河南省能源消費特征及影響因素分析

王笑天 , 焦文獻 , 陳興鵬 , 張子龍

(1.蘭州大學 a.資源環(huán)境學院,b.中國西部循環(huán)經濟研究中心,蘭州 730000； 2.河南大學 環(huán)境與規(guī)劃學院,河南 開封 475004)

河南省能源消費特征及影響因素分析

王笑天1a,1b, 焦文獻2, 陳興鵬1a,1b, 張子龍1a,1b

(1.蘭州大學 a.資源環(huán)境學院,b.中國西部循環(huán)經濟研究中心,蘭州 730000； 2.河南大學 環(huán)境與規(guī)劃學院,河南 開封 475004)

利用統計年鑒數據分析河南省能源消費的總體特征，運用IPAT等式對河南省能源消費的影響因素進行定量研究，并通過脫鉤分析進一步研究河南省能源消費與經濟增長的動態(tài)關系。結果表明：河南省能源消費總量較大且仍保持逐年遞增；經濟發(fā)展是影響能源消費總量增長的主導因素，技術進步對其起重要的抑制作用；能源消費與經濟發(fā)展總體上呈弱脫鉤關系，并呈現出向強脫鉤轉變的趨勢；優(yōu)化能源消費結構、提高技術水平和能源利用效率有助于控制河南省能源消費總量的增長，最終實現社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。

能源消費；經濟發(fā)展；IPAT等式；脫鉤分析；河南省

0 引言

隨著經濟的增長，能源需求量不斷加大，能源已經上升成為影響國家安全的重要因素之一，保證能源的充分供給是維持一個國家或地區(qū)社會經濟繁榮與穩(wěn)定的必要前提，能源利用方式的正確與否是衡量一個國家或地區(qū)社會經濟發(fā)展和人民生活水平的重要指標。目前，有關能源消費的學術研究已經在國內廣泛開展，其研究視角、目的、類型、方法具有多樣化趨勢, 如陳赟對我國能源消費的總體特征進行了闡述并從產業(yè)結構、科技投入和居民消費等方面對能源消費影響因素進行分析[1]；賈江濤運用路徑分析法與格蘭杰因果關系法探究了經濟發(fā)展總量、產業(yè)結構與居民消費結構等因素對能源消費影響路徑及作用機制，認為城市化及經濟發(fā)展對能源消費的影響路徑最為復雜，并通過多個途徑對能源消費有著直接或間接的影響機制[2]；李斌采用IPAT模型對我國1990—2010年間經濟發(fā)展與能源消費之間的關系進行實證研究，認為影響我國能源消費的最主要因素是經濟增長[3]；王崇梅通過建立脫鉤分析模型對我國能源消費與經濟增長的關系展開了深入的分析研究，得出我國目前能源消費與經濟發(fā)展總體呈相對脫鉤關系的結論[4]。從能源消費特征上看，這些研究一般是從能源消費總量、增長狀況與結構變化等方面進行分析；從對能源消費影響因素的分析上看，主要是通過突變級數法、路徑分析法、狀態(tài)空間模型與IPAT模型等方法對各影響因子權重進行量化，或直接探討能源消費與其主導影響因素(國內研究中一般是指經濟發(fā)展)之間的關系。這些研究為了解能源消費狀況、探索節(jié)能減排的路徑和發(fā)展前景提供了重要的理論依據，但未能將能源消費各影響因素權重的測定同能源消費與其主導影響因素的關系這兩方面相結合，由于目前尚未統一各研究方法和量化指標的選取，不僅造成各研究成果之間存在一些爭議，還使得針對這兩方面的研究之間的持續(xù)性存在一定的缺陷。

