構和產業結構影響，而中低效率省份對環保進步和城鎮化率更為敏感；何則等［5］使用系統動力學模擬了中國能源消費的總量與結構變化情況，認為加速轉型情景下中國將于2050 年形成非化石能源為主的能源消費結構。相關研究表明，可以通過合理把握能源消費與經濟增長間的平衡，調整能源消費結構、提高能源利用效率及清潔能源消費比重來促進碳減排，降低污染程度、提升能源綠色消費水平。

二是對能源綠色消費評價指標設定趨向多維化，已由城鎮化水平、互聯網發展水平、產業結構等單一指標向多維指標發展。如，方德斌等［6］對湖北省能源消費因素進行分解，認為經濟發展水平、勞動市場結構、產業結構、能源消費結構是影響能源綠色消費水平的主導因素；王景波等［7］從人口規模、城鎮化水平、產業結構、經濟增長、對外貿易等維度衡量能源綠色消費水平。當前相關研究已逐漸趨向于構建多維度綜合評價指標體系，通過多維化地審查和選取衡量指標，提高研究結果的客觀性。

三是能源綠色消費研究方法多元化，對數平均迪氏指數（LMDI）、結構方程模型、STIRPAT 模型框架常被學者用于分解能源綠色消費水平的影響因素。如，于明亮等［8］采用LMDI 法從經濟產出、產業結構效應、能源強度和能源結構4 個角度分解了長三角地區能源消費驅動因素；李順成等［9］使用結構方程分析法構建家庭部門能源消費的碳排放結構模型，剖析了家庭能源消費水平的影響因素；Canh等［10］在STIRPAT 框架下應用動態面板廣義矩估計法，從能源消費水平、強度和可持續性3 個方面確定了影響能源綠色消費的決定因素。以上成果為能源綠色消費提供了豐富的研究方法，但多是建立在數據實證分析基礎之上。能源綠色消費水平與城市地理位置、城市能源政策以及城市間的地理關聯有密切關系，忽視城市間能源綠色消費的空間效應可能導致實證結果產生偏差。對此，學者們逐步從空間層面開展能源綠色消費研究，如劉亞清等［11］通過構建空間面板數據模型，分析了環渤海地區的產業結構調整對能源消費的影響；董會忠等［12］從經濟、能源、環境、社會4 個維度構建綜合評價指標，對黃河中下游城市能源綠色消費水平進行空間效應分析。

盡管能源綠色消費相關研究成果頗豐，但仍有以下不足：其一，在指標維度的選取上，鮮有結合能源轉型相關理論框架來確定評價指標維度，導致確定指標維度時出現遺漏和偏差；其二，盡管已有研究逐漸從空間維度開展，但仍是以某一經濟帶或城市群的綠色消費水平為研究對象，而從宏觀上量化把握中國能源綠色消費水平并對其時空演化特征、空間效應、空間差異驅動因素的研究還有待拓展。基于此，本研究以中國為研究對象，結合可持續轉型研究領域中的“社會-技術”系統轉型理論構建綜合評價指標體系，通過熵權TOPSIS 法對30 個省份能源綠色消費水平進行全面量化比較，從時空雙維度挖掘中國能源綠色消費水平的演化特征，并結合空間計量模型對其空間效應及驅動因素進行實證分析，以期為完善相關研究不足，促進中國能源轉型、推動生態文明建設和可持續發展提供參考。

2 研究設計

2.1 指標體系構建

生態文明建設是可持續發展理論的延續和中國化，既要求技術方案、產業結構、經濟增長方式的轉變，又強調思想觀念、倫理價值和社會文化的變革［13］。加快生態文明建設，推動可持續轉型是一個長期的、多維的轉變過程，要求當前的能源、交通、水資源等“社會-技術”系統在生產和消費模式上發生徹底性變革［14］。郭丕斌等［15］認為能源系統的社會與技術變革的關鍵是“社會-技術”體制從高碳鎖定向低碳鎖定變遷，諸多“社會-技術”系統轉型理論對體制變遷過程進行了論述，其中多層動態分析框架（multi-level perspective，MLP）應用最為廣泛。MLP 認為時局、“社會-技術”體制、生態位這3個層級間要素協同演化形成系統轉型動力，其中上層宏觀環境變化形成的時局壓力與下層生態位層面創新因子積聚的上行動力迫使中層穩定的“社會-技術”體制“解鎖”，體制內相關參與者不得不積極尋求轉型，推動“社會-技術”體制變遷，從而實現能源系統的整體轉型［16］。基于Geels［17］在2002 年提出的多層動態分析框架中對“社會-技術”體制變遷機制的闡述，本研究將“社會-技術”體制的變遷過程分解成經濟發展、產業結構、基礎設施、科學技術、消費市場、環境規制、社會文化7 個維度的變化，如圖1 所示。

