基于DPSIR 模型的我國區(qū)域能源安全評價

陳兆榮

(銅陵學(xué)院工商管理系，安徽 銅陵 244000)

一、引言

能源安全是指一個國家或地區(qū)可以獲取穩(wěn)定、足量、經(jīng)濟、清潔的能源供給，以滿足需求，保障經(jīng)濟社會穩(wěn)健運行和持續(xù)、協(xié)調(diào)發(fā)展的能力和狀態(tài)[1]。能源安全的構(gòu)成包括能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和能源使用的安全性，能源不僅要滿足國家人口發(fā)展正常需求能源供應(yīng)保障的穩(wěn)定程度，而且能源的消費及使用不應(yīng)對人類自身的生存與發(fā)展環(huán)境構(gòu)成任何威脅[2]。能源是經(jīng)濟發(fā)展的命脈，能源消費與經(jīng)濟增長之間存在著長期穩(wěn)定的單向因果關(guān)系，能源安全直接關(guān)系到經(jīng)濟安全、社會安全和國家安全[3-6]。目前我國能源安全形勢嚴(yán)峻，主要表現(xiàn)在：供給不足、能源結(jié)構(gòu)以煤為主、石油過度依賴進口、能源消費導(dǎo)致的環(huán)境污染等[7]。因此，對我國能源安全水平進行測度有利于正確認(rèn)清能源安全形勢，掌握能源的安全狀況具有一定的現(xiàn)實意義和理論價值。關(guān)于我國能源安全測度的研究已取得了不少成果，筆者將從幾個方面進行分析。

從國家能源安全角度的研究主要有：遲春潔運用PSR模型分析能源安全機理，提出用壓力指標(biāo)、狀態(tài)指標(biāo)和響應(yīng)指標(biāo)描述和解釋影響能源安全的6個方面因素，選擇了35項指標(biāo)，建立了能源安全測度指標(biāo)體系[8]。鄒艷芬在拓展可計量均衡模型(CGE)原有研究的基礎(chǔ)上，借助生態(tài)足跡分析法(EFA)的概念，構(gòu)建能源CGE模型和能源使用安全測度體系[9]。孫天晴從能源供應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)、利用效率3個方面，建立了城市能源安全指標(biāo)體系[10]。郭金棟從煤炭安全壓力、狀態(tài)、響應(yīng)3個子系統(tǒng)出發(fā)構(gòu)建了煤炭安全測度指標(biāo)體系[11]。吳初國從國內(nèi)資源保障能力，國內(nèi)生產(chǎn)供應(yīng)能力，國際市場獲取能力，國家調(diào)控和應(yīng)急能力，環(huán)境安全控制能力等5個方面構(gòu)建指標(biāo)體系對我國能源安全度進行測度[1]。

從區(qū)域能源安全角度的研究主要有：蘇飛構(gòu)建區(qū)域能源供給脆弱性評估指標(biāo)體系，采用因子分析法對區(qū)域能源安全供給脆弱性進行定量評估[12]。王忠誠從能源生產(chǎn)-消費過程和能源—人口、能源—經(jīng)濟和能源—環(huán)境3個子系統(tǒng)角度出發(fā)，建立了區(qū)域能源系統(tǒng)安全評價指標(biāo)體系，利用因子分析法，對江蘇省1990～2007年能源系統(tǒng)安全狀況進行實證分析[13]。

筆者認(rèn)為這些研究有以下幾點不足：

1.現(xiàn)有研究大多是基于國家層面的研究，對區(qū)域能源安全評價研究較少，能源是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、社會發(fā)展的重要要素，區(qū)域環(huán)境變化也是整體環(huán)境變化的基礎(chǔ)，重視區(qū)域能源安全應(yīng)該成為研究的趨勢和方向。