河南作為中國人口第一大省，又正處于社會經濟和城市化、工業(yè)化快速發(fā)展的時期，這樣一個正處在經濟轉型期的地區(qū)必然會對能源的需求更加明顯[5-6]。目前，有關河南省能源消費的研究相對較少，主要是采用線性方程對能源消費與經濟發(fā)展的關系展開定量研究，如彭俊杰等基于誤差修正模型對河南省能源消費與經濟增長的關系進行實證研究，認為每增加1個百分點的能源消費總量會帶來4.29個百分點的GDP增幅[7]；許立民建立了經濟與能源的回歸模型對二者關系展開協整分析，認為依靠能源投入能帶動經濟增長，但經濟增長并不必然導致能源消費的增加，為尋找新的經濟增長點提供了可能[8]；但這些研究對河南省能源消費總體特征及其影響因素的綜合分析較少，對能源消費與經濟發(fā)展的脫鉤關系有所忽視。本研究以河南統計年鑒[9]為主要數據，對河南省能源消費特征進行闡述和分析；并采用IPAT模型對各影響因子作用程度進行測算，然后，在此基礎上對能源消費與經濟發(fā)展的脫鉤關系進行分析判斷；最后，根據所得結論提出河南省社會經濟可持續(xù)發(fā)展的相應對策。

1 河南省能源消費特征

1.1 能源消費總量

通過收集1992—2012年河南省能源消費總量與各種能源消費量等數據，得到河南省煤炭、石油、天然氣、水電4種主要能源消費量及其比重(圖1)。

圖1 河南省煤炭、石油、天然氣、水電能源消費量及其比重

由圖1可知，1992—2012年河南省能源消費總量呈上升趨勢，2012年能源消費總量達27 582萬t標煤，為1992年的4.94倍，年均增長率為8.3%。在不同時期，河南省的能源消費總量呈現出不同的階段特征：1992—2001年間能源消費總量由1992年的5 583萬t標煤上升為2001年的8 367萬t標煤，年均增長率為4.6%；2011年能源消費總量達23 061萬t標煤，2001—2011年間平均年增長率為10.7%，增長速度顯著加快；2011年之后增長幅度開始減緩。這主要是因為“十五”以前河南省工業(yè)化水平低，經濟基礎薄弱且增長速度較慢，能源消費總量上升也較慢；之后河南省處于經濟高速增長期，能源需求大幅提升，導致能源消費總量快速增長；隨著能源消耗不斷加快和能源數量的減少，一定程度上加快了提高能源利用效率和開發(fā)新型高效能源的步伐，加之“十一五”后由于節(jié)能減排任務的提出，能源消費總量增長速度得到一定的控制。

1.2 能源消費結構

由圖1可知，目前河南省能源消費結構形成了以煤炭消費為主、多種能源消費為輔的階段性特征，煤炭消費占據絕對優(yōu)勢。盡管近年來煤炭所占比重逐漸下降，但直至2012年仍占總消費量的80%以上；石油消費比重保持在9%左右，其中2006—2009年由于受金融危機影響，國際油價不斷上升導致石油消費比重出現了明顯的下跌，2010年經濟開始復蘇后又呈現回升趨勢，2012年其比重首次超過10%；天然氣和水電消費所占比重較低，2012年分別為4.2%和5.3%。同其他地區(qū)相比，目前發(fā)達地區(qū)能源消費結構中煤炭所占比重大都在30%以下[10]，河南省比之還存在較大差距，甚至明顯高于全國2012年煤炭消費比重66.6%的平均水平?？偟膩碚f，煤炭消費比重過高是河南省目前所面臨最大的能源消費結構問題，能源消費結構亟待優(yōu)化。

能源消費結構與該地區(qū)自然地理環(huán)境，尤其是資源稟賦狀況密切相關。河南省人口高居全國第一位，人口密度也位居全國前列，工業(yè)發(fā)展迅速，城市化水平低，煤炭儲量較大，平頂山、焦作、鶴壁等地區(qū)煤炭資源尤為豐富，但大都品位較低，能源利用效率有限。這些特點使得河南省能源需求壓力較其他省份更為嚴峻，為滿足產業(yè)和人民生活需求，減小能源缺口，省內各種能源開采強度很大，造成儲量并不十分豐富的石油和天然氣資源逐漸枯竭，儲量相對豐富的煤炭消費量始終維持在一個很高的階段。

