中國(guó)城市居民電量消費(fèi)存在回彈效應(yīng)嗎？

陳洪濤，岳書敬，朱雨婷

引 言

對(duì)于全球能源消耗不斷增長(zhǎng)所引發(fā)的能源資源短缺問題，研究者們普遍認(rèn)為提高能源效率是緩解這一問題的有效方法。對(duì)此，中國(guó)政府通過立法、技術(shù)創(chuàng)新、財(cái)政政策以及政府規(guī)劃目標(biāo)等一系列措施改善能源效率，從而控制能源消耗總量[注]Sun C,Lin B.Reforming residential electricity tariff in China:Block tariffs pricing approach[J].Energy Policy,2013,60:741.。然而，目前能源消耗總量的控制并未達(dá)到預(yù)期效果：相關(guān)資料顯示，中國(guó)2016年能源消耗總量為43.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長(zhǎng)了1.4%；預(yù)計(jì)2016—2030年中國(guó)能源消耗總量仍將維持1.4%的年均增長(zhǎng)率。

產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是能源的回彈效應(yīng)(Rebound Effect，RE)，回彈效應(yīng)使得技術(shù)進(jìn)步或能源消費(fèi)提高所節(jié)約的能源被部分或完全抵消，導(dǎo)致能源節(jié)約效果低于預(yù)期，從而削減了政府政策的有效性[注]Wang Z,Lu M,Wang J.Direct rebound effect on urban residential electricity use:An empirical study in China[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2014,30:124.。不僅如此，回彈效應(yīng)還存在一種更為嚴(yán)重的情況，即回火效應(yīng)(Backfire Effect)?；鼗鹦?yīng)屬于能源回彈的一種特殊情況，具體是指能源效率的提高不僅沒有起到節(jié)約能源的作用，反而會(huì)導(dǎo)致能源消耗的增加，使得政策效果大打折扣甚至與政策初衷背道而馳。因此，政府在制定能源政策時(shí)需要充分考慮回彈效應(yīng)的存在性及規(guī)模大小，尤其注意回火效應(yīng)對(duì)政策的影響。

研究中國(guó)的能源回彈效應(yīng)問題，不能忽視城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快對(duì)能源消耗的影響[注]呂連菊，闞大學(xué).城鎮(zhèn)化水平、速度和質(zhì)量對(duì)能源消費(fèi)的影響[J].城市問題,2017(5):17.。改革開放以來，中國(guó)的城鎮(zhèn)化水平呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。截至2016年底，中國(guó)城鎮(zhèn)化率已從1978年的17.92%上升至57.4%，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到60%。城市已逐漸成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要主體，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活起到舉足輕重的作用。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市能源消耗問題日益突出，不僅消耗量占總能耗近3/4[注]Dhakal S.Urban energy use and carbon emissions from cities in China and policy implications[J].Energy Policy,2009,37(11):4208.，其增長(zhǎng)速度亦超過社會(huì)總能耗[注]崔一瀾，劉毅，諸葛承祥.城市居民生活能源消費(fèi)研究進(jìn)展綜述[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境,2016(12):117.。而在農(nóng)村到城市的轉(zhuǎn)型過程中，家庭能源消耗不斷增長(zhǎng)[注]Lin B,Ouyang X.Energy demand in China:Comparison of characteristics between the US and China in rapid urbanization stage[J].Energy Conversion and Management,2014,79:128.。城鎮(zhèn)化進(jìn)程促進(jìn)居民家庭能源消費(fèi)量的不斷增加。其中，電力已經(jīng)成為城市居民家庭能源消費(fèi)中最為重要的能源(如圖1所示)。

圖1 2008—2015年城市居民家庭能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)[注]數(shù)據(jù)來源：《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2016》。

考慮到城市居民電量消費(fèi)在城市能源消耗中的重要地位，以及城市能源消耗之于中國(guó)能源消耗的重要性，以城市居民用電消費(fèi)為研究對(duì)象，考察其回彈效應(yīng)規(guī)模與回彈效應(yīng)類別，尤其是探討城市居民用電消費(fèi)是否存在回火效應(yīng)，對(duì)當(dāng)前中國(guó)節(jié)能政策的制定和完善，對(duì)于建設(shè)“綠水青山”的生態(tài)文明都具有重要現(xiàn)實(shí)意義。因此，本文將構(gòu)建城市面板雙對(duì)數(shù)模型，在研究居民用電消費(fèi)的影響因素的基礎(chǔ)上，分析城市居民用電消費(fèi)的回彈規(guī)模和回彈類別，并從東部、中部、西部進(jìn)一步開展回彈效應(yīng)的區(qū)域差異性研究，提出改善我國(guó)城市居民用電消費(fèi)回彈效應(yīng)的舉措。本文不僅有助于解釋當(dāng)前能源消耗控制效果不理想的現(xiàn)象，還有助于國(guó)家針對(duì)區(qū)域差異性制定因地而異的能源政策。

