基于SSM模型的我國能源終端消費結(jié)構(gòu)研究

金 一， 關(guān) 偉,2

(1.遼寧師范大學 地理科學學院，遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學 海洋經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展研究中心，遼寧 大連 116029)

能源資源是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ).2018年，中國能源消費總量為46.2億t標準煤，是世界上最大的能源消費國，占全球能源消費量的24%和全球能源消費增長的34%.盡管中國經(jīng)濟增速放緩，但一次能源消費量在2018年增長4.3%，為2012年以來最高增速，連續(xù)18 a成為全球能源增長的最主要來源.然而，伴隨著能源消費總量的不斷提升，中國在2018年因能源使用產(chǎn)生的二氧化碳排放增長2.2%，相較于近5 a平均增速(0.5%)呈現(xiàn)顯著反彈，碳強度依然較大.因此，在全球氣候變化及生態(tài)環(huán)境保護壓力下，探討各地區(qū)分行業(yè)能源資源消費量并優(yōu)化能源資源配置，對綠色經(jīng)濟發(fā)展以及能源資源可持續(xù)利用具有重要意義.

目前，我國學者對于能源消費結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究成果主要集中在以下3個方面：第一，能源消費結(jié)構(gòu)的演化、現(xiàn)狀及優(yōu)化探討.能源消費結(jié)構(gòu)的合理性是評價國家及地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展狀況、可持續(xù)發(fā)展的重要指標[1].近年來，我國以煤炭為主的高碳能源消費占比逐步降低，清潔可再生能源使用比重不斷提升[2].完善國家能源管理體系、控制產(chǎn)業(yè)總能耗、創(chuàng)新升級技術(shù)以提高能效、推廣綠色清潔能源是未來國家能源消費結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要路徑[3].第二，能源消費結(jié)構(gòu)的影響因素分析.農(nóng)村生活能源消費方面，地形因素阻礙了商品性能源的交易運輸，家庭收入提高對商品性能源的流通起促進作用，受教育程度提升以及從事非農(nóng)行業(yè)有助于商品能源的普及[4]；工業(yè)能源消費方面，能源消費強度的改變是能源消費結(jié)構(gòu)改善的最主要因素，其次是工業(yè)化水平、資本要素投入程度和產(chǎn)品對外開放程度，而城市化水平、人均收入等因素對工業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)影響較小[5].對區(qū)域能源消費結(jié)構(gòu)影響因素分析的相關(guān)結(jié)果與工業(yè)能源消費基本一致[6].第三，能源消費結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究.煤炭和石油資源的消費對我國經(jīng)濟增長起到了顯著正向作用[7].同時，在我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變進程中，煤炭資源消費對其影響最大.在能源效率的不斷提升下，能源消費結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的傳統(tǒng)互動關(guān)系發(fā)生了改變[8].

通過對過往研究成果的梳理總結(jié)發(fā)現(xiàn)，受到數(shù)據(jù)可獲取性、模型方法、指標評價體系等不同因素的影響，當前我國學者對于能源消費結(jié)構(gòu)問題的探討，尚缺乏從分行業(yè)視角對各區(qū)域能源終端消費結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣及競爭力系統(tǒng)評價，可供未來國家能源可持續(xù)利用的實證研究及理論探討相對不足.基于此，本文以中國東部、中部、西部三大區(qū)域為研究對象，運用偏離份額模型對各區(qū)域2001—2016年分行業(yè)能源終端消費結(jié)構(gòu)進行分析，實證探討各區(qū)域能源消費結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢、劣勢及競爭力問題，以期為未來我國能源資源的可持續(xù)利用提供參考與借鑒.

1 研究方法、數(shù)據(jù)來源與研究區(qū)域概況

1.1 研究方法

偏離份額模型(Shift-Share Model，簡稱SSM)是由美國經(jīng)濟學家丹尼爾·克雷默[9]提出，廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟學、地理學等領(lǐng)域.本研究將偏離-片額模型應(yīng)用到能源消費領(lǐng)域，以全國能源終端消費總量為參照，將省際能源終端消費總量分解為份額分量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏離分量和競爭偏離分量，以此評價能源終端消費結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢和劣勢及競爭力的強弱[10].

全國和省際的能源終端消費分別用B和b表示，時間范圍[0,t].設(shè)初始期全國和省際能源終端消費量分別為B0，b0，末期(第t年)能源終端消費量分別為Bt，bt.