1.3 三次產業(yè)和生活能源消費

將河南省2005—2012年能源消費總量按照三次產業(yè)來進行劃分，并將生活能源消費單獨列出，得到河南省三次產業(yè)和生活消費的能源消費比重(表1)。根據相應的價格指數(2005年為100)計算出三次產業(yè)的真實GDP，得到河南省三次產業(yè)能源消費強度(以萬元GDP能耗表示)圖(圖2)。

表1 河南省三次產業(yè)和生活能源消費比重 %

圖2 河南省三次產業(yè)能源消費強度

由表1,圖2可知，第二產業(yè)在河南省能源消費中所占比重最大，一直保持在70%以上，但自2008年以來其比重逐年下降，由2008年的81.85%下降到2012年的74.24%；第二產業(yè)能源消費強度也最大，但正以5.5%的降幅逐年下降，2012年已下降到1.41 t標煤/萬元；第一產業(yè)能源消費比重最低，基本維持在3%以下，能源消費強度也較低，基本維持在0.25 t標煤/萬元左右；第三產業(yè)和生活消費所占比重自2009年以來出現較大幅度的增加，2012年分別達到10.36%和12.46%；能源消費強度最低的是第三產業(yè)，基本維持在0.10 t標煤/萬元以下。綜合分析認為，這種現象源于河南省正處于工業(yè)化中期與城市化高速發(fā)展的過程中，第二產業(yè)發(fā)展速度很快，在GDP中所占比重也最高，其單位GDP能耗比之其他產業(yè)也更大，故其消費比重最高；隨著工業(yè)化不斷深入和技術的不斷進步，第二產業(yè)能源消費強度不斷下降，隨后其在能源消費中所占比重也出現下降；河南省正處于產業(yè)結構轉型期，第三產業(yè)不斷擴張，其能源消費比重也越來越大；隨著近年來河南省經濟飛速增長，城鄉(xiāng)居民可支配收入不斷上漲，生活消費比重也隨之逐步提升。但總的來說河南省能源消費的產業(yè)比重仍不十分合理，第二產業(yè)比重過高導致能源消費總量居高不下，進一步加大了節(jié)能減排目標實現的難度。

2 能源消費影響因素分析

2.1 模型選取與各驅動因素作用程度分析

能源消費的影響因素很多，但主要包括自然地理環(huán)境、社會經濟發(fā)展狀況、人口數量、能源利用效率等方面。其中自然地理環(huán)境無法用量化指標進行衡量，只需在建模分析后加以討論即可；其他因素則可以通過量化指標表示，便于模型構建與分析。因此，從現有模型來看，I=P×A×T(IPAT等式)是解決能源消費影響因素問題最簡便、最有效的應用模型。IPAT等式最早由美國生態(tài)學家Ehrlich和Comnoner于20世紀70年代提出，將環(huán)境影響(I)歸結為人口(P)、富裕(A)和技術(T) 3個關鍵驅動力乘積的結果，即I=P×A×T[11]。若令:I為能源消費總量;P為人口數量;A為富裕度(以人均GDP表示);T為技術(以能源消費強度表示)。應用IPAT等式構建定量模型對影響河南省能源消費的因素進行分析。

假設前一年的能源消費總量為Im，人口總量為Pm，人均GDP為Am，能源消費強度為Tm；后一年的能源消費總量為In，人口數量為Pn，人均國內生產總值為An，能源消費強度為Tn(n>m)[12]，可以得到公式(1)和(2)：

(1)

In-Im=PnAnTn-PmAmTm=

(PnAmTm-PmAmTm)+(PnAnTm-PnAmTm)+

(PnAnTn-PnAnTm)。

(2)

式中：In/Im表示能源耗費總量指數；In-Im表示能源消費總量變動的絕對數值；(PnAmTm)/(PmAmTm)表示人口增加指數；PnAmTm-PmAmTm表示人口規(guī)模變化引起的能源消費總量變化的絕對數值；(PnAnTm)/(PnAmTm)表示經濟增長指數；PnAnTm-PnAmTm表示經濟增長引起的資源消費總量變動的絕對數值；(PnAnTn)/(PnAnTm)表示技術進步指數；PnAnTn-PnAnTm表示技術進步引起的資源消費總量變化的絕對數值[12]。列出應用IPAT等式進行計算分析所需要的基本數據(其中真實GDP數據是以2001年為基準年換算的真實GDP)(表2)并進行計算，結果見表3。

