基于BP結(jié)構(gòu)突變的中國能源強度及因素分解研究

夏晨霞+王子龍

摘要能源是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是中國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。中國能源消耗量雖在逐年降低，但仍是世界上能源消耗量最大的國家。伴隨常規(guī)能源的日益枯竭，能源安全問題成為中國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，因此，降低能源強度迫在眉睫。系統(tǒng)研究中國能源強度下降原因并進行因素分解有助于深入把握能源變動規(guī)律，具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。文章運用BP結(jié)構(gòu)突變模型對1980—2015年能源強度突變點檢驗，建立LMDI分解模型，將能源強度分解為部門能源強度、運輸線路單位長度能耗、運輸線路產(chǎn)出能耗、人均生活用能、城市化、人均收入效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)八個因素，分析能源強度各階段動因變化特征。計算結(jié)果表明，受經(jīng)濟發(fā)展及國家政策沖擊，能源強度在1980—2015年樣本期間存在1991年、2002年和2008年三次結(jié)構(gòu)突變，形成四階段不同增長趨勢。能源強度在樣本期間呈整體下降趨勢，能源強度各階段主要影響因素不同，但是部門能源強度和能源結(jié)構(gòu)對中國能源強度作用最大，人均生活用能、人均收入效應(yīng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的交通運輸倉儲及郵電通信業(yè)對能源強度影響顯著；在樣本期內(nèi)，各影響因素作用方向轉(zhuǎn)變導(dǎo)致能源強度階段特征不同。針對中國能源強度的階段特征，提出開發(fā)推廣可再生能源技術(shù)以調(diào)整能源結(jié)構(gòu)；促進應(yīng)用低碳節(jié)能產(chǎn)品以降低生活用能；推動增加第三產(chǎn)業(yè)比重以提高人均收入水平；加快建設(shè)運輸節(jié)能技術(shù)以降低交通運輸業(yè)能源強度等對策建議。

關(guān)鍵詞能源強度；BP結(jié)構(gòu)突變；因素分解；能源結(jié)構(gòu)

中圖分類號F206

文獻標識碼A文章編號1002-2104（2018）02-0028-08DOI：10.12062/cpre.20170716

能源是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是中國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。近年來，隨著世界范圍內(nèi)以發(fā)展中國家高能源強度為特征的經(jīng)濟快速發(fā)展，使能源消耗量大增。2016年中國能源消耗量雖有所降低，但仍是世界上一次能源消耗量最大的國家，占全球能源消費量的23%。常規(guī)能源的日益枯竭，致使能源安全問題成為中國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。能源強度是一個國家或地區(qū)、部門或行業(yè)在一定時間內(nèi)生產(chǎn)單位產(chǎn)品所消耗的能源量，反映了能源的利用效益。2016年政府提出“未來五年中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降15%”。因此對能源強度進行研究，分析影響能源強度因素，不僅能夠反映經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟管理系統(tǒng)面臨的能源需求，而且對于政策制定實施具有明顯的指導(dǎo)意義。本文使用BP結(jié)構(gòu)突變點對中國1980—2015年能源強度進行階段性特征劃分，檢驗出突變點為1991年、2002年、2008年，將樣本期間劃分為四個時間段，并對突變點產(chǎn)生原因進行經(jīng)濟、政策分析，采用LMDI方法測算城市化、人均用能、人均收入等因素的貢獻率，這也是本文的理論貢獻。

1文獻綜述

由于工業(yè)化發(fā)展水平、能源消費結(jié)構(gòu)、技術(shù)進步、人口因素等存在階段性差異，對能源強度均存在一定影響，因此對能源強度影響因素的研究一直是學(xué)術(shù)界探討的熱點問題。國外關(guān)于能源強度的研究多集中于從國家層面進行分析。Alvydas Baleentis等[1]對立陶宛1995—2009年的能源強度進行分析，認為經(jīng)濟與能源效率相關(guān)，國家應(yīng)制定相關(guān)政策，并和企業(yè)合作，在運輸方面提高能源效率。國內(nèi)關(guān)于能源強度的研究進行了部門劃分，能源強度影響因素包括能源替代、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進步及城市化。闞大學(xué)、羅良文[2]運用空間滯后模型研究了城市化對能源強度的影響，認為短期內(nèi)城市化水平對能源強度的影響在增強，長期看，城市化有助于降低能源強度。張成龍、李繼鋒等[3]對中國四十二個產(chǎn)業(yè)部門1997—2007年數(shù)據(jù)進行能源強度變化率分解，認為部門能源強度與中國能源強度正相關(guān)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致能源強度上升。從以上可以看出，關(guān)于能源強度的文獻研究，涉及國家、省份或工業(yè)行業(yè)，可以看出對能源強度的因素分解由初期在整個樣本長度上分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進步這些因素逐漸增加了城市化、工業(yè)化等對能源強度的影響，但是集中地研究關(guān)于城市化、人均用能、人均收入、運輸交通等對能源強度影響的研究較少；對樣本劃分方式集中于產(chǎn)業(yè)劃分，較少進行部分劃分研究各部分總體主要影響因素。

