基于物質(zhì)流的青海高原城鎮(zhèn)社區(qū)家庭能源消費(fèi)研究
——以西寧市為例

姜 璐， 劉艷娟， 史曉楠， 丁博文鵬， 陳虹宇

（1.青海省人民政府-北京師范大學(xué)高原科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展研究院，青海 西寧 810016；2.北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部，北京 100875；3.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林 長(zhǎng)春 130102；4.蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

隨著后工業(yè)化和新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展，家庭部門的能源消費(fèi)量?jī)H次于工業(yè)部門，2019 年家庭能源消費(fèi)占全球能源消費(fèi)總量的23%［1］，同年中國(guó)家庭能源消費(fèi)為6.17×1011kgce，占全國(guó)能源消費(fèi)總量的12.66%［2］，家庭成為了碳排放的主要貢獻(xiàn)者。鑒于行為方式和生活方式對(duì)家庭能源消費(fèi)有顯著影響，在疫情與后工業(yè)化時(shí)代雙重疊加背景下，如何理解家庭能源消費(fèi)現(xiàn)狀以及背后的驅(qū)動(dòng)因素，成為了各國(guó)政府和世界組織關(guān)注的主要議題。聯(lián)合國(guó)氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第6 次報(bào)告指出，需求側(cè)減排是供給側(cè)減排的有力補(bǔ)充，并且需求側(cè)減排的目標(biāo)不僅是應(yīng)對(duì)氣候變化，還需要協(xié)同實(shí)現(xiàn)增進(jìn)福祉和促進(jìn)公平等可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)［3］。城市消費(fèi)了世界2/3 以上的能源。當(dāng)前中國(guó)正處于歷史最大規(guī)模的城市化進(jìn)程中，預(yù)計(jì)到2030年，近70%的中國(guó)人口將定居城市，必將產(chǎn)生更多的生活能耗，對(duì)城市推進(jìn)能源消費(fèi)革命造成長(zhǎng)期壓力?？紤]到應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)中城市水平和性質(zhì)的差異，了解城市居民能源消費(fèi)現(xiàn)狀和未來(lái)減排潛力十分重要［4］。

地理學(xué)視角下，空間尺度之間的相互作用影響產(chǎn)生了家庭能耗的空間結(jié)構(gòu)，而每個(gè)尺度的地理格局定格時(shí)家庭能耗空間結(jié)構(gòu)是有所差別的。國(guó)內(nèi)外學(xué)者探索了尺度轉(zhuǎn)換和尺度融合的方法，從宏觀、中觀和微觀尺度套疊視角進(jìn)行實(shí)證描述分析。從全球尺度來(lái)看，Nejat 等［5］分析了近10 a 全球范圍及碳排放量最大的10個(gè)國(guó)家的家庭能源消費(fèi)狀況，發(fā)現(xiàn)全球家庭能源消費(fèi)增加了14%，其主要來(lái)自于發(fā)展中國(guó)家。Reinders 等［6］對(duì)歐盟11 個(gè)國(guó)家的情況進(jìn)行對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，家庭部門中直接和間接能源消費(fèi)差異巨大。在國(guó)家尺度上，研究主要集中在發(fā)展中國(guó)家，學(xué)者們運(yùn)用實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)分析印度和加納家庭炊事的用能情況，并對(duì)能源的優(yōu)劣性和影響因素進(jìn)行研究［7-8］。從區(qū)（?。┯虺叨葋?lái)看，鄭新業(yè)等［9］運(yùn)用全國(guó)家庭能源消費(fèi)實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，南北方能源消費(fèi)類型存在顯著差異。從城鄉(xiāng)尺度視角來(lái)看，多數(shù)研究集中在農(nóng)村地區(qū)，學(xué)者們?cè)跁x黔浙等地調(diào)研發(fā)現(xiàn)不同地域的城鄉(xiāng)家庭能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)及數(shù)量也具有差異性［10-11］。

盡管以往研究家庭能源消費(fèi)的影響因素主要集中于社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素（收入情況、人口及住房面積等）、行為文化因素（行為、民族等）以及外部因素（政府政策及能源可獲得性）進(jìn)行分析［12］，但總體而言學(xué)者們并沒有得到一致結(jié)論。從經(jīng)濟(jì)因素來(lái)看，學(xué)者們運(yùn)用勞動(dòng)力動(dòng)態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)、CRECS 數(shù)據(jù)及實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是農(nóng)村地區(qū)還是城市家庭收入水平、常住人口數(shù)、能源價(jià)格及住房面積等是影響家庭能源消費(fèi)的主要因素［10,13-17］。從行為文化因素來(lái)看，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)漢族與少數(shù)民族能源消費(fèi)具有差異性［14］。學(xué)者們分別從中國(guó)3大主要經(jīng)濟(jì)帶的實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)及新加坡居民實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)社會(huì)規(guī)范、政策法規(guī)、經(jīng)濟(jì)成本、宣傳教育、產(chǎn)品的技術(shù)成熟度、目標(biāo)與信息反饋等有利于提高居民的節(jié)能行為，能夠在一定程度上抑制家庭高能耗消費(fèi)［18-19］。同時(shí)，學(xué)者發(fā)現(xiàn)由印度種族制度森嚴(yán)及婦女地位相對(duì)較低，使得其家庭男女能源消費(fèi)具有一定的差異性［20-21］?？傮w而言，雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者在不同研究尺度分析家庭能源消費(fèi)異質(zhì)性，并在探索不同因素影響家庭能源消費(fèi)模式的研究等方面取得了卓越的成效，但是相對(duì)缺少以社區(qū)為尺度的微觀城鎮(zhèn)家庭能源消費(fèi)的深層次剖析研究，尤其是在微觀數(shù)據(jù)獲取難度較大的高海拔地區(qū)。

家庭能源消費(fèi)活動(dòng)作為一種典型的人地關(guān)系區(qū)域活動(dòng)，是能源地理精細(xì)化研究的主要趨勢(shì)。城市空間包括鄰里、社區(qū)和社會(huì)區(qū)［22］，以社區(qū)為尺度打造的城市地理空間載體，對(duì)加深認(rèn)識(shí)家庭能源消費(fèi)的空間整體特征具有重要意義。隨著西北地區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展給予當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重挑戰(zhàn)，魯大銘等［23-24］估算2000—2017 年青海省資源環(huán)境效率，發(fā)現(xiàn)其均值低于1，說(shuō)明青海省處于低效率狀態(tài)，不利于其打造生態(tài)文明高地。西寧市作為高原城市的代表之一，是我國(guó)生態(tài)安全的重要守衛(wèi)地。為此，本文選取西寧市作為研究區(qū)域，通過(guò)構(gòu)建全景式家庭能源數(shù)據(jù)調(diào)查框架［22］，獲取的實(shí)地調(diào)研的微觀數(shù)據(jù)，展開高原地區(qū)城市家庭能源消費(fèi)的研究，探索高原地區(qū)城鎮(zhèn)家庭能源消費(fèi)情況及影響因素的特殊性，進(jìn)而為社會(huì)領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況

西寧市是青海省省會(huì)，地處我國(guó)西北地區(qū)、青海省東部、湟水中游河谷盆地，全域平均海拔為3130 m。西寧市屬大陸性高原半干旱氣候，年平均日照為1939.7 h，年平均氣溫7.6 ℃，最高氣溫34.6 ℃，最低氣溫零下18.9 ℃。西寧市總面積7.66×103km2，主要包括城東區(qū)、城中區(qū)、城西區(qū)、城北區(qū)、湟中區(qū)等主城區(qū)，湟源縣和大通回族土族自治縣2 個(gè)縣級(jí)區(qū)域。2021 年末，西寧市城鎮(zhèn)常住人口為1.96×106人，比2020年末增加2.21×104人，增長(zhǎng)1.13%，且居住了全省60%的人口。西寧市城鎮(zhèn)化率為79.33%［25］，2020 年城鎮(zhèn)常住居民人均可支配收入36959 元，城鎮(zhèn)常住居民人均生活消費(fèi)支出24315元。能源消費(fèi)方面，近5 a 來(lái)西寧市生活能源呈上升趨勢(shì)，從2016年的8.75×108kgce 增長(zhǎng)至2020 年的1.17×109kgce，增長(zhǎng)率為33.72%［26］。西寧市清潔能源資源富集，但基礎(chǔ)能源設(shè)施較弱，在青海省著力打造國(guó)家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地背景下，選取西寧市作為本文研究對(duì)象，開展家庭能源消費(fèi)研究具有一定的代表性。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

西寧市城鎮(zhèn)家庭能源消費(fèi)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于實(shí)地調(diào)研。為了解西寧市主城區(qū)及所屬縣級(jí)城鎮(zhèn)居民家庭能源消費(fèi)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，調(diào)研組于2021年7—8 月正式展開了實(shí)地調(diào)研，主要采用實(shí)地訪談法、抽樣調(diào)查等方法［27］，對(duì)西寧市主城區(qū)和周邊縣區(qū)共7個(gè)區(qū)域展開調(diào)研。調(diào)研主要以家庭（戶）為基本單位，共發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷509 份，回收問(wèn)卷500 份，后期對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)際得到有效問(wèn)卷485 份，問(wèn)卷有效率為95.28%（圖1），樣本信息包括家庭和經(jīng)濟(jì)情況等（表1）。

表1 樣本特征Tab.1 Sample characteristics

圖1 研究區(qū)范圍及樣本點(diǎn)的分布Fig.1 Research areas and distribution of sample points

2.2 研究方法

2.2.1 家庭能源消費(fèi)核算法本文將調(diào)查數(shù)據(jù)整理計(jì)算后得到西寧市五區(qū)兩縣的能源消費(fèi)情況，本文主要參照CRECS 開發(fā)的家庭能源估計(jì)算法［9］，根據(jù)相應(yīng)的用能設(shè)備參數(shù)（功率、燃燒速度、能效等級(jí)）和用戶消耗特征（每日使用頻率和每次使用的持續(xù)時(shí)間），計(jì)算每種燃料的實(shí)際消耗量，再根據(jù)《綜合能耗計(jì)算通則》（GB/T2589-2020）中的能源折標(biāo)煤系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)量，從而得到青海省西寧市家庭能源消費(fèi)量［28］。具體計(jì)算方法如下：

式中：Energyi為i個(gè)家庭能源消費(fèi)量（kgce）；M為家庭不同能源消費(fèi)活動(dòng)（如照明、烹飪等）；N為不同能源類型；Energyi,m,n為家庭i第n種能源用于第m類活動(dòng)的實(shí)物消費(fèi)量。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)每類能源品的折標(biāo)系數(shù)（coefn）為不同類型能源轉(zhuǎn)換系數(shù)。

式中：Energyi,n為i個(gè)家庭n類活動(dòng)的能源消費(fèi)量（kgce）。

式中：Energyi,m為i個(gè)家庭m種能源類型的能源消費(fèi)量（kgce）。

上述公式中不同能源類型的折標(biāo)系數(shù)選取，直接影響總和能源消費(fèi)總量，本文參考《綜合能耗計(jì)算通則》（GB/T2589-2020）［28］中各能源的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)進(jìn)行計(jì)算（表2）。

表2 能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)Tab.2 Reference coefficient for energy conversion to standard coal

2.2.2 模型構(gòu)建與變量選取

（1）OLS模型

普通最小二乘法（OLS）是線性回歸模型，可用于研究家庭人均能源消費(fèi)與影響因素之間的線性關(guān)系。為了能夠恰當(dāng)?shù)亟忉孫LS 模型的系數(shù)，數(shù)據(jù)必須滿足正態(tài)性、獨(dú)立性、線性相關(guān)以及同方差性。

首先，OLS線性回歸模型的公式可表示為：

式中：lnyt為第t戶家庭人均能源消費(fèi)量；lnx1t、lnx2t、lnx3t為第t戶家庭人均能源消費(fèi)量的影響因素，其中x1為受訪者的家庭年末總收入，x2為受訪者的受教育水平，x3為受訪者的家庭勞動(dòng)人口數(shù)；α為常數(shù)項(xiàng)；β1為受訪者的家庭年末總收入的回歸系數(shù)；β2為受訪者的受教育水平的回歸系數(shù)；β3為受訪者的家庭勞動(dòng)人口數(shù)的回歸系數(shù)；μt為隨機(jī)誤差項(xiàng)。