表2 IPAT模型所需基本指標數據

表3 河南省能源消費影響因素貢獻率

2002—2012年間，河南省能源消費總量增加15 280萬t標煤。其中，人口增長引起能源消費總量增加1 723萬t標煤，貢獻率為11.3%；人均GDP增加造成能源消費總量增加20 114萬t標煤，貢獻率為131.6%；技術進步導致能源消費總量減少6 557萬t標準煤，貢獻率為-42.9%。因此，經濟發(fā)展與人口增長會造成能源消費總量的上升，而技術進步則起到了對能源消費總量的明顯抑制作用。

在河南省能源消費的影響因素中，經濟增長為最主要因素，其次為技術進步，人口增長因素排在第三位。經濟增長對能源消費的作用最大，在未來相當長的一段時間內仍是影響能源消費總量的主導因素，不過考慮到經濟發(fā)展的不可替代性及其重要意義，單純依靠犧牲經濟增長速度來換取較低的能源消費并不十分現實；技術進步對降低能耗的作用較為明顯，但目前來看其引起的能源消費下降遠不能抵消經濟發(fā)展引起的能源消費增加；人口增長對能源消費總量的提高雖有一定影響但相對較小，控制人口數量并不能成為控制能源消費總量的必要手段。據此分析認為河南省目前仍處于能源消費總量的上升期?？刂坪幽鲜∧茉聪M增長最具可行性的方法是要在符合全省資源稟賦等自身條件的前提下，加快科技創(chuàng)新和技術進步，充分發(fā)揮節(jié)能減排的技術優(yōu)勢，提高能源利用效率，改善能源消費結構和能源消費產業(yè)結構，降低能源消費強度。

2.2 制定環(huán)境目標和檢驗可行性

以2012年為基準年，結合河南省能源消費與經濟發(fā)展狀況制定環(huán)境目標，并進行情景分析?！笆濉逼陂g，國內生產總值年均增長7%。根據國務院制定的“十二五”節(jié)能減排目標任務， 2015年全國單位GDP能耗要比2010年下降16%，比2005年下降32%[13]。為響應國務院號召，促進河南省社會經濟可持續(xù)發(fā)展，河南省在“十二五”規(guī)劃綱要和能源發(fā)展規(guī)劃中指出，“十二五”期間，人口增長速度要控制在5‰以內；GDP增速要達到9%以上；2015年單位GDP能耗要較2010年下降16%以上[14]；2015年全省能源消費總量不突破2.9億t標煤[15]。

2011，2012年河南省人口增長率約為5‰，與“十二五”規(guī)劃綱要的要求相吻合，假設此后人口增長率保持不變，預測2015年全省人口約為10 702萬人。2011，2012年河南省GDP增長速度分別為10.4%和7.2%，平均增速基本滿足“十二五”規(guī)劃綱要的要求；若在接下來的三年中以9%為年均增速，預測2015年河南省GDP總量將達到27 525億元。若實現2015年單位GDP能耗較2010年下降16%的要求，則平均技術進步指數約為0.966，實際上河南省2012年相比2010年技術進步指數為0.965，照此趨勢來看其年均下降速度能夠滿足“十二五”能源規(guī)劃綱要的要求；若在接下來的3年中保持0.966的技術進步指數，預測2015年能源消費強度約為1.002 t標煤/萬元。

由以上數據預測出2015年河南省能源消費總量約為2.76億t標煤，既滿足“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃所要求的不超過2.90億t標煤；又高于2012年的2.36億t標煤，與前述得出的河南省能源消費總量仍在上升這一結論相吻合。這表明河南省目前在保障社會經濟發(fā)展的同時對能源消費的控制比較到位，即使在接下來的三年中僅滿足“十二五”規(guī)劃綱要要求的GDP 9%的年增速和0.966的技術進步指數，到2015年也能夠實現“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃要求的目標。因此，可以說河南省“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃要求的目標既符合可持續(xù)發(fā)展要求，又體現出對目前社會發(fā)展基本狀況的充分考慮，具有較高的可行性。