國內(nèi)外對能源強度階段性研究的文獻較少。Lidia Andrés和Emilio Padilla[4]逐年分析1996—2012年間西班牙公路運輸業(yè)的能源強度影響因素，以提高貨運道路的能源效率。國內(nèi)對能源強度階段性的研究多集中于工業(yè)行業(yè)及省份。張偉、朱啟貴[5]對中國工業(yè)部門1994—2007年能源消費量的趨勢深入研究，考慮了能源消費結(jié)構(gòu)、部門能源強度與部門增加值占比因素，根據(jù)“五年規(guī)劃”時間段劃分進行因素分析。鄭若娟、王班班[6]對中國制造業(yè)能源強度變化的因素研究，選取1994—2009年作為樣本時間段，根據(jù)圖表觀察法，對能源強度變動趨勢進行劃分說明。綜合國內(nèi)外研究文獻可以看出：對能源強度階段性劃分多使用觀察法，但觀察法因為數(shù)據(jù)偏差或者統(tǒng)計誤差產(chǎn)生不同；而以政策制定時間進行劃分，雖然具有一定合理性，但是難以反映能源強度受沖擊導(dǎo)致數(shù)據(jù)內(nèi)部分布變化情況。相關(guān)研究成果對能源強度階段性劃分的文獻研究較少，缺乏對能源強度變化規(guī)律的深層次分析；現(xiàn)有研究多集中于根據(jù)“五年規(guī)劃”分析能源強度影響因素，研究結(jié)果具有一定的主觀性，沒有從整體上突出能源強度變化的特征。因此，本文使用BP結(jié)構(gòu)突變點對能源強度進行階段性劃分，能夠較準確、直觀的劃分能源強度，研究成果具有重要的理論意義與應(yīng)用價值。

2中國能源強度的階段特征

2.1BP結(jié)構(gòu)突變模型

在經(jīng)濟活動和環(huán)境變化中，一些事件的沖擊和調(diào)整容易導(dǎo)致經(jīng)濟結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，這樣的時間序列數(shù)據(jù)稱為確定性非平穩(wěn)。中國為促進能源向低碳化轉(zhuǎn)型，對能源政策進行了調(diào)整和約束，對能源結(jié)構(gòu)和能源技術(shù)進行了優(yōu)化和提高，因此能源強度有可能發(fā)生結(jié)構(gòu)突變。

結(jié)構(gòu)突變始于Chow檢驗[7]，但此方法只能用于突變點已知的情況下，且只能檢測到一個突變點。Bai和Perron[8]對結(jié)構(gòu)突變點進行了深入研究，提出了“內(nèi)生結(jié)構(gòu)突變檢驗”這一方法。此方法可以檢測到多個突變點存在，Bai[9]證明了此方法在小樣本情況下也具有較好的檢驗水平和檢驗功效，是目前較為準確、客觀的方法。endprint

假定時間長度為T的線性回歸模型中存在m個結(jié)構(gòu)突變點：

yt=x′tβ+z′tδ1+ut，t=1，2，…，T（1）

yt=x′tβ+z′tδ2+ut，t=T1+1，T2+2，…，T2（2）

yt=x′tβ+z′tδm+1+ut，t=Tm+1，Tm+2，…，T（3）

即：

yt=x′tβ+z′tδj+ut，t=Tj-1+1，Tj-2+2，…，Tj，

j=1，2，…，m+1（4）

其矩陣表達式為：

Y=Xβ+Zδ+U（5）

其中，yt為被解釋變量，（xt）p×1和（zt）q×1是解釋變量，β和δj是系數(shù)，ut是隨機誤差項，T1，T2，…，Tm是結(jié)構(gòu)突變點發(fā)生時點，m為結(jié)構(gòu)突變點個數(shù)，T為樣本總數(shù)。令，Y=（y1，y2，…，yT）′，X=（x1，x2，…，xT），U=（u1，u2，…，uT）′，δ=（δ1′，δ2′，…，δ′m+1）′，對角矩陣Z=diag（Z1，Z2，…，Zm+1），Zi=（ZTi+1+1，…，ZTi）′。對（5）式求解，對每個可能的分割（T1，T2，…，Tm）計算殘差平方和，使其達到最小的分割即估計所得分割，為：