中國各省第j產(chǎn)業(yè)部門在[0，t]內(nèi)的變化率為

(1)

全國第j產(chǎn)業(yè)部門在[0，t]內(nèi)的變化率為

(2)

按照全國各行業(yè)能源終端消費量所占份額，將各省各行業(yè)能源終端消費量進行標準化處理得到：

(3)

在[0，t]時間范圍內(nèi)，中國第j行業(yè)能源終端消費增長量為

Gj=bj,t-bj,0.

(4)

在[0，t]時間范圍內(nèi),全國第j行業(yè)能源終端消費增長量Gj可以分解為全國增長份額Nj、行業(yè)結(jié)構(gòu)偏離份額Pj、區(qū)域競爭偏離份額Dj，表達式為

Gj=Nj+Pj+Dj,

(5)

(6)

(7)

Dj=bj,0(rj-Rj).

(8)

設(shè)PDj為總偏離份額，則

PDj=Pj+Dj.

(9)

式中:Nj為全國增長份額，表示全國第j行業(yè)能源終端消費量變動情況;Pj為行業(yè)結(jié)構(gòu)偏離份額，表示全省能源消費結(jié)構(gòu)比重與全國能源消費結(jié)構(gòu)比重差異而引起的全省能源消費量增長速度與全國平均速度的差異.Pj越大說明第j行業(yè)部門的能源消費對全省總體能源消費作用越大.Dj為區(qū)域競爭偏離份額，表示全省第j行業(yè)能源消費量增速與全國同行業(yè)增速差異引起的偏差.Dj越大說明全省第j行業(yè)能源消費增長勢頭越快[10-12].

1.2 數(shù)據(jù)來源與區(qū)域概況

基于數(shù)據(jù)的可獲取性，本文選取全國各省、市、自治區(qū)2001—2016年農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、批發(fā)零售和住宿餐飲業(yè)、其他行業(yè)、生活消費7個能源終端消費數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒》、各省市統(tǒng)計年鑒、國家統(tǒng)計局網(wǎng)站.基于研究方法測度的需要，本文在考慮地區(qū)資源稟賦及經(jīng)濟發(fā)展差異的前提下，采用東部、中部、西部的三大區(qū)域劃分方法.由于香港、澳門、臺灣、西藏、甘肅5個地區(qū)的數(shù)據(jù)獲取不完整，因此暫不考慮.

2 實證分析

2.1 三大地區(qū)能源終端消費結(jié)構(gòu)偏離份額分析

根據(jù)偏離-份額模型對2001—2008年和2009—2016年兩階段各省能源終端消費結(jié)構(gòu)變化進行分解計算，結(jié)果見表1和表2.

表1 2001—2008年中國三大地區(qū)能源消費結(jié)構(gòu)偏離份額表

注：1、2、3、4、5、6、7分別表示農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、批發(fā)零售和住宿餐飲業(yè)、其他行業(yè)、生活

消費，G、N、P、D分別表示消費增量、增長分量、結(jié)構(gòu)偏離分量、競爭偏離分量.下同

如表1所示，2001—2008年,東部、中部和西部地區(qū)能源消費狀況差異明顯，且增長幅度差異較大.其中，東部地區(qū)工業(yè)、批發(fā)零售業(yè)和其他行業(yè)能源消費增量為正，說明該時期這3個行業(yè)能源消費量處于增長狀態(tài).其中,工業(yè)消費增量最高為21 023.18萬t標準煤.而其他行業(yè)能源消費增量為負，說明消費量處于下降狀態(tài).其中,生活消費增量最低，節(jié)約了602.27萬t標準煤.中部地區(qū)建筑業(yè)能源消費增量為負，其他行業(yè)能源增量為正，說明除建筑業(yè)以外，其他行業(yè)能源消費均處于增長狀態(tài).其中,工業(yè)能源消費增量最高為15 290.96萬t標準煤.西部地區(qū)生活消費能源消費增量為負，其他行業(yè)能源消費增量為正，說明除生活消費以外，其他行業(yè)能源消費量處于增長狀態(tài).其中,工業(yè)能源消費增量最高為11 023.37萬t標準煤.說明三大地區(qū)受工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的影響，特別是東部地區(qū)的遼寧、河北、山東等工業(yè)大省，工業(yè)發(fā)展對于能源的需求量較大，推動了能源消費量的增長.