3 能源消費與經濟發(fā)展的脫鉤分析

通常來說，能源消費與經濟發(fā)展的關系決不是簡單的決定與被決定，而是相互影響、相互作用，是一種充滿聯系的狀態(tài)。根據環(huán)境庫茲涅茨曲線假說，經濟增長一般會帶來資源消費量的增加，即二者呈正相關關系，因此，想要兼顧經濟高速增長與能源消費總量的控制，就必須通過打破二者之間的某些聯系，并構建和加強能源消費與其他因素之間的聯系使其對經濟增長的推動作用逐漸減弱直至完全消失，甚至出現經濟增長的同時能源消費總量下降的完全相反的狀態(tài)。這種打破經濟與環(huán)境負荷之間關系就稱為脫鉤[16]。脫鉤理論是經濟合作與發(fā)展組織(OECD)提出的形容阻斷經濟增長與資源消耗或環(huán)境污染之間聯系的基本理論[17]。技術進步可能導致以更低的資源消耗換來同樣甚至更快的經濟增長，這個過程就是達到脫鉤的過程[18]。在影響河南省能源消費的眾多因素中，經濟增長正是最主要的因素，只有全面了解能源消費與經濟發(fā)展的關系才有助于使能源消費與經濟增長“脫鉤”，實現二者協調發(fā)展。

現將能源消費作為環(huán)境污染要素，分析其與經濟發(fā)展的脫鉤關系。假設能源消費總量年增長率為i，GDP年增長率為g，能源消費強度年降低率為t，根據三者之間的相互關系可對不同脫鉤類型作出定義(表4)[19-21]。將IPAT的變形可得I=G×T(其中G代表GDP),再假設基準年的國內生產總值為G0，其對應年份的能源消費強度為T0，得到第n年的能源消費總量為：

In=Gn×Tn=G0×(1+g)n×T0×(1-t)n

=G0×T0×(1+g-t-gt)n。

(3)

從而得到能源消費總量增加、不變和降低的臨界值為：

t=g(1+g)。

(4)

表4 脫鉤類型表

根據公式(3)、(4)計算得到河南省能源消費與經濟發(fā)展脫鉤分析表(表5)。分析表明，河南省最近10年的經濟發(fā)展速度很快，但能源消費量也與日俱增；除2003，2004年外，其余年份能源消費強度都是降低的，但所有年份的t值均小于于g(1+g)，說明尚未達到經濟發(fā)展與能源消費的完全脫鉤，而且能源消費量的增長幅度小于經濟發(fā)展的速度，據此可判斷經濟發(fā)展與能源消費成弱脫鉤。2003，2004年t值小于0，g，i均大于0，故經濟發(fā)展與能源消費成負脫鉤，并且i，g均大于0，因此二者為擴張性負脫鉤。綜合來看，河南省近10年來經濟發(fā)展與能源消費總體上成弱脫鉤關系，而且t和g(1+g)之間的差距有進一步縮小的趨勢，這說明經濟發(fā)展與能源消費之間有向強脫鉤轉變的趨勢。

表5 河南省能源消費與經濟發(fā)展脫鉤分析表

盡管如此，在未來的一段時期內河南省經濟增長與能源消費總體上仍會維持這種弱脫鉤狀態(tài)。究其原因在于河南省自身條件和目前所處的發(fā)展階段阻礙了節(jié)能減排與經濟增長從對立逐漸走向統一的過程。從省情上看，由于自然環(huán)境、產業(yè)與能源結構、技術要素以及人民需求等影響因素客觀上決定了社會經濟發(fā)展對能源消費的依賴程度還比較高，今后仍將面臨經濟增長與節(jié)能減排的雙重壓力；從控制能源消費與促進經濟發(fā)展二者關系的層面上講，由于二者表現出的固有對立性導致技術進步與能源消費強度的下降未必會帶來能源消費總量的下降，即使能夠通過充分發(fā)揮技術進步優(yōu)勢、改善能源消費和產業(yè)結構實現能源消費總量零增長或負增長，也會在一定時期內使經濟高速發(fā)展的趨勢有所減緩。因此，目前河南省能源消費與經濟發(fā)展的弱脫鉤關系短期內仍難以發(fā)生根本上的變化，二者完全脫鉤的過程必將是一個長期、復雜的，甚至具有一定程度曲折性的過程。