T1^，T2^，T3^，…，Tm^=arg[minST（T1，T2，…，Tm）]（6）

在求出以上結(jié)果后，Bai和Perron提出一些檢驗方法，以確定突變點準確個數(shù)及具體時點。首先，提出了Sup-F檢驗，原假設(shè)為不存在結(jié)構(gòu)突變點，備選假設(shè)為有固定的突變點：

FT（λ1，λ2，…，λk，q）=1TT-（K+1）q-pkpδ′R′（RV（δ）R′）-1Rδ（7）

式中，λi=Ti/T，（Rδ）′=（δ1′-δ2′，…，δk′-δk+1′）；V（δ）是殘差存在自相關(guān)和異方差情況下的方差協(xié)方差矩陣的穩(wěn)健估計。但是，此方法需要提前設(shè)定突變點個數(shù)。其次，他們提出“雙重最大值檢驗”，為UDmax和WDmax檢驗，只需預(yù)設(shè)突變點上界。其統(tǒng)計量為：

UDmaxFT（M，q）=max1≤m≤MFT（λ1，λ2，…，λm；q）（8）

WDmaxFT（M，q）=max1≤m≤Mc（q，α，1）c（q，α，m）FT（λ1，λ2，…，λm；q）（9）

式中，λi=Ti/T（i=1，2，…，m）；α是顯著性水平值，c（q，α，m）是

max1≤m≤MFT（λ1，λ2，…，λm；q）的漸近臨界值。

Bai和Perron通過對統(tǒng)計量進行蒙特卡洛模擬，使用上述方法檢驗是否存在結(jié)構(gòu)突變。利用Sup-F（l+1）統(tǒng)計量檢驗變點次數(shù)。

SupFT（l+1/l）={ST（T1，…，T1）-

max1≤i≤l+1

infT∈Λi，η

ST（T1，…，Tl-1，τ，T1，…，Tl）}/σ2（10）

式中，Λi，η={τ；Ti-1+（Ti-Ti-1）ητ

Ti-（Ti-Ti-1）η}，σ2是原假設(shè)中殘差項方差的一致估計值；η是對各時段區(qū)間長度的最低限制，一般為η=0.05T。

2.2數(shù)據(jù)來源

本文選取樣本期為1980—2015年度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》及《新中國六十年統(tǒng)計資料匯編》，能源消費量包括風電、水電與核電消費量。為消除價格因素影響，GDP以1990年價格為基期的不變價格實際數(shù)據(jù)；為一定程度上消除異方差，本文對能源強度對數(shù)化處理；各種能源折算標準煤參考系數(shù)來自2015年《中國能源統(tǒng)計年鑒》。由于數(shù)據(jù)限制，本研究不涉及香港、澳門、臺灣等省區(qū)。

2.3中國能源強度結(jié)構(gòu)突變點檢驗

由于中國工業(yè)化和城市化發(fā)展進程加快，導(dǎo)致消費需求剛性，能源消費增長迅速。1980—2015年中國能源消費量及能源強度如圖1所示。

由圖1可以看出中國能源消費量在1980—2015年間呈不斷增長態(tài)勢，1980年中國能源消費量為60 275萬tce，而2015年中國能源消費量則達到430 000萬tce，增長了7倍之多。1980年至1996年間，中國能源消費量穩(wěn)步增長，1996至2015年間，能源消費量出現(xiàn)小幅波動，但仍呈快速上升趨勢。1997年亞洲金融危機后，中國加速工業(yè)化和城市化，工業(yè)化以重工業(yè)化為主要特征，在能源結(jié)構(gòu)沒有轉(zhuǎn)變的情況下，能源消耗量的曲線呈上升趨勢；2003年，在世界經(jīng)濟陷入“增長型衰退”后復(fù)蘇的一年，全球經(jīng)濟增長速度達到3.7%，在中國，規(guī)模以上重工業(yè)增加值占所有規(guī)模以上工業(yè)增加值為65.7%，高耗能產(chǎn)業(yè)迅速擴張，同時居民生活中耗能產(chǎn)品增加，導(dǎo)致能源強度增長。

