基于IPAT方程的昆明市能源消耗預(yù)測與分析

[摘 要]選取昆明市2001-2010年經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與能源使用數(shù)據(jù)，采用IPAT模型框架，分析昆明市能源消耗量與人均GDP之間的關(guān)系，建立能源消耗模型，并以此為依據(jù)，對昆明市“十二五”期間，在不同情境下，能源消耗量與經(jīng)濟(jì)增長定量分析。實(shí)證表明GDP年均增長13%，年單位GDP能耗下降4.13%，比較符合昆明實(shí)際。昆明正處于工業(yè)化和城市化的關(guān)鍵時期，要實(shí)現(xiàn)既定的目標(biāo)仍然面臨巨大挑戰(zhàn)，藉此提出相關(guān)政策建議，促進(jìn)昆明經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]經(jīng)濟(jì)增長 IPAT模型 技術(shù)進(jìn)步 昆明市

一、 引言

隨著云南橋頭堡建設(shè)的啟動實(shí)施和深入推進(jìn)，昆明作為云南政治經(jīng)濟(jì)文化中心，在加快建設(shè)的同時也伴隨著出現(xiàn)了一系列的環(huán)境和資源問題。由高投入、高能耗、高污染、低效益的“三高一低”粗放型增長方式向高效益、低投入、低能耗、低污染的“一高三低”集約型發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，避免“先污染，后治理”，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)的雙贏，已成為昆明經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必要前提。本文借助IPAT模型理論，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，選取2001-2010年昆明市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源數(shù)據(jù)，探究能源消耗與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系，以此確定昆明“十二五”期間經(jīng)濟(jì)增長與能源下降的合理目標(biāo)，為昆明經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論參考。

二、 IPAT模型介紹

IPAT方程是用于形容人類活動對環(huán)境影響的成因，是人口、富裕程度和技術(shù)因素共同作用的結(jié)果。IPAT方程是20世紀(jì)70年代由巴里·康門勒，保羅·R·埃利希和約翰·霍爾德倫等人提出的。它認(rèn)為決定環(huán)境影響狀況（I）的因素主要有三種：人口（P）、富裕程度（A）和技術(shù)水平（T），并由此建立了四個變量的恒等關(guān)系式：I=P×A×T

Waggoner把IPAT模型中的T細(xì)分成C和T，并提出了ImPACT等式，即lm=P×A×C×T，并將影響環(huán)境的因子（Im）分解為人口（P）、富裕程度（A）、單位GDP能耗C），單位資源的環(huán)境壓力負(fù)荷（T），并探討因子間變動比率對環(huán)境的影響。Dietz和Rose等學(xué)者把IPAT模型表示成隨機(jī)形式，即I=aPbAcTde，稱之為STIRPAT模型，a為模型的系數(shù)，b、c、d為各驅(qū)動力指數(shù)，e為誤差。通過對人口數(shù)量、富裕程度和技術(shù)的回歸，分析各驅(qū)動力對環(huán)境的實(shí)際影響。在實(shí)際研究中，通常對I=aPbAcTde兩邊取對數(shù)，變形成：lnI=lna+blnp+clnA+dlnT+lne.

三、昆明市能源消耗實(shí)證分析

（—）模型構(gòu)建

I=P×A×T

I表示能源消耗，P可以表示一國人口總量，富裕度（A）被認(rèn)同可用人均GDP來表示（即A=GDP/P），而技術(shù)（T）則可用單位GDP的能源消耗表示，即T=I/GDP

根據(jù)上述表示，IPAT方程可寫成：I=P·GDP/P·I/GDP=G·T

設(shè)基準(zhǔn)年的GDP為G0；基準(zhǔn)年的單位GDP能源消耗為T0；基準(zhǔn)年的能源消耗為I0；

若基準(zhǔn)年的能源消耗I0=P0×A0×T0=G0×T0，則基準(zhǔn)年以后的第N年的能源消耗為In=Gn×Tn（1）

Gn表示第n年的GDP，g表示GDP的年增長率，

Gn=G0（1+g）n （2）

Tn表示第n年的單位GDP能源消耗，t表示技術(shù)增長率，

Tn=T0（1-t）n （3）

由（1）（2）（3）得，In=Gn×Tn=G0（1+g）n·T0（1-t）n=G0·T0（1+g-t-tg）n

令（1+g-t-tg）n=1得1+g-t-tg=1，

即t=g/（1+g）

當(dāng)t

當(dāng)t=g/（1+g）時，能源消耗保持不變；

當(dāng)t>g/（1+g）時，能源消耗呈現(xiàn)逐年下降趨勢。

設(shè)單位GDP能耗的臨界值tk=g/（1+g），若在實(shí)際經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中，ttk，則能源消耗逐年下降。