從增長分量來看，除建筑業(yè)外，其他行業(yè)部門的能源消費全國增長分量均為正，說明全國和三大地區(qū)能源消費處于增長狀態(tài).其中，東部、中部、西部工業(yè)能源消費全國增長分量最多，分別為14 417.56、12 825.02、7 930.24萬t標準煤，建筑業(yè)能源消費量最低，為負增長.

從結(jié)構(gòu)偏離分量來看，東部、中部和西部地區(qū)建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)偏離分量為負值，分別節(jié)約106.15、44.84、34.21萬t標準煤，說明建筑業(yè)能源消費平均增速低于其他行業(yè)，對于區(qū)域總體能源消費的作用較小.其他行業(yè)的能源消費結(jié)構(gòu)偏離分量均為正，說明這6個行業(yè)的能源消費增長速度明顯高于建筑業(yè)增速.其中,工業(yè)結(jié)構(gòu)偏離分量最高,分別為5 361.58、4 769.35、2 949.09萬t標準煤的能源消費量，說明工業(yè)的能源消費對于區(qū)域總體能源消費作用較大.這主要因為該時期各地區(qū)大力發(fā)展重工業(yè)，對于能源消費總量提升起到較大推動作用.

從競爭偏離分量來看，東部的工業(yè)和批發(fā)零售業(yè)、中部的農(nóng)林牧漁業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、其他行業(yè)和生活消費，西部的農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、批發(fā)零售業(yè)和其他行業(yè)的競爭偏離分量為正，說明這些行業(yè)的能源消費增速明顯高于全國同行業(yè).其中,東部的工業(yè)、中部的生活消費和西部的建筑業(yè)的能源消費增速最高，高于國家同行業(yè)1 244.04、748.95、173.52萬t標準煤.除上述行業(yè)外，三大地區(qū)的其他行業(yè)能源消費增速低于國家同行業(yè).相較于國家同行業(yè)來說，東部和西部的生活消費、中部的工業(yè)能源消費分別節(jié)約639.42、168.76、2 303.41萬t標準煤.

表2 2009—2016年中國三大地區(qū)能源消費結(jié)構(gòu)偏離份額表

如表2所示，2009—2016年，東部地區(qū)建筑業(yè)和生活消費能源消費增量為正，分別為74.01、1 885.42萬t標準煤.而農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、交通運輸業(yè)、批發(fā)零售業(yè)、其他等行業(yè)能源消費增量為負，特別是工業(yè)能源消費增量最低，節(jié)約7 739.54萬t標準煤.中部地區(qū)工業(yè)和其他行業(yè)能源消費增量為負值，分別節(jié)約能源2 226.24、1 434.92萬t標準煤.除這兩個行業(yè)外，農(nóng)林牧漁業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、批發(fā)零售業(yè)、生活消費的能源消費增量為正，說明能源消費處于增長狀態(tài).其中,生活消費增長最高，為2 612.29萬t標準煤.西部地區(qū)交通運輸業(yè)和其他行業(yè)能源消費增量為負，分別節(jié)約能源10.59、2 224.92萬t標準煤.農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、批發(fā)零售業(yè)和生活消費的能源消費增量為正.其中,工業(yè)能源消費量最高為4 719.69萬t標準煤.主要因為東部和中部地區(qū)受“調(diào)結(jié)構(gòu)、去產(chǎn)能”等政策的影響，逐漸將重工業(yè)向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致東部和中部地區(qū)工業(yè)能源消費量下降，而西部地區(qū)工業(yè)能源消費量增長.

從增長分量來看，東部、中部和西部地區(qū)的工業(yè)和其他行業(yè)能源消費全國分量為負，說明這兩個行業(yè)部門能源消費量處于下降狀態(tài).其中,工業(yè)能源消費量最低，分別節(jié)省能源約1 374.26、1 160.86、847.93萬t標準煤.農(nóng)林牧漁業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、批發(fā)零售業(yè)和生活消費的能源消費全國增量均為正，說明這些行業(yè)能源消費全國分量處于增長狀態(tài).其中,生活消費能源最高分別為76.05、44.01、68.84萬t標準煤.

