中國能源足跡的區(qū)域差異及影響因素分析

李 琦，孫根年，韓亞芬

（1.宿州學(xué)院 地球科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 宿州 234000；2.陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院，西安 710062）

中國能源足跡的區(qū)域差異及影響因素分析

李 琦1，孫根年2，韓亞芬1

（1.宿州學(xué)院 地球科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 宿州 234000；2.陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院，西安 710062）

節(jié)能戰(zhàn)略是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，其實施有賴于能源消費水平的準(zhǔn)確度量。能源足跡的引入為我們提供了一種準(zhǔn)確測算能源消費水平的計量手段。文章著眼于能源足跡的空間分布差異，利用2005年中國能源消費截面數(shù)據(jù)，測算出我國30個省區(qū)的能源消費足跡；并在此基礎(chǔ)上，通過多元非線性回歸分析等方法，構(gòu)建出能源足跡與其影響因素的計量模型。

能源足跡；區(qū)域差異；影響因素；實證分析

能源是人類社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其供應(yīng)水平將直接影響到國家和區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的正常運行[1]。近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長，經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，能源的消費也在大幅度的攀升[2]。據(jù)統(tǒng)計，從2001～2005年，中國能源消耗總量增長近57%，年平均增長率高達(dá)9.4%[3]，能源緊缺問題逐漸成為制約我國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”。在此背景下，節(jié)能戰(zhàn)略就成為實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，而節(jié)能措施的制定和實施都有賴于能源消費水平的準(zhǔn)確度量。作為有效衡量自然資本可持續(xù)利用的生物物理定量評價工具，生態(tài)足跡方法的引入為我們提供了一種準(zhǔn)確測算資源消費水平的計量手段。它是將人類對各種資源的消費主要折算為6類生物生產(chǎn)性土地(指具有生態(tài)生產(chǎn)能力的土地或水體)：化石能源地、可耕地、林地（forest）、草場、建筑用地和海洋。其中，能源足跡（Energye cological footpirnt，EEF）在生態(tài)足跡中占很大比重，是影響生態(tài)足跡大小的最主要因素[4-6]。而社會、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)等諸多因素影響著人們的能源消費水平，決定著能源足跡的大小，因此，有必要深入了解能源足跡的空間特征和主要的影響因素，為區(qū)域能源可持續(xù)發(fā)展決策提供借鑒[7]。本文從生態(tài)足跡理論出發(fā)，利用2005年中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗的截面數(shù)據(jù)，測算出我國30個省區(qū)的能源足跡，并揭示其空間分布特征；在此基礎(chǔ)上，通過多元非線性回歸方法，建立人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等社會經(jīng)濟(jì)因素對能源足跡影響的計量模型，以尋找影響能源足跡的主要因子，為我國降低能源消耗、減少環(huán)境污染提供可行的途徑和方法。

1 模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)來源

1.1 影響因素與模型構(gòu)建

從系統(tǒng)動力學(xué)的角度看，能源消費水平的變化是人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)等諸多方面因素共同驅(qū)動的結(jié)果。而如何構(gòu)建出這些因素對能源消費足跡影響的計量模型，對于揭示能源足跡的驅(qū)動因子，制定宏觀的節(jié)能政策，實現(xiàn)能源與社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