（二）數(shù)據(jù)選擇

現(xiàn)以昆明市為例，根據(jù)2000年-2010年昆明統(tǒng)計(jì)年鑒，計(jì)算出GDP年增長率g，單位GDP能耗的技術(shù)增長率t，根據(jù)tk=g/（1+g），計(jì)算出各年份tk值，以及能源消耗增長率。具體如表一所示

表一 昆明2001-2010年GDP增長與能源消耗數(shù)值

注：表中各項(xiàng)指標(biāo)由2000―2010年昆明市統(tǒng)計(jì)年鑒、昆明市社會發(fā)公報(bào)中相關(guān)數(shù)據(jù)整理統(tǒng)計(jì)而得。

（三）實(shí)證分析

1.2001-2010年g值，tk值，t值橫向比較分析

根據(jù)單位GDP增長率g，運(yùn)用公式tk=g/（1+g），算出各年份的tk具體值，并與各年份的實(shí)際t值作比較，如下圖所示。

tk變化較平緩，且與GDP增長率同步整體上升，隨著GDP增長率逐年遞增，但是t值的變化極不穩(wěn)定，有正值，有負(fù)值，每年的技術(shù)水平不盡相同，從2001年到2005年，十五期間，單位GDP能耗有起伏，但是總體維持在負(fù)值；從2006年2010年，十一五期間，t為正值，并保持整體上升趨勢，但是始終在tk值以下，表明昆明市的經(jīng)濟(jì)增長對環(huán)境造成的負(fù)荷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于技術(shù)進(jìn)步帶來的減輕環(huán)境符合的比率。

2.2001-2010年GDP增長率與能源消耗增長率分析

根據(jù)表一的數(shù)據(jù)，昆明各年能源消耗增長率與GDP增長率做比較，如圖2所示2001年-2003年，GDP增長率與能源消耗增長率處于同步增長狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)增長過度依賴于能源消耗；

2003年-2005年，能源消耗增長率大于GDP增長率，表明經(jīng)濟(jì)增長過度消耗能源，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益低下，生態(tài)環(huán)境面臨巨大負(fù)荷；

2005年-2010年，科技進(jìn)步作用顯現(xiàn)，能源消耗增長率低于經(jīng)濟(jì)增長率，并呈現(xiàn)不斷下降趨勢，說明十一五期間節(jié)能減排，降能降耗成果斐然。

（三）結(jié)果預(yù)測分析

昆明市2001-2010年，GDP從676.4億元上升到2120.37，年均增長11.48%；能源消耗從880萬噸上升到2179.74萬噸，年均增長9.49%；單位GDP能耗從1.301噸/萬元下降到1.028噸/萬元，年均下降2.6%，表明能源消耗增長的速度小于GDP增長的速度，單位GDP能耗緩慢下降，但是能源消耗總體上升，說明經(jīng)濟(jì)增長給環(huán)境帶來的負(fù)面效應(yīng)大于技術(shù)進(jìn)步對環(huán)境負(fù)荷帶來的正面效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)增長呈現(xiàn)典型的粗放型經(jīng)濟(jì)特征。按照上述分析，按以下情況討論：

Ⅰ t=2.6，g=11.48

按照昆明市2001-2010年期間單位GDP能耗平均下降2.6%，GDP平均每年增長11.48%推測，2015年GDP預(yù)期達(dá)到3650.23億元，單位GDP能耗0.9012噸/萬元，能源消耗為3289.8萬噸，為2010年能源消耗的1.51倍，能源消耗平均增長7.83%，經(jīng)濟(jì)快速增長，單位能耗緩慢降低，能源短缺問題凸顯。

Ⅱ t=6.24，g=12.7

按照昆明市“十一五”期間（2006年-2010年）單位GDP能耗平均下降6.24%，GDP平均每年增長12.7%推測，2015年GDP預(yù)期達(dá)到3860.9億元，單位GDP能耗0.698噸/萬元，能源消耗為2696.4萬噸，為2010年能源消耗的1.24倍，能源消耗平均增長4.3%，經(jīng)濟(jì)快速增長，單位能耗平穩(wěn)降低，屬于比較合理的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，但是單位節(jié)能減排面臨巨大壓力。

Ⅲ t=4.13，g=13

按照昆明市“十二五”規(guī)劃綱要目標(biāo)每年GDP增長13%，則2015年GDP預(yù)期達(dá)到3906.6億元，實(shí)現(xiàn)十二五累計(jì)單位GDP能耗下降19%的目標(biāo)，則每年單位GDP能耗下降4.13%，則2015年單位GDP能耗0.833噸/萬元，能源消耗為3252.9萬噸，為2010年能源消耗的1.49倍，能源消耗平均增長8.3%，比較符合昆明實(shí)際經(jīng)濟(jì)情況。