從結(jié)構(gòu)偏離分量來看，東部、中部和西部地區(qū)的工業(yè)和其他行業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)偏離分量為負，說明工業(yè)和其他行業(yè)能源消費平均增速低于其他行業(yè)部門，對于區(qū)域總體能源的消費推動作用較小.農(nóng)林牧漁業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、批發(fā)零售業(yè)和生活消費的能源消費結(jié)構(gòu)偏離分量為正，說明這5個行業(yè)的能源消費增速高于工業(yè)和其他行業(yè)能源消費增速，對區(qū)域總體能源消費的推動作用較大.其中,生活消費能源最高分別為2 377.63、1 376.05、2 152.27萬t標準煤.

從競爭偏離分量來看，東部地區(qū)7個行業(yè)能源消費競爭偏離分量均為負，說明7個行業(yè)能源消費增速明顯低于全國同行業(yè)增速.其中,工業(yè)能源消費量節(jié)約最多達6 040.29萬t標準煤，資源節(jié)約量最大.建筑能源節(jié)約最少為1.87萬t標準煤.西部地區(qū)的工業(yè)能源消費、批發(fā)零售業(yè)和住宿餐飲業(yè)能源消費競爭偏離分量為正值，說明這兩個行業(yè)的能源消費增速明顯高于全國同行業(yè)平均水平，分別達到5 768.14、121.17萬t標準煤.而農(nóng)林牧漁業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、其他行業(yè)和生活消費的能源消費的競爭偏離分量為負，說明這5個行業(yè)的能源消費增速低于全國同行業(yè)平均水平.其中,西部地區(qū)生活消費節(jié)約能源最多為550.82萬t標準煤.中部地區(qū)工業(yè)能源消費競爭偏離分量為負，說明工業(yè)的能源消費增速明顯低于全國同行業(yè)平均水平，共節(jié)約工業(yè)能源790.85萬t標準煤.農(nóng)林牧漁業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、批發(fā)零售業(yè)、其他行業(yè)和生活消費的競爭偏離分量為正，說明這些行業(yè)的能源消費增速明顯高于全國同行業(yè)平均水平.其中,生活消費最高為1 192.23萬t標準煤.

2.2 三大地區(qū)能源消費結(jié)構(gòu)Shift-Share分析

通過Shift-Share分析圖能夠更清晰地分析三大地區(qū)能源消費結(jié)構(gòu)及各行業(yè)能源狀況.

通過2001—2008年三大地區(qū)能源終端消費偏離份額圖可知(圖1)，東部地區(qū)工業(yè)和批發(fā)零售位于S2象限，表明這兩個行業(yè)能源消費增速快，且能源消耗量大；農(nóng)林牧漁業(yè)、交通運輸業(yè)和生活消費位于S5象限，表明這3個行業(yè)與全國同行業(yè)相比增速較低，節(jié)約了大量能源；其他行業(yè)位于S4象限，表明此行業(yè)能源消費增速低于全國；建筑業(yè)位于S7象限，表明建筑業(yè)能源增速低于全國，且能源消耗量較低.

圖1 2001—2008年三大地區(qū)能源終端消費偏離份額分析

中部地區(qū)農(nóng)林牧漁業(yè)、交通運輸業(yè)和生活消費位于S1象限，表明這3個行業(yè)能源增速較快，但能源消耗量較小；其他行業(yè)位于S2象限，表明能源消費增速快于全國同行業(yè)，且能源消耗量大，同時未來能源消耗快速增加的可能性較大；工業(yè)和批發(fā)零售業(yè)位于S4象限，表明這2個行業(yè)能源消費增速較低，但能耗較大；建筑業(yè)位于S6象限，表明該行業(yè)能源增速較快但能源消耗低.

西部地區(qū)農(nóng)林牧漁業(yè)、交通運輸業(yè)位于S1象限，表明這2個行業(yè)能源增速快，但能耗較??；工業(yè)、批發(fā)零售業(yè)和其他行業(yè)位于S2象限，表明能源消費增速快于全國同行業(yè)，且能耗大；生活消費位于S5象限，表明生活消費能源增速低于全國，且能耗較低；建筑業(yè)位于S3象限，表明建筑業(yè)的能源增速快于全國，但能耗較小.

