王韶華，于維洋，張 偉

(1.燕山大學經(jīng)濟管理學院，河北 秦皇島 066004；2.東北大學秦皇島分校經(jīng)貿(mào)學院，河北 秦皇島 066004)

我國能源結(jié)構(gòu)對低碳經(jīng)濟的作用關(guān)系及作用機理探討

王韶華1，于維洋1，張 偉2

(1.燕山大學經(jīng)濟管理學院，河北 秦皇島 066004；2.東北大學秦皇島分校經(jīng)貿(mào)學院，河北 秦皇島 066004)

為探討能源結(jié)構(gòu)對低碳經(jīng)濟的作用機理，根據(jù)對低碳經(jīng)濟和能源結(jié)構(gòu)內(nèi)涵的理解，將碳強度作為低碳經(jīng)濟的核心要素，系統(tǒng)剖析能源結(jié)構(gòu)對低碳經(jīng)濟的作用關(guān)系，進而運用通徑分析測算能源結(jié)構(gòu)對其的總影響、直接影響和間接影響，明確了作用機理。結(jié)果表明:能源供給結(jié)構(gòu)對碳強度的作用較??；能源消費結(jié)構(gòu)是碳強度增長的主要推動因素，總作用效應(yīng)為0.919，其中直接效應(yīng)為－0.189，間接效應(yīng)為1.108。在此基礎(chǔ)上，通過嶺回歸方法構(gòu)建能源消費結(jié)構(gòu)預(yù)測模型，并據(jù)此得出，為實現(xiàn)減排承諾，應(yīng)將煤炭消費 (去除發(fā)電用煤)占能源總量的比重調(diào)整為26.89%～27.87%。

低碳經(jīng)濟；碳強度；能源結(jié)構(gòu)；通徑分析

1 能源結(jié)構(gòu)對低碳經(jīng)濟的作用關(guān)系分析

1.1 低碳經(jīng)濟和能源結(jié)構(gòu)的概念界定

(1)低碳經(jīng)濟的概念。低碳經(jīng)濟越來越成為政治和經(jīng)濟問題，因此低碳經(jīng)濟的內(nèi)涵也不斷延伸[1－3]，無法形成準確的定義。對低碳經(jīng)濟的理解應(yīng)把握兩個方面:一是低碳經(jīng)濟是相對于以高碳排放化石能源為基礎(chǔ)的高碳經(jīng)濟而言的。因此低碳經(jīng)濟實現(xiàn)的重點在于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，降低能源消費的碳排放強度；二是低碳經(jīng)濟是在不影響經(jīng)濟發(fā)展目標的前提下，尋求降低二氧化碳排放的一種可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展模式。因此，本文認為，低碳經(jīng)濟是相對于高碳經(jīng)濟而言的，是一種以低能耗、低排放、低污染為特征的可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展模式，其實質(zhì)就是利用技術(shù)進步和制度創(chuàng)新轉(zhuǎn)變能源利用方式，提高能源效率，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，以達到促進經(jīng)濟發(fā)展的同時，降低二氧化碳排放的目標。

(2)能源結(jié)構(gòu)的概念。能源結(jié)構(gòu)指能源總生產(chǎn)量或總消費量中各類一次能源、二次能源的構(gòu)成及其比例關(guān)系[4]。能源結(jié)構(gòu)分為能源供給結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)。各類能源產(chǎn)量在能源總生產(chǎn)量中的比例，稱為能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；各類能源消費量在能源總消費量中的比例，稱為能源消費結(jié)構(gòu)。

能源結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是一個較復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及社會經(jīng)濟生活的方方面面，不僅受到經(jīng)濟系統(tǒng)的影響，尤其在低碳經(jīng)濟背景下，還受到節(jié)能和碳排放的約束，追求經(jīng)濟－能源－環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[5－6]?；诘吞冀?jīng)濟的能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化是指在遵循能源發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)上，以社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展以及經(jīng)濟－能源－環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展為前提，合理配置各能源品種的消費比例，以達到提高能源利用效率的同時，降低二氧化碳排放的目標。