對于中國省區(qū)能源消費來說，影響能源消費足跡大小的主要因素包括了以下幾個方面：

區(qū)域人口規(guī)模（P）：人口數(shù)量的不斷增多是引起能源消費增長的重要因素。人類為了生存下去，使后代延續(xù)不絕，需要從周圍環(huán)境的自然資源中索取食物和能源。中國是世界上的人口大國，龐大的人口基數(shù)以及在此基礎(chǔ)上所形成的人文社會的發(fā)展離不開國家能源的保障與支持，人口的壓力加快了能源消費的增長，加深了能源供給的緊缺程度。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（E）：能源消費與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間是相互促進(jìn)、相互制約的的關(guān)系。一方面，能源利用保障了中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長，另一方面，中國宏觀經(jīng)濟(jì)的快速增長是拉動能源消費增長的主要動力[8]。特別是近年來，中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長，全社會用電需求不斷增加，由此推動能源消費水平的持續(xù)增高。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)狀況（I）：不同行業(yè)、部門的能源需求存在著較大差異，因此不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對能源消費量亦存在較大影響[9]。近10年來，我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化取得顯著成績，特別是東南沿海地區(qū)工業(yè)發(fā)展的成效最為突出。但是，為了保證經(jīng)濟(jì)增長的速度，一些地區(qū)基礎(chǔ)原材料工業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模也在不斷增長，加劇了能源消費總量的快速增長及區(qū)域差異。

能源利用技術(shù)（T）：能源利用技術(shù)水平?jīng)Q定著能源利用效率的高低，也即能源所含能量中被人們利用的部分跟能源所含總能量的比值的大小。如果能大幅度提高常規(guī)能源的利用率，就能夠有效地減少常規(guī)能源的消耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

本文在上述分析基礎(chǔ)上，借鑒STIRPAT影響模型，構(gòu)建出我國各省能源消費足跡與其影響因素關(guān)系的計量模型，函數(shù)關(guān)系和數(shù)學(xué)模型如下：

其中，Qi為某年第i個省區(qū)的能源消費足跡，K為常數(shù)，Pi，Ei，Ii，Ti分別為上述各影響因素，分別為其彈性系數(shù)。

為了通過回歸分析確定有關(guān)參數(shù)，對（3）式兩邊取對數(shù)，得：

1.2 指標(biāo)選定及數(shù)據(jù)來源

為了能夠定量分析上述因素對于能源足跡的影響，本文以《中國能源統(tǒng)計年鑒》、《中國統(tǒng)計年鑒》等[3，10]資料為數(shù)據(jù)源，詳細(xì)收集了2005年中國各省區(qū)能源消費和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)數(shù)據(jù)，為所選的諸因素選定指標(biāo)，并建立出它們與能源消費足跡的模擬方程。

區(qū)域人口規(guī)模（P）：取當(dāng)年各省區(qū)總?cè)丝跀?shù)，單位：萬人。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平 （E）：用當(dāng)年各省區(qū)人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）計量，單位：千元/人。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)狀況（I）：選取當(dāng)年第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比例表征。

能源利用技術(shù)（T）：用當(dāng)年單位工業(yè)增加值能耗量計量，單位：噸/萬元。

2 中國30個省區(qū)能源足跡的測算

2.1 計算方法

能源足跡指標(biāo)是一種能夠有效衡量人類能源消費水平的計量方法，它將人類的能源消耗分為化石能源 （原煤、原油、天然氣等）和水電兩類[6]。其中，化石能源消費足跡的測算是以消耗化石能源釋放出的二氧化碳量所需要的林地吸收面積來計，而水電由于不釋放二氧化碳，則是以建設(shè)水電站等設(shè)施所淹沒的土地面積計算。計算公式為：

式中，EEF為能源足跡(hm2)，ci為當(dāng)年第i類能源消費量(kg標(biāo)準(zhǔn)煤)，mi為第i類能源消費的全球平均足跡(hm2)。

2.2 中國能源足跡的空間分布

本文詳細(xì)收集了2005年中國30個省區(qū)（不含港、澳、臺和西藏）能源消費的截面數(shù)據(jù)，利用上述公式測算出它們的能源足跡（如表1所示）。

從表1中可以看出，2005年，我國能源消費足跡為13.476億hm2。其中，能源足跡排名前十位的省區(qū)分別是：山東、山西、河北、江蘇、河南、廣東、遼寧、內(nèi)蒙古、浙江、湖北，最小的是海南省，僅為319.2萬hm2。從能源足跡的區(qū)域分布來看，高能耗省份主要集中于工業(yè)較發(fā)達(dá)的中東部地區(qū)，如山東、河北、江蘇、遼寧等省份；而低能耗省份主要分布在經(jīng)濟(jì)相對落后的西部地區(qū)，如甘肅、寧夏、青海等。

