消費(fèi)總量控制下的能源空間配置路徑及優(yōu)化策略

劉冰　孫作人　孫華臣

摘要 本文嘗試性將能源集中化配置模型引入到能源消費(fèi)總量控制的研究框架，使用規(guī)模報(bào)酬不變與可變DEA模型，對(duì)山東省17地市2005-2015年的工業(yè)能源利用效率進(jìn)行測(cè)度，進(jìn)而結(jié)合各地市的邊際節(jié)能成本（邊際能源貢獻(xiàn)）分析對(duì)能源進(jìn)行優(yōu)化配置，找出最優(yōu)能源利用路徑。研究發(fā)現(xiàn)：①山東省工業(yè)并未出現(xiàn)能源利用的規(guī)模報(bào)酬遞減趨勢(shì)，各地市實(shí)現(xiàn)了工業(yè)發(fā)展與能源優(yōu)化利用的同步。②濟(jì)南、青島、煙臺(tái)工業(yè)具有較高的能源效率，能夠?yàn)槠渌厥械漠a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)與資金支持，形成技術(shù)擴(kuò)散效應(yīng)。③位于省區(qū)邊界的濱州、聊城、臨沂、棗莊能源利用效率不高，與其靠近內(nèi)陸且缺乏中心城市輻射帶動(dòng)有關(guān)。④各地市最優(yōu)消費(fèi)路徑比較實(shí)際消費(fèi)路徑，都呈現(xiàn)不同程度的偏移。偏移最大的為能源效率較高的青島、煙臺(tái)、威海等與能源效率較低的棗莊、日照、淄博與萊蕪，特別是能源利用效率較低的上述四地市，必須縮減原始能源消費(fèi)量20%以上，此分配結(jié)果與這些地區(qū)工業(yè)能源利用效率較低的表現(xiàn)相一致。據(jù)此可知，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)實(shí)際能源消費(fèi)量普遍低于最優(yōu)能源消費(fèi)量，為負(fù)向偏離，可采用持續(xù)寬松的能源消費(fèi)約束;經(jīng)濟(jì)次發(fā)達(dá)地區(qū)實(shí)際能源消費(fèi)量相對(duì)最優(yōu)能源消費(fèi)量偏離較小，應(yīng)維持現(xiàn)有能源消費(fèi)量，保持能源消費(fèi)低速增長的路徑;經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)實(shí)際能源消費(fèi)量普遍高于最優(yōu)能源消費(fèi)量，為正向偏離，應(yīng)改變其能源依賴的發(fā)展模式，形成規(guī)制型的能源消費(fèi)路徑。

關(guān)鍵詞 能源消費(fèi)總量控制;能源利用效率;能源集中化空間配置模型;DEA

中圖分類號(hào) F206

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1002 - 2104（2019） 01 - 0096 -11

DOI：10.12062/cpre. 20180914

能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力來源。伴隨經(jīng)濟(jì)規(guī)模的增長，能源消費(fèi)量也在持續(xù)增加，產(chǎn)生大量的污染物排放，環(huán)境壓力加大。在我國越來越重視生態(tài)文明建設(shè)的大背景下，資源環(huán)境約束也越來越大。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長模式下，環(huán)境容量約束矛盾越來越突出。特別是，為全面提高生態(tài)文明建設(shè)水平，國家實(shí)行了能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度雙控機(jī)制，對(duì)于高耗能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)占比較大的能源消耗大省的影響和沖擊更大，迫使這些省份一方面優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)業(yè)能耗水平;另一方面，有必要探索能源消耗總量的最優(yōu)空間配置和優(yōu)化，提高定量限制的能源產(chǎn)出效率和效益。山東省是我國能源消費(fèi)第一大省，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)好，重化工特征明顯，能源雙控機(jī)制對(duì)山東經(jīng)濟(jì)發(fā)展沖擊較大。優(yōu)化山東能源空間配置可以減少能源雙控機(jī)制的負(fù)面影響，也可為其他省份提供可借鑒的能源空間配置路徑方法及策略，對(duì)更好地推進(jìn)能源雙控機(jī)制落地和提高政策實(shí)施效率有很大的借鑒意義。

選擇山東作為研究樣本，還考慮以下原因：①在能源消費(fèi)方面，2015年山東省能源消費(fèi)量37 945萬t，占全國能源消費(fèi)量的8.48%，位列第一。山東除了是我國能源消費(fèi)第一大省外，還存在過度依賴煤炭消費(fèi)的問題，2015年山東省s0，、NOx與煙粉塵排放量分別為152.57萬t、142.30萬t與108.25萬t，分別位列全國第一、第一與第二位，同樣位居前列。因此山東在能源利用方面的問題具有代表性，對(duì)其進(jìn)行研究具有普遍意義。②山東的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、區(qū)域發(fā)展結(jié)構(gòu)同全國的情況高度相似，尤其是重化工業(yè)比重高、東中西發(fā)展不平衡等問題突出，對(duì)于研究能源配置路徑及優(yōu)化策略具有很強(qiáng)的代表性。以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為例，2015年山東省三次產(chǎn)業(yè)與重工業(yè)比重分別為45.3%與31.8%，與全國42.4%與32.6%的比重極為相似。在區(qū)域產(chǎn)值分布上，2015年魯東（青島、煙臺(tái)與威海）、魯中（濟(jì)南、淄博、濰坊、泰安）與內(nèi)陸地區(qū)的10個(gè)城市GDP比約為3：3：4，呈現(xiàn)明顯的東強(qiáng)西弱特征，與我國的東中西經(jīng)濟(jì)布局具有相似性。③選擇代表性、典型性省份作為研究樣本，可以使研究建立在更形象的研究框架下，得出的研究結(jié)論更具體、更細(xì)致，一定程度上也能起到“以小見大”的效果。

1 文獻(xiàn)綜述

能源消費(fèi)總量控制是這些年我國為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和提高生態(tài)文明建設(shè)水平推出的一項(xiàng)帶有全局性和“釜底抽薪”式的舉措。以前，圍繞能源消費(fèi)總量控制的研究，多集中于能源消費(fèi)與環(huán)境污染、總量控制策略等方面。在能源消費(fèi)與環(huán)境污染研究方面，眾多學(xué)者認(rèn)為環(huán)境污染問題是能源消費(fèi)總量控制的重要?jiǎng)右颍貏e是現(xiàn)階段，我國經(jīng)濟(jì)增長仍離不開能源消費(fèi)的支撐，在能源消費(fèi)總量持續(xù)攀升階段，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是降低能耗污染的一個(gè)重要抓手。從國際經(jīng)驗(yàn)來看，凡是能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主的國家，都經(jīng)歷過大氣污染嚴(yán)重的發(fā)展階段。能源消耗總量的增加將直接引致污染物排放量的上升，特別是大量的煤炭消費(fèi)是霧霾的主要誘因。對(duì)我國而言，以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是造成大氣污染的根本原因，特別是霧霾污染與煤炭消費(fèi)顯著正相關(guān)。張軍和王圣提出煤炭消費(fèi)總量控制的多階段、多目標(biāo)模式，認(rèn)為我國已經(jīng)進(jìn)入煤炭減量替代階段。一些學(xué)者認(rèn)為，改變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以及優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是治理霧霾的關(guān)鍵，新能源開發(fā)將有助于控制環(huán)境污染，短期內(nèi)減少劣質(zhì)煤的使用是較為有效的途徑。高湘昀等人利用向量自回歸模型、脈沖響應(yīng)函數(shù)和方差分解等方法對(duì)京津冀能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與環(huán)境變量的關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)：能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與主要污染物存在顯著的協(xié)整關(guān)系，其中煤炭消費(fèi)能夠迅速影響大氣污染物排放。王姍姍等人建立自回歸分布滯后一誤差修正模型對(duì)能源消費(fèi)要素與環(huán)境污染的關(guān)系進(jìn)行細(xì)化研究發(fā)現(xiàn)：能源消費(fèi)總量和結(jié)構(gòu)對(duì)不同污染物的長期和短期影響存在較大差異。林伯強(qiáng)和李江龍認(rèn)為環(huán)境治理同樣能夠倒逼能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，特別是對(duì)煤炭消費(fèi)起到顯著的抑制作用。