1.2 能源結(jié)構(gòu)對低碳經(jīng)濟的作用介質(zhì)分析

能源結(jié)構(gòu)主要通過能源總量、經(jīng)濟總量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口等4個介質(zhì)對低碳經(jīng)濟產(chǎn)生影響。

(1)第1個介質(zhì):能源總量。低碳經(jīng)濟系統(tǒng)的穩(wěn)定運行離不開充足的能源支撐，能源投入是經(jīng)濟發(fā)展的重要保障。有能源消耗，必然就會產(chǎn)生碳排放，但是消耗相同數(shù)量的能源，其配置方式，即能源結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)生的碳排放也會有很大差別。一般來說，單位煤炭的碳排放量最大，石油、天然氣次之?？梢姡悦簽橹鞯哪茉唇Y(jié)構(gòu)必然導致消耗同樣能源的碳排放量和污染物偏高。能源結(jié)構(gòu)反映了能源投入的配置方式，能源結(jié)構(gòu)的變動將通過改變能源效率影響能源投入，進而影響低碳經(jīng)濟的發(fā)展。因此，不同的配置形式即可形成相應(yīng)的能源總體效率。

(2)第2個介質(zhì):經(jīng)濟增長。煤炭的廉價、可得性滿足了我國經(jīng)濟發(fā)展的需要，經(jīng)濟的高速增長以及增長方式的階段性特征也決定了短期內(nèi)我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)特征。經(jīng)濟的高速增長伴隨著能源和環(huán)境資源投入的增加，在其他條件沒有改善的情況下，必然帶來碳排放的增長。目前，國內(nèi)外主要通過環(huán)境庫茲涅茨曲線 (EKC)來分析碳排放與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系。受時空因素的影響，各位學者在不同時期不同地區(qū)得出的結(jié)論不盡相同[7－9]，但均證實了碳排放與經(jīng)濟增長之間的密切關(guān)系。

(3)第3個介質(zhì):產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。能源消費的不同組合方式通過各產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出水平反映了能源總體利用效率。各產(chǎn)業(yè)由于其行業(yè)傳統(tǒng)特征、產(chǎn)品性質(zhì)、生產(chǎn)工藝流程、技術(shù)水平等的不同對各能源品種的需求也有很大差別，而各能源品種由于其資源稟賦、利用方式、技術(shù)水平等差異使得其能源利用效率有高有低，從而決定了各產(chǎn)業(yè)的能源消耗強度不同，直接導致碳排放不同，一般來說，以工業(yè)為主的第二產(chǎn)業(yè)碳排放排放量最大，第一產(chǎn)業(yè)次之，第三產(chǎn)業(yè)最少。根據(jù)工業(yè)化發(fā)展的一般規(guī)律，隨著工業(yè)化進程的深入，能源消費導致的碳排放量增長速度先上升后減緩，而能源消費導致的碳排放強度則呈倒U型曲線。

(4)第4個介質(zhì):人口。人口是低碳經(jīng)濟系統(tǒng)中最基本的因素。能源是人類賴以生存的基礎(chǔ)，人口規(guī)模直接決定了生活用能總量，包括照明、家電、炊事、采暖降溫等[10]，而各項用途對不同能源的利用量及利用方式，也影響了能源結(jié)構(gòu)的變化。人口的規(guī)模對碳排放有著明顯的影響。過去的研究認為[11]，二者是同比例增長的，即人口增長1%，就會導致排放量增長1%。但 Anqing Shi[12]通過對93個不同國家1975—1996年間人口增長和二氧化碳排放的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)人口增長速度是高于二氧化碳排放量的增速的。