圖1 多層動態分析框架下能源綠色消費水平評價指標構建思路

因此，本研究以能源系統“社會-技術”體制變革的7 個維度作為準則層選取依據，并在此基礎上選取20 個指標，構建能源綠色消費水平綜合評價體系，如表1 所示。

表1 “社會-技術”系統轉型視角下能源綠色消費水平綜合評價指標體系

表1（續）

2.2 研究方法

2.2.1 熵權TOPSIS 法

熵權TOPSIS 法是基于標準化的原始數據矩陣，根據各評價指標變異程度來確定指標內含信息量大小，進而確定各指標權重的評價方法［18］。熵權TOPSIS 法核心在于TOPSIS 模型。首先通過熵權法計算得到各評價指標的權重，將評價指標數據與權重相乘得到新的數據矩陣，并對新數據矩陣進行TOPSIS 法計算得到相對接近度C值，C值越大表明綜合水平越高。

2.2.2 空間面板杜賓模型

空間面板杜賓模型（SDM）是空間滯后模型和空間誤差項模型的組合擴展形式，考慮了空間誤差項之間的自相關關系和與其他空間被解釋變量，通過對空間滯后模型和空間誤差模型增加相應的約束條件。本研究建立的空間面板杜賓模型基本形式如下：

2.3 數據來源

選定中國30 個省份（未含西藏和港澳臺地區）為研究對象，各指標數據主要來源于《中國統計年鑒》《中國城市統計年鑒》《中國能源統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國科技統計年鑒》，個別城市的缺失數據通過查找各地方統計年鑒及百度檢索等方式予以補齊。在數據收集整理過程中，考慮到數據的可獲得性及部分指標在統計年鑒上的連續性和完整性，最終將數據收集的時間范圍設定為2006—2019 年。

3 中國能源綠色消費水平時空演變特征

3.1 中國能源綠色消費水平時序特征

根據熵權TOPSIS 法計算得到30 個省份的能源綠色消費水平綜合得分，詳見表2。

表2 2006—2019 年各省份能源綠色消費水平綜合得分（C值）

可以看出，2006—2019 年30 個省份的能源綠色消費水平整體呈現螺旋上升趨勢。回顧中國經濟社會和生態環境保護的發展歷程，中國能源綠色消費水平的變化可以分為3 個階段：第一階段為波動期（2006—2010 年），能源綠色消費水平緩慢增長，且具有一定的波動性。“十一五”期間，中國將節能減排和降低單位地區生產總值能耗作為各省份社會經濟發展的約束性目標，強調實行強有力的環保與經濟措施，完善環境法律法規，大力推進循環經濟，但這一期間也正是中國經濟發展能耗強度最大的歷史階段，經濟發展主要依靠鋼鐵、化工、礦產等高能耗、高污染、高排放行業，因此經濟發展與環境保護的矛盾尤其突出，導致能源綠色消費水平出現波動性。第二階段為穩升期（2011—2015 年），黨的十八大將生態文明建設納入中國特色社會主義事業總體布局，經濟社會發展轉向綠色發展模式，能源綠色消費水平呈平穩增長趨勢。第三階段為速升期（2016—2019 年），黨的十九大確定建設美麗中國的戰略目標，環境保護理念由“經濟增長優先”轉為“環境保護優先”，大力發展光伏、風電等清潔能源行業，遏制“三高”行業企業擴張，積極響應應對全球氣候變化號召，指引碳達峰碳中和“雙碳”目標的確定，能源綠色消費水平進入快速增長期。

