基于聚類分析的遼寧省能源消費(fèi)情況研究

劉 宏，孫 倩，孫 康

(遼寧師范大學(xué)a.管理學(xué)院;b.海洋經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展研究中心，遼寧大連116029)

一、研究背景分析

隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對自然環(huán)境侵蝕越發(fā)嚴(yán)重，當(dāng)今全球氣候日益暖化，大氣污染嚴(yán)重，能源出現(xiàn)危機(jī)，水資源，自然資源短缺，地球已不能承受人類社會高速發(fā)展所導(dǎo)致的能源短缺和環(huán)境惡化，在此背景下，能源消費(fèi)和環(huán)境改善成為各國發(fā)展的焦點。

胡燕平等認(rèn)為能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐和動力，是社會繁榮發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。中國作為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展最為迅速的國家，能源廣泛應(yīng)用于居民生活、工業(yè)、建筑、交通等各個領(lǐng)域［2］。程娜等采用能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長、三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)與碳排放量的思路進(jìn)行分析，指出遼寧省應(yīng)從加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整入手，發(fā)展第三產(chǎn)業(yè);降低以鋼鐵業(yè)為代表的重點工業(yè)領(lǐng)域的單位產(chǎn)值能耗、提高能源使用效率［3］。潘家華指出中國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及發(fā)展林業(yè)碳匯的空間有限，針對這樣的約束條件，提出中國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的三個措施:提高能源效率、引導(dǎo)消費(fèi)者行為、開發(fā)利用可再生能源［5］。以上分析大多只是研究單一對象，較少采用比較的方式進(jìn)行分析。

本文選取吉林、黑龍江、山東、廣東、福建等省作為遼寧省的比較分析對象，一方面，所選對象同屬東北三省，具有可比性;另一方面，山東省、廣東省、福建省屬于中、高碳排放的省份，經(jīng)濟(jì)增長快速，借鑒意義較強(qiáng)。本文以2011年全國及上述各省份統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)為依據(jù)，從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)情況和各行業(yè)能源消費(fèi)情況為切入點，運(yùn)用聚類分析方法，對各省份的能源消費(fèi)類型、三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)、各行業(yè)能源消費(fèi)等進(jìn)行比較分析，為遼寧省實現(xiàn)“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)提供借鑒。

二、能源消費(fèi)情況分析

聚類分析是根據(jù)事物本身的特性研究個體分類，將研究對象分為相對同質(zhì)群體的統(tǒng)計分析方法，同一組內(nèi)性質(zhì)相似。它主要分為快速聚類和層次聚類兩種。本文采用的是層次聚類分析，根據(jù)其聚類過程的不同又可以分為分解法和凝聚法:分解法是聚類開始時把所有個體都視為一大類，然后根據(jù)距離和相似性逐層分解，直到參與聚類的每一個體自成一類為止:凝聚法則是聚類開始時把參與聚類的每一個體視為一類，根據(jù)兩類之間的距離或相似性逐步合并，直到形成一個大類為止。本研究采用層次聚類中的凝聚法，歐氏距離測量類之間的距離，輸出冰柱圖表。

歐氏距離是在n維空間中測量兩個點之間的距離，距離越近表示越相似，屬于同一類，公式如下:

1.六省份能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析

溫室效應(yīng)的產(chǎn)生是由于二氧化碳的排放量逐漸增多的原因，要減少二氧化碳的排放量就要找出導(dǎo)致二氧化碳排放增多的原因，不同能源形式產(chǎn)生CO2數(shù)量見表1?？梢钥闯雒禾亢褪褪钱a(chǎn)生CO2的主要能源。本文以2011年六省份煤炭、石油、天然氣消費(fèi)量為依據(jù)，采用比較分析方法研究六省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，如圖1。

表1 不同能源形式產(chǎn)生CO2數(shù)量比較［7］

圖1 能源消費(fèi)量比較

從圖1可以看出，東北三省主要以煤炭和石油作為能源來源，天然氣的用量非常小，山東省煤炭、石油、天然氣用量處于平均水平，并且天然氣的用量明顯高于東北三省，遼寧省的煤炭消費(fèi)量相當(dāng)大，不僅要高于其他省份，同時在煤炭、石油、天然氣的使用中處于不平衡狀態(tài)。

2.六省份三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)情況比較

根據(jù)2011年六省份三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，采用比較分析方法得出與遼寧省三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)情況相似的省份，如圖2。

圖2 六省三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)圖

從圖2中可以看出六省能源消費(fèi)中主要以第二產(chǎn)業(yè)為主，第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)情況相似，遼寧省三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)與福建省能源消費(fèi)相似，第一產(chǎn)業(yè)中六省處于相同狀態(tài)，第二產(chǎn)業(yè)中山東省遙遙領(lǐng)先，遼寧省與黑龍江、福建省稍微相似，第三產(chǎn)業(yè)中山東、廣東省領(lǐng)先于其他省份，遼寧省的第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)量高于吉林、黑龍江、福建省。