2.現(xiàn)有評價指標(biāo)體系在確定評價權(quán)重時多采用主觀賦權(quán)法，這種權(quán)重的確定帶有很強的主觀因素，易于波動，也容易影響評價的客觀性。筆者借鑒已有研究的成果，建立基于DPSIR模型的區(qū)域能源安全評價指標(biāo)體系，運用墑值法客觀賦權(quán)法對我國區(qū)域能源安全進行評價，進而對我國能源安全狀況進行區(qū)域分析，并提出了相應(yīng)的政策建議。

二、DPSIR的能源消費安全評價的指標(biāo)體系

DPSIR模型是一種在環(huán)境系統(tǒng)中廣泛使用的評價指標(biāo)體系概念模型，它是作為衡量環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展的一種指標(biāo)體系而開發(fā)出來的，它從系統(tǒng)分析的角度看待人和環(huán)境系統(tǒng)的相互作用[14-15]。在DPSIR框架內(nèi)，能源安全評價分析框架主要由能源安全驅(qū)動力、能源安全壓力、能源安全狀態(tài)及影響和政策響應(yīng)5個部分組成，根據(jù)科學(xué)性、可比性、可操作性原則，建立了區(qū)域能源安全評價分析框架。

1.能源安全驅(qū)動力。由于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、人口增長、城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，帶動了相應(yīng)的生活方式、能源消費和生產(chǎn)形式的改變，從而對區(qū)域能源安全系統(tǒng)產(chǎn)生影響。其中，經(jīng)濟增長率、工業(yè)化水平和人均GDP增速等直接驅(qū)動能源消費的增長，而人口的快速增長、居民生活水平的提高及城市化進程的加快則帶動生活能源消費迅速遞增。因此，能源安全驅(qū)動力使用人口自然增長率、GDP增長率、工業(yè)化水平(非農(nóng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值所占比重)、城市化水平(城鎮(zhèn)人口比重)及人均GDP增速等指標(biāo)來表示能源安全驅(qū)動力的強度。

2.能源安全壓力。能源安全的壓力主要指能源的生產(chǎn)與消費對能源安全帶來的壓力。由于資料的可得性，兼顧電力在二次能源使用的地位，可以用人均能耗、人均電耗、電力生產(chǎn)彈性系數(shù)(電力生產(chǎn)增速/GDP增速)、能源人口彈性系數(shù)(能源消費增速/人口自然增長率)等指標(biāo)描述。

3.能源安全狀態(tài)。能源安全系統(tǒng)狀態(tài)主要指能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和能源使用的安全性2個方面?？梢杂媚茉磳ν庖来娑?能源產(chǎn)量/能源消費量-1)來描述能源供應(yīng)的穩(wěn)定性;用單位GDP能耗、單位工業(yè)增加值能耗等指標(biāo)來描述能源使用的安全性。

4.能源安全影響。能源安全系統(tǒng)狀態(tài)變化所產(chǎn)生的影響主要表現(xiàn)在資源環(huán)境和經(jīng)濟社會，其中資源環(huán)境的影響用工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢棄物排放量和工業(yè)二氧化硫排放量等指標(biāo)來描述;經(jīng)濟社會的影響用能源消費彈性系數(shù)和電力消費彈性系數(shù)等指標(biāo)來描述。

5.能源安全政策響應(yīng)。能源安全政策響應(yīng)主要通過政府決策部門行為的實施效果來反映，這里用科研投入占GDP的比例、工業(yè)廢水達標(biāo)率、工業(yè)污染治理投資總額占GDP比重、三廢綜合利用產(chǎn)值占GDP比重等指標(biāo)來描述，具體指標(biāo)見表1所示。

表1 基于DPSIR我國能源安全評價指標(biāo)體系

三、區(qū)域能源消費安全綜合評價

1.數(shù)據(jù)的搜集與處理。本文選取2009年全國30個省、市、自治區(qū)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)(西藏因部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失而不計入)，數(shù)據(jù)主要來源于2010中國統(tǒng)計年鑒、2009～2010中國能源統(tǒng)計年鑒、2010年各地統(tǒng)計年鑒及統(tǒng)計公報等。