4 結論與建議

綜上所述，目前河南省能源消費的主要特征有：① 基數較大且逐年保持遞增，但增速逐漸放緩；② 能源消費形成了以煤炭消費為主的多元化結構，煤炭所占比重雖逐漸下降，但能源消費結構日趨合理仍有很大的改進空間；③ 第二產業(yè)對能源的需求最大，但最近幾年第三產業(yè)和生活能源比重有所上升；④ 從影響能源消費總量增長的因素來看，經濟增長會在今后相當長的一段時間內占據主導地位，技術進步對能源消費總量的抑制作用也越來越明顯，人口增長的作用較弱但仍不可忽視；⑤ 經濟增長與能源消費密切相關，二者相互促進；⑥ 目前河南省經濟發(fā)展與能源消費總體上呈弱脫鉤的關系，并有向強脫鉤關系轉變的趨向。

河南省目前正處于經濟發(fā)展的高速時期，也正在從粗放的經濟增長方式向集約化的方向轉變，促進這一轉變的關鍵就是要提高科學技術水平和能源利用效率。首先，應積極推廣潔凈煤技術，在一些高耗能行業(yè)逐步淘汰高污染的落后工業(yè)，使能源產業(yè)向清潔、節(jié)能方向發(fā)展[23]。其次，要根據各地區(qū)地理環(huán)境與資源稟賦的狀況，改善產業(yè)結構和能源消費結構，充分發(fā)揮其對能源消費增長的抑制作用，大力發(fā)展低碳經濟，降低環(huán)境壓力。最后，還要正確處理經濟發(fā)展與能源消費的關系，實現二者的真正“脫鉤”，在經濟高速、平穩(wěn)增長的前提下利用技術優(yōu)勢實現對能源消費總量的控制。

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Analysis of the Energy Consumption Characteristics and Its Influence Factor of Henan Province

Wang Xiaotian1a,1b, Jiao Wenxian2, Chen Xingpeng1a,1b, Zhang Zilong1a,1b

(1a.College of Resources and Environment Science, 1b.Research Institute for Circular Economy in Western China, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China; 2.College of Environment and Planning, Henan University, Kaifeng 475004, China)

In order to clear and definite the energy consumption characteristics and its influence factor of Henan Province, we analyzed the general characteristics of energy consumption by using statistical yearbook data, used the IPAT equation to make a quantitative research of energy consumption and decoupling analysis was taken so as to make the further study of the decoupling relationship between energy consumption and economic growth. The results shows that: the totally energy consumption of Henan Province is large and is still increasing year by year; economic development is the dominant factor affecting the growth of the total energy consumption, while technical progress plays an important role in the inhibition of the energy consumption; energy consumption and economic growth generally shows a weak decoupling relationship, and this relationship trend to become stronger gradually; optimizing the energy consumption structure, improving the technical level and energy efficiency can help to control the growth of the total energy consumption in Henan Province, and ultimately achieve the social and economic sustainable development.

energy consumption； economic growth； IPAT equation； decoupling analysis; Henan Province

2014-07-08；

2015-10-26

國家自然科學基金項目(41301652, 41471116)；蘭州大學中央高校基本科研業(yè)務費專項資金資助項目(lzujbky-2015-147)；河南省教育廳人文社會科學研究資助項目(2014-QN-138)

王笑天(1992-)，男，河南開封市人，碩士研究生，主要從事循環(huán)經濟與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究，(E-mail)1625491731@qq.com。

焦文獻(1981-)，男，山東巨野縣人，副教授，博士，主要從事生態(tài)經濟與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究，(E-mail)wenxianjiao@gmail.com。

F062.1

A

1003-2363(2016)01-0144-06