3.六省份各行業(yè)能源消費(fèi)情況分析

以農(nóng)林、工業(yè)、建筑行業(yè)、交通行業(yè)、批發(fā)行業(yè)、生活消費(fèi)行業(yè)為對象，運(yùn)用聚類分析方法，分析了同一行業(yè)各省份能源消費(fèi)情況，從而找出與遼寧省同一行業(yè)能源消費(fèi)情況相似的省份。以下數(shù)據(jù)分析樣本處理情況，有效個數(shù)為6個，缺失為0個，見表2～7。

(1)六省份農(nóng)林分析數(shù)據(jù)

表2 六省份農(nóng)林分析數(shù)據(jù)

從表2得出遼寧省和福建省、黑龍江省在農(nóng)業(yè)方面能源消費(fèi)相似。

(2)六省份工業(yè)分析數(shù)據(jù)

表3 六省份工業(yè)分析數(shù)據(jù)

從表3得出遼寧省在工業(yè)能源消費(fèi)上自成一類，和福建、黑龍江省相類似，黑龍江省和福建省在工業(yè)能源消費(fèi)上相一致。

(3)六省份建筑分析數(shù)據(jù)

表4 六省份建筑分析數(shù)據(jù)

從表4得出遼寧省和福建省在建筑能源消費(fèi)上相一致，和黑龍江省相類似。

(4)六省份交通運(yùn)輸分析數(shù)據(jù)

表5 六省份交通運(yùn)輸分析數(shù)據(jù)

從表5遼寧省在交通運(yùn)輸能源消費(fèi)上自成一類，和福建省稍微相似。

(5)六省份批發(fā)零售行業(yè)分析數(shù)據(jù)

表6 六省份批發(fā)零售行業(yè)分析數(shù)據(jù)

從表6遼寧省和吉林省在批發(fā)零售能源消費(fèi)上相一致，和福建省相類似。

(6)六省份生活消費(fèi)分析數(shù)據(jù)

表7 六省份生活消費(fèi)分析數(shù)據(jù)

從表7得出遼寧省生活消費(fèi)能源消費(fèi)上和黑龍江省相一致。

三、研究結(jié)論

通過分析遼寧省2011年統(tǒng)計年鑒中的能源消費(fèi)、能源生產(chǎn)平衡表，能源消費(fèi)彈性系數(shù)，綜合能源平衡表，各行業(yè)能源消費(fèi)量等數(shù)據(jù)，可以總結(jié)出遼寧省的能源消費(fèi)具有以下特征:

(1)遼寧能源消費(fèi)類型以煤炭為主導(dǎo)，與廣東省、山東省有相同之處，與吉林省、黑龍江省、福建省差異較明顯。2011年遼寧省能源消費(fèi)總量為19 856.4萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上一年增長9.6%，其中煤炭占 67.9%，石油占 27.3%，天然氣占1.3%，水電占0.6%，與上一年相比較(2010年煤炭占73%，石油占22.5%，天然氣占1.2%，水電占0.4%)，能源消費(fèi)類型中仍以煤炭為主導(dǎo)，略微下降，而石油、天然氣、水電比重略微上升。

(2)遼寧省能源回收利用能力不足。遼寧省在能源上不能夠自己自足，存在很強(qiáng)的依賴性，需要從外地區(qū)調(diào)入能源，但回收能力僅有1 015.19萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，說明能源回收利用能力很欠缺。

(3)遼寧省第二產(chǎn)業(yè)所占比重過大。在分行業(yè)能源消費(fèi)中煤炭、原油、電力消耗量最多，而天然氣用量非常小，在煤炭的使用量上制造業(yè)和采礦業(yè)遙遙領(lǐng)先，其次是居民生活用量、農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)，說明第二產(chǎn)業(yè)占相當(dāng)大的比重，第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)占比重小;在原油的使用量上制造業(yè)占比達(dá)到98.4%;制造業(yè)和居民用電占比也很大。

(4)遼寧省能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長保持同向變化。能源消費(fèi)彈性系數(shù)為0.68，能源生產(chǎn)彈性系數(shù)為0.24，在國民經(jīng)濟(jì)年平均增長速度一致的情況下，能源消費(fèi)年平均增長速度約為能源生產(chǎn)年平均增長速度的3倍，電力消費(fèi)彈性系數(shù)為1.08，電力生產(chǎn)彈性系數(shù)為0.86，說明電力消費(fèi)年平均增長速度快于電力生產(chǎn)增長速度，同時可以看出能源消費(fèi)增長可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)更快增長。

(5)遼寧省能源消費(fèi)在農(nóng)林、牧、漁、水利業(yè)行業(yè)上和福建省、黑龍江省能源消費(fèi)情況相似;在交通運(yùn)輸、倉儲、郵政業(yè)能源消費(fèi)上自成一類;在工業(yè)能源消費(fèi)上自成一類;在建筑能源消費(fèi)上和福建省相一致，和黑龍江省相類似;在批發(fā)、零售、住宿、餐飲業(yè)能源消費(fèi)上和吉林省相一致，和福建省相類似，在生活能源消費(fèi)上和黑龍江省相一致。