指標(biāo)無量綱化處理。采用閾值法對原始數(shù)據(jù)進行處理，閾值法是將指標(biāo)實際值與該指標(biāo)的某個閾值相對比，使實際值轉(zhuǎn)化為評價值的方法，這里選用直線型閾值法，其公式如為

2.區(qū)域能源安全評價模型。(1)熵值法賦權(quán)。熵值法賦權(quán)的基本原理根據(jù)信息論中，信息熵是系統(tǒng)無序程度的度量，信息是系統(tǒng)有序程度的度量，二者絕對值相等，符號相反[16]。某項指標(biāo)的指標(biāo)值變異程度越大，信息熵越小，該指標(biāo)提供的信息量越大，該指標(biāo)的權(quán)重也應(yīng)越大;反之，某項指標(biāo)的指標(biāo)值變異程度越小，信息熵越大，該指標(biāo)提供的信息量越小，該指標(biāo)的權(quán)重也越小。所以，利用信息熵作為工具，計算出各指標(biāo)的權(quán)重。具體步驟如為：

a.將各指標(biāo)同度量化，計算第j項指標(biāo)下第個方案指標(biāo)值的比重

b.計算第j項指標(biāo)的熵值ej

其中ej為指標(biāo)熵值;k為大于零的正數(shù)，設(shè)定k=1/ln(n)，確保0≤ej≤1區(qū)間內(nèi)。

c.計算第j項指標(biāo)的差異性系數(shù)

熵值越小，指標(biāo)間差異系數(shù)越大，指標(biāo)就越重要。

d.定義權(quán)數(shù)

(2)評價結(jié)果及分析。通過構(gòu)建的能源安全評估指標(biāo)體系，運用墑值法對指標(biāo)進行賦權(quán)，計算出30個省(市、區(qū))的能源安全度(Energy Security Degree，ESD)(見表 2)為…30)，式中，ESDi表示第 i個省(市、自治區(qū))能源安全的程度;Wj表示第j個評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù);yij表示第i個省(市、自治區(qū))第j個評價指標(biāo)的規(guī)格化值，并依據(jù)能源安全等級劃分(表3)把全國30個省(市、區(qū))的能源安全等級劃分為不同類型(見表4)。

表2 我國區(qū)域能源安全度

表3 能源安全度的等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

表4 我國區(qū)域能源安全度分類表

從總體水平上看，我國能源安全程度處于中等偏上水平。由表2可知，能源安全度得分高于0.8分的省(市、區(qū))有河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、山東、江蘇、寧夏等7個地區(qū);能源安全度得分低于0.6分的省(市、區(qū))主要有吉林、黑龍江、上海、海南等4個省份;其他19個地區(qū)能源安全度等級介于0.6～0.8之間，處于基本安全狀態(tài)。從與全國平均水平(ESD=0.73)來看，高于全國平均水平的省(市、區(qū))達到12個，占總數(shù)的40%，主要分布在中西部地區(qū);低于全國平均水平的地區(qū)達到18個，占總數(shù)的60%，主要集中在東部地區(qū)。從總體上看，我國區(qū)域能源安全狀況整體上處于中等水平，大部分省(市、區(qū))擁有能源基本安全保障水平。

從不同地域角度來看，我國區(qū)域能源安全程度存在著很大差異，且呈現(xiàn)出“西高東低”的特征。我國不同地區(qū)能源安全度平均得分為東部(ESD=0.725)、中部(ESD=0.721)、東北(ESD=0.70)，都低于全國平均得分水平，西部地區(qū)(ESD=0.83)顯著高于全國平均水平。