能源強度即從整體層面上衡量一國或地區(qū)能源使用的綜合化效益指標，其計算公式為EI=能源消費總量/GDP。1980—2015年間，能源強度總體呈下降趨勢，由

1980年的7.8下降到2015年的2.2。1980—2002年間能源強度下降速度較快，2002—2006年間出現(xiàn)小幅回升之后，以較緩趨勢下降。本文使用BP結(jié)構(gòu)突變點檢驗1980—2015年能源強度。Bai和Perron的內(nèi)生結(jié)構(gòu)突變模型檢驗結(jié)果如表1。

根據(jù)表1檢驗結(jié)果可知，在k=1，2，3時，SupFT（k）檢驗在1%的置信水平上都是顯著的，而且UDmax和WDmax在1%置信水平都是顯著的，因此確定能源強度在樣本期內(nèi)發(fā)生了結(jié)構(gòu)突變，且結(jié)構(gòu)突變點為三個，在1991年，2002年，2008年，把樣本期間分為四個階段，分別是：1980—1991年，1991—2002年，2002—2008年和2008—2015年。

為從宏觀具體判斷能源強度增長率，根據(jù)上文突變斷點劃分階段，計算各階段能源強度增長率，繪制中國能源強度變化率圖2。endprint

從圖2可以看出能源強度變化率波動較大。1980—

1991年能源強度年均增長率是-3.80%；1991—2002年能源強度年均增長率為-4.67%，較第一階段下降0.87個百分點；2002—2008年能源強度年均增長率為-1.24%，比第二階段上升2.56個百分點；2008—2015年能源強度年均增長率為-3.98%，與第三階段相比下降274個百分點。其中，能源強度下降最快的階段是1991—2002年。在樣本期間，結(jié)構(gòu)突變點分別為1991年、2002年、2008年主要有三方面的原因。

（1）國家進行了以整頓煤炭市場為主的調(diào)控政策。1990年國家對混亂的煤炭市場進行整頓，控制礦井的盲

目發(fā)展，關(guān)閉一大批耗能高、污染重的小企業(yè)。1991年國家提高煤炭、原油價格。編制了資源節(jié)約和綜合利用計劃，建立了工業(yè)產(chǎn)值能耗、主要產(chǎn)品單耗、措施節(jié)能能力等節(jié)能計劃指標，初步形成了節(jié)能計劃體系。這一系列政策導(dǎo)致1980—1991年這一階段能源強度快速下降，1991年成為能源強度結(jié)構(gòu)突變點。

（2）新型工業(yè)發(fā)展方式的調(diào)整促進了綠色能源消費。黨的十六大提出走“新型工業(yè)化”道路，能源工業(yè)要注重開發(fā)與節(jié)約并重，做到能源、經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，強調(diào)中國重工業(yè)的集約型和內(nèi)涵式發(fā)展。1990年能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭占79%，石油占17.2%，天然氣占2.1%，水電占1.7%；而2002年能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭占71.5%，石油23.4%，天然氣占2.6%，水電占2.4%，核電占0.2%，工業(yè)發(fā)展方式調(diào)整對能源強度快速下降起到一定貢獻。這些政策沖擊以及經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)變促使2002年成為結(jié)構(gòu)突變點。

（3）新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展推動了能源結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化。2008年新增的水力

和風電

總裝機容量達到了1 210萬kW，與2007年相比，2008年新增裝機增長率為89%，據(jù)世界第四。2008年中國需求增長過快，有效資源供給不足，因此開展全民節(jié)能行動，加強節(jié)油節(jié)電，并頒布石油煉制業(yè)、乙烯工程、儲油庫和加油站等環(huán)境保護準則。中國整體上剛剛進入工業(yè)化中期階段。這一階段屬于重工化發(fā)展階段，高能耗問題突顯，中國能源發(fā)展政策與工業(yè)化狀態(tài)促使2008年能源強度出現(xiàn)結(jié)構(gòu)突變。

通過對能源強度結(jié)構(gòu)突變檢驗，研究結(jié)果說明在樣本期內(nèi)中國能源強度存在三個結(jié)構(gòu)突變點，形成四段不同的增長趨勢。為具體研究結(jié)構(gòu)突變點形成原因及不同增長趨勢的作用因素，運用LMDI分解模型分析不同階段各影響因素貢獻率。