一 、 文獻(xiàn)回顧

回彈效應(yīng)源于19世紀(jì)英國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家杰文斯在《the Coal Question》一書中提出的“杰文斯悖論”?；貜椥?yīng)現(xiàn)象指技術(shù)進(jìn)步帶來生產(chǎn)效率的提高，導(dǎo)致單位服務(wù)成本下降，促使人們傾向于消費(fèi)更多的生產(chǎn)性服務(wù)，從而增加額外的能源消耗抵消效率提高所節(jié)約的能源，通常以能源效率提高的預(yù)期節(jié)能量的百分比表示。

根據(jù)回彈效應(yīng)的大小，桑德斯(Saunders)將其分為以下五類[注]Saunders H D.Fuel conserving (and using) production functions[J].Energy Economics,2008,30(5):2184.：(1) 超級(jí)節(jié)能效應(yīng)，即RE<0,此時(shí)能源效率的提高使得實(shí)際能源節(jié)約量超出預(yù)期，對(duì)可持續(xù)發(fā)展具有積極作用；(2) 零回彈效應(yīng)，即RE=0,在這種情況下，能源效率提高，能源消耗保持不變，實(shí)際能源節(jié)約量恰好為預(yù)期節(jié)約量；(3) 部分回彈效應(yīng)，即01,此時(shí)能源效率的提高不僅沒有起到節(jié)約能源的作用，引起的能源消耗量反而大于能源效率未提高之前的規(guī)模，導(dǎo)致能源消耗總體增長(zhǎng)。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于家庭部門回彈效應(yīng)的研究成果較為豐富，研究者們通過估算回彈效應(yīng)的強(qiáng)度，試圖尋找減少或消除回彈效應(yīng)的方法，然而由于研究方法和樣本數(shù)據(jù)的差異，對(duì)于回彈效應(yīng)的規(guī)模仍存在爭(zhēng)議。目前關(guān)于家庭部門的回彈效應(yīng)研究主要從以下三個(gè)方面展開：家庭供暖、私人交通以及居民用電。家庭供暖方面，哈斯(Haas)等人估算得到奧地利家庭空間供暖的回彈效應(yīng)約為15%～30%[注]Haas R,Auer H,Biermayr P.The impact of consumer behavior on residential energy demand for space heating[J].Energy and Buildings,1998,27(2):195.；革蘭·漢森(Gram-Hanssen)等人發(fā)現(xiàn)2010年丹麥家庭電力供暖回彈效應(yīng)大約為20%[注]Gram-Hanssen K,Christensen T H,Petersen P E.Air-to-air heat pumps in real-life use:Are potential savings achieved or are they transformed into increased comfort?[J].Energy and Buildings,2012,53:64.。私人交通方面，海梅爾(Hymel)等人通過對(duì)1966—2004年美國(guó)州際截面數(shù)據(jù)的研究，發(fā)現(xiàn)各州平均回彈效應(yīng)短期為4.7%，長(zhǎng)期達(dá)到24.1%[注]Hymel K M,Small K A,Dender K V.Induced demand and rebound effects in road transport[J].Transportation Research Part B:Methodological,2010,44(10):1220.；奇尼斯(Chitnis)和索瑞爾(Sorrell)發(fā)現(xiàn)提高英國(guó)家庭汽車燃料使用效率將帶來56%的回彈效應(yīng)[注]Chitnis M,Sorrell S.Living up to expectations:Estimating direct and indirect rebound effects for UK households[J].Energy Economics,2015,52:S100.。居民用電方面，奇尼斯(Chitnis)和索瑞爾(Sorrell)發(fā)現(xiàn)提高英國(guó)家庭電力使用效率將導(dǎo)致41%的回彈效應(yīng)；米勒(Miller)和阿爾貝蒂尼(Alberini)估算得到美國(guó)家庭電力消耗的回彈效應(yīng)在20%～80%之間[注]Miller M,Alberini A.Sensitivity of price elasticity of demand to aggregation,unobserved heterogeneity,price trends,and price endogeneity:Evidence from U.S. Data[J].Energy Policy,2016,97:235.。

關(guān)于中國(guó)的回彈效應(yīng)，已有實(shí)證研究更側(cè)重于整體經(jīng)濟(jì)體系的能源回彈、工業(yè)部門的能源回彈以及交通部門的能源回彈，對(duì)家庭用電回彈效應(yīng)的研究較少。從全國(guó)來看，王兆華、張躍軍等人均以全國(guó)或省級(jí)宏觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用不同計(jì)量方法測(cè)算中國(guó)居民用電回彈效應(yīng)，結(jié)果較為一致(均約為70%)，表現(xiàn)出“回彈效應(yīng)”現(xiàn)象[注]Wang Z H,Lu M L,Wang J C.Direct rebound effect on urban residential electricity use:An empirical study in China[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2014,30:124.[注]Zhang Y J,Peng H R.Exploring the direct rebound effect of residential electricity consumption:An empirical study in China[J].Applied Energy,2017,196:132.。從地區(qū)來看，王兆華等人通過雙對(duì)數(shù)模型估算北京市居民電力消費(fèi)的長(zhǎng)期回彈效應(yīng)為40%[注]Wang Z H,Han B,Lu M L.Measurement of energy rebound effect in households:Evidence from residential electricity consumption in Beijing,China[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2016,58:852-861.；余碧瑩等人基于北京地區(qū)的家庭能源消費(fèi)調(diào)查考察了北京家庭主要家庭用品的能源效率提高帶來的回彈效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)空調(diào)、洗衣機(jī)和微波爐的直接回彈效應(yīng)分別高達(dá)60.76%、106.81%、100.79%[注]Yu B Y,Zhang J,Fujiwara A.Evaluating the direct and indirect rebound effects in household energy consumption behavior:A case study of Beijing[J].Energy Policy,2013,57:441.。也有少數(shù)研究者對(duì)中國(guó)居民用電的回火效應(yīng)進(jìn)行了初步探索。林伯強(qiáng)等人發(fā)現(xiàn)居民電價(jià)改革前后均存在回火效應(yīng)，程度分別達(dá)到165.22%和132.3%[注]Lin B Q,Liu X.Electricity tariff reform and rebound effect of residential electricity consumption in China[J].Energy,2013,59:240.；杜剛等人發(fā)現(xiàn)一級(jí)電價(jià)的回彈效應(yīng)不顯著，二級(jí)和三級(jí)電價(jià)的回彈效應(yīng)分別達(dá)到84%和104%，呈現(xiàn)回彈效應(yīng)和回火效應(yīng)[注]Du G,Lin W,Sun C,et al.Residential electricity consumption after the reform of tiered pricing for household electricity in China[J].Applied Energy,2015,157:276.。

綜上所述，學(xué)術(shù)界已對(duì)回彈效應(yīng)的定義和種類達(dá)成共識(shí)，回彈效應(yīng)的估算成果也較為豐富，但尚存在一些不足。一方面，中國(guó)居民家庭用電的回彈效應(yīng)研究較少，缺乏城市層面的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)，現(xiàn)有研究主要以全國(guó)或省級(jí)宏觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)居民用電的回彈效應(yīng)規(guī)模進(jìn)行估算，忽略了城市層面居民家庭用電的回彈效應(yīng)分析；另一方面，對(duì)于中國(guó)居民家庭用電是否存在回彈效應(yīng)沒有統(tǒng)一的結(jié)論，已有研究尚未從城市層面開展回彈效應(yīng)尤其是回彈效應(yīng)類別的進(jìn)一步分析，而回彈效應(yīng)類別的研究可能更具有政策參考價(jià)值，因此，本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了以下工作：首先，選取城市層面數(shù)據(jù)估算中國(guó)城市居民用電的回彈效應(yīng)規(guī)模，對(duì)中國(guó)居民家庭用電的回彈效應(yīng)開展城市層面分析；其次，從東、中、西三大區(qū)域考察中國(guó)城市居民用電回彈效應(yīng)的區(qū)域性差異，分析不同區(qū)域是否存在不同類型的回彈效應(yīng)。

二、 模型與變量定義

(一) 回彈效應(yīng)的測(cè)算方法

一般來說，回彈效應(yīng)可以從能源服務(wù)需求和能源需求的兩個(gè)能源效率彈性來估計(jì)：(1) 能源服務(wù)需求(S)對(duì)能源效率(ε)的彈性，用ηε(S)表示；(2) 能源需求(E)對(duì)能源效率(ε)的彈性，用ηε(E)表示。通常將能源服務(wù)需求對(duì)能源效率的彈性[ηε(S)]視為一種衡量回彈效應(yīng)大小的方法，然而大多數(shù)研究并沒有采用ηε(S)或者ηε(E)來衡量回彈效應(yīng)，而是用另外三種價(jià)格彈性之一估算回彈效應(yīng)：(1) 能源服務(wù)需求(S)對(duì)能源服務(wù)成本(PS)的彈性，用ηPS(S)表示；(2) 能源服務(wù)需求(S)對(duì)能源價(jià)格(PE)的彈性，用ηPE(S)表示；(3) 能源需求(E)對(duì)能源價(jià)格(PE)的彈性，用ηPE(E)表示。其中能源服務(wù)需求、能源價(jià)格以及能源效率的關(guān)系可表示為PS=PE/ε。在外生性及對(duì)稱性的假設(shè)條件下(即① 能源效率不受能源價(jià)格變化的影響，ηPE(ε)=0；② 消費(fèi)者對(duì)能源價(jià)格下跌和能源效率提高的反應(yīng)相同)，ηPS(S)、ηPE(S)、ηPE(E)的負(fù)值均可以看作是ηε(S)的近似值，用來衡量回彈效應(yīng)。

由于能源需求(E)與能源價(jià)格(PE)的數(shù)據(jù)比能源服務(wù)需求(S)和能源效率(ε)的數(shù)據(jù)更易獲得且準(zhǔn)確率更高，由此基于數(shù)據(jù)的可得性原則，彈性的測(cè)度較多選用能源需求(E)與能源價(jià)格(PE)的數(shù)據(jù)，因此回彈效應(yīng)大多采用-ηPE(E)估算。本文也采用該方法測(cè)算中國(guó)城市居民電力消耗的回彈效應(yīng)(RE)，具體公式如下：