2 能源結(jié)構(gòu)對低碳經(jīng)濟的作用機理研究

2.1 方法選取

本文主要通過通徑分析就能源結(jié)構(gòu)對低碳經(jīng)濟的作用效應(yīng)進行研究。

設(shè)有自變量x1，x2，x3…xk、因變量y，自變量xi與因變量y標準化后的偏相關(guān)系數(shù)為piy，自變量xi與xj的相關(guān)系數(shù)為rij，與因變量y的相關(guān)系數(shù)為riy，則通徑分析的基本模型，即各簡單相關(guān)系數(shù)的分解方程為[13]:

ij反映自變量xi通過自變量xj對因變量y的間接決定系數(shù)，可表示為＝2piyrijpjy。由于經(jīng)濟系統(tǒng)的復(fù)雜性，系統(tǒng)內(nèi)部要素之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜，加之人們認識的局限性，在設(shè)定模型時，難免會有所遺漏和誤差，因此還應(yīng)進一步考慮遺漏因素及誤差項對因變量的通徑效應(yīng)，即剩余效應(yīng)pay為:

2.2 數(shù)據(jù)處理

選取能源消費結(jié)構(gòu)、能源供給結(jié)構(gòu)、能源總量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟增長、總?cè)丝?、碳強度等因素?gòu)建模型。以第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比重反映產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，以GDP反映經(jīng)濟發(fā)展水平，以煤炭消費 (去除發(fā)電用煤)占能源總量的比重表示能源消費結(jié)構(gòu)，以原煤供給占能源總量的比重表示能源供給結(jié)構(gòu)。

設(shè)能源總量為x1、能源消費結(jié)構(gòu)為x2、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為x3、GDP為x4、總?cè)丝跒閤5、能源供給結(jié)構(gòu)為x6、碳強度為y。根據(jù)歷年 《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國能源統(tǒng)計年鑒》可得到1981—2010年能源總量、能源消費結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、GDP(1980年不變價)、總?cè)丝谝约澳茉垂┙o結(jié)構(gòu)；參考IPCC國家溫室氣體清單指南中關(guān)于碳排放計算公式，碳排放量＝∑第i種能源消費量×碳排放系數(shù)，得到歷年全國碳排放量。1981—2010年我國能源總量、能源消費結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、GDP(1980年不變價)、總?cè)丝?、能源供給結(jié)構(gòu)以及碳強度等統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表1所示。

2.3 能源結(jié)構(gòu)對低碳經(jīng)濟作用效應(yīng)的通徑分析

基于1981—2010年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可得到各自變量的直接通徑系數(shù)為:

p1y＝1.728，p2y＝－0.322，p3y＝－0.075，p4y＝－1.51，p5y＝－1.316，p6y＝－0.155 r1y＝－0.82，r2y＝0.919，r3y＝－0.439，r4y＝－0.829，r5y＝－0.989，r6y＝－0.797由于自變量x3、x6的通徑系數(shù)較小，沒有通過t檢驗，因此考慮刪除自變量x3、x6，重新計算其余變量的直接通徑系數(shù)，估計得到能源結(jié)構(gòu)對碳強度的作用路徑模型圖，如圖1所示。

由圖2可知，能源消費結(jié)構(gòu)對碳強度的直接效應(yīng)為－0.189，對碳強度增長起直接抑制作用，但在總效應(yīng)為0.919，起推動作用，原因是其通過GDP和總?cè)丝诘拈g接推動作用達到了1.964，抵消了能源消費結(jié)構(gòu)的直接和其通過能源總量的間接抑制作用之和。煤炭的廉價、可得性滿足了我國經(jīng)濟發(fā)展的需要，使得GDP對煤炭的依賴度較高，在相當長的一段時期內(nèi)，在我國GDP高速增長，總?cè)丝诰痈卟幌?，管理水平、技術(shù)水平等無法短時間內(nèi)優(yōu)化升級的情況下，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，降低煤炭 (去除發(fā)電用煤)比例的同時，一定要控制能源總量，不能因能源結(jié)構(gòu)調(diào)整造成能源總量增長，否則不僅不能降低碳強度，反而會使其增長。

能源結(jié)構(gòu)對低碳經(jīng)濟的直接影響并不明顯，主要通過能源總量、GDP等對低碳經(jīng)濟產(chǎn)生間接影響。煤炭的廉價、可得性滿足了我國經(jīng)濟發(fā)展的需要，使得GDP對煤炭的依賴度較高，降低煤炭消費比例，將使GDP降低幅度大于減排幅度，不利于碳強度的降低；而且由于我國各產(chǎn)業(yè)落后的生產(chǎn)工藝水平及管理水平、傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式、牢固的能源利用習慣等，加之資源稟賦差異、技術(shù)成熟度等，若無視產(chǎn)業(yè)特性，一味地降低煤炭消費比例，用油氣、新能源等盲目替代，必然造成極大的能源浪費，還有可能降低各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出水平，無法突顯能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化對能源效率的推動作用，反而阻礙了低碳經(jīng)濟的發(fā)展。