表1 中國30個省區(qū)能源足跡統(tǒng)計表

2.3 能源足跡強度的空間分布

能源足跡強度是指各?。▍^(qū)市）能源足跡與其生產(chǎn)總值（GDP）的比值，這一指標(biāo)反映出單位GDP產(chǎn)出的能源消費足跡。能源足跡強度越大，說明單位能耗的GDP產(chǎn)出率越低。由表1可知，2005年，全國能源足跡強度的平均水平為0.682 hm2/萬元，但各省區(qū)的能源足跡強度差異較大。其中，山西作為我國最大的煤能源供應(yīng)基地，火力發(fā)電等高耗能工業(yè)占較大比重，其能源足跡強度高達(dá)2.729 hm2/萬元，位居全國首位。而寧夏、貴州、內(nèi)蒙古、甘肅等西部省份，其強度均高于全國平均水平；強度最低的依次是北京、廣東、海南、浙江和上海，平均強度僅為0.345 hm2/萬元。另外，從能源足跡強度與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的關(guān)系圖中（圖1）可以看出，兩者存在著冪函數(shù)對應(yīng)關(guān)系，并隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，能源足跡強度呈現(xiàn)出逐漸下降趨勢。

3 能源足跡影響因素的實證分析

基于各省區(qū)能源足跡的測算結(jié)果及上述影響因素的定性分析，本文依據(jù)《中國能源統(tǒng)計年鑒》、《中國統(tǒng)計年鑒》等資料，按照上文中的有關(guān)方法確定出30個省區(qū)的區(qū)域人口規(guī)模（P）、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（E）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（I）、能源利用技術(shù)（T），并建立出它們與能源消費足跡關(guān)系的計量模型，回歸方程如下：

從方程（4）可以看出，上述4個因素與能源消費足跡呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.9179，通過顯著性檢驗，F(xiàn)=33.437，達(dá)高度顯著水平。由各因素的彈性系數(shù)分析其邊際貢獻(xiàn)，其中，人口規(guī)模對能源消費足跡的影響成正比，邊際彈性系數(shù)為0.9576，說明能源足跡受省區(qū)內(nèi)人口控制作用明顯，龐大的人口規(guī)模是拉動能源消費增長的主要動力；經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對能源消費足跡影響的彈性系數(shù)為0.6153，說明人均GDP每增加1%將會導(dǎo)致能源消費足跡增長0.6153%，是影響能源消費的一個重要因素。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（I）對能源足跡的回歸系數(shù)為0.7967，表明能源消費足跡總量受區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例的影響顯著，因此，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對于我國能源可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的意義；能源利用技術(shù)（T）的邊際貢獻(xiàn)率0.6717，表明能源利用技術(shù)每提高1%將會降低能源消費足跡0.6717%，區(qū)域能源消費足跡過高與粗放式生產(chǎn)、能源利用效率低下有關(guān)，提升能源利用技術(shù)和效率是解決我國能源問題的重要手段。

為了檢驗上述預(yù)測模型的精度，本文將2005年30個省區(qū)能源足跡的統(tǒng)計值與模型模擬值進(jìn)行比較。從圖2可以看出，除山西省差別較大外，其余29個省區(qū)的預(yù)測結(jié)果擬合良好。山西省作為我國重要的能源生產(chǎn)大省，能源工業(yè)一直是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱行業(yè)，工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出重型高耗能的特點，因而，能源足跡統(tǒng)計值明顯較模擬值偏高。

4 結(jié)論

能源足跡方法的引入為我們提供了一種準(zhǔn)確衡量人類能源消費水平的計量手段，它不僅能夠豐富和完善生態(tài)足跡指標(biāo)的可持續(xù)發(fā)展度量體系，也可為我國的能源可持續(xù)發(fā)展決策提供借鑒。本文著眼于能源足跡的空間分布差異，利用2005年中國能源消費截面數(shù)據(jù)，測算出我國30個省區(qū)能源足跡的大??；在此基礎(chǔ)上，通過多元非線性回歸分析等方法，構(gòu)建出能源足跡與社會經(jīng)濟(jì)因素的計量模型。