從區域發展綜合水平來看，華東、華北、中南地區在推動傳統能源系統產業結構轉型、加快建設清潔能源設施，實現經濟與環境雙循環等方面取得了一定成效，能源開發利用效率較高，能源綠色消費水平領先；西南、東北、西北地區能源綠色消費水平還有待提升。通過對比2006 年與2019 年各區域能源綠色消費水平的微觀發展趨勢，山西、河北、天津等華北城市均保持較快的增長速度；遼寧、黑龍江等東北城市呈現衰退趨勢；安徽、福建、江西等東部城市的增長幅度有效地拉動了華東地區能源綠色消費整體水平；河南、湖北、海南、重慶、陜西等中西部城市初期處于低水平，但增長速度迅速，具有較大的能源綠色消費發展潛力。

3.2 中國能源綠色消費水平空間特征

3.2.1 空間格局分析

采用ArcGis 10.8 軟件對30 個省份能源綠色消費水平綜合得分進行空間格局可視化分析，并采用自然斷點法劃分為5 個等級，如表3 所示。可以發現，2006—2019 年30 個省份能源綠色消費水平由第一、二層級的低水平向第三、四層級的中、高水平集聚，且呈現出一定程度的空間關聯性。具體而言，四川作為西部重點城市，能源結構具有“富水缺煤、豐氣少油”特點，西電東輸、川氣東送的能源輸出體系有效地推動中東部城市的清潔能源替代，呈現出以四川為核心，延伸至陜西、湖北、河南自西向東的強強集聚發展態勢；北京對國內各大省份能源綠色轉型具有積極引導示范作用，也是各項能源經濟政策優先實施的城市，在整個研究期內其能源綠色消費水平處于國內前列，輻射帶動山西、河南、河北、遼寧等鄰接城市能源綠色消費發展水平；廣東、江蘇、浙江、山東、上海等東部沿海城市處于第五層級高水平狀態，并保持長期穩定；甘肅、青海、廣西、貴州、寧夏、吉林等省份仍處于第一層級低分位，能源綠色消費水平發展處于停滯狀態。

表3 30 個省份能源綠色消費水平得分聚類

3.2.2 空間相關性分析

計算莫蘭指數值（I）可以有效地探索能源綠色消費水平是否存在空間集聚特征，并對具體現象進行解釋。為了進一步驗證30 個省份能源綠色消費水平在空間上存在的關聯性，采用ArcGis10.8 軟件計算得到2006—2019 年30 個省份的全局莫蘭指數，如表4 所示，均為正值且都通過了10%的顯著性檢驗，表明30 個省份的能源綠色消費水平具有正的空間自相關性。具體表現為東部沿海高水平地區如廣東、江蘇、浙江、山東、上海等省市相互集聚，這些省市利用其區位優勢帶動鄰近省份處于中高水平；西北、東北低水平地區如甘肅、青海、廣西、貴州、寧夏、吉林等省份相互集聚，與其相鄰的省份表現為低水平。

表4 30 個省份能源綠色消費水平空間相關性分析結果

總體而言，2006—2019 年30 個省份的莫蘭指數值保持波動增長趨勢，說明中國能源綠色消費水平總體增強，但空間馬太效應明顯，呈現“東高西低”發展趨勢，沿海城市的能源綠色消費水平處于高位且保持穩定，中西部城市的能源綠色消費水平處于低位且具有較大的波動性。對此，還有待進一步找出并解釋導致中國能源綠色消費水平空間差異性的驅動因素。

4 中國能源綠色消費水平驅動因素實證

4.1 變量選擇

能源綠色消費水平變化受到多種因素的影響，對此，本研究主要結合以上構建的綜合評價指標體系，并參考董會忠等［12］設置的能源綠色消費影響因素指標、郭丕斌等［19］對行業與區域創新政策評價方案、王騰等［20］構建的能源生態效率影響因素體系的相關研究成果，擬從低碳產業結構、能源新型基礎設施建設（以下簡稱“能源新基建”）、科學技術發展、高碳能源消費結構、環境規制、城鎮化、城市綠化等方面進行考量。由于地區生產總值等經濟發展指標在不同省份間存在的巨大差異以及與部分指標出現多重共線性問題，有可能導致實證結果出現較大的偏差，因此將經濟發展指標予以剔除。具體變量設置如表5 所示。其中，產業結構低碳化升級有利于協調能源供求關系，促進能源利用效率，保證能源資源合理配置，從而影響能源綠色消費水平；能源基礎設施是能源生產與消費的必要物質基礎，也是能源消費模式變革的關鍵支撐；科研資金的投入為能源綠色消費轉型在新技術、新設備、高端人才引進方面提供了資金支持；煤炭消費是能源消費的主要內容，通過降低煤炭消費占比、提高清潔能源消費占比能夠直接影響能源綠色消費水平；環境基礎設施建設通過處理能源消費過程中的污染物實現能源消費綠色化；農村居民進入城市向第二三產業集聚可以加快城市工業化進程以及提升城市能源消費需求；城市綠化水平反映了政府對城市環境污染問題的重視程度，綠化覆蓋率的提升能對能源消費污染物進行有效地吸收分解，進而影響能源綠色消費水平。

表5 能源綠色消費水平驅動因素的變量設置

4.2 模型選擇

應用2006—2019 年30 個省份的有關面板數據，根據相應的實證檢驗結果來選擇合適的空間計量模型。如表6 所示，LM 和R-LM 檢驗結果的P值都通過1%顯著性水平，因此空間誤差模型（SEM）和空間滯后模型（SLM）均可用于本研究。但是，空間杜賓模型（SDM）同時考慮了空間誤差的交互項和空間滯后項，結合表6 檢驗結果不應拒絕建立空間杜賓模型的假設，所以本研究對模型選擇進一步地考量和檢驗。通過對30 個省份2006—2019 年有關面板數據進行LR 檢驗和Wald 檢驗，結果顯示P值均在5%水平上顯著，結合LM 檢驗結果，可以確定應該采用空間杜賓計量模型。

表6 空間面板模型選擇的檢驗結果

在確定空間杜賓模型的基礎之上進行Hausman檢驗，以確定采用固定效應模型還是隨機效應模型。通過檢驗發現，Hausman 檢驗結果通過了1%顯著性水平，拒絕“采用隨機效應模型”的原假設，考慮建立固定效應的空間杜賓模型。具體估計結果見表7。

表7 30 個省份2006—2019 年能源綠色消費驅動因素固定效應估計結果

表7（續）

固定效應空間杜賓模型分為空間、時間、時空雙固定3 種形式，可以根據統計檢驗結果的經濟含義、系數顯著性以及擬合優度等標準選擇最優的模型［18］。可以發現，時空雙固定效應模型與空間固定效應模型下的lntigdp、lnrdi、lncoalc、lngreen 系數均未通過顯著性檢驗，且空間間接效應不明顯，擬合優度明顯低于時間固定效應模型，因此選擇時間固定效應空間杜賓模型更為合理，與對應的面板數據更加匹配。

4.3 實證結果

對時間固定效應杜賓模型的實證結果進行偏微分分解，以便于從直接效應與間接效應兩個方面進一步分析各驅動因素對能源綠色消費水平的影響。其中，空間直接效應指驅動因素的變化對本省份能源綠色消費水平的影響；空間間接效應指驅動因素的變化對鄰近省份能源綠色消費水平的影響。結果如表8 所示。

表8 30 個省份2006—2019 年能源綠色消費驅動因素的直接與間接效應檢驗結果

（1）空間直接效應。低碳產業結構、能源新基建、科學技術發展、高碳能源消費結構、環境規制、城鎮化、城市綠化均通過1%的顯著性檢驗水平，對能源綠色消費水平具有重要影響。其中除了高碳能源消費結構，其余變量均對能源綠色消費水平產生正向直接效應。第三產業以知識技術密集型為主，具有低能耗、低污染、低投入、高產出等特點，因此加快第一二產業向第三產業轉型升級將有效地促進區域能源利用效率提升、提高能源綠色消費水平；通過淘汰置換落后的能源生產與供應設施設備，建設新型綠色能源生產與供應基礎設施能夠促進能源消費的綠色化發展；增加研發資金有利于調動科研人員積極性、加快能源系統技術更新換代，提高能源利用效率；環境基礎設施對能源消費后期產生的污染物進行低碳化、零污染化處理，有助于提升能源綠色消費水平；盡管城鎮化水平提升會導致能源需求急速增加，但是在城鎮化進程中所形成的產業優化集聚效應為能源消費綠色化提供了可能；大范圍的城市綠化物對能源消費所產生的污染物具有高強度的吸收與凈化作用，加大建成區綠化面積對能源綠色消費水平具有明顯的促進作用。而高碳能源消費結構抑制能源綠色消費水平，原因在于煤炭消費占能耗總量比重越大則表明污染物排放越多、環境效應越差。