從能源安全的結(jié)構(gòu)來看，我國能源安全度主要決定于石油和煤炭安全。能源消費以煤為主，環(huán)境壓力加大。煤炭是中國的主要能源，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在未來相當(dāng)長時期內(nèi)難以改變;煤炭是我國主要依賴的能源資源，以煤炭為主體的能源結(jié)構(gòu)決定了我國能源安全。我國煤炭資源儲量主要在大別山—秦嶺—昆侖山一線以北地區(qū)，資源量約為2.45萬噸，占全國總資源量的94%;其中，新疆、內(nèi)蒙古、山西和陜西占總量的81.3%，東北三省占1.6%，華東七省占2.8%?？晒┐笠?guī)模開采的煤炭資源主要集中于山西、河南、山東、黑龍江、內(nèi)蒙古、河北、貴州、四川、陜西、安徽等省份，煤炭產(chǎn)量約占全國總產(chǎn)量的77.7%。煤炭的開采和獲得能力是影響區(qū)域能源安全的主要因素，能源安全度較高的省份內(nèi)蒙古、山西、遼寧、河北均有較高的能源自給能力。煤炭生產(chǎn)方式和消費方式，加大了環(huán)境保護的壓力;煤炭消費給生態(tài)環(huán)境帶來更大的壓力，是造成煤煙型大氣污染的主要原因，也是溫室氣體排放的主要來源。石油是我國消費增速最快的能源，近些年，隨著我國石油需求量的不斷增長，石油供需缺口持續(xù)擴大，對外依存度不斷增加。

四、結(jié)論與對策

基于DRSI我國區(qū)域能源安全評價結(jié)果表明，我國大多數(shù)省份能源安全處于基本安全狀況。其中區(qū)域能源安全的省份，集中分布于“三北”地區(qū)，包括河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、山東和寧夏等6省，多屬于能源產(chǎn)出省;區(qū)域能源不安全的包括吉林、黑龍江、上海、海南等4省;區(qū)域能源基本安全的省份散布于東中西地區(qū)，以中東部省份為多數(shù)。區(qū)域能源安全的分布結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“西高東低”的特征，區(qū)域能源安全與資源賦存及能源消費地域存在較強的相關(guān)性，以煤炭為主體的能源消費結(jié)構(gòu)決定了我國區(qū)域能源的安全。筆者對策建議。

1.大力發(fā)展耗能較低的第三產(chǎn)業(yè)的同時，調(diào)整工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)工業(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級，有效控制高耗能行業(yè)的發(fā)展規(guī)模，發(fā)展低能耗低污染高效益的行業(yè)，控制資源依賴型產(chǎn)業(yè)的擴張。通過技術(shù)創(chuàng)新和改造促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，經(jīng)濟增長方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟、低碳技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，加速完成對“重污染、高能耗、低能效”企業(yè)的技術(shù)升級和改造。

2.保障能源供應(yīng)安全，針對石油過度依賴進口的現(xiàn)狀，加強能源安全國際合作，增加石油運輸渠道的多元化，建立蛛網(wǎng)式石油供應(yīng)戰(zhàn)略通道，確保石油運輸安全。

3.開發(fā)和利用新能源以替代化石能源，新能源的利用可以降低對環(huán)境的破壞程度，保障國家能源使用的數(shù)量和質(zhì)量，提高國家能源安全等級。因此，在我國能源消費結(jié)構(gòu)中，逐步調(diào)整化石能源與新能源之間的比例關(guān)系，不斷增加新能源的比重。以國家能源發(fā)展戰(zhàn)略、能源發(fā)展規(guī)劃引導(dǎo)和支持新能源的發(fā)展，推廣應(yīng)用能源新技術(shù)和新產(chǎn)品，加快新能源的開發(fā)利用。安全和環(huán)境保護的前提是發(fā)展水能、核能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)等新能源。

4.加強工業(yè)節(jié)能、實施節(jié)能工程、加強管理節(jié)能和倡導(dǎo)社會節(jié)能。節(jié)能減排既可以緩解能源供給的壓力，也是提高能源效率的重要手段。在全社會倡導(dǎo)節(jié)能減排概念，在觀念上形成保障能源安全的意識;利用能源財稅政策及財政、稅收等經(jīng)濟手段推動節(jié)能，鼓勵企業(yè)大規(guī)模推進節(jié)能技術(shù)改造，提高能源使用效率，推行將煤轉(zhuǎn)變成高效潔凈能源，實行以油代煤，解決能源結(jié)構(gòu)以煤為主和能源消費導(dǎo)致的環(huán)境污染等問題。

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