能源效率视角下中国能源结构的灰色关联及通径分析

[摘要] 能源结构的合理化程度与能源效率的高低有着密切关联。在对中国能源生产和消费结构定性分析后，建立基于2000—2010年能源统计数据的广义灰色关联模型。结果显示，煤炭的综合关联度远高于其他能源，石油的生产和消费关联度差异明显，天然气和清洁能源的综合关联度皆处于较低水平。在此基础上利用通径分析法进一步考察不同的能源消费对能源效率的直接、间接以及总体影响。根据测算结果，可以发现适度减少煤炭消费，提升石油、清洁能源的消费比重以及民用天然气的普及对提高中国能源效率具有积极作用。

[关键词] 能源结构；广义灰色关联；能源效率；通径分析

[中图分类号]F407.2[文献标识码]A[文章编号] 1673-5595（2013）01-0006-06

能源作为维系人类生存和发展的纽带，对国民经济的繁荣具有极大的推动作用。日益攀升的能源需求同有限供给之间的矛盾使得能源问题成为世界各国面临的共同挑战。据BP的数据称，2010年中国一次能源消费总量已超越美国，位居世界第一。今后，中国作为能源消费大国，供给不足的窘境会更加突出，且有不断拉大之趋势，见图1。随着经济的快速发展，中国的能源结构不合理、能源效率低下等问题也会更趋尖锐，从而严重制约了经济的可持续发展。

图11980—2010年能源生产与消费总量能源结构失衡是造成中国粗放型经济增长方式的主要原因。以煤炭为主的能源结构为国民经济迅速发展提供了强有力的支撑，但伴随而来的高投入、高排放等问题也给中国经济增长方式向集约高效型转变造成了巨大障碍。同时，不合理的能源结构也严重影响了中国的能源效率。2010年中国能源消费量占世界能源消费总量的20.3%，但国内生产总值仅为世界经济总量的9.38%，而同期美国的这两个数字分别为19%和23.1%。尽管近年来中国政府加大了节能减排的工作力度，能源效率有了一定程度的提高，但单位GDP能耗与美国等发达国家相比仍然存在很大差异。

一、文献综述

国内外对于能源结构的研究较为广泛，按照其研究视角的不同可以归结为以下两类：

第一类研究主要是从定量角度考察不同类型能源之间的替代或者互补效应。Pindyck以10个发达国家为样本考察了不同国家能源消费弹性的大小，结果显示：煤炭的需求弹性最高，石油次之，而电力需求的弹性最小，煤炭与石油、电力之间存在普遍的替代效应[1]。Andrikopoulos通过对加拿大的工业行业分析后证实了Pindyck的结论，即煤炭、石油和电力在能源结构下可以相互替代[2]。Renou-Maissant对美国、加拿大、日本等7 个OECD 国家1960—1993年的工业部门能源间的替代效应进行了比较研究。实证结果表明，在研究区间内各国能源间的替代性不明显[3]。Cho et al.对韩国1981—1997年的季度数据研究后却得出相异结论：相比于电力，石油的价格消费弹性最小，且煤炭与石油之间存在替代效应，而与电力之间则呈现出互补关系[4]。杭雷鸣、屠梅曾采用1985—2003 年的时间序列数据建立超对数成本函数量化模型对中国制造业能源价格对能源强度的影响进行了定量检验，并依据交叉价格弹性结果得出煤炭与电力互为替代，而石油与电力存在互补效应的结论[5]。

第二类研究更多的是从能源效率的层面分析不同能源结构下能源效率的变化。Bossanyi et al.对英国、意大利等国的能源强度进行对比分析，发现能源之间的相互替代以及新技术的应用能够在一定程度上解释能源强度下降问题[6]。周德群描述了中国能源结构变迁过程，并在此基础上论证了中国原煤比重在能源结构中降低的必要性与可能性，认为优化能源结构是中国可持续发展的必然要求[7]。Fisher-Vanden et al.基于微观层面对中国1997—1999年约2500个能源密集型工业部门的能源效率研究后指出，煤炭在工业部门能源消费中比重的降低是降低中国能源强度的关键因素[8]。倪斌通过比较美国、澳大利亚和南非等国的能源结构，认为中国能源结构的优化须充分利用资源优势，确立煤炭在能源消费结构中的基础性地位，同时大力推广洁净煤技术，实现能源效率的提升[9]。赵娅选取科研投入、重工业产值比重、煤炭消费比重等指标作为研究变量建立多元线性回归模型，以此来测度不同因素对能源效率的影响程度，标准化系数显示，科研投入对能源效率提升的作用效果最为明显，能源消费结构优化调整的影响次之[10]。刘畅等对中国29个工业行业的能源强度变动及影响因素进行了实证分析后，得出电力、石油消费比例的增加能够降低能源消耗强度的结论[11]。伍亚等认为中国的资源禀赋以及煤炭价格的相对低廉共同导致了工业生产中很难实现有效的能源替代，提高煤炭的高效清洁利用水平对改善能源利用效率、降低能源强度意义重大[12]。

中国石油大学学报（社会科学版）2013年2月第29卷第1期周德田，等：能源效率视角下中国能源结构的灰色关联及通径分析通过对以上国内外相关研究汇总，可以看出不同于国外的定量分析，国内学者大多从定性的角度来探讨能源消费结构与能源效率之间的互动关系，且较少涉及对能源生产结构的考量。基于此，本文通过建立灰色关联模型，以不同能源与能源总量之间的综合关联度为切入点，试图找出中国能源结构中存在的不足，并运用通径分析从定量的角度考察其对能源效率的影响程度。

二、中国能源结构及能源效率的现状分析

能源结构是指一定时期、一定区域内各类能源在能源总量中的比例关系，包括能源生产结构和能源消费结构。中国目前仍未完全摆脱粗放型的经济增长方式，需要大量的能源消耗作为经济支撑，而受资源约束力的作用，能源产量增幅明显后劲不足。这种能源总产量与总消费量的非同步增长使得中国的能源结构矛盾日益凸显。不合理的能源结构是造成环境污染、单位GDP能耗居高不下等问题的根本原因。由于中国煤炭基数大，为改善能源效率，必须把调整优化能源结构作为能源战略核心任务。

（一）能源生产结构

受“多煤少油少气”的自然禀赋特征的影响，中国能源生产结构极不均衡：煤炭在一次能源生产结构中所占比重过高，平均超过70%；而石油、天然气等优质能源的产量明显不足。值得注意的是，由于煤炭生产利用技术水平不高，大量的煤炭产出往往伴随着过多的资源浪费。表1可以看出，相比其他国家，中国煤炭的储产比①较低，且下降趋势明显，能源储备不足的困境开始凸显；石油储量相对有限，加之为满足巨大的国内需求而引发的过度开采，石油储产比已下降至9.9，阻碍了石油资源的良性循环；近年来天然气新探明储量不断增加，储产比呈现回升趋势，这也与中国天然气开采技术水平较低、产能不足有着密切关联。

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