RE=-ηPE(E)=-?ln(E)/?ln(PE)

(1)

(二) 回彈效應(yīng)的類別

根據(jù)回彈效應(yīng)具體數(shù)值的不同，回彈效應(yīng)可劃分為不同的類別[注]Saunders H D.Fuel conserving (and using) production functions[J].Energy Economics,2008,30(5):2184.。如果RE的數(shù)值大于1，回彈效應(yīng)被稱為回火效應(yīng)，表明此時(shí)技術(shù)進(jìn)步帶來能源價(jià)格降低所新增的能源需求已經(jīng)超過由于能源效率提高所節(jié)約的能源使用量；如果RE的數(shù)值小于0，回彈效應(yīng)被稱為過度儲(chǔ)存效應(yīng)(Super Conservation Effect)，表明技術(shù)進(jìn)步完全減少了能源消耗；如果RE的數(shù)值大于0小于1，回彈效應(yīng)稱為部分回彈效應(yīng)(Partial Rebound Effect)，即技術(shù)進(jìn)步帶來的能源節(jié)約量被部分抵消。

(三) 回彈效應(yīng)的模型估計(jì)

居民電量消費(fèi)受多方面因素的影響，包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)、家庭特征、自然環(huán)境等。根據(jù)王兆華和盧密林、張躍軍等人的研究[注]王兆華，盧密林.基于省際面板數(shù)據(jù)的中國(guó)城鎮(zhèn)居民用電直接回彈效應(yīng)研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2014(7):1678.[注]Zhang Y J,Peng H R.Exploring the direct rebound effect of residential electricity consumption:An empirical study in China[J].Applied Energy,2017,196:132.，本文選擇影響居民電量消費(fèi)的主要因素：電價(jià)、人口、降雨量和氣溫。一般來說，根據(jù)需求曲線，價(jià)格的增加會(huì)導(dǎo)致需求量的減少，因此電價(jià)的提高將導(dǎo)致居民用電需求的下降。城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)是我國(guó)近年來重要的發(fā)展特點(diǎn)之一，隨著大量人口進(jìn)入城市工作、學(xué)習(xí)，城市的居民用電壓力隨之增加，因此城市人口的增加對(duì)居民電量消費(fèi)具有正向影響。此外，電力需求也受到氣候條件的影響。有研究表明，降水量對(duì)居民電量消費(fèi)有顯著的正向作用，陰雨天氣往往光線昏暗、氣溫變化較大，人們的照明、采暖(或制冷)需求會(huì)有所增加。溫度也是影響居民電力需求的一個(gè)重要因素，氣溫上升(或者下降)帶來的制冷(或者采暖)需求是夏季和冬季家庭居民用電的主要組成部分。溫度的衡量主要采用度日法，分為采暖度日(Heating Degree Day，HDD)和降溫度日(Cooling Degree Day，CDD)。由于我國(guó)北方地區(qū)冬季區(qū)域式供暖以煤炭、石油等燃料為主，而非電力，因此電力消耗無法代表北方地區(qū)居民冬季采暖的能源消耗；而我國(guó)南北方地區(qū)居民均采用以電力為能源的空調(diào)進(jìn)行室內(nèi)降溫、制冷，南北方制冷的電量消耗具有可比性，因此本文選擇降溫度日作為表征變量來反映溫度對(duì)城市居民電量消費(fèi)的影響。

通過以上對(duì)居民電量消費(fèi)影響因素的選擇確定，本文將居民家庭電量消費(fèi)作為被解釋變量，電價(jià)為解釋變量，人口、降水量以及降溫度日作為控制變量，構(gòu)建線性面板雙對(duì)數(shù)模型，估算我國(guó)城市居民電量消費(fèi)的回彈效應(yīng)，模型如下所示：

lnCONSi,t=α+β1lnPRICEi,t+β2lnPOPi,t+β3lnRAINi,t+β4lnCDDi,t+εi,t

(i=1,2,…,29;t=2008,2009,…,2015)

(2)

其中，α為常數(shù)項(xiàng)；β1、β2、β3、β4為待估參數(shù)，β1為電價(jià)的彈性系數(shù)，表示在控制人口、降水量、溫度等因素的情況下電價(jià)下降100%會(huì)引起城市居民電量消費(fèi)相應(yīng)地增加|β1|*100%，即|β1|*100%可表示中國(guó)居民電量消費(fèi)的回彈效應(yīng)規(guī)模；εi,t為隨機(jī)誤差項(xiàng)。

