電力短缺對家庭消費升級的影響
——來自京津冀地區的經驗證據

俞 劍, 趙 晨, 劉 鵬

(1.中央財經大學 經濟學院,北京 100081; 2.中央財經大學 統計與數學學院,北京 100081)

引 言

電力基礎設施投資與電力消費是驅動經濟增長和社會進步的重要因素,電力供應穩定性與可獲得性是決定經濟高質量發展、提升社會福利、實現能源低碳轉型的重要保障。[1]黨的二十大報告提出,要推動經濟社會發展向綠色化、低碳化轉型,發展綠色低碳產業,健全資源環境要素市場化配置體系。同時我們也要認識到,實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革,需要深入推進能源革命,加快構建新型能源體系,加強能源產供儲銷體系建設,確保能源安全。[2,3]在努力實現碳達峰碳中和背景下,提升電氣化水平、以低碳能源替代化石能源是我國能源轉型的重要方向。

目前,中國經濟正處于構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局。在新發展格局下,加快消費升級對于我國經濟高質量發展具有重要戰略意義。[4]近年來,居民消費對中國經濟增長的貢獻率不斷升高,已經成為驅動中國經濟增長的主引擎。[5]當前新能源大規模并網以及極端天氣事件頻發,[6]造成中國電力供應穩定性下降并引發電力短缺問題。[7]

從宏觀層面看,電力短缺會削弱一國經濟增長的內在動力,造成社會福利損失,甚至有可能引發經濟衰退。[8,9]已有研究表明,電力供應中斷每年給巴基斯坦造成至少45億美元(占巴基斯坦國內生產總值的1.7%)的損失。[10]在中國,電力供應中斷每增加1次,經濟損失高達14.4億元人民幣。[11]從微觀層面看,電力短缺會損害企業生產效率,阻礙企業能源轉型。穩定的要素投入和可靠的電力供給是保障企業正常生產的重要前提。電力短缺不僅會提高企業生產成本、損害盈利能力、降低生產效率,[12]而且還會導致資源配置扭曲、嚴重制約企業的成長性。[13]電力短缺對家庭消費與居民福利的負面影響同樣不可忽視,因為可靠的電力供給不僅是保障家庭日常消費(如家用電器、新能源汽車等)的先決條件,而且也是提升家庭福利水平和居民幸福感的重要保障。換言之,電力短缺發生的頻率越高,越會削弱家庭消費支出規模、抑制家庭消費升級。

基于上述分析,本文選取京津冀地區家庭作為研究對象,深入考察電力短缺對家庭消費行為的沖擊與影響。選擇京津冀地區是出于以下考慮:該地區作為我國北方引領區域社會發展的重要增長點,在我國整體經濟發展中起著至關重要作用,在全國重點區域發展中具有極強的代表性、示范性和引領性。[14]京津冀地區總面積約占全國總面積的2.3%,區域總人口約占全國總人口的7.8%,[15]是中國北方地區經濟發展的重要引擎,也是中國要素資源密集、經濟發展活力強的區域之一。[16]通過分析電力短缺對京津冀地區家庭消費升級的影響,能夠為我國下一步真正實現國內國際雙循環和經濟高質量發展提供寶貴的區域經驗和政策啟示。與已有文獻相比,本文最主要的邊際貢獻是,首次采用文本挖掘方法構建京津冀地區10個城市的電力短缺指數(包括北京、天津、秦皇島、滄州、廊坊、衡水、邢臺、邯鄲、張家口、石家莊),并考察電力短缺對家庭消費升級的影響、作用機理及其異質性效應,從而為我國構建國內國際雙循環的新發展格局提供重要的區域經驗和決策依據。

一、文獻綜述

長期以來,電力短缺問題在發展中國家和發達國家普遍存在,不僅嚴重威脅著一個國家或者地區的能源安全和社會穩定,而且也會改變居民家庭的消費行為和福利水平。[17]目前,基于電力短缺視角分析家庭消費升級的文獻并不多見。