（1）2005年，我國能源消費足跡為13.476億hm2。從區(qū)域分布來看，能源足跡高的省份主要集中于工業(yè)較發(fā)達(dá)的中東部地區(qū)，如山東、河北、江蘇、遼寧等；而能源足跡低的省份主要分布在經(jīng)濟(jì)相對落后的西部地區(qū)，如甘肅、寧夏、青海等。2005年，全國能源足跡強度的平均水平為0.682 hm2/萬元，各省區(qū)差異較大。能源足跡強度與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平呈現(xiàn)冪指數(shù)關(guān)系，隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，能源足跡強度呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。

（2）能源足跡影響因素模型的實證分析表明，人口規(guī)模（P）對能源消費足跡的影響成正比關(guān)系，是拉動能源消費增長的主要動力；經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（E）對能源消費足跡影響的彈性系數(shù)為0.6153，是影響能源消費的一個重要因素；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（I）和能源利用技術(shù)（T）的邊際貢獻(xiàn)率分別為 0.7967和0.6717，對能源足跡的影響顯著，因此，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率是緩解能源足跡增長的重要手段。

作為世界上人口數(shù)量最多，經(jīng)濟(jì)增長最快的發(fā)展中大國，中國的能源問題具有著長期性、艱巨性的特點。隨著中國能源消費的快速增長．如何以較低的能源消費保障較高的經(jīng)濟(jì)增長成為政府和學(xué)術(shù)界非常關(guān)注的問題[11-12]。根據(jù)上文實證分析，降低我國能源消費壓力可以從控制人口數(shù)量、提高經(jīng)濟(jì)增長質(zhì)量、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推廣節(jié)能技術(shù)、增加能源轉(zhuǎn)換效率以及加強監(jiān)督管理力度等方面入手。政府應(yīng)首先轉(zhuǎn)變片面追求經(jīng)濟(jì)增長總量、增長速度的傳統(tǒng)業(yè)績考核指標(biāo)，將資源利用效率的監(jiān)管納入政府部門不可或缺的責(zé)任范圍。在優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)方面，應(yīng)加強政府的宏觀調(diào)控能力，重視結(jié)構(gòu)性節(jié)能，通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、能源消費結(jié)構(gòu)和企業(yè)規(guī)模結(jié)構(gòu)，使經(jīng)濟(jì)增長進(jìn)入到集約化發(fā)展的軌道；其次，完善能源消費的市場導(dǎo)向機(jī)制，通過能源價格杠桿的調(diào)控，優(yōu)化國民經(jīng)濟(jì)的資源配置，提高能源利用效率。同時，還可以通過稅收(或補貼)手段進(jìn)行引導(dǎo)，鼓勵低能耗和提高能源生產(chǎn)率的投資和生產(chǎn)行為，對嚴(yán)重浪費能源的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行及時更新。而在推廣節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域方面，一方面，各級政府可以通過制定合理計劃及采用節(jié)能技術(shù)在有效履行公共責(zé)任的前提下節(jié)約能源使用量；另一方面，在一些高耗能行業(yè)中引進(jìn)能源示范項目，推廣循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，使投資者充分認(rèn)識節(jié)能的可行性和經(jīng)濟(jì)效益。

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（責(zé)任編輯/易永生）

F206

A

1002-6487（2010）19-0111-03

國家自然科學(xué)基金資助項目（40271052）；安徽省自然科學(xué)基金重點項目(KJ2010A316)；宿州學(xué)院碩士科研啟動基金資助項目（2009YSS02）

李 琦（1982-），男，安徽界首人，講師，研究方向：資源環(huán)境分析與評價。

孫根年（1961-），男，陜西西安人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：旅游經(jīng)濟(jì)運行與危機(jī)評估。