被解釋變量CONSi,t表示i市t年城市居民家庭電量消費(fèi)(單位：萬千瓦時(shí))。

解釋變量PRICEi,t表示i市t年居民電價(jià)(單位：元/千瓦時(shí))。2012年起全國(guó)實(shí)行三級(jí)電價(jià)，使得居民電價(jià)較難衡量。本文參照沈小波的做法[注]沈小波.中國(guó)農(nóng)村居民電力需求的影響因素[J].統(tǒng)計(jì)研究,2014(1):84.，采用居民平均電價(jià)(單位：元/千瓦時(shí))表示各城市居民電價(jià)。為剔除通貨膨脹對(duì)電價(jià)的影響，本文以2008年為基期的各地區(qū)CPI指數(shù)對(duì)居民平均電價(jià)進(jìn)行調(diào)整。

控制變量包括：POPi,t表示i市t年城市人口數(shù)(單位：萬人)；RAINi,t表示i市t年降水量(單位：毫米)；CDDi,t表示i市t年降溫度日(單位：攝氏度)。其中降溫度日(CDDi,t)參照王兆華和盧密林的做法進(jìn)行計(jì)算[注]王兆華，盧密林.基于省際面板數(shù)據(jù)的中國(guó)城鎮(zhèn)居民用電直接回彈效應(yīng)研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2014(7):1678.，公式如下：

(3)

(i=1,2,…,29;t=2008,2009,…,2015)

其中，CDDi,t表示i市t年降溫度日；CDDi,t,j表示i市t年第j個(gè)月的降溫度日；Ti,t,j表示i市t年第j個(gè)月的月平均溫度；Tb表示基礎(chǔ)溫度，此處基礎(chǔ)溫度定為18.3攝氏度；r表示一個(gè)虛擬變量，當(dāng)Ti,t,j>Tb時(shí)，r=1，反之則為0；Mt,j表示t年第j個(gè)月的天數(shù)。

(四) 數(shù)據(jù)來源與描述性分析

基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的可得性與一致性，本文剔除了拉薩、西寧兩所省會(huì)城市，選取2008—2015年中國(guó)29個(gè)省會(huì)城市及直轄市的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析。各變量數(shù)據(jù)來自《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《電力監(jiān)管報(bào)告》以及《全國(guó)電力價(jià)格情況監(jiān)管通報(bào)》。

圖2描述了2008—2015年全國(guó)及東中西部城市(東部城市為北京、天津、上海、石家莊、沈陽、南京、杭州、福州、濟(jì)南、廣州；中部城市為哈爾濱、長(zhǎng)春、太原、鄭州、合肥、南昌、武漢、長(zhǎng)沙、?？冢晃鞑砍鞘袨槌啥?、重慶、西安、貴陽、昆明、呼和浩特、銀川、烏魯木齊、南寧、蘭州)居民電量消費(fèi)情況。從發(fā)展趨勢(shì)來看，所有地區(qū)城市居民電力消耗量呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，體現(xiàn)了城市居民日益增長(zhǎng)的電力需求，人們的生活與電已密不可分；從區(qū)域差異來看，東部城市居民電量消費(fèi)遠(yuǎn)高于中西部，中部和西部則較為接近，體現(xiàn)了城市居民用電消費(fèi)的區(qū)域差異性?？梢?，隨著區(qū)域發(fā)展，城市居民電量消費(fèi)各有不同，因此不僅需要從全國(guó)層面研究城市居民電力消費(fèi)的回彈效應(yīng)，還需對(duì)其進(jìn)行分區(qū)域探討。

圖2 2008—2015全國(guó)及東中西部城市居民電力消耗總量

三、 計(jì)量結(jié)果分析

(一) 面板單位根檢驗(yàn)和協(xié)整檢驗(yàn)

本文的研究以2008—2015年中國(guó)29個(gè)省會(huì)城市及直轄市的面板數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，因此需對(duì)各變量進(jìn)行面板單位根檢驗(yàn)和協(xié)整檢驗(yàn)，避免出現(xiàn)虛假回歸，影響回歸結(jié)果的可信度。

面板單位根檢驗(yàn)的方法多樣，本文借鑒張躍軍等人的做法[注]Zhang Y J,Peng H R,Liu Z,et al.Direct energy rebound effect for road passenger transport in China:A dynamic panel quantile regression approach[J].Energy Policy,2015,87:303.，分別采用相同根的檢驗(yàn)方法(LLC檢驗(yàn))和不同根的檢驗(yàn)方法(ADF-Fisher檢驗(yàn)、PP-Fisher檢驗(yàn))對(duì)各變量進(jìn)行面板單位根檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示，回歸模型中各變量均為一階單整序列，可進(jìn)一步進(jìn)行面板協(xié)整檢驗(yàn)。

表1 面板單位根檢驗(yàn)結(jié)果

注：1. Δ表示變量的一階差分；2. 根據(jù)SIC準(zhǔn)則自動(dòng)確定最優(yōu)滯后期數(shù)；3. ***表示在1%的顯著性水平下顯著。