從全球范圍來看,絕大多數發展中國家,由于電力有效裝機容量不足和輸配電基礎設施薄弱,數以百萬計的家庭正遭受頻繁停電和限電的困擾。[18,19]國際經驗表明,隨著經濟發展和人均收入水平的提高,家庭日常消費行為對電力的消費依賴性正不斷增加,正因如此,電力短缺對家庭消費支出、家庭消費結構和福利水平均產生了不可忽視的影響。特別是當家庭遭受非計劃停電時,許多家庭被迫購買其他能源產品(如蠟燭、煤油等)或者自主發電設備來獲得穩定的電源供應,從而擠出家庭在其他方面的消費支出,這種因限電產生的額外成本給家庭帶來了福利損失,加劇了家庭消費不平等現象。[20]更為重要的是,停電時間持續越久,家庭為獲取穩定電力供應的意愿支付價格(willingness-to-pay)越高,福利損失就越大。[6]

由于家庭收入不同,停電對家庭消費與福利的負面影響存在異質性。與高收入家庭相比,低收入家庭無力承擔因限電帶來的發電設備的購置費用,即便面對相同程度的電力短缺,低收入家庭的福利損失和減少的消費支出也要遠遠大于高收入家庭。[21,22]立足中國國情并且將電力短缺與家庭消費升級納入統一分析框架的研究并不多見,目前僅有的相關研究只側重于電力短缺分析或者家庭消費升級的影響因素分析。鑒于此,本文的文獻綜述從以下兩方面展開。

第一類文獻主要考察中國電力短缺的衡量方式、產生原因及其經濟效應等。Zhang等(2014)認為,中國電力短缺的衡量方式不能一概而論,必須要立足電力短缺的產生原因。[23]許多學者認為,造成我國電力短缺的主要原因有兩方面:一是供需失衡。當煤炭價格上漲時,“市場煤”與“計劃電”的基本格局將會導致發電企業的發電意愿下降,[24]而長期以來電力消費需求的持續增長進一步加劇了供需失衡。[25]二是政策因素。近年來,節能環保、能耗雙控、碳達峰碳中和等多目標治理不協調,導致多個省份和地區頻繁出現拉閘限電現象。[26,27]在電力短缺的經濟效應方面,林伯強(2022)認為,中國改革開放40多年來,電力消費增長與GDP增長的相關性始終保持在0.9左右。換言之,電力供需缺口每增長1%,則中國GDP增速將下降0.9%。[1]

第二類文獻主要研究中國家庭消費升級的驅動因素。這類文獻認為,家庭收入、家庭資產和負債是影響居民消費升級的經濟因素,[4,28]社會保障制度、教育資源、城市化、戶籍制度是影響消費升級的制度因素,[29,30]家庭人口規模和人口結構(即人口撫養比)是影響家庭消費支出和消費結構的人口因素,[31,32]文化、觀念、信念、社會地位、宗教、宗族、幸福感等是影響家庭消費行為的文化因素。[33,34]

從已有文獻來看,有關電力短缺對家庭消費升級的影響研究缺乏區域異質性的考慮。眾所周知,自改革開放以來,中國經濟區域發展不平衡、不充分現象長期存在,不同地域家庭消費升級的速率和方向有所不同。不僅如此,我國地域遼闊,不同區域的新能源稟賦、發電能力、用電需求及其用電缺口均存在較大差異。本文以京津冀地區為例,構建京津冀地區城市的電力短缺與家庭消費升級的度量指標,分析電力短缺對家庭消費升級的影響,重點解決電力短缺影響家庭消費升級中可能存在的內生性問題,并對具有不同特征家庭的消費行為以及不同類型的家庭消費支出受電力短缺的影響進行異質性分析。綜上所述,本文試圖從區域層面考察電力短缺對家庭消費升級的影響。

二、研究設計

(一)數據說明與變量選擇

本文采用的微觀家庭數據來自中國家庭追蹤調查數據(CFPS)。CFPS是北京大學中國社會科學調查中心實施的具有全國代表性的大規模微觀入戶調查數據。該數據自2010年起每兩年進行一輪調查,目的是通過追蹤和收集個人、家庭及社區各級數據來反映中國社會、經濟、消費和人口與健康的變化,為學術研究與公共政策分析提供基礎性的微觀家庭數據支持。CFPS的調查樣本選取我國25個省份162個縣的14 798個家庭,其分層多階段抽樣設計使得樣本能夠代表大約95%的中國人口情況。[35]本文選擇CFPS數據庫中2012年、2014年和2016年的京津冀地區家庭數據來研究電力短缺對家庭消費升級的影響。①在回歸設定中,有關城市層面的控制變量數據均來自于《中國城市統計年鑒》。為了剔除極端異常值對回歸結果的影響,對所有連續變量進行了首尾各0.5%的縮尾處理,最終獲得有效樣本1 188戶家庭。