（2）空間間接效應。高碳能源消費結構、環境規制、城市綠化未通過顯著性檢驗，其空間間接效應不明顯；低碳產業結構、能源新基建、科學技術發展均在1%的置信水平上顯著，而城鎮化通過了5%的顯著性檢驗水平。其中，低碳產業結構空間間接效應回歸系數為負，說明加快本地區產業結構朝低碳優化發展將抑制鄰近地區的能源綠色消費水平；可能的原因有兩個方面，一是本地區第三產業發展對鄰近地區產生明顯虹吸效應，吸納鄰近地區高端人才和高技術產業向本地區集中，導致鄰近地區的產業結構優化升級進程減緩，二是本地區第三產業發展帶來的能源消費需求增長缺口，需要依靠鄰近地區發展高能耗、高污染的工業產業進行補充，導致鄰近地區的能源綠色消費水平下降。能源新基建空間間接效應回歸系數也為負，說明加大本地區能源新基建將抑制鄰近地區的能源綠色消費水平；可能的原因在于國家財政資金優先支持區域內重點城市建設清潔能源示范項目，導致同一時期鄰近地區的建設資金與能源資源相對匱乏，能源綠色消費水平增長受限。科學技術發展的空間間接效應回歸系數為正，說明本地區科研投入水平和科技研發實力的提高以及高新技術的突破有助于帶動鄰近地區能源綠色消費水平的增長；原因可能是城市群之間的科學技術及先進示范項目的合作與交流共同促進能源消費綠色化。城鎮化的空間間接效應回歸系數也為正，說明本地區城鎮化水平的提升將拉動鄰近地區能源綠色消費水平；原因可能是城鎮化水平提升使城市經濟社會生活快速發展，高質量的生活方式與居住環境吸納外地人口向本地區及周邊地區遷移，形成輻射帶動作用，區域內能源綠色消費水平整體上升。

5 結論與建議

本研究基于“社會-技術”系統轉型視角，結合“社會-技術”體制變遷的7 個維度構建中國能源綠色消費水平綜合評價指標體系，借助熵權TOPSIS 法測算2006—2019 年中國30 個省份能源綠色消費水平綜合得分，從時空雙維度對能源綠色消費水平的時空演化特征進行分析，并結合空間杜賓模型實證分析空間效應驅動因素及其影響機制，得出如下結論：

一是時序上中國能源綠色消費水平演化經歷了波動期（2006—2010 年）、穩升期（2011—2015 年）和速升期（2016—2019 年）3 個階段，并隨著生態文明與可持續發展理念深化，整體呈螺旋攀升態勢；空間上，各省份能源綠色消費水平演化具有明顯馬太效應，華東、華北、中南區域的城市處于高位且穩定增長，西南、東北、西北區域的城市處于低位且具有較大波動性，整體呈現“東高西低”的發展態勢。

二是從直接效應來看，低碳產業結構、能源新基建、科學技術發展、環境規制、城鎮化、城市綠化具有正向空間直接效應，對本地區的能源綠色消費水平具有促進作用，而高碳能源消費結構具有負向空間直接效應，對本地區的能源綠色消費水平具有抑制作用；從間接效應來看，高碳能源消費結構、環境規制、城市綠化的空間間接效應不明顯，科學技術發展、城鎮化對能源綠色消費水平具有正向空間間接效應，對鄰近地區的能源綠色消費水平具有促進作用，而低碳產業結構、能源新基建具有負向空間間接效應，對鄰近地區的能源綠色消費水平具有抑制作用。

基于以上研究結論，提出以下建議：一方面應強化東、西部區域及城市群的科學技術合作交流，充分發揮各城市的資源稟賦與區位優勢，提升區域間資源、能源協調配置能力，尤其應重視開發中西部內陸城市能源綠色消費發展潛力，加快中西部城市的城鎮化進程，鼓勵探索產業結構優化升級新方案，縮減區域間能源綠色消費水平差距；另一方面應完善生態環境治理體系與治理模式，繼續深化生態文明和可持續發展理念，推動中國能源綠色消費水平穩步上升。