本文采用Pedroni檢驗(yàn)和Kao檢驗(yàn)進(jìn)行面板協(xié)整檢驗(yàn)。表2的檢驗(yàn)結(jié)果顯示，Pedroni檢驗(yàn)中全國(guó)、東部、中部和西部的7組統(tǒng)計(jì)量均有4組通過5%的顯著性檢驗(yàn)(兩組為組內(nèi)統(tǒng)計(jì)量，兩組為組間統(tǒng)計(jì)量)，且檢驗(yàn)效果最為可靠的Panel ADF 和 Group ADF統(tǒng)計(jì)量均通過檢驗(yàn)；Kao檢驗(yàn)主要通過ADF統(tǒng)計(jì)量對(duì)變量進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)，結(jié)果顯示各區(qū)域的變量均通過10%的顯著性檢驗(yàn)。綜合兩種檢驗(yàn)方法，本文認(rèn)為全國(guó)、東部、中部和西部的各變量存在長(zhǎng)期均衡關(guān)系。

表2 面板協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果

注：1. 根據(jù)SIC準(zhǔn)則自動(dòng)確定最優(yōu)滯后期數(shù)；2. ***、*分別表示在1%和10%的顯著性水平下顯著。

(二) 實(shí)證分析

1. 全國(guó)層面

由于變量是協(xié)整的，具有長(zhǎng)期關(guān)系，本文借鑒王兆華和盧密林的方法[注]王兆華，盧密林.基于省際面板數(shù)據(jù)的中國(guó)城鎮(zhèn)居民用電直接回彈效應(yīng)研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2014,34(7):1678.，采用E-G兩步法估計(jì)長(zhǎng)期均衡方程，測(cè)算中國(guó)城市的長(zhǎng)期回彈效應(yīng)，回歸結(jié)果如表3所示。

表3 全國(guó)城市居民電量消費(fèi)回彈效應(yīng)測(cè)算

注：***、**、*分別表示在1%、5%、10%顯著性水平下顯著。

上述線性回歸結(jié)果(表3)顯示，電價(jià)、城市規(guī)模、降水量以及降溫變化均是影響城市居民電量消費(fèi)的重要因素。其中，電價(jià)的彈性系數(shù)(-0.7073)在5%的顯著性水平下顯著，表明電價(jià)對(duì)中國(guó)城市居民電量消費(fèi)具有顯著的負(fù)向作用。中國(guó)城市居民對(duì)電力價(jià)格較為敏感，電力價(jià)格的上升將導(dǎo)致居民用電需求的大幅下降?？刂谱兞糠矫?，城市人口規(guī)模的彈性系數(shù)在1%的顯著性水平下顯著為正，意味著人口規(guī)模的擴(kuò)大對(duì)城市居民電量消費(fèi)具有顯著的正向作用。隨著大量農(nóng)村人口涌入城市，城市居民的用電壓力隨之增加，城市人口規(guī)模的快速擴(kuò)張成了促進(jìn)電力消費(fèi)增長(zhǎng)的重要因素[注]陳文靜，何剛.電力消費(fèi)及其影響因素:基于非參數(shù)模型的研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2009(5):92.。降水量以及降溫度日的彈性系數(shù)均為正，分別在1%和5%的顯著性水平下顯著，表明這兩個(gè)氣候條件變量均對(duì)居民能源消耗有顯著的正向影響。降水量較大的城市一般位于熱帶或亞熱帶地區(qū)，氣候炎熱潮濕，因此降溫及干燥需求較大[注]Zhang Y J,Peng H R.Exploring the direct rebound effect of residential electricity consumption:An empirical study in China[J].Applied Energy,2017,196:132.；與此同時(shí)，陰雨天昏暗的環(huán)境增加了家庭的照明需求，促使居民電量消費(fèi)的上升。與降雨量類似，降溫度日較大的城市意味著平均氣溫較高，降溫需求較大，由于我國(guó)家庭降溫的電器大多為以電力為能源的空調(diào)，因此城市居民較大的降溫需求帶來了電力消耗的增加。從變量的彈性系數(shù)大小來看，電價(jià)和人口規(guī)模的系數(shù)大于降水量以及降溫度日，表明電力價(jià)格和城市人口規(guī)模是影響中國(guó)城市居民電量消費(fèi)的主要因素，而氣候條件對(duì)居民能源消耗影響不大。

此外，表3顯示，長(zhǎng)期來看中國(guó)城市居民電量消費(fèi)存在部分回彈效應(yīng)。本文采用價(jià)格彈性系數(shù)衡量中國(guó)城市居民用電長(zhǎng)期回彈效應(yīng)大小，因此根據(jù)回歸結(jié)果中電價(jià)的彈性系數(shù)(-0.7073)可得2008—2015年城市居民電量消費(fèi)的長(zhǎng)期回彈效應(yīng)為70.73%，表明當(dāng)用電效率提高時(shí)，由于效率提高和用電成本的降低，預(yù)期節(jié)電量的70.73%將被額外增加的電量消費(fèi)所抵消，實(shí)際節(jié)電量?jī)H達(dá)到預(yù)期的29.37%，可見能源效率的提高確實(shí)降低了能源消耗，但效果不如預(yù)期。該結(jié)果與王兆華和盧密林估算的71%較為接近[注]王兆華，盧密林.基于省際面板數(shù)據(jù)的中國(guó)城鎮(zhèn)居民用電直接回彈效應(yīng)研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2014(7):1678.。與此同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)與英、美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)城市居民用電回彈效應(yīng)的規(guī)模較大，相關(guān)研究表明英國(guó)家庭電力消耗的回彈效應(yīng)為41%[注]Chitnis M,Sorrell S.Living up to expectations:Estimating direct and indirect rebound effects for UK households[J].Energy Economics,2015,52:S100.，美國(guó)為33%[注]Nakajima T,Hamori S.Change in consumer sensitivity to electricity prices in response to retail deregulation:A panel empirical analysis of the residential demand for electricity in the United States[J].Energy Policy,2010,38(5):2470.。這一現(xiàn)象說明相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，發(fā)展中國(guó)家未滿足的能源需求可能導(dǎo)致更高的回彈效應(yīng)[注]Chakravarty D,Dasgupta S,Roy J.Rebound effect:how much to worry?[J].Current Opinion in Environmental Sustainability,2013,5(2):216.。

2. 區(qū)域?qū)用?/p>

由于中國(guó)地域遼闊，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不平衡、氣候環(huán)境不同，因此各地區(qū)的能源消耗也存在差異[注]郁義鴻，李會(huì).我國(guó)居民家庭電力需求區(qū)域性差異研究[J].財(cái)經(jīng)問題研究,2015(9):21.。上文對(duì)全國(guó)城市居民用電消費(fèi)回彈效應(yīng)的分析無法凸顯區(qū)域能源回彈效應(yīng)的異質(zhì)性，因此本文將進(jìn)一步開展區(qū)域?qū)用娴幕貜椥?yīng)測(cè)度研究，討論各區(qū)域是否存在不同類型的回彈效應(yīng)。本部分內(nèi)容依然采用E-G兩步法對(duì)東、中、西部居民用電回彈效應(yīng)進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果見表4。

表4 東、中、西部城市的居民用電回彈效應(yīng)測(cè)算

注：***、**、*分別表示在1%、5%、10%顯著性水平下顯著；括號(hào)中為t值。

表4顯示，中國(guó)城市居民用電消耗的回彈效應(yīng)存在區(qū)域差異性。與全國(guó)類似，東部地區(qū)城市居民電量消費(fèi)不存在回火現(xiàn)象。從表4的測(cè)算結(jié)果來看，東部地區(qū)城市居民電量消費(fèi)的回彈效應(yīng)不顯著。一方面，可能是因?yàn)闁|部地區(qū)教育水平較高，城市居民節(jié)電環(huán)保意識(shí)較強(qiáng)[注]聶偉.環(huán)境認(rèn)知、環(huán)境責(zé)任感與城鄉(xiāng)居民的低碳減排行為[J].科技管理研究,2016(15):252.，由于良好的節(jié)能減排習(xí)慣，用電成本下降對(duì)人們的用電需求影響較小。另一方面，消費(fèi)者的需求飽和度是影響回彈效應(yīng)的重要因素，東部地區(qū)各城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，城市居民家用電器擁有量較大，由于電力是家用電器的“派生需求”，居民家用電器的高存量意味著該地區(qū)用電需求已逐漸接近“飽和”狀態(tài)，因此東部地區(qū)能源效率提高對(duì)城市居民的用電需求影響較小。

與全國(guó)和東部地區(qū)不同的是，中西部地區(qū)城市居民的電量消費(fèi)存在明顯的回火效應(yīng)，分別達(dá)到132%和131%(表4)。該回火現(xiàn)象表明：當(dāng)中西部城市居民用電效率提高時(shí)，預(yù)期節(jié)電量不僅會(huì)被新增電量消費(fèi)完全抵消，還會(huì)額外消耗預(yù)期節(jié)電量的32%、31%，即能源效率的提高不僅沒有節(jié)約能源消耗反而起到反向作用。本文認(rèn)為中西部出現(xiàn)回火效應(yīng)主要受兩大因素影響。一是城鎮(zhèn)化進(jìn)程導(dǎo)致的剛性需求增長(zhǎng)。中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)落后于東部地區(qū)，一定程度上制約了城市居民的用電需求，以往電力需求主要在于日常照明和看電視等日常生活基本需求[注]郁義鴻，李會(huì).我國(guó)居民家庭電力需求區(qū)域性差異研究[J].財(cái)經(jīng)問題研究,2015(9):21.，但隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，用電成本下降使得居民用電剛性需求大幅增加(比如對(duì)家用電器需求的增加)，出現(xiàn)回火效應(yīng)。另一個(gè)導(dǎo)致中西部城市出現(xiàn)回火效應(yīng)的原因是居民價(jià)格敏感度較高。居民人均收入水平越低對(duì)用電價(jià)格越為敏感[注]Sun C,Lin B.Reforming residential electricity tariff in China:Block tariffs pricing approach[J].Energy Policy,2013,60:741.，因此用電效率的提高和用電成本的降低使得人均收入較低的中西部城市的居民用電消耗大幅上升，從而出現(xiàn)較大的回彈效應(yīng)，甚至出現(xiàn)“回火”現(xiàn)象。