表1 1981—2010年我國碳強度、能源總量、能源消耗結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、GDP(1980年不變價)、總?cè)丝诩澳茉垂┙o結(jié)構(gòu)等的統(tǒng)計數(shù)據(jù)

3 碳強度目標下能源結(jié)構(gòu)預(yù)測

3.1 模型構(gòu)建

由圖2可知，我國能源消費結(jié)構(gòu)對碳強度降低的抑制作用高達0.919，不利于碳強度的降低。因此，必須優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，而對碳強度目標下能源消費結(jié)構(gòu)進行預(yù)測，將有利于增強能源消費結(jié)構(gòu)優(yōu)化的針對性。

圖1 能源結(jié)構(gòu)對碳強度的作用路徑模型

圖2 能源消費結(jié)構(gòu)對碳強度的作用機理分析圖

能源消費結(jié)構(gòu)主要通過總?cè)丝?、能源總量和GDP對碳強度產(chǎn)生間接作用，各變量間存在共線性現(xiàn)象。為消除共線性對回歸結(jié)果的影響，選取嶺回歸分析方法進行擬合[14]。

設(shè)碳強度為y、能源總量為x1、能源消費結(jié)構(gòu)為x2、GDP為x4、總?cè)丝跒閤5，其數(shù)據(jù)如表1所示。為消除各變量間的異方差性，對其做取對數(shù)處理。利用SPSS16.0軟件對全部變量做嶺跡分析，嶺跡圖和不同K值時決定系數(shù)的變化情況如圖3和圖4所示。

從嶺跡圖上可以看出當K值到達0.2附近，各參數(shù)開始趨于穩(wěn)定，圖4也顯示K值超過0.2后決定系數(shù)呈現(xiàn)穩(wěn)定的下降趨勢，沒有呈現(xiàn)劇烈的波動。取K＝0.2，根據(jù)1981—2010年時間序列數(shù)據(jù)，擬合得到的嶺回歸方程為:

回歸方程調(diào)整后的擬合優(yōu)度達到0.963866，方程擬合效果很好。當α＝0.001時，tα/2(n－k)＝3.725，t統(tǒng)計量都通過了顯著性檢驗。

3.2 能源消費結(jié)構(gòu)預(yù)測

(1)能源總量:以中國統(tǒng)計年鑒1995—2010年能源總量數(shù)據(jù)為原始數(shù)列，利用Matlab7.0軟件建立GM(1，1)模型:

圖3 各自變量的嶺跡圖

圖4 決定系數(shù)與K值的線圖

據(jù)檢驗，該預(yù)測模型達到了較為可信的水平，說明所建立的模型能夠客觀反映我國能源總量的動態(tài)變化趨勢。通過該預(yù)測模型得到2020年我國能源總量為798714.943萬噸標準煤。為提高合理性，本文根據(jù)我國的能源資源稟賦，結(jié)合筆者構(gòu)建的灰色預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果，參考王鋒，馮根福對未來我國能源總量的估計[15]，將2020年我國能源總量設(shè)為45.32～55.77億噸標準煤。

(2)GDP:根據(jù)大量文獻對我國2001—2020年經(jīng)濟增速的預(yù)測[16]，在將其與2001—2010年實際經(jīng)濟增速比較的基礎(chǔ)上，依據(jù)我國未來經(jīng)濟發(fā)展趨勢，參考2012年 《政府工作報告》的指導思想，借鑒李善同 (2005年)的研究思路，將2011—2020年的經(jīng)濟增速分成兩個階段進行設(shè)定，根據(jù) “十二五規(guī)劃”目標設(shè)2011—2015年經(jīng)濟增速為7%，借鑒王鋒，馮根福的中速情景，設(shè)2016—2020年為6.3%。以1980年為基期，2020年GDP將達15.3574億元。