本研究中的被解釋變量是家庭消費升級(記為CU)。CFPS數據將家庭總消費劃分為食品支出、衣著鞋帽支出、居住支出、家庭設備及日用品支出、交通通信支出、文教娛樂支出和其他消費支出。從本質上說,家庭消費升級主要表現為高層次消費支出占比提升、生存型消費支出占比下降。筆者參考秦海林和高軼瑋(2019)的處理方法,選擇家庭交通通信、醫療保健、家庭設備及日用品、文教娛樂和其他消費支出的總和占家庭消費總支出的比重來衡量家庭消費升級。[36]

本研究中的核心解釋變量是電力短缺指數(記為ES)。采用Guo等(2023)提出的中國城市電力短缺指數構建方法來考察京津冀地區城市電力短缺狀況。②具體處理步驟如下。

第一步:確定電力短缺的關鍵詞詞條。運用高頻詞人工篩選和專家調查相結合的手段,從“峰值調度管理”“發電”“需求管理”和“系統問題”四個方面篩選出20個電力短缺的關鍵詞詞條。它們是:“峰值調度管理”“發電”“余熱發電”“錯峰”“解網”“限電”“拉閘”“有序用電”“跳閘”“避峰”“解列”“廠用電”“錯避峰”“拉路”“事故電”“過負荷”“轉供電”“保安電”“拉限電”“負荷轉移”。

第二步:確定數據源。選擇北京、天津、秦皇島、滄州、廊坊、衡水、邢臺、邯鄲、張家口、石家莊10個城市的日報作為新聞媒體報道的來源。

第三步:定義頻數變化率。統計得到2006—2017年第j個城市第k個電力短缺關鍵詞第t年度頻數,記為YFIj,k,t,并將第j個城市第k個電力短缺關鍵詞的變化率定義為:ΔYFIj,k,t=ln(YFIj,k,t)-ln(YFIj,k,t-1)。

第四步:標準化處理。對每個電力短缺關鍵詞的年度頻數變化率序列(即ΔYFIj,k,t)進行標準化處理,從而得到標準化后的每個電力短缺關鍵詞序列,并記為ΔAYFIj,k,t。

為了控制其他因素對家庭消費升級的影響,本文參考程名望和張家平(2019)、[37]黃漫宇和竇雪萌(2022)[38]的處理方法,從家庭層面和城市層面選取控制變量。在家庭層面,選擇家庭總人口(FAM)、家庭總收入(Income)、家庭金融資產(FIN)、家庭存款(Save)、住房差異(House)和城鄉差異(Urban)六個控制變量。在城市層面,選擇城市發展水平(Rgdp)、政府行為(GOV)和金融發展(Finance)三個控制變量。相關變量的具體定義如表1所示,表2是核心變量的描述性統計。

表1 核心變量的定義

表2 核心變量的描述性統計

(二)經驗模型設定

以家庭消費升級(CU)為被解釋變量,電力短缺指數(ES)為核心解釋變量,構建雙向固定效應模型來考察電力短缺對家庭消費升級的影響。模型具體設定如下:

CUijt=a0+a1ESjt+βXit+γZjt+μi+λt+εijt

(1)

其中i、j和t分別表示家庭、城市和年份。CUijt表示位于城市j的家庭i在第t年的消費升級水平,ESjt為城市j在第t年的電力短缺程度。Xit為家庭層面控制變量集,包括家庭總人口、家庭總收入、家庭金融資產、家庭存款、城鄉差異和住房差異。Zjt為城市層面控制變量集,包括經濟發展水平、政府行為和金融發展。ui為家庭固定效應,λt為年份固定效應,εijt為未觀測到的隨機誤差項。

三、實證結果與分析

(一)基準回歸結果

表3報告了電力短缺對家庭消費升級的基準回歸結果。回歸結果顯示,電力短缺的估計系數為-0.003且在10%水平顯著,這一結果表明電力短缺對家庭消費升級具有負面影響,一旦電力短缺加劇,將會導致所在地區家庭消費降級。從估計系數大小看,電力短缺每增加一單位標準差,則家庭消費升級降低1.79%。③造成這一結果的原因可能是家庭為了抵消電力短缺對日常生活的負面影響,不得不購買其他燃料或者自主發電設備,從而擠出了家庭在消費升級方面的必要支出。為此,本文將在后續實證研究中對電力短缺擠出哪種消費支出進行更為嚴謹的論證和分析。除此之外,上述結果也具有重要的政策啟示,即電力短缺對經濟發展的潛在負面影響是改變家庭消費結構、阻礙家庭消費升級。中央政府和地方政府要進一步加大電力基礎設施投入,提升電力供應穩定性,避免頻繁發生電力短缺事件。控制變量的估計結果表明,家庭收入對消費升級具有顯著的正向影響,家庭收入每增長1%,家庭消費升級增加約0.014 1%。家庭住房支出對家庭消費升級具有顯著的負向影響,家庭住房支出每增長1%,家庭消費升級降低0.003%。家庭收入與住房支出的回歸結果與已有文獻是一致的,這表明收入是促進家庭消費升級的重要因素,而住房貸款對家庭消費升級具有擠出效應。與城市家庭相比,農村家庭消費升級的空間和潛力更大,該結果與已有研究結論也是一致的。[36,39]

表3 基準回歸結果

(二)工具變量回歸

基準回歸結果表明,電力短缺對家庭消費升級具有顯著的負向效應,但并未考慮可能存在的內生性問題。這是因為家庭消費升級水平越高的城市,經濟發展水平往往也越高,地方政府也擁有更多的財政資金投資到電力基礎設施領域,因而可以有效緩解本地電力短缺問題。正因如此,需要引入工具變量回歸來規避基準回歸中可能存在的內生性問題。在工具變量的選擇上,借鑒Guo等(2023)的做法,選擇一年內每個城市降溫度日數(記為CDD)和采暖度日數(記為HDD)作為工具變量。[7]

表4展示了工具變量的回歸結果。可以發現,Kleibergen-Paap rk LM statistic檢驗顯著拒絕原假設,表明回歸模型不存在識別不足問題,即所選工具變量與內生解釋變量相關。Cragg-Donald Wald F統計量明顯大于Stock-Yogo弱工具變量檢驗的臨界值,顯著拒絕存在弱工具變量的原假設,說明模型不存在弱工具變量問題。表4第(2)列和第(4)列的估計結果表明,電力短缺加劇的確會抑制家庭消費升級,導致家庭消費降級,這一結果與基準結果完全一致,從而表明實證結果是穩健、可靠的。

表4 工具變量回歸結果

(三)穩健性檢驗

為了檢驗基準結果的穩健性和可靠性,采用以下兩種方法展開穩健性檢驗:一是借鑒Guo等(2023)的處理方法,減少電力短缺的關鍵詞數量并將電力短缺指數替換為Robust_ES指數;[7]二是替換被解釋變量,借鑒汪偉和劉玉飛(2017)對家庭消費升級的衡量方法,在消費升級的衡量中剔除其他消費,僅以家庭交通通信、醫療保健、文教娛樂、家庭設備及日用品支出總和占家庭消費總支出的比重來衡量。[40]相關回歸結果如表5所示。

表5 穩健性檢驗結果

表5第(1)列和第(2)列的估計結果顯示,在電力短缺20個關鍵詞中只保留出現頻率最高的5個關鍵詞,④然后根據5個高頻關鍵詞構建電力短缺指數,回歸結果與基準結果仍然一致,表明電力短缺的確會抑制家庭消費升級。表5第(3)列和第(4)列的估計結果顯示,替換家庭消費升級的度量方式之后,回歸結果仍然顯示電力短缺與家庭消費升級之間存在顯著的負相關。這表明基準回歸結果是穩健的。

(四)異質性分析

依據已有文獻可知,面對電力短缺,不同特征家庭消費升級的真實反應是不同的。一方面,家庭收入是驅動家庭消費升級的根本動力,收入越高,消費升級越快。另一方面,人口規模對家庭消費升級是負擔與壓力,人口規模越大,消費升級越慢。于是,按照三種方式進行異質性分析,一是依據家庭屬性將所有家庭劃分為城市家庭和農村家庭;二是依據家庭消費總支出的中位數,將所有家庭劃分為高消費支出家庭與低消費支出家庭;三是依據家庭人口規模的中位數,將所有家庭劃分為高人口規模家庭和低人口規模家庭。異質性回歸結果如表6所示。

表6 基于不同家庭特征的異質性分析

表6第(1)列和第(2)列報告了城市家庭和農村家庭的回歸結果。回歸結果顯示,電力短缺對城市家庭消費升級的影響為負,但是并不顯著。相比之下,電力短缺對農村家庭消費升級的影響顯著為負,而且電力短缺每增加一單位標準差,農村家庭消費升級將會降低3.59%。⑤該結果表明,當發生電力短缺時,同一城市內部會產生嚴重的家庭消費不平等現象,農村家庭因電力短缺出現明顯的消費降級現象,而城市家庭消費升級并未受到顯著影響。收入是家庭應對外部風險與負面沖擊的最有效武器,與城市家庭相比,農村家庭的收入更低,抵御電力短缺沖擊的能力更弱,其消費升級也更容易受到負面影響,造成消費降級。

表6第(3)列和第(4)列報告了高消費支出家庭與低消費支出家庭的估計結果。不難發現,電力短缺對高消費支出家庭消費升級的影響并不顯著,而對低消費支出家庭消費升級產生了顯著負面影響。電力短缺增加一單位標準差,低消費支出家庭消費升級將降低3.53%。⑥這一結果表明,電力短缺會使低消費支出家庭的消費結構進一步惡化,導致這類家庭出現消費降級現象,從而加劇低消費支出家庭與高消費支出家庭之間的消費不平等。與城市家庭與農村家庭的回歸結果相似,低消費支出家庭的收入水平較低,其抵御電力短缺沖擊的能力相對較弱,因而容易造成消費降級。

表6第(5)列和第(6)列是高人口規模家庭和低人口規模家庭的估計結果。相關估計結果顯示,電力短缺對低人口規模家庭消費升級的影響不顯著,而對高人口規模家庭消費升級產生了顯著負面影響。從估計系數大小看,電力短缺增加一單位標準差,高人口規模家庭消費升級將會降低2.15%。⑦與前四列估計結果相似,電力短缺通過惡化高人口規模家庭的消費結構,阻礙高人口規模家庭消費升級,導致高人口規模家庭與低人口規模家庭之間出現消費不平等現象。這一結果表明,人口負擔越重的家庭在面臨電力短缺等外部沖擊時,消費升級的壓力和阻力越大,也越容易出現消費降級。

綜上所述,對于農村家庭、低消費支出家庭、高人口規模家庭這類收入水平較低、生活負擔較重的家庭,電力短缺會惡化家庭內部的消費結構,導致消費降級。相比之下,城市家庭、高消費支出家庭和低人口規模家庭等收入水平較高、生活負擔較輕的家庭受電力短缺的負面沖擊較小,并不會因電力短缺發生明顯的消費降級。在能源轉型進程中,這一現象尤其需要引起中央政府和地方政府的高度重視,避免因電力短缺沖擊導致不同類型家庭之間出現消費不平等現象。

上述研究發現,電力短缺會阻礙家庭消費升級,導致消費降級,但是并未解釋電力短缺為什么會導致家庭消費降級。為了回答這個問題,本文通過考察電力短缺對不同家庭消費分項支出的影響,試圖揭示電力短缺是如何抑制家庭消費升級的。于是,將被解釋變量依次替換為家庭交通通信支出占比(記為TRCO)、醫療保健支出占比(記為MED)、文教娛樂支出占比(記為EEC)、家庭設備及日用品支出占比(記為DAILY),其他設定與模型(1)保持一致。相關估計結果如表7所示。

表7 基于不同消費類型的回歸結果

結果發現,電力短缺對家庭醫療保健支出占比和家庭設備及日用品支出占比具有顯著的負向影響,而對家庭交通通信支出占比和文教娛樂支出占比并未產生顯著影響。這一結果表明,電力短缺會擠出家庭設備及日用品和家庭醫療保健方面的消費支出,產生消費降級。從估計系數大小看,電力短缺增加一單位標準差,醫療保健消費支出占比降低約1.79%,⑧家庭設備及日用品支出占比降低約1.14%。⑨

結論與啟示

電力供應穩定是我國實現經濟高質量發展、提升社會福利、推動家庭消費升級的重要保障。當前新能源大規模并網以及極端天氣事件頻發,導致電力短缺的發生概率明顯上升,這對國內國際雙循環的新發展格局產生了負面影響。本文選取京津冀地區家庭為研究對象,采用大數據文本挖掘的方法構建京津冀地區10個城市(包括北京、天津、秦皇島、滄州、廊坊、衡水、邢臺、邯鄲、張家口、石家莊)的電力短缺指數,采用雙向固定效應模型考察了城市電力短缺對所在地區家庭消費升級的影響。

研究發現,電力短缺對家庭消費升級具有顯著的負面影響,電力短缺每增加一單位標準差,所在地區家庭消費升級將降低1.79%。換言之,電力短缺加劇會導致家庭消費降級。這種消費降級效應主要發生在家庭設備及日用品支出和家庭醫療保健支出上。異質性分析結果表明,電力短缺對農村家庭、低消費支出家庭和高人口規模家庭消費升級的負面影響較大。簡言之,電力短缺沖擊會導致不同類型家庭消費出現分化,這一結果與高維和等(2023)的觀點是一致的,他們認為當前中國家庭消費正處于歷史轉折期,技術變革、全球化、ESG、低碳轉型等外部沖擊都會造成中國家庭的消費分化與多元轉型。因此,如何幫助不同類型家庭應對外部沖擊,避免出現消費不平等和消費分化現象將是擺在各級政府面前的一道難題。[41]

基于上述實證結果,本文得到以下政策啟示:(1)加大電力基礎設施投資。為確保電力供應的穩定性和可獲得性,政府應增加對電力基礎設施的投資。這包括擴大電力生產能力、提高輸電和配電網絡效率,加強對新能源發電和儲能技術的研發和推廣,以增加清潔能源的比例等。(2)加強電力供應的調度和管理。為了應對新能源大規模并網和極端天氣事件的影響,政府應加強電力供應的調度和管理。這包括建立靈活的電力調度機制,提高電力系統的可調度性,加強天氣預測和應急響應能力,以確保電力供應的穩定性和安全性。此外,改善電力供應的可靠性還能夠縮小不同家庭之間的消費不平等,為實現共同富裕提供有力支撐。(3)考慮到京津冀地區在經濟發展中的重要性,政府應加強區域間的協調合作。通過促進區域間的電力交流與合作,共享電力資源,提高電力供應的穩定性和可靠性,進一步推動區域經濟的發展。(4)補貼脆弱家庭。政府可以通過向易受影響的家庭提供補貼來緩解電力短缺的負面沖擊。特別是農村家庭、低消費支出家庭和高人口規模家庭更容易受到電力短缺的影響,政府可以通過設立特殊的社會保障機制或提供經濟補貼,幫助這些脆弱家庭應對電力短缺沖擊,保障其基本生活需求。

注釋:

①需要說明的是,受限于地方報紙數據的可獲得性,本文構建的城市電力短缺指數時間跨度為2006—2017年。由于2010年CFPS數據無家庭金融資產數據,將電力短缺數據、家庭金融資產數據合并后,得到包含2012年、2014年與2016年的實證樣本數據。

②Guo等(2023)提出的城市電力短缺指數共有兩類,分別由20個關鍵詞與5個關鍵詞構成,以20個關鍵詞構成的電力短缺指數進行基準回歸,并采用5個關鍵詞構成的電力短缺指數進行穩健性檢驗。

③-1.79%=(-0.003 0)×5.977 8

④頻率最高的5個關鍵詞分別是:“峰值調度管理”“發電”“余熱發電”“錯峰”“解網”。

⑤-3.59%=(-0.006 0)×5.977 8

⑥-3.53%=(-0.005 9)×5.977 8

⑦-2.15%=(-0.003 6)×5.977 8

⑧-1.79%=(-0.003 0)×5.977 8

⑨-1.14%=(-0.001 9)×5.977 8