通過2009—2016年三大地區(qū)能源終端消費偏離份額圖可知(圖2)，東部地區(qū)生活消費和建筑業(yè)位于S4象限，表明這2個行業(yè)能源消費增速低于全國；農(nóng)林牧漁業(yè)、交通運輸業(yè)和批發(fā)零售業(yè)位于S5象限，表明這3個行業(yè)與全國同行業(yè)相比增速較低，節(jié)約了大量能源；工業(yè)位于S7象限，表明工業(yè)能源增速低于全國，且能源消耗量較低；其他行業(yè)位于S8象限，表明此行業(yè)能源增速低于全國且能耗較低.

中部地區(qū)農(nóng)林牧漁業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)和批發(fā)零售業(yè)位于S1象限，表明這4個行業(yè)能源增速較快，但能源消耗量較?。簧钕M位于S2象限，表明生活能源消費增速快于全國同行業(yè)，且能源消耗量大，同時未來能源消耗快速增加的可能性較大；工業(yè)位于S7象限，表明該行業(yè)能源消費增速較低，且能耗較低；其他行業(yè)位于S6象限，表明該行業(yè)能源增速較快但能源消耗低.

西部地區(qū)批發(fā)零售業(yè)位于S2象限，表明該行業(yè)能源消費增速快于全國同行業(yè)，且能耗大；農(nóng)林牧漁業(yè)、建筑業(yè)和生活消費位于S4象限，表明這些行業(yè)能源增速較低，但能耗較大，且未來快速增加的可能性更大；交通運輸業(yè)位于S5象限，表明該行業(yè)能源消費增速低于全國，且能耗較低；其他行業(yè)位于S8象限，表明其他行業(yè)能源增速和能耗均較低，節(jié)約了大量能源；工業(yè)位于S3象限，表明工業(yè)的能源消費較快，但能耗較小.

圖2 2009—2016年三大地區(qū)能源終端消費偏離份額分析

3 結(jié)論與討論

基于上述對不同時間段中國三大地區(qū)能源終端消費結(jié)構(gòu)的分析，得到以下結(jié)論：

(1)2001—2008年，中國三大地區(qū)能源終端消費呈現(xiàn)不同程度的增長，但各行業(yè)之間的差異較為明顯.其中，工業(yè)是三大地區(qū)能源終端消費最大的行業(yè)，對于總體能源消費的增長產(chǎn)生較大的推動作用.2009—2016年中國三大地區(qū)能源終端消費出現(xiàn)不同程度的下降，其中，東部和中部工業(yè)能源消耗下降幅度最大，帶動了總體能耗的下降；西部地區(qū)工業(yè)能源消費呈現(xiàn)增長趨勢，主要因為西部地區(qū)作為東部和中部的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移接受地，對能源需求較大.

(2)就結(jié)構(gòu)偏離分量而言，2001—2008年，建筑業(yè)能源消費增速明顯低于農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、交通運輸業(yè)、批發(fā)零售業(yè)和生活消費的增速，對于區(qū)域總體能源消費的推動作用較小.2009—2016年，工業(yè)和其他行業(yè)能源消費增速較低，而農(nóng)林牧漁業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、批發(fā)零售業(yè)和生活消費的能源消費增速較高，對區(qū)域能源消費的推動作用較大.

(3)就競爭偏離分量而言，中國三大地區(qū)能源終端消費行業(yè)差異顯著.2001—2008年，東部地區(qū)的工業(yè)和批發(fā)零售業(yè)能源消費增速高于全國，高耗能行業(yè)所占比重大，節(jié)能減排壓力較大；中部地區(qū)工業(yè)和批發(fā)零售業(yè)增速低于全國，但其他行業(yè)增速較高，依然面臨節(jié)能減排壓力；西部地區(qū)由于經(jīng)濟發(fā)展的需要，建筑業(yè)和批發(fā)零售業(yè)能源消費增速明顯高于全國，政府部門應(yīng)從技術(shù)方面突破能源消耗的控制.2009—2016年，受國家“調(diào)結(jié)構(gòu)，去產(chǎn)能”等政策的影響，東部地區(qū)各行業(yè)能源消費增速均低于全國，能源管控卓有成效；中部地區(qū)除工業(yè)能源消費低于全國外，其他行業(yè)能源消費增速仍高于全國，未來快速增加的可能性較大；西部地區(qū)工業(yè)和批發(fā)零售業(yè)能源消費遠高于全國平均水平，且為高耗能產(chǎn)業(yè)，且有繼續(xù)增長的趨勢，而其他行業(yè)能源增速較低，節(jié)能減排控制較好.