3中國能源強度的因素分解

3.1研究方法

由于LMDI分解模型可以處理包括零值和負值的數(shù)據(jù)，有效解決了分解中的剩余問題[10]，因此使得其適用于能源問題的分解分析。本文采用的LMDI是在Wu等[11]和Ang等[12]的基礎(chǔ)上，根據(jù)“三層完全分解法”構(gòu)建模型，對能源強度影響因素分解分析，首先將中國能源消費行業(yè)劃分為三個部門：生產(chǎn)服務(wù)部門、交通運輸部門和居民生活部門。對行業(yè)劃分為：農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)（批發(fā)、零售業(yè)、住宿、餐飲業(yè)和其他行業(yè)）、交通運輸倉儲及郵電通信業(yè)和生活部門（城鎮(zhèn)居民生活和農(nóng)村居民生活），再對各個行業(yè)進行因素分解。其中生產(chǎn)部門包括：農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)（批發(fā)、零售業(yè)、住宿、餐飲業(yè)和其他行業(yè)），其余兩個部門對應(yīng)兩個行業(yè)。

對能源強度各行業(yè)進行劃分：

I=∑4i=1∑4j=1EijEiEiYiYiY+∑i=5∑4j=1EijTDTDYiYiY+∑7i=6∑4j=1EijPiPiPPY（11）

式中，i=1，2，3，……，7，分別代表農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)、交通運輸倉儲及郵電通信業(yè)、城鎮(zhèn)居民生活和農(nóng)村居民生活。j=1，……，4分別代表煤炭、石油、天然氣、其他（水電、核電、風電）。I表示能源強度，Eij表示第i行業(yè)消費的第j種燃料，Ei代表第i行業(yè)消費的燃料總量，Yi表示第i行業(yè)的產(chǎn)出，Y表示GDP，Pi是第i行業(yè)人數(shù)。

能源強度可以進一步變換為：

I=∑4i=1∑4j=1ESijEPiSGi+∑i=5∑4j=1ETijTGiSGi+∑7i=6∑4j=1EILijLSiEIi（12）

式中，EP代表部門能源強度，ET是運輸線路單位長度能耗，TG是運輸線路產(chǎn)出能耗，EIL代表人均生活用能，LS代表城市化，EI表示人均收入效應(yīng)，SG表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，ES表示能源結(jié)構(gòu)。

對式（12）計算得能源強度瞬時增長率：

dlnIdt=

∑4i=1∑4j=1ωij1（dlnESijdt+

dlnEPidt

+dlnSGidt）+

∑i=5∑4j=1ωij2（dlnETijdt+

dlnTGidt

+dlnSGidt）+

∑7i=6∑4j=1ωij3（dlnEILijdt+

dlnLSidt

+dlnEIidt）

（13）

式中，令ωij1=ESijEPiSGi，ωij2=ETijTGiSGi，ωij3=EILijLSiEIi[13]，ω（t*）[14]為當t=t*∈[0，T]時的權(quán)重函數(shù)值。