四、政策性建議

在保障煤炭供應(yīng)穩(wěn)步增長和效率提升的同時，應(yīng)大力開發(fā)新型能源?；谶|寧省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中以煤炭為主，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，煤炭消耗量將會不斷增大，應(yīng)從兩方面考慮，一是加強(qiáng)煤礦開采的管理，提高工作效率。設(shè)定整個采煤工作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，計劃人力、物力的進(jìn)度和成本，整合資源，提高煤炭開采率、資源利用率以及保證安全性，加強(qiáng)監(jiān)督和控制力度，衡量計劃和實際工作的差距，做出及時的修正和改進(jìn)提高。二是向山東省學(xué)習(xí)，采取應(yīng)急保障措施。遼寧省的阜新、撫順、本溪、鞍山的煤碳資源較為豐富，考慮遼寧省各城市的地理位置分布及沈陽市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的區(qū)位優(yōu)勢，在沈陽市增加煤炭儲備比較合理，保障在需要的時候，能源能夠及時輸送，提高效率。核電站開發(fā)中，注重技術(shù)創(chuàng)新，在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備的同時，招募科技人才，加大創(chuàng)新力度，促進(jìn)核電事業(yè)的蓬勃發(fā)展;大力發(fā)展風(fēng)能，引進(jìn)風(fēng)能開發(fā)技術(shù)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步快速的發(fā)展。

針對第一產(chǎn)業(yè)，大力開發(fā)低碳農(nóng)業(yè)。借鑒福建省的經(jīng)驗，在農(nóng)業(yè)方面實施循環(huán)利用和復(fù)合配套模式，推廣稻-萍-魚模式;大力發(fā)展農(nóng)業(yè)技術(shù)，將農(nóng)作物秸稈還田、生產(chǎn)沼氣、轉(zhuǎn)化成飼料、培植食用菌等，降低污染的同時以提高農(nóng)作物的效率。而黑龍江省在發(fā)展農(nóng)業(yè)低碳方面，通過加大農(nóng)業(yè)裝備投入，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)田間作業(yè)機(jī)械化率達(dá)到了96%，大大提高了農(nóng)作效率;引進(jìn)病蟲防御技術(shù)，減少農(nóng)作物的損失率，提高了產(chǎn)量。借鑒相似省份發(fā)展經(jīng)驗，遼寧省可以試點實行循環(huán)模式，形成產(chǎn)業(yè)鏈。引進(jìn)先進(jìn)的農(nóng)耕設(shè)備，引進(jìn)節(jié)能灌溉技術(shù)，節(jié)約水資源，提高廢物的利用率，例如農(nóng)作物的秸稈，可以將其粉碎埋在地下起到糞便的作用，也可以制造沼氣，利用沼氣發(fā)電。

針對第二產(chǎn)業(yè)，增強(qiáng)能源的利用率。針對制造業(yè)來講，工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢物要加以利用。對于工業(yè)企業(yè)嘗試實施低碳稅，如果在規(guī)定的碳排放量內(nèi)，可以免稅;超過標(biāo)準(zhǔn)，不僅要收基本的稅費(fèi)，同時還需要對超過部分征收多排放量費(fèi)用。針對建筑業(yè)，引進(jìn)新技術(shù)，不斷創(chuàng)新，通過組織改革，工作方式的變化等提高工作效率，在達(dá)標(biāo)的情況下，合理安排水泥、鋼材的使用量，間接減少能源消費(fèi);試點實行屋頂建設(shè)太陽能電池系統(tǒng)，以儲備電量，備不時之需，也可以節(jié)省電量的使用。

針對第三產(chǎn)業(yè)，加大節(jié)能減排力度。交通運(yùn)輸作為遼寧省主要碳排放源頭之一，應(yīng)該加以高度重視，引進(jìn)混合動力公交車，試點建立充電樁，減少汽油的使用;餐飲及住宿業(yè)主實行定期清理空調(diào)，減少污染，節(jié)省電力;注重生活細(xì)節(jié)，在居民日常生活中，加大宣傳力度，大力提倡綠色低碳的生活方式。

［1］張裕芬，李洪遠(yuǎn).能源規(guī)劃環(huán)境影響評價［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

［2］胡燕平，康文星，何介南.遼寧省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和CO2排放研究［J］.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2010，30(2):93-97.

［3］程娜.遼寧省能源消費(fèi)與低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展分析［J］.學(xué)習(xí)與探索，2010(6):157-160.

［4］肖黎姍，王潤，劉健，等.福建省能源消費(fèi)碳排放和低碳能源發(fā)展研究［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，34(11):199-204.

［5］潘家華.中國低碳化轉(zhuǎn)型的政策選擇［J］.綠葉，2009(5):33-38.