隨著試點(diǎn)省份工作的推進(jìn)，能源消費(fèi)總量優(yōu)化控制研究逐步增加。吳凡對(duì)我國節(jié)能目標(biāo)進(jìn)行了分解與分配，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、生產(chǎn)技術(shù)水平等經(jīng)濟(jì)因素是制約節(jié)能目標(biāo)完成的關(guān)鍵因素，其中，工業(yè)節(jié)能依舊是我國完成中長期節(jié)能目標(biāo)的決定因素。戴彥德等人認(rèn)為，能源消費(fèi)總量控制應(yīng)以一定區(qū)域的節(jié)能指標(biāo)為依據(jù)，計(jì)算出各種能源的允許消耗總量，并據(jù)此對(duì)區(qū)域內(nèi)的相關(guān)部門做出能耗限額規(guī)定，以達(dá)到有計(jì)劃地實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的目的，節(jié)能潛力是能源消費(fèi)總量控制的基礎(chǔ)。齊紹洲和李鍇發(fā)現(xiàn)能源效率隨經(jīng)濟(jì)增長呈現(xiàn)出不穩(wěn)定的變動(dòng)趨勢(shì)，能源消費(fèi)總量控制與能源強(qiáng)度下降之間的必然矛盾并不存在。魏一鳴和廖華認(rèn)為控制能源消費(fèi)總量與大幅度降低單位GDP能耗兩個(gè)目標(biāo)不完全沖突，存在能源強(qiáng)度下降的同時(shí)，進(jìn)行能源消費(fèi)總量控制的可能。秦鵬和代霞認(rèn)為應(yīng)建立能源消費(fèi)總量控制目標(biāo)考核辦法，對(duì)各地區(qū)高耗能產(chǎn)業(yè)和過剩產(chǎn)業(yè)實(shí)行能源消費(fèi)總量只減不增，對(duì)區(qū)域內(nèi)其他產(chǎn)業(yè)按先進(jìn)能效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行能耗強(qiáng)度約束，并開展能源消費(fèi)量指標(biāo)交易試點(diǎn)，盡可能通過市場(chǎng)手段引導(dǎo)能源消費(fèi)需求?？偨Y(jié)發(fā)現(xiàn)關(guān)于能源消費(fèi)總量控制的研究，以分析能源消費(fèi)總量控制的必要性、可行性及相關(guān)影響為主。劉冰和孫華臣采用動(dòng)態(tài)面板門限模型分析能源消費(fèi)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的門限效應(yīng)，在此基礎(chǔ)上以京津冀魯為例模擬控制煤炭消費(fèi)總量對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)影響。研究發(fā)現(xiàn)：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不同階段，能源消費(fèi)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響存在單門限效應(yīng)，且這種效應(yīng)會(huì)發(fā)生由負(fù)向到正向的趨向性變化。如果不考慮技術(shù)進(jìn)步和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化的影響，實(shí)施能源消費(fèi)總量控制政策，短期內(nèi)不利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化;考慮技術(shù)沖擊和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化，會(huì)有利于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化，但能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整會(huì)弱化技術(shù)進(jìn)步帶來的正向沖擊。劉冰等在估算山東省1995-2010年二氧化碳排放量的基礎(chǔ)上，擬合了環(huán)境庫茲涅茨曲線，同時(shí)采用協(xié)整檢驗(yàn)、誤差修正模型分析了能源強(qiáng)度、二氧化碳排放強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)增長的短期動(dòng)態(tài)及長期均衡關(guān)系，并基于定量關(guān)系進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)預(yù)測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)：人均二氧化碳排放量與人均收入水平存在顯著的“倒U型關(guān)系”，山東省業(yè)已進(jìn)入“倒U型”曲線的下降階段，低碳經(jīng)濟(jì)背景下加快經(jīng)濟(jì)增長有利于提高環(huán)境質(zhì)量，主動(dòng)減排是合理的政策選擇。部分涉及能源消費(fèi)配額配置的研究，多基于綜合評(píng)價(jià)方法，主觀性強(qiáng)，無法做到不同價(jià)值判斷下多種分配方案的一致性。本文結(jié)合節(jié)能主體現(xiàn)有能源利用效率與可釋放節(jié)能潛力，在總量限定的條件下，研究如何實(shí)現(xiàn)能源的最優(yōu)配置，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能成本的最小與產(chǎn)出的最大化。