根據(jù)式（13）可以得到能源強度變化率：

ITI0≌

exp

∑4i=1∑4j=1ωij1（t*）lnESij，TESij，0×

exp

∑4i=1∑4j=1ωij1（t*）lnEPi，TEPi，0×

exp

∑4i=1∑4j=1ωij1（t*）lnSGi，TSGi，0×

expendprint

∑i=5∑4j=1ωij2（t*）lnTGi，TTGi，0×

exp

∑i=5∑4j=1ωij2（t*）lnETij，TETij，0×

exp

∑7i=6∑4j=1ωij3（t*）lnEILij，TEILij，0×

exp

∑i=5∑4j=1ωij2（t*）lnSGi，TSGi，0×

exp

∑7i=6∑4j=1ωij3（t*）lnLSi，TLSi，0×

exp

∑7i=6∑4j=1ωij3（t*）lnEIi，TEIi，0（14）

計算式（14）得能源強度增長率：

lnIT-lnI0≌

∑4i=1∑4j=1ωij1（t*）lnESij，TESij，0+

∑4i=1∑4j=1ωij1（t*）lnSGi，TSGi，0+

∑4i=1∑4j=1ωij1（t*）lnEPi，TEPi，0+

∑i=5∑4j=1ωij2（t*）lnETij，TETij，0+

∑i=5∑4j=1ωij2（t*）lnTGi，TTGi，0+

∑7i=6∑4j=1ωij3（t*）lnEIi，TEIi，0+

∑i=5∑4j=1ωij2（t*）lnSGi，TSGi，0+

∑7i=6∑4j=1ωij3（t*）lnEILij，TEILij，0+

∑7i=6∑4j=1ωij3（t*）lnLSi，TLSi，0

（15）

式中，X是各因素變化率，各因素貢獻率為：

XlnIT-lnI0×100%（16）

式中，能源強度分解為七個部門，其具體特征由八個因素進行解釋說明：部門能源強度，由于全要素生產(chǎn)率提高引起的強度變化，因此稱為部門能源強度因素，部門能源強度能夠提高能源利用效率，影響能源強度；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化即非農(nóng)產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)在國民經(jīng)濟中比重增加，能源要素在不同產(chǎn)業(yè)間流動，隨著高耗能產(chǎn)業(yè)的減少，能源從高耗能、低產(chǎn)出的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)到低耗能產(chǎn)業(yè)，但中國處于工業(yè)化階段，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變緩慢，對能源強度影響的長期彈性為正[15]；運輸線路單位長度能耗，中國工業(yè)化、城市化速度加快，交通工具數(shù)量不斷增多，交通運輸線路不斷改善；運輸線路產(chǎn)出能耗，是運輸部門單位產(chǎn)出所需運輸線路公里數(shù)，代表運輸部門線路長度的產(chǎn)出效率，該數(shù)據(jù)越小說明運輸部門產(chǎn)出效率越高；人均生活用能，生活水平的提高會引起生活能耗用品的增加，增加能源消耗；城市化，即鄉(xiāng)村人口向城鎮(zhèn)人口轉(zhuǎn)化，優(yōu)化資源配置，使能源消費增長速度增快且呈現(xiàn)需求剛性的特征[16]，城市的市場競爭結(jié)構(gòu)推動了技術(shù)創(chuàng)新和知識積累，推動全要素生產(chǎn)率上升[17]；人均收入效應(yīng)即人均收入的倒數(shù)，與人均收入有相反的效應(yīng)；調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少煤炭使用量，使主要消耗能源轉(zhuǎn)換為清潔能源，減少含煤量。

本文采用“三層完全分解法”構(gòu)建模型，為簡要說明本文所構(gòu)建模型的整體框架，以及各影響因素的作用及其相互關(guān)系，繪制分解模型框架圖3。

這里將能源強度劃分為生產(chǎn)服務(wù)部門、交通運輸部門和生活部門。生產(chǎn)服務(wù)部門即農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)

和商業(yè)，其煤炭、石油、天然氣、水電、核電和風電能源總消耗量影響因素是能源結(jié)構(gòu)、技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；交通運輸部門指交通運輸倉儲及郵電通信業(yè)，其能源總消耗可用運輸線路單位長度能耗、運輸線路產(chǎn)出能耗和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)解釋；生活部門包括城鎮(zhèn)居民生活和農(nóng)村居民生活，其能源消耗量用人均生活用能、城市化和人均收入效應(yīng)說明。

3.2結(jié)果分析

以下對各階段各因素貢獻率進行說明：

（1）能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整促使部門能源強度不斷降低。1980—1991年間能源強度從7.8下降為5.1，年均增長率為-3.8%。能源結(jié)構(gòu)起到了最大的正向作用，貢獻率達46%，部門能源強度提供了44%的正向貢獻。從表2可以看出，運輸線路產(chǎn)出效應(yīng)、人均收入效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源

結(jié)構(gòu)、部門能源強度均對能源強度的下降起到了正向影響，部門能源強度的貢獻主要因為這段時期工業(yè)行業(yè)能源強度下降較迅速。中國從20世紀80年代開始，在農(nóng)村實施沼氣、小水電和節(jié)能技術(shù)；在城鎮(zhèn)實施建筑節(jié)能；開發(fā)太

陽能、風能、地熱能，1980—1991年天然氣及其他能源的消費量從3 291萬tce增加到5 647萬tce，增長了41.2%，因此能源結(jié)構(gòu)起到了正向貢獻。

（2）制造業(yè)結(jié)構(gòu)初步實現(xiàn)了勞動密集型向資本密集型轉(zhuǎn)變。1991—2002年間能源強度年均增長率為-4.67%，較第一階段下降了0.87個百分點。能源結(jié)構(gòu)具有最大的正向貢獻，達到337%，運輸與交通部門產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、運輸線路單位長度能耗、人均生活用能、城市化提供了正向的貢獻。部門能源強度提供了最大的負向貢獻，達到-258%。部門能源強度由第一階段的正向貢獻轉(zhuǎn)變?yōu)樨撓蜇暙I，說明部門能源強度阻礙了能源強度的下降。具體原因為：消費結(jié)構(gòu)升級、城市化進程加快、交通和基礎(chǔ)設(shè)施投資加大。民營與外資企業(yè)迅速增長，1994年輕、重工業(yè)產(chǎn)值比例最低為46.3∶53.7，且1999年，重工業(yè)占工業(yè)增加值的比重為50.8%。而運輸線路單位能耗由27 tce/km增加為34 tce/km，因此轉(zhuǎn)為負向貢獻。

（3）技術(shù)進步有效提升了能源利用效率。2002—2008年間能源強度年均增長率為-1.24%，比第二階段上升了2.56個百分點。人均生活用能提供正向貢獻達到了42%，由于這一階段中國用電緊張，全國開始拉閘限電，至2003年，中國拉閘限電的省份達到22個，且這一階段的

“限電減排”淘汰掉一些高能耗、高排放和產(chǎn)能過剩的企業(yè)，人均生活用能較上一階段減少39%。城市化提供11.8%的正向貢獻，較上一階段有所增長，由于這一階段城鎮(zhèn)化速度較上一階段減少27%。人均收入效應(yīng)提供46%的負向貢獻，與上一階段相比變化較大，反映了技術(shù)進步對能源消耗的減少。由于中國在2002年提出“新型工業(yè)化”endprint

道路，建設(shè)集約型工業(yè)，部門能源強度的負向貢獻降到-25%。

（4）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化一定程度上降低了高耗能產(chǎn)業(yè)比重。2008—2015年間能源強度年均增長率為-3.98%。能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、運輸線路單位長度能耗、人均生活用能、城市化提供了正向貢獻，其中，雖然能源結(jié)構(gòu)貢獻達到118%，較上一時期變化不大。部門能源強度、運輸線路產(chǎn)出效應(yīng)、人均收入效應(yīng)提供了負向貢獻，分別為-23%、-0.4%和-10%。

4研究結(jié)論與政策建議

本文運用BP結(jié)構(gòu)突變模型對1980—2015年能源強度突變點檢驗，建立LMDI分解模型，將能源強度分解為部門能源強度、運輸線路單位長度能耗、運輸線路產(chǎn)出能耗、人均生活用能、城市化、人均收入效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)八個因素，分析能源強度各階段動因變化特征，得出如下主要結(jié)論：

（1）能源強度在樣本期間存在三個結(jié)構(gòu)突變點。本文運用BP結(jié)構(gòu)突變模型對1980—2015年能源強度進行結(jié)構(gòu)突變點檢驗，研究結(jié)果表明，能源強度在樣本期間存在1991年、2002年和2008年三次結(jié)構(gòu)突變，根據(jù)數(shù)據(jù)特征將整個樣本期劃分為四段不同的增長趨勢。

（2）能源結(jié)構(gòu)和部門能源強度對能源強度的影響最大。根據(jù)LMDI能源因素分解結(jié)果可知：1980—1991年，能源結(jié)構(gòu)對能源強度的貢獻率為46.33%，部門能源強度對能源強度的作用率達到43.97%。1991—2002年，能源結(jié)構(gòu)對能源強度的作用率為337.04%，部門能源強度對能源強度的貢獻率達到-258.37%。2002—2008年，能源結(jié)構(gòu)對能源強度的貢獻率為105.28%，部門能源強度對能源強度的貢獻率達到-24.68%。2008—2015年，能源結(jié)構(gòu)對能源強度的貢獻率是118.48%，而部門能源強度對能源強度的貢獻率為-22.75%。

（3）人均生活用能、人均收入效應(yīng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對能源強度影響顯著。1980—1991年，人均收入效應(yīng)貢獻率為19.93%；1991—2002年，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的交通運輸倉儲及郵電通信業(yè)對能源強度的貢獻率達到25.25%；2002—2008年，人均生活用能對能源強度的作用率為41.93%，人均收入效應(yīng)對能源強度的貢獻率是-46.27%；2008—2015年，人均收入效應(yīng)對能源強度的貢獻率是-10.07%。

根據(jù)以上研究結(jié)論，提出降低中國能源強度的政策建議：

（1）開發(fā)推廣可再生能源技術(shù)以調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。加強太陽能基礎(chǔ)材料與存儲技術(shù)的研究，加速太陽能的熱轉(zhuǎn)換，發(fā)展光伏并網(wǎng)及分配；增加風力發(fā)電裝機容量，政策補貼民營風力發(fā)電企業(yè)，引進國外先進風力發(fā)電技術(shù)，成立風電研究開發(fā)部門；發(fā)展海洋發(fā)電裝置，開發(fā)海洋發(fā)電技術(shù)，研究海洋能轉(zhuǎn)換技術(shù)以開發(fā)新能源。政策推進工業(yè)企業(yè)采用新能源技術(shù)和產(chǎn)品，推行綠色能源，應(yīng)淘汰落后工業(yè)產(chǎn)能，并提高工業(yè)能效準入標準，且促進高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)等節(jié)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（2）促進應(yīng)用低碳節(jié)能產(chǎn)品以降低生活用能。隨著生活水平的提高，奢侈消費、超前消費、浪費情況嚴重，應(yīng)建立長效節(jié)能環(huán)保公眾宣傳機制，改善公眾對低碳消費的認知。普及低碳消費途徑，降低低碳實施成本，建立政策法規(guī)促使低碳消費簡單易行。

（3）推動增加第三產(chǎn)業(yè)比重以提高人均收入水平。人均收入的提高到達一定程度能夠降低能源強度，其反映了技術(shù)進步的能耗降低效益。應(yīng)建立合理的資產(chǎn)財富分配體系和相應(yīng)的社會保障制度。人均收入的提高增加人們制冷、加熱、出行、照明等生活方面的能源消耗，但是當人均收入達到一定水平，人們會進而轉(zhuǎn)向節(jié)能產(chǎn)品的使用，降低人均收入對能源消耗的敏感度。

（4）加快建設(shè)運輸節(jié)能技術(shù)以降低交通運輸業(yè)能源強度。鐵路運輸是中國運輸體系的主要方式，應(yīng)推廣內(nèi)燃和電力牽引技術(shù)，提高能源利用效率；公路運輸中社會車輛較多是能源消耗最多的行業(yè)，應(yīng)降低天然氣價格，政策補貼天然氣使用者；發(fā)展集約型運輸模式，提高水路和民航業(yè)能源利用效率。

（編輯：王愛萍）

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AbstractEnergy is the material basis for human survival and development， it is the key to sustainable development of Chinas economy， and it also reveals the performance of social progress. Although energy consumption in China is decreasing， China is still the largest energy consumption country in the world. With the decline of conventional energy sources， energy security becomes the bottleneck of sustainable development Chinas economy. Therefore， energy intensity needs to be reduced urgently. It is significant to study the reasons of energy intensity decline； by using factor decomposing， it is helpful to find rules of energy changes. The structural breaks of energy intensity in China from 1980 to 2015 were examined by using BP method and LMDI decomposition model to study the reasons for the decline of different stages. In this paper， energy intensity was decomposed into eight factors， namely energy intensity in sectors， energy consumption per unit length of transportation routes， energy consumption of transportation output， per capita living energy consumption， urbanization， per capita income effect， industrial structure， and energy structure. The experimental results showed that three structural breaks existed from 1980 to 2015 due to the economic development and national policy shocks. And the structural breaks took place in 1991， 2002 and 2008， which divided the time series of energy intensity in China into four stages. In addition， energy intensity showed a decreasing trend during the sample period and the main factors of the reduction in energy intensity were energy intensity in each sector and energy consumption structure. Meanwhile， per capita living energy， per capita income effect， and transportation industry had significant impact on energy intensity. Taking into account of the contribution of each factor to energy intensity， we put forward several suggestions. The renewable energy technologies need to be developed and popularized to adjust the energy consumption structure. Whats more， lowcarbon energy saving products should be applied to reduce the living energy consumption. Besides the per capita income needs to be increased by increasing the proportion of the tertiary industry. Energy saving way of transportation should be developed to reduce the energy intensity of transportation industry.

Key wordsenergy intensity； BP structural break； factor decomposition； energy consumption structureendprint