Ⅳ t=11.5，g=13

按照昆明市“十二五”規(guī)劃綱要目標(biāo)每年GDP增長13%，則2015年GDP預(yù)期達(dá)到3906.6億元，此時單位GDP能耗增長下降率的臨界值為11.5%，按照這個t值，2015年單位GDP能耗0.558噸/萬元，能源消耗與2010年相同，為2179.74萬噸，屬于理想狀態(tài)，在目前的科學(xué)技術(shù)水平和自然條件下，很難實(shí)現(xiàn)。

Ⅴ t=0，g=13

按照昆明市“十二五”規(guī)劃綱要目標(biāo)每年GDP增長13%，則2015年GDP預(yù)期達(dá)到3906.6億元，假定不實(shí)施節(jié)能減排，則2015年單位GDP能耗與2010相同，為1.028噸/萬元，能源消耗與經(jīng)濟(jì)增長同步，達(dá)到1.84倍，為4016.0萬噸，能源消耗巨大，短缺壓力驟增，不利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

四、政策建議

根據(jù)昆明市2001年-2010年能源消耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際水平，要實(shí)現(xiàn)“十二五”經(jīng)濟(jì)發(fā)展與單位GDP能耗削減目標(biāo)任重道遠(yuǎn)，因此昆明市應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，加快促進(jìn)經(jīng)濟(jì)方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

1.加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化

對于現(xiàn)階段昆明市重點(diǎn)能耗行業(yè)，一方面提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻，強(qiáng)化節(jié)能、環(huán)保，嚴(yán)格控制高耗能項(xiàng)目立項(xiàng)，另一方面嚴(yán)格限制其發(fā)展規(guī)模，在實(shí)施產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中，運(yùn)用市場調(diào)節(jié)機(jī)制，逐步淘汰，并把生產(chǎn)技術(shù)落后、資源能源消耗高、污染嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)列入淘汰力目錄，加快淘汰落后產(chǎn)能步伐。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推廣清潔生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中實(shí)施污染全控制，推廣節(jié)能降耗和資源節(jié)約利用。逐步調(diào)整一、二、三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，特別是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，提高傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品的附加值，鼓勵技術(shù)改造，鼓勵民生行業(yè)和城市生活垃圾能源化利用，大力發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)，構(gòu)建節(jié)約友好型的發(fā)展模式。

2.技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

技術(shù)進(jìn)步是節(jié)能減排的最主要手段。加強(qiáng)對關(guān)鍵技術(shù)的支持力度，并組織對重點(diǎn)技術(shù)的推廣應(yīng)用，鼓勵企業(yè)大量運(yùn)用先進(jìn)成熟的節(jié)能減排新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，推動重點(diǎn)用能企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)。提高能源的利用效率，保持經(jīng)濟(jì)增長的同時，逐漸降低能源的消耗，減少污染物的排放。

3.倡導(dǎo)節(jié)能生活方式，促進(jìn)新能源的使用

大力倡導(dǎo)綠色環(huán)保生活，在全社會形成良好的節(jié)約能源的社會風(fēng)氣，鼓勵綠色生活方式，鼓勵有利于促進(jìn)低能耗生活、交通的技術(shù)、設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用，提倡公共交通，減少私人交通工具的能源消耗，優(yōu)先發(fā)展公共交通，支持公共交通事業(yè)新技術(shù)，新裝備開發(fā)應(yīng)用推廣，并在交通規(guī)劃中給予公共交通政策傾斜。

參考文獻(xiàn)：

[1] Ehrlich P R1， Holdrens J P1， The impact of population growth [ J ] 1Science， 1971， 171： 1212 - 1217.

[2] 王立猛，何康林.基于STIRPAT模型分析中國環(huán)境壓力的時間差異———以1952-2003年能源消費(fèi)為例[J].自然資源學(xué)報(bào)，2006，21（6）：862-868.

[3] 徐中民，程國棟，邱國玉.可持續(xù)性評價的IMPACTS等式[J]地理學(xué)報(bào)，2005，60（2）：198— 208.

[4]邱壽豐.循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃的生態(tài)效率方法及應(yīng)用—— 以上海為例[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2006.

作者簡介：柏吉元，男，云南師范大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院政治經(jīng)濟(jì)學(xué)專業(yè)2011級研究生，研究方向：人力資源管理。

李正升（ 1979— ） ，男，云南龍陵人，云南師范大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院講師，云南大學(xué)博士研究生，主要從事人口、資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)研究。