(3)總?cè)丝?聯(lián)合國2008年對我國的人口預(yù)測，2020年為14.31億人；國家人口發(fā)展研究戰(zhàn)略課題組公布的國家人口發(fā)展的戰(zhàn)略目標，2020年人口總量控制在145000萬以內(nèi)。綜合考慮上述結(jié)果，假設(shè)2020年我國人口總量為14.5億。

根據(jù)模型 (3)，可得出為實現(xiàn)2020年碳強度在2005年基礎(chǔ)上 (3.265噸碳/萬元，1980年不變價)降低45%的減排承諾，煤炭消費 (去除發(fā)電用煤)占能源總量的比重應(yīng)調(diào)整為26.89%～27.87%。

4 結(jié)論

能源供給結(jié)構(gòu)對碳強度的作用效應(yīng)較小，能源消費結(jié)構(gòu)是碳強度增長的主要推動因素，考慮到煤炭消費對GDP增長的貢獻，在相當長的一段時期內(nèi)，在我國GDP高速增長，總?cè)丝诰痈卟幌?，管理水平、技術(shù)水平等無法短時間內(nèi)優(yōu)化升級的情況下，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，降低煤炭比例的同時，一定要控制能源總量，不能因能源結(jié)構(gòu)調(diào)整造成能源總量增長，否則不僅不能降低碳強度，反而會使其增長。

為實現(xiàn)碳強度目標，應(yīng)重點從優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)入手。為實現(xiàn)國家2020年減排承諾，在我國GDP增速降低到7%以下的情況下，應(yīng)將煤炭消費(去除發(fā)電用煤)占能源總量的比重應(yīng)調(diào)整為26.89%～27.87%，相對于2010年的比重降低了約10個百分點。因此，碳強度目標下:①應(yīng)積極實施節(jié)能減排，構(gòu)建節(jié)能減排政府、企業(yè)、社會綜合互動機制；②提高經(jīng)濟增長質(zhì)量，應(yīng)從提高勞動生產(chǎn)率、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟等方面切入；③控制人口數(shù)量，提高人口素質(zhì)，穩(wěn)步推進農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口轉(zhuǎn)為城鎮(zhèn)居民，提高農(nóng)民收入；④加強低碳技術(shù)創(chuàng)新，大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)。我國要走以電氣化為中心的一次能源轉(zhuǎn)化道路，優(yōu)化終端能源消費結(jié)構(gòu)，提高煤炭利用效率。

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(責任編輯 譚果林)

Influence M echanism of Energy Structure on Low-Carbon Econom y in China

Wang Shaohua1，Yu Weiyang1，ZhangWei2
(1.School of Economics and Management，Yanshan University，Qinhuangdao 066004，China；2.School of Economics and Business，Northeastern University at Qinhuangdao，Qinhuangdao 066004，China)

To effectively investigate the influence mechanism of energy structure on low-carbon economy，with the understanding of low-carbon economy and energy structure，the paper takes the carbon emissions intensity as the core element of low-carbon economy，and systematically analyzes the effect relationship ofenergy structure on low-carbon economy.Then，it calculates the total，director indirect influence of energy structure in the use of the path analysis，to catch the influencemechanism specifically.Results indicate that energy supply structure has subtle effect on the carbon emissions intensity，while total effect of energy consumption structure is0.919，－0.189 by direct，and 1.108 by indirect.Based on this，by the ridge regression method，it builds a prediction model.According to it，the proportion of coal consumption(remove the coal for generating electricity)should be adjusted to 26.89% ～27.87%，to achieve the commitment of energy saving.

Low-carbon economy；Carbon intensity；Energy structure；Path analysis

F224

A

河北省社會科學基金項目 “河北省能源消費結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)低碳協(xié)調(diào)的機制與評價研究”(HB14GL008)。

2014－10－12

王韶華 (1986－)，男，河北邢臺人，燕山大學經(jīng)濟管理學院講師，在讀博士后；研究方向:能源經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟。