城市化對能源消費的影響范文

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一、城市化對能源消費的影響機制

城市化就是人口聚集的過程，人口的集中必然帶來經(jīng)濟活動的轉(zhuǎn)移，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)隨著發(fā)生改變，由農(nóng)業(yè)為主的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向以工業(yè)和服務(wù)業(yè)為主的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變意味著生產(chǎn)方式的改變。農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)的轉(zhuǎn)移帶來消費方式和閑暇方式向城市居民靠攏，生活方式發(fā)生改變。能源的消費需求來源于生產(chǎn)過程和日常生活，城市化主要就是通過轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式和生活方式來改變能源需求的總量和結(jié)構(gòu)。首先城市的聚集經(jīng)濟促使產(chǎn)業(yè)和人口往城市集中，然后產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)和人口聚集效應(yīng)分別通過三條路徑影響能源消費水平。其中產(chǎn)業(yè)聚集通過以下三個方面影響能源消費：1.規(guī)模效應(yīng)。經(jīng)濟發(fā)展有助于加快城市化進程，城市化能帶來經(jīng)濟發(fā)展（Pacione，2009）。產(chǎn)業(yè)聚集帶來技術(shù)、勞動力、資本以及產(chǎn)品市場等經(jīng)濟增長所需生產(chǎn)要素的集中，對該區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展有集聚效益，推動經(jīng)濟增長。人口的集中提供了銷售市場，促使產(chǎn)量增加，使得經(jīng)濟規(guī)模不斷擴大，進而產(chǎn)生更多的能源消費需求。2.結(jié)構(gòu)效應(yīng)。城市化的推進伴隨著工業(yè)化帶來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由以第一產(chǎn)業(yè)為主轉(zhuǎn)向二三產(chǎn)業(yè)逐漸崛起成為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。因不同產(chǎn)業(yè)所需能源種類和總量不同，能源消費需求量和結(jié)構(gòu)會隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型而發(fā)生改變。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要以人力、畜力為主，農(nóng)民生活則依賴于薪柴、稻稈等生物質(zhì)能，因此商品能源消費總量與消費結(jié)構(gòu)層次水平都較低。第二產(chǎn)業(yè)相比農(nóng)業(yè)能源強度大，尤其是工業(yè)部門對能源的依賴性更強。隨著城市化繼續(xù)推進，第三產(chǎn)業(yè)會快速發(fā)展，這會減緩工業(yè)能源消費增加導(dǎo)致總體能源消費水平上升的速度。第三產(chǎn)業(yè)主要是滿足城市居民多樣化和高層次的服務(wù)需求，提升居民消費層次，因此對能源消費的影響主要是結(jié)構(gòu)影響，降低煤炭等低級能源的消費，而提高對電力、天然氣等清潔能源的消費。人口和經(jīng)濟活動的集中對運輸業(yè)產(chǎn)生更多需求，資源需要通過長途運輸供應(yīng)給城市，集中生產(chǎn)的產(chǎn)品也需要長途運輸?shù)狡渌a(chǎn)，使得城市物流業(yè)得以快速發(fā)展，從而大大增加化石能源的需求。城市化同樣帶來個人交通方式的改變，通勤距離增加使得個人交通機械化水平提高，從而產(chǎn)生更多的能源消費需求。Pacione（2009）的研究顯示家庭能源消費中交通能源消費占25%-60%。3.集聚效益。包括外部經(jīng)濟、創(chuàng)新效益和競爭效益。其中外部經(jīng)濟主要體現(xiàn)在：有助于獲得上下游企業(yè)的配套產(chǎn)品和服務(wù)，可以減少搜索原材料成本和運輸費用，使得生產(chǎn)成本下降；聚集在一起的企業(yè)對生產(chǎn)鏈分工細(xì)化，有助于提高勞動生產(chǎn)率。企業(yè)的集聚一方面有助于相互間溝通，帶來知識技術(shù)外溢，另一方面會加劇競爭，這會給企業(yè)帶來創(chuàng)新的壓力，迫使企業(yè)降低成本。成本下降、勞動生產(chǎn)率上升、技術(shù)水平的提升都會降低生產(chǎn)的能源強度，有助于減少能源消耗。人口聚集通過以下三個效應(yīng)帶來能源消費改變：1.規(guī)模效應(yīng)。城鄉(xiāng)居民生活方式和生存環(huán)境的差異導(dǎo)致了城鄉(xiāng)能源消費數(shù)量和結(jié)構(gòu)差異。2000年之前我國城市居民的人均能源消費水平一直是農(nóng)村人均能源消費量的3倍以上，隨著社會主義新農(nóng)村建設(shè)，農(nóng)村居民生活水平提高，能源消費差異逐漸減少，至2010年城鎮(zhèn)人均能源消費量依然是農(nóng)村的1.5倍。傳統(tǒng)生物質(zhì)能是農(nóng)村家庭用能的主要部分，如薪草、畜糞、秸稈，農(nóng)民對商品能源的支付能力有限且可獲得性不足。對比我國農(nóng)村與城鎮(zhèn)居民商品能源消費結(jié)構(gòu)，城鎮(zhèn)生活用能中煤炭消費量已降低至10%，天然氣、熱力、電力等清潔能源成為主體，農(nóng)村以煤炭為主，而熱力、天然氣等清潔能源幾乎沒有應(yīng)用。因此城市化進程中隨著城市人口絕對數(shù)量和相對數(shù)量都增加，將導(dǎo)致能源消費需求增加。人口往城市集中，一方面通過改變了城鄉(xiāng)相對人口，直接影響能源消費，另一方面通過影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和消費而間接影響能源消費。農(nóng)村人口比重下降，使得更少的人口進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來滿足更多人口的農(nóng)產(chǎn)品需求，會促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化，農(nóng)產(chǎn)品運輸成本上升，從而引起能源消費需求增加。2.收入效應(yīng)。能源階梯理論指出一個家庭隨著經(jīng)濟地位的提高而不斷爬升能源階梯，說明了收入是影響能源消費結(jié)構(gòu)的主要因素，隨著居民經(jīng)濟狀況的改善家庭用能趨向更現(xiàn)代的商品能源。城市化有利于開拓市場，擴大需求，拉動經(jīng)濟增長，從而促進居民收入水平提高，收入增加會直接帶動居民消費水平以及消費結(jié)構(gòu)的升級，如增加電器設(shè)備的購買和使用，對能源的數(shù)量和質(zhì)量提出了更高的要求，能源消費總量及結(jié)構(gòu)就會變化。Malenbaum（1978）、Jones（1989）的實證研究均顯示收入與能源強度存在倒U的關(guān)系，BernardiniandGalli（1993）指出收入增加使得消費結(jié)構(gòu)從低能源消耗型轉(zhuǎn)向高能源消耗型，隨著收入達(dá)到某個臨界值，不再是增加耐用品的消費量，而是用先進技術(shù)生產(chǎn)的新耐用品來替換原有的高能耗耐用品，因此能源強度會下降[14]。PerrySadorsky（2009）收入對能源消費影響既有技術(shù)效應(yīng)又有規(guī)模效應(yīng)，一方面收入增加通過技術(shù)效應(yīng)降低能源消耗，另一方面通過規(guī)模效應(yīng)增加能源消費[15]。當(dāng)收入增加，農(nóng)村居民會增加能源消費支出，提高能源消費數(shù)量，而城鎮(zhèn)居民會用于改變能源消費結(jié)構(gòu)，提高能源消費質(zhì)量（張馨2012）[16]。3.消費效應(yīng)。居民能源消費分為直接能源消耗和間接能源消耗，其中直接能耗指供暖系統(tǒng)、家用電器、交通工具等所用的能源，間接能耗指為提供居民消費的產(chǎn)品或服務(wù)在生產(chǎn)、運輸和銷售環(huán)節(jié)所消耗的能源。劉洪濤（2011）基于實物價值型能源投入產(chǎn)出序列表，計算出城鄉(xiāng)居民的間接能源消費量，發(fā)現(xiàn)間接能源消費量遠(yuǎn)大于直接能源消費量，同期兩者比值達(dá)2至3倍左右[17]。消費效應(yīng)就是指為滿足居民對住房、家電和交通工具等需求，供應(yīng)商在生產(chǎn)、運輸和銷售環(huán)節(jié)所消耗的能源。隨著城市化水平的提高，市場經(jīng)濟更加完善，需求對生產(chǎn)具有更明顯的導(dǎo)向作用，因此居民消費結(jié)構(gòu)的變動對相關(guān)行業(yè)的影響會很顯著，最終形成對能源消費的間接影響。綜合以上分析，城市化通過中間傳導(dǎo)變量：經(jīng)濟規(guī)模、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、能源強度、人口規(guī)模、收入水平和消費結(jié)構(gòu)影響能源消費總量，因此城市化對能源消費的影響程度與三組系數(shù)有關(guān)：中間變量對生產(chǎn)、生活能源消費的影響系數(shù)，城市化對中間變量的作用大小，生產(chǎn)、生活能源消費占總能源消費的比重。第四部分將基于該部分的理論來具體衡量城市化與能源消費的關(guān)聯(lián)程度。

二、實證研究

基于以上的理論分析，城市化通過各個傳導(dǎo)變量分別影響生產(chǎn)和生活能源消費，因此要衡量城市化水平變動對能源消費總量的影響，應(yīng)該分三步來解決，首先計算各個影響因素對生產(chǎn)和生活能源消費的影響大小，然后衡量城市化與各個影響因素的相關(guān)性，最后根據(jù)前兩步的結(jié)果計算城市化對生產(chǎn)和生活能源消費的影響，并最終折合成對能源消費總量的影響，如圖1所示，城市化對能源消費總量的影響取決于系數(shù)1、系數(shù)2和系數(shù)3，下文將分別估計這三組系數(shù)。

（一）各個傳導(dǎo)變量對能源消費的影響1.計量模型生活能源消費和生產(chǎn)能源消費的影響機制不同，本文將分別討論城市化水平變動對生活和生產(chǎn)的能源消費影響。為確定各傳導(dǎo)途徑的作用大小，下面從產(chǎn)業(yè)集聚和人口集聚兩個方面根據(jù)傳導(dǎo)機制wageit為城鎮(zhèn)單位在崗職工平均工資水平（元），其系數(shù)反映收入效應(yīng)的大小，由于收入水平和能源消費量都取了對數(shù)，該變量的系數(shù)可作為能源消費的收入彈性。engit為城鎮(zhèn)居民家庭恩格爾系數(shù)，用于衡量居民消費結(jié)構(gòu)，間接反映家庭能源消費模式的變動和消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，該變量系數(shù)衡量的是消費效應(yīng)的大小。gdpit為各地區(qū)生產(chǎn)總值（億元），代表經(jīng)濟規(guī)模，其系數(shù)反映產(chǎn)業(yè)聚集產(chǎn)生的規(guī)模效應(yīng)對能源消費的影響程度。mauit和serit分別為第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重和第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重，用來反映產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，其系數(shù)反映結(jié)構(gòu)效應(yīng)的作用大小。techit為單位工業(yè)增加值能源消耗，其系數(shù)為集聚效益對能源消費的影響程度。集聚效應(yīng)通過節(jié)約生產(chǎn)成本、提高勞動生產(chǎn)率和升級生產(chǎn)技術(shù)水平降低企業(yè)的單位產(chǎn)值能耗，然而用單位地區(qū)產(chǎn)值能耗與作為被解釋變量的地區(qū)產(chǎn)值能耗相關(guān)，產(chǎn)生內(nèi)生性問題。考慮到我國的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)特征，工業(yè)產(chǎn)值對總生產(chǎn)總值貢獻率高達(dá)40%以上，且工業(yè)能源消耗占總能源消耗的70%以上，因此工業(yè)的能耗強度變動對總產(chǎn)值的能耗強度具有決定性影響，用單位工業(yè)增加值能耗反映單位產(chǎn)值能耗最具有代表性。其中，各個變量的下標(biāo)i和t分別表示省份和年份，fi表示不可觀測的地區(qū)特征效應(yīng)，ut表示不可觀測的時間特定效應(yīng)，εit表示隨機誤差項。為了消除可能存在的異方差和便于彈性分析，模型對除了比值變量，其他變量均取自然對數(shù)。2.數(shù)據(jù)來源和統(tǒng)計描述由于各省統(tǒng)計年鑒的統(tǒng)計口徑不一致，工業(yè)能源消耗量數(shù)據(jù)的可獲得性有限，本文只能選取2005—2012年我國24個省份作為研究樣本。3.單位根檢驗在應(yīng)用面板數(shù)據(jù)模型進行回歸分析前，首先要進行單位根檢驗，以判斷各變量序列的穩(wěn)定性，避免虛假回歸。以下是采用LLC檢驗、IPS檢驗以及CH檢驗（ADF-Fisher）三種方法對各個變量的檢驗結(jié)果。結(jié)果顯示，盡管第三產(chǎn)值比重、單位工業(yè)能耗和城市人口對數(shù)的IPS檢驗不能接受穩(wěn)定性假設(shè)，但該三個變量的其他檢驗結(jié)果均接受穩(wěn)定性假設(shè)，因此認(rèn)為這些變量均穩(wěn)定。最終結(jié)論是所有變量都穩(wěn)定，因此直接回歸不會造成虛假回歸，不需要再進行協(xié)整檢驗。4.模型回歸結(jié)果對這兩個模型分別進行混合最小二乘回歸、固定效應(yīng)回歸和隨機效應(yīng)回歸，模型1的回歸結(jié)果如表3。研究結(jié)果顯示城市人口總量、收入水平與生活能源消費量呈正相關(guān)性，而恩格爾系數(shù)與生活能源消費呈負(fù)相關(guān)性，結(jié)果與前面的經(jīng)驗分析一致。通過Hausman檢驗結(jié)果的P值可知，隨機效應(yīng)回歸模型能夠更好解釋各個影響因素對生活能源消費的影響，城市人口、收入水平每提高1%，生活能源消費量將會增加0.9352%和0.4606%，而恩格爾系數(shù)每降低1個單位，生活能源消費量將會增加1.2012%，其中人口規(guī)模對生活能源消費的影響最明顯。結(jié)果表明gdp、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重和單位工業(yè)增加值能耗與生產(chǎn)能源消費量之間存在正向相關(guān)性，而第三產(chǎn)值比重與生產(chǎn)能源消費量呈負(fù)向相關(guān)性。通過Hausman檢驗結(jié)果的P值可知，固定效應(yīng)回歸模型更好解釋各個影響因素對生產(chǎn)能源消費的影響，當(dāng)固定其他變量，變量gdp、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重和單位工業(yè)增加值能耗每提高1%，我國生產(chǎn)能源消費會分別增加0.6361%、0.6591%、0.1001%，第三產(chǎn)值比重變化對能源消費影響不顯著，這是由于大部分省份服務(wù)業(yè)比重小且基本沒有變化。其中影響最大的是經(jīng)濟規(guī)模，而單位產(chǎn)值能耗對生產(chǎn)能源消耗的影響作用最小。以上結(jié)果與張明慧（2012）、王曉玲（2012）、張黎娜（2013）等對各地區(qū)能源消費影響因素分析的研究結(jié)論基本是一致。

（二）城市化水平與各個傳導(dǎo)變量相關(guān)性分析進一步估計各傳導(dǎo)變量與城市化水平的相關(guān)性。鑒于2005—2012年期間我國人口總量變動很小，年均增長率只有0.5%，因此城市化率變動與城鎮(zhèn)人口數(shù)之間的相關(guān)性取1，即假設(shè)城鎮(zhèn)人口的變動來源于城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)變化，而人口總量變動對城鎮(zhèn)人口數(shù)的影響很小，可忽略不計。表6顯示，我國城市化水平提高促進經(jīng)濟增長，帶來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，第二產(chǎn)業(yè)比重下降，第三產(chǎn)業(yè)比重上升，同時城市化的技術(shù)溢出效應(yīng)有利于能源的集約消費和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用推廣，從而降低單位工業(yè)增加值能耗，提高能源利用效率。我國的城市化率與居民收入水平呈正相關(guān)性，說明我國城市化有利于收入水平的提高，從而改善居民的生活水平，降低居民消費恩格爾系數(shù)。

（三）城市化進程對能源消費的傳導(dǎo)機制分析要衡量城市化水平對能源消費總量的影響，還需要將生產(chǎn)、生活能源消費變動轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉聪M總量的變動，需進一步衡量生產(chǎn)、生活能源消費的比重。根據(jù)全國能源消費數(shù)據(jù)顯示，生產(chǎn)、生活能源消費比8.6，隨著城市化的快速推進，使得居民的生活水平提高、生活節(jié)奏加快，促使生活能源消費水平上升明顯，本文就取0.8為生產(chǎn)能源消費比重，0.2為生活能源消費比重。最后將前文的回歸結(jié)果結(jié)合，就可以得出城市化最終影響能源消費的作用大小。如表7所示，表中系數(shù)1指模型1和模型2的相關(guān)系數(shù)，系數(shù)2指城市化對各個傳導(dǎo)變量的作用大小，系數(shù)3指生產(chǎn)能源消費、生活能源消費占總能源消費的比重，最后一列就是將系數(shù)1、系數(shù)2和系數(shù)3相乘。結(jié)果顯示，經(jīng)濟規(guī)模效應(yīng)、人口規(guī)模效應(yīng)、收入效應(yīng)和消費結(jié)構(gòu)效應(yīng)是增加能源消費的動力。其中經(jīng)濟規(guī)模作用最大，當(dāng)城市化水平增加1個單位，通過經(jīng)濟規(guī)模的擴張會引起能源消費增加0.899%。雖然人口規(guī)模對生活能源消費的影響顯著，但由于生活能源消費占總能源消費的比例小，因此人口規(guī)模對總能源消費的影響沒有經(jīng)濟規(guī)模的作用明顯。收入水平和恩格爾系數(shù)對生活能源消費的影響顯著，但因城市化對這些中間變量的改變很小，因此這些傳導(dǎo)因素對總體能源消費的影響作用不大。我國的城市化對恩格爾系數(shù)的影響非常小，僅為0.012，這反映了我國經(jīng)濟發(fā)展對居民消費狀況的改善作用有限。我國城市化發(fā)展促進第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，降低第二產(chǎn)業(yè)比重，本文第三部分已經(jīng)指出第三產(chǎn)業(yè)能源強度比第二產(chǎn)業(yè)能源強度低，因此城市化的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)效應(yīng)是有利于降低能源消費。以上結(jié)果顯示第三產(chǎn)業(yè)比重增加對節(jié)能的作用很小，這主要是由于我國第三產(chǎn)業(yè)絕對規(guī)模依然偏小，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)偏向于能耗較大的行業(yè)。我國的第三產(chǎn)業(yè)主要以交通運輸、餐飲、旅行等傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)為主，而信息、金融等新興服務(wù)業(yè)發(fā)展緩慢，因此我國現(xiàn)階段第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對節(jié)能的作用很有限。總體來看，中國的城市化會帶來能源消費的增加，城市化加大能源消費量的主要推動力來自于經(jīng)濟增長以及城市人口的增加，城市化降低能源消費量主要是通過能源利用效率得到提高以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理調(diào)整。能源效率的改善對能源強度的降低起到積極的推動作用，因此新型城市化應(yīng)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、建設(shè)低碳城市，進而不斷促進能源強度的下降和能源利用綜合效益的上升，降低對能源的依賴程度。

三、結(jié)論與政策建議

我國能源消費存在消費量大、利用效率低的問題，使得能源逐漸成為經(jīng)濟健康發(fā)展的制約因素。與已有的關(guān)于能源消費受城市化影響的研究不同，本文探討了城市化進程對生活能源和生產(chǎn)能源消費的影響路徑及作用機制，并運用我國各省的面板數(shù)據(jù)建立能源消費的影響模型，最終估計城市化對能源消費的影響程度。與現(xiàn)有研究相比，本文的研究考慮到生產(chǎn)、生活能源消費的差異性，分別討論了不同能源消費的影響機制，研究結(jié)論有助于根據(jù)能源消費主體有針對性制定節(jié)能措施，從而更有效地提高能源利用效率。本文的主要發(fā)現(xiàn)是：1.城市化進程中的產(chǎn)業(yè)集聚對生產(chǎn)能源消費形成經(jīng)濟規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)，以及人口集聚對生活能源消費形成人口規(guī)模效應(yīng)、收入效應(yīng)和消費效應(yīng)。經(jīng)濟規(guī)模、結(jié)構(gòu)效應(yīng)中的第二產(chǎn)業(yè)比重與生產(chǎn)能源消費呈正相關(guān)，而結(jié)構(gòu)效應(yīng)中的第三產(chǎn)業(yè)比重以及單位產(chǎn)值能耗與生產(chǎn)能源消費呈負(fù)相關(guān)。城鎮(zhèn)人口規(guī)模、收入水平與生活能源消費呈正相關(guān)，消費效應(yīng)所指的恩格爾系數(shù)與生活能源消費呈負(fù)相關(guān)。2.進一步實證研究我國城市化通過以上傳導(dǎo)機制對能源消費影響方向和大小，研究結(jié)果表明我國城市化進程通過經(jīng)濟規(guī)模擴大、城鎮(zhèn)人口增加、收入水平提高和恩格爾系數(shù)的下降形成能源消費增加的壓力，城市化進程中的第二產(chǎn)業(yè)比重下降、第三產(chǎn)業(yè)比重上升、單位產(chǎn)值能耗減少形成能源消費降低的積極的推動力。傳導(dǎo)機制中經(jīng)濟規(guī)模的絕對影響程度最大，而降低能耗的結(jié)構(gòu)效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)的影響程度很小，因此隨著我國城市化的快速推進，能源消費需求將不斷增加。“十二五”城市化目標(biāo)的實現(xiàn)，要有相應(yīng)的能源供應(yīng)支撐，但日益緊張的世界能源形勢，迫使我國從節(jié)能減排方面制定國家能源戰(zhàn)略，要走低能耗可持續(xù)發(fā)展道路。我國的能源戰(zhàn)略除了通過經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整、能源利用效率的提高來降低生產(chǎn)能源消費，還需要重視家庭生活能源消費，倡導(dǎo)綠色低能耗的生活方式，從而有利于控制生活能源消耗的增長。

作者：邵洲洲陳衛(wèi)民單位：南開大學(xué)人口與發(fā)展研究所