（2）變量選取

以往文獻(xiàn)研究表明，家庭能源消費(fèi)的影響因素以家庭特征和經(jīng)濟(jì)特征為主［29］。因此，本文選取受訪者的家庭年末總收入、家庭勞動(dòng)人口數(shù)、受教育程度作為分析西寧市家庭能源消費(fèi)的自變量。其中，家庭年末總收入和家庭勞動(dòng)人口數(shù)為連續(xù)變量。受訪者的受教育程度為分類變量。在城鎮(zhèn)化發(fā)展過(guò)程中，家庭人口結(jié)構(gòu)與人均生活能源消費(fèi)呈現(xiàn)一種“U”型關(guān)系。在城鎮(zhèn)化早期階段，城鎮(zhèn)化會(huì)對(duì)人均生活能源消費(fèi)量起到抑制作用，但隨著城鎮(zhèn)化水平的不斷發(fā)展，家庭人均能源消費(fèi)量也會(huì)不斷的增加。家庭勞動(dòng)人口數(shù)與家庭能源消費(fèi)呈負(fù)相關(guān)。家庭勞動(dòng)人口數(shù)增加導(dǎo)致居民的居家時(shí)間減少，從而使家庭能源消費(fèi)量不斷減少。家庭年末總收入與家庭人均能源消費(fèi)量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，居民結(jié)合自身收入水平及資源價(jià)格變動(dòng)影響能源消費(fèi)水平，居民的生活能源消費(fèi)水平和收入水平呈現(xiàn)著一種長(zhǎng)期穩(wěn)定的關(guān)系。受教育程度與家庭能源消費(fèi)量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著居民的受教育水平的不斷提高，節(jié)能意識(shí)會(huì)更強(qiáng)，一定程度上緩解家庭能源消費(fèi)量。最后，為保證本文結(jié)果的客觀性和合理性，本文分別對(duì)家庭人均能源消費(fèi)量和家庭年收入取對(duì)數(shù)來(lái)進(jìn)行線性回歸。表3列出了上述變量的定義及描述性統(tǒng)計(jì)。

表3 西寧市城鎮(zhèn)家庭人均能源消費(fèi)量影響因素變量描述性統(tǒng)計(jì)Tab.3 Descriptive statistics of influencing factors of per capita energy consumption of urban household in Xining City

3 結(jié)果與分析

2021 年西寧市城鎮(zhèn)家庭年人均能源消費(fèi)量為461.56 kgce·a-1。分區(qū)域來(lái)看，湟源縣的年人均能源消費(fèi)量最高，為631.12 kgce·a-1，其次是主城區(qū)（城東區(qū)、城中區(qū)、城西區(qū)、城北區(qū)、湟中區(qū)）（466.56 kgce·a-1）和大通回族土族自治縣（398.26 kgce·a-1）。

3.1 家庭能源消費(fèi)用途

西寧市城鎮(zhèn)居民家庭能源消費(fèi)量包括廚房設(shè)備能源消費(fèi)、大型家用電器能源消費(fèi)、暖氣設(shè)備能源消費(fèi)以及照明設(shè)備能源消費(fèi)4類。其中廚房設(shè)備能源消費(fèi)主要以爐灶為主，大型家用電器能源主要有冰箱、洗衣機(jī)、電視和熱水器。

廚房設(shè)備及采暖能源消費(fèi)是家庭能源消費(fèi)的重要組成部分（圖2）。由表4可知，采暖人均能源消費(fèi)量為307.52 kgce·a-1，占家庭總?cè)司茉聪M(fèi)量的66.62%。這是因?yàn)槲鲗幨械靥幐咴?，入冬早，氣溫低，采暖期較長(zhǎng)［30］。采暖能源消費(fèi)類型主要為天然氣，消費(fèi)比重為100.00%。炊事的人均能源消費(fèi)量為74.56 kgce·a-1，占人均能源消費(fèi)量的16.15%，所消費(fèi)的能源類型占比依次為天然氣60.21%、電能33.81%、煤炭2.89%、液化氣1.44%。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，為了減少開支，租住戶家庭更傾向選擇液化氣用于炊事。熱水器的人均能源消費(fèi)量為60.36 kgce·a-1，占家庭總?cè)司茉聪M(fèi)量的13.08%，能源消費(fèi)類型占比從大到小依次為電能>太陽(yáng)能>天然氣。冰箱的年人均用能為5.85 kgce·a-1，洗衣機(jī)的年人均用能為0.44 kgce·a-1，電視的年人均用能為2.17 kgce·a-1，照明的年人均用能為10.66 kgce·a-1。洗衣機(jī)的能源消費(fèi)量比重最小，為0.10%。調(diào)研發(fā)現(xiàn)多數(shù)家庭的洗衣頻次為每周1～3 次，只有極少部分家庭每天使用洗衣機(jī)，而這部分家庭中均有幼兒。

圖2 家庭能源用途占比情況Fig.2 Proportion of household energy use

表4 西寧市城鎮(zhèn)家庭年人均用能量及占比Tab.4 Annual per capita energy consumption of urban households and its proportion in Xining City

西寧市的家庭采暖年人均能源消費(fèi)量位居用能總量首位（表5），進(jìn)一步研究區(qū)域特征發(fā)現(xiàn)，主城區(qū)家庭采暖年人均能源消費(fèi)量為315.42 kgce·a-1，占家庭總?cè)司茉聪M(fèi)量的67.61%；大通縣城鎮(zhèn)家庭采暖年人均能源消費(fèi)量為262.04 kgce·a-1，占家庭總?cè)司茉聪M(fèi)量的65.79%；湟源縣城鎮(zhèn)家庭采暖年人均能源消費(fèi)量為401.72 kgce·a-1，占家庭總?cè)司茉聪M(fèi)量的63.65%。湟源縣家庭炊事年人均消費(fèi)量在3 個(gè)區(qū)域中位居首位，為141.17 kgce·a-1，占比為22.37%；大通縣城鎮(zhèn)家庭熱水器、冰箱和照明年人均消費(fèi)量占比在3 個(gè)區(qū)域中最高，分別為65.21 kgce·a-1、5.27 kgce·a-1、12.35 kgce·a-1，占比分別為16.37%、1.32%、3.10%；相較于西寧市主城區(qū)和大通縣而言，湟源縣城鎮(zhèn)家庭洗衣機(jī)和電視年人均消費(fèi)量占比最小，分別為0.28 kgce·a-1，2.32 kgce·a-1，占比分別為0.04%、0.37%。

表5 西寧市主城區(qū)與兩縣年人均用能量及占比Tab.5 Annual per capita energy consumption and its proportion in the main urban and two counties of Xining City

3.2 回歸結(jié)果分析

基于本文構(gòu)建OLS 模型，識(shí)別西寧市城鎮(zhèn)家庭人均能源消費(fèi)量的影響因素（表6）?；貧w結(jié)果顯示，當(dāng)將家庭年末總收入放入模型1 進(jìn)行回歸時(shí)發(fā)現(xiàn)，家庭年收入對(duì)家庭年人均能源消費(fèi)量呈現(xiàn)負(fù)向影響，家庭年收入每增加1%，家庭年人均能源消費(fèi)量減少39.81%。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行第2 步回歸（模型2），添加受訪者的受教育程度，此時(shí)家庭年末總收入仍對(duì)家庭人均能源消費(fèi)量為負(fù)向影響，家庭年收入每增加1%，家庭年人均能源消費(fèi)量減少24.65%。隨后，我們將家庭勞動(dòng)人口數(shù)加入模型3，發(fā)現(xiàn)家庭年末總收入對(duì)家庭人均能源消費(fèi)量的影響仍為負(fù)向，而隨著家庭年收入每增加1%，則家庭年人均能源消費(fèi)量減少22.10%。也就是說(shuō)，家庭年末總收入是影響家庭人均能源消費(fèi)量的關(guān)鍵因素。

表6 西寧市城鎮(zhèn)家庭人均能源消費(fèi)量的影響因素Tab.6 Influencing factors of per capita energy consumption of urban households in Xining City

3.3 基于家庭收入的能源消費(fèi)流構(gòu)建

上文已經(jīng)根據(jù)OLS 模型，發(fā)現(xiàn)家庭年收入對(duì)家庭年人均能源消費(fèi)量的影響明顯，為了進(jìn)一步分析家庭年收入在不同水平下對(duì)能源消費(fèi)的影響，本文依據(jù)《青海省統(tǒng)計(jì)年鑒》［31］將研究樣本的家庭年人均收入按照由低到高進(jìn)行排序，分別為低收入、中低收入、中等收入、中高收入、高收入5 種水平（表7）。本文根據(jù)分組家庭能源消費(fèi)量的平均值，在低收入、中收入和高收入分組家庭中選取1 個(gè)最接近分組能源消費(fèi)平均值的家庭，構(gòu)建典型家庭能源消費(fèi)物質(zhì)流模型［32］，使用e!Sankey 軟件繪制能源物質(zhì)流圖。

表7 西寧市家庭收入分組情況Tab.7 Household income groups in Xining City

家庭A 屬于低收入組，常住人口4 人，勞動(dòng)力人數(shù)2 人，受訪者年齡為38 歲，家庭人均年收入為9×103元，家庭能源消費(fèi)量為2099.6 kgce·a-1。建模結(jié)果發(fā)現(xiàn)，天然氣占家庭能源消費(fèi)的92.3%，其主要用于采暖；電能僅占家庭能源消費(fèi)的7.7%，其中熱水器占據(jù)電能消費(fèi)量的66.9%，洗衣機(jī)僅占電能的0.3%（圖3）。

圖3 西寧市家庭A能源物質(zhì)流模型Fig.3 Energy material flow model of household A in Xining City

家庭B 屬于中收入組，常住人口4 人，勞動(dòng)力人數(shù)2人，受訪者年齡為53歲，家庭人均年收入為2.5×104元，家庭能源消費(fèi)量為2841.3 kgce·a-1。分析發(fā)現(xiàn)該家庭所用能有3 種，電能、太陽(yáng)能和天然氣；天然氣的消費(fèi)量占家庭能源消費(fèi)的63.5%，其中采暖占天然氣消費(fèi)量的85.3%；太陽(yáng)能占家庭能源消費(fèi)的33.3%，其主要用于家中熱水的供應(yīng)；電能占家庭能源消費(fèi)的3.2%，其中冰箱占電能消費(fèi)量的48.4%，電視僅占電能消費(fèi)量的2.0%（圖4）。

圖4 西寧市家庭B能源物質(zhì)流模型Fig.4 Energy material flow model of household B in Xining City

家庭C 屬于高收入組，常住人口3 人，勞動(dòng)力人數(shù)2 人，受訪者年齡為33 歲，家庭人均年收入為6.67×104元，家庭能源消費(fèi)量為3218.0 kgce·a-1。分析發(fā)現(xiàn)該家庭所用能有兩種，電能和天然氣；天然氣的消費(fèi)量占家庭能源消費(fèi)的97.3%，爐灶、熱水器和采暖均使用天然氣，其中熱水器占天然氣消費(fèi)量的57.8%，采暖占天然氣消費(fèi)量的29.5%；電能占家庭能源消費(fèi)的2.7%，其中電視僅占電能消費(fèi)量的0.3%，洗衣機(jī)僅占1.1%（圖5）。

圖5 西寧市家庭C能源物質(zhì)流模型Fig.5 Energy material flow model of household C in Xining City

綜上，3 組家庭隨著收入的增加，家庭能源消費(fèi)量也在不斷的增加，家庭能源類型呈現(xiàn)明顯的區(qū)別。隨著收入的不斷增加，從家庭A 到家庭C 的大型家電數(shù)量占比也在不斷的增加，主要是隨著家庭收入的不斷增加，人們對(duì)家用電器的需求也在不斷上升。從家庭A 到家庭C 的模型結(jié)果顯示，隨著收入的不斷增加，取暖能源消費(fèi)量在不斷減少。根據(jù)結(jié)果顯示，隨著收入水平的增加，居民購(gòu)房時(shí)會(huì)傾向選擇以自采暖方式的房屋，通過(guò)自主調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，在一定程度上降低了取暖能源消費(fèi)量。換言之，隨著人們收入水平增加，取暖能源消費(fèi)量會(huì)隨之減少。

4 討論

高原城市作為我國(guó)生態(tài)安全的重要守衛(wèi)地，西寧市作為高原城市的代表，探索其家庭能源消費(fèi)的研究對(duì)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)本文得到的結(jié)論，提出以下幾點(diǎn)建議：第一，青海省作為首個(gè)國(guó)家清潔能源示范省，城鎮(zhèn)居民使用清潔能源的頻率并不高，實(shí)際上青海高原清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)摿薮?，作為青海省的省?huì)城市，高原城市西寧需進(jìn)一步強(qiáng)化居民對(duì)可再生能源認(rèn)識(shí)，增加居民清潔能源供給，如架設(shè)屋頂光伏，擴(kuò)大天然氣管道的鋪設(shè)范圍等。第二，對(duì)不同收入水平的居民進(jìn)行差異性環(huán)保節(jié)能政策的宣傳，尤其要對(duì)中等和高收入水平的家庭進(jìn)行高效節(jié)能的政策宣傳，如中高收入家庭可通過(guò)購(gòu)買低耗能家用電器來(lái)節(jié)能；而對(duì)低收入家庭進(jìn)行節(jié)能意識(shí)的宣傳，重點(diǎn)增強(qiáng)低收入家庭對(duì)隨手關(guān)燈等的節(jié)能意識(shí)。第三，統(tǒng)籌區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，因地制宜采取差異性節(jié)能政策。研究區(qū)域家庭能源消費(fèi)問(wèn)題要考慮本地區(qū)和鄰近地區(qū)的實(shí)際狀況，不能盲目限制或鼓勵(lì)不同經(jīng)濟(jì)水平地區(qū)居民的能源消費(fèi)，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)消費(fèi)，政策補(bǔ)貼等多措施結(jié)合，對(duì)不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的區(qū)域采取不同的節(jié)能政策。

不同地理空間尺度下的區(qū)域家庭能源結(jié)構(gòu)、時(shí)空過(guò)程及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制和效應(yīng)是當(dāng)前能源地理研究前沿，也是難點(diǎn)。作為青藏高原的重要組成部分，青海高原80%以上的面積在海拔4000 m 以上，氣溫顯著低于同緯度地區(qū)，使得其在能源消費(fèi)方面具有典型特征，一方面高原光照等清潔能源富集，但與此同時(shí)，社會(huì)民生領(lǐng)域依然存在清潔能源短缺情況，尤其在人口聚集的高原城鎮(zhèn)，如何解決這一現(xiàn)實(shí)矛盾？未來(lái)還有諸多問(wèn)題值得深入探討，如高海拔地區(qū)特有的生活方式是如何影響能源消費(fèi)的？在平均供暖期長(zhǎng)達(dá)182 d 的現(xiàn)實(shí)情況下，如何高效取暖，降低生活能耗并減少碳排放？目前，受限于調(diào)研時(shí)間和樣本數(shù)量，本文并不能高精準(zhǔn)刻畫其關(guān)聯(lián)效應(yīng)和機(jī)理，從而在決策支持上也存在著較大的知識(shí)誤差，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代多源地理空間數(shù)據(jù)的急速增長(zhǎng)，未來(lái)空間大數(shù)據(jù)為區(qū)域家庭能源消費(fèi)情況識(shí)別提供可能，在節(jié)省調(diào)研時(shí)間的同時(shí)，也可使得分析結(jié)果更加精確。

5 結(jié)論

（1）2021年西寧市城鎮(zhèn)家庭年人均能源消費(fèi)量為461.56 kgce·a-1。湟源縣年人均能源消費(fèi)量最高，為631.12 kgce·a-1，其次是主城區(qū)（城東區(qū)、城中區(qū)、城西區(qū)、城北區(qū)、湟中區(qū)）（466.56 kgce·a-1）和大通回族土族自治縣（398.26 kgce·a-1）。在能源用途方面，各區(qū)縣的采暖能源消費(fèi)量占比均最高，人均能源消費(fèi)量為307.52 kgce·a-1，占家庭用能總量的60%以上，其次是炊事（74.56 kgce·a-1）、大型家用電器（68.83 kgce·a-1）、照明設(shè)備（10.27 kgce·a-1），洗衣機(jī)用能最低。

（2）家庭年末總收入是家庭年人均能源消費(fèi)的核心因素。隨著家庭年末總收入的不斷增加，家庭人均能源消量在逐漸減少。主要是隨著技術(shù)水平不斷創(chuàng)新，節(jié)能設(shè)備逐步替代能源消費(fèi)較大的傳統(tǒng)設(shè)備，從而降低人均家庭能源的消費(fèi)量。此外，家庭勞動(dòng)人口數(shù)與家庭人均能源消費(fèi)量呈負(fù)相關(guān)，即隨著家庭勞動(dòng)人口數(shù)的不斷增加，家庭人均能源消量不斷的減少。

（3）高收入的家庭能源種類多，家庭人均能源消費(fèi)量大。不同收入水平的家庭中，用于炊事的能源量無(wú)明顯差異。相較于低收入家庭，高收入家庭用于大型家用電器的能源量更多。隨著家庭收入水平增加，采暖能源消費(fèi)量隨之減少，這是因?yàn)楦呤杖爰彝ジ鼉A向自采暖，自主控制取暖時(shí)長(zhǎng)，相應(yīng)減少了集中供暖時(shí)室內(nèi)溫度過(guò)高導(dǎo)致的能源浪費(fèi)，取暖能源消費(fèi)比例也隨時(shí)更少。