四、 結(jié)論及政策建議

隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化水平的快速發(fā)展以及居民用電消耗的持續(xù)增長(zhǎng)，以中國(guó)城市居民用電消費(fèi)為研究對(duì)象，考察其回彈效應(yīng)規(guī)模與回彈效應(yīng)類別，尤其是探討城市居民用電消費(fèi)是否存在回火效應(yīng)，對(duì)于當(dāng)前中國(guó)節(jié)能政策的制定和完善，以及建設(shè)“綠水青山”的生態(tài)文明都具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文利用2008—2015年城市居民用電消費(fèi)面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證研究，得到以下結(jié)論：

(1) 基于面板雙對(duì)數(shù)模型發(fā)現(xiàn)電價(jià)、城市規(guī)模、降水量以及降溫變化均是影響城市居民用電量的重要因素。其中電價(jià)對(duì)城市居民用電量具有顯著的負(fù)向影響，城市人口規(guī)模、降水量以及降溫度日則對(duì)居民能源消耗有明顯的積極作用。

(2) 全國(guó)來看，中國(guó)城市居民用電消費(fèi)存在能源回彈效應(yīng)，技術(shù)進(jìn)步引發(fā)的能源成本降低將導(dǎo)致能源節(jié)約量的70%被抵消。

(3) 分區(qū)域來看，東部、中部、西部城市的回彈規(guī)模及回彈類別均存在差異性，東部城市居民用電回彈效應(yīng)不顯著，中西部城市則出現(xiàn)回彈效應(yīng)中的回火現(xiàn)象，預(yù)期節(jié)電量不僅將被新增加的電量消費(fèi)完全抵消，還會(huì)額外消耗預(yù)期節(jié)電量的32%、31%。

上述結(jié)論體現(xiàn)了一定的政策含義，據(jù)此本文提出以下建議：第一，重視回彈效應(yīng)對(duì)政策效果的沖擊。政府在制定節(jié)能政策時(shí)不能忽視回彈效應(yīng)的存在及規(guī)模大小，尤其是回火效應(yīng)的存在需要政府在制定中、西部節(jié)能政策時(shí)更為謹(jǐn)慎，避免部分節(jié)能舉措反而增加能耗的現(xiàn)象。地方政府制定中長(zhǎng)期能源規(guī)劃時(shí)要提前布局，重視能源產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)更要重視伴隨技術(shù)進(jìn)步帶來的能源回彈，避免對(duì)未來能源消耗的低估。同時(shí)，還應(yīng)該重視中西部地區(qū)承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移時(shí)帶來的能源消費(fèi)溢出效應(yīng)，加強(qiáng)對(duì)區(qū)域性能源公共政策的績(jī)效評(píng)估。第二，持續(xù)推進(jìn)節(jié)能政策，因地制宜進(jìn)行調(diào)整。從全國(guó)來看，雖然能源效率的提高帶來能源節(jié)約效果部分被抵消(70%)，但是仍有30%的積極作用，提高能源效率依然是減少能源消耗的有效措施，因此中國(guó)政府仍需采取措施扶植節(jié)能產(chǎn)業(yè)，鼓勵(lì)節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)推廣。由于中西部城市居民用電存在回火效應(yīng)，節(jié)能政策需因地制宜進(jìn)行調(diào)整?？紤]到城市人口規(guī)模、降水量以及氣溫對(duì)居民能源消耗的正向影響，對(duì)中西部城市來說，節(jié)能政策尤其需要注意那些人口多、降水量少和平均氣溫較低的大城市或特大城市。這些城市的節(jié)能重點(diǎn)在于充分發(fā)揮大城市的集聚效應(yīng)和規(guī)模效應(yīng)，發(fā)展綠色公共交通，降低單位能源消耗，以盡量減緩中西部城市居民的電力消耗增長(zhǎng)。第三，提高能源服務(wù)價(jià)格，引導(dǎo)綠色消費(fèi)。能源效率改善帶來的能源服務(wù)成本下降被認(rèn)為是引發(fā)回彈效應(yīng)的原因之一，因此提高能源服務(wù)成本是緩解回彈效應(yīng)的重要措施。可通過推動(dòng)能源價(jià)格的市場(chǎng)化來提高能源服務(wù)成本，減小政府對(duì)居民用電價(jià)格的補(bǔ)貼效應(yīng)，適度提高居民電價(jià)。當(dāng)然，考慮到回火效應(yīng)出現(xiàn)在我國(guó)居民收入水平相對(duì)較低的中西部城市，提高居民電價(jià)的同時(shí)需要注意電價(jià)上漲可能增加低收入家庭的負(fù)擔(dān)。因此，對(duì)于中西部城市來說，還需加大節(jié)能環(huán)保教育力度，通過培養(yǎng)中西部城市居民的節(jié)約用電習(xí)慣來緩解該地區(qū)的回火效應(yīng)。