城乡居民家庭生活能源消费需求的实证分析

张 馨 牛叔文

(1.陕西省社会科学院经济研究所，陕西西安710065;2.兰州大学资源环境学院，甘肃 兰州730000)

城乡居民家庭生活能源消费需求的实证分析

张 馨1牛叔文2

(1.陕西省社会科学院经济研究所，陕西西安710065;2.兰州大学资源环境学院，甘肃 兰州730000)

随着人们生活水平的提高，生活能源消费需求日益增长，城乡差异特征明显。本文基于城乡居民家庭的问卷调查，采用线性支出系统模型，对黄土高原西部地区家庭的生活能源消费进行了实证分析。研究结果表明:城镇的生活能源基本消费总支出为366.52元，农村为269.11元，城镇居民的能源需求高于农村居民。城乡家庭的生活能源的边际消费倾向分别为0.044和0.065，当收入增加时，农村居民比城镇居民增加更多的能源消费支出。从基本消费支出占实际能源消费平均支出的比重来看，农村的生存型消费需求要比城镇高。通过此项研究，以期为能源政策规划和环境管理提供参考依据。

能源需求;ELES模型;用能支出;城乡居民家庭

能源是人类赖以生存的物质基础，不仅是国民经济发展的重要基础保障，也关乎到人类生活的各个方面。中国作为能源消费与温室气体排放大国，减排压力与日俱增。一方面，我国在哥本哈根气候峰会上做出了节能减排的郑重承诺;另一方面，随着人们生活水平的提高，能源消费势必会增加。根据UNDP和世界银行对15个国家的调查估计，发展中国家的家庭生活用能占总能源消耗的30%－95%［1］。我国正处于转型时期，无论是城镇人口还是农村人口，其生活能源消费量都有大量增长的趋势［2］。作为社会最基本的消费单元，家庭能源消费对于中国能源消费的快速增长及碳排放有着不可忽视的影响。因此，对于城乡居民能源消费需求现状以及发展趋势进行准确的把握显得尤为重要。

由于城市和农村居民家庭的地域环境、经济状况、生活习惯、文化程度等存在差异，其能源消费也具有明显的差异特征。从已有文献来看，学术界对于生活能源消费的研究一般是针对某一城市或农村区域分别展开的，而对城乡居民家庭的能源消费需求进行对比研究就比较少。针对能源消费需求的研究，很多学者引入计量经济学模型，例如Muyeye Chambwera和Henk Folmer通过对哈拉雷500户家庭的调查，运用近乎理想需求系统模型(AIDS)分析了城镇能源消费结构中燃料的需求［3］。Haripriya Gundimeda和Gunnar Kohlin运用近似线性需求系统模型(LA－AIDS)对印度城镇和农村居民家庭的四种主要燃料的需求支出弹性进行了估计［4］。张海鹏等人基于8省的林区家庭微观调查数据，采用双扩展的线性支出系统模型(2－ELES)来研究林区农村家庭生活能源消费需求［5］。扩展的线性支出系统模型(ELES)目前大多用于居民消费结构及其变化特征的分析，但运用到能源领域的研究甚少。本文通过黄土高原西部地区的微观调查数据，采用ELES模型描述城乡居民家庭生活能源消费支出的结构特征，分析家庭收入与生活能源消费需求、消费结构之间的量化关系，并进行城乡之间能源需求的对比研究，以期为能源政策规划和环境管理提供参考依据。

1 计量模型

ELES模型是基于R.Stone提出的线性支出系统模型(LES)，即假定消费者的效用函数是拟线性函数，消费者对商品的实际需求可以分为维持生活的基本需求和超出基本需求之外的额外需求两部分，基本需求与收入水平无关。后来经济学家 C.Liuch于1973年将其改进成为ELES模型:一是以收入代替总支出，二是以边际消费倾向代替边际预算份额。由于ELES模型具有坚实的理论基础，即在预算约束条件下，根据效用最大化原则求解马歇尔需求函数，而无需各种关于价格的信息，便于实证研究，所以成为研究消费结构问题的主流方法［6］。本文将其应用于生活能源消费结构的研究中，公式及含义如下:

其中，Vi为消费者对第i种能源的消费支出，为消费者对第j类能源的基本消费支出为各类能源基本消费支出之和，I为消费者收入水平，βi为第i种能源的边际消费倾向。该模型反映在一定收入水平I下，居民在满足基本消费需求V0i之后，依照边际消费倾向βi的比例来安排剩余收入对各类非基本消费品的支出。

根据ELES模型，可得到各种需求弹性的结果，需求的收入弹性为:

2 研究区概况和数据来源

2.1 研究区概况

本项研究选取的样本点位于甘肃的中部、东部以及宁夏南部，属于黄土高原西部地区。在这一区域，人们的生活习惯大致趋同，因而消费行为方式差异不大。城镇地区的炊事用能主要为电、液化石油气和煤炭，兰州和天水的部分居民家庭通上了天然气。冬季取暖大部分由公共设施集中供热，国家还给予取暖费的补助。只有个别家庭以直接烧煤的方式取暖。农村居民使用的能源大多以作物秸秆和薪柴等生物质能为主导。随着收入的增加，农户支付商品能源的能力增强，煤炭、电、石油液化气的利用也增多。在中国经济欠发达的西部地区，居民收入较低，与全面实现小康生活水平的距离较大，居民仍有增加能源需求的较大期望。

2.2 数据来源和处理

笔者与项目组成员于2009年3月至2010年9月在研究区内开展大量的问卷调查，深入了解了该区域城镇和农村家庭的用能现状。为了满足数据的代表性、全面性和合理性，样本户的选取涵盖了大城市(兰州市)，中等城市(天水市和白银市)，县城(永登、秦安、泾川、隆德)，以及陇中和陇东地区的农村。调查采用随机入户，调查员与调查对象之间进行一对一的访谈完成问卷。最终实际调查城镇居民420户，农村居民400户，获得有效问卷分别为375和344份。调查内容包括家庭成员的构成情况，家庭的经济水平，用电器具的功率和使用时间，各种类型的燃料支出情况，住房面积，取暖费用，用能的支付意愿等。

在调查中，由于一些家庭提供信息的局限性，比如只提供了某种能源的消耗量，为了获得支出数据，我们根据如下公式计算:

式中，Vi为第i种能源的消费支出，ci为第i种能源的经济成本系数，ei为第i种能源的实物消费量。需要说明的是，农村地区的生物质能虽然不需要现金支出来获取，但也具有其经济价值，结合相关文献［5］给出该区域各类能源的成本系数，如表1。

表1 各类生活能源的经济成本系数(元)

3 城乡居民的生活用能需求分析

3.1 居民家庭生活能源边际消费倾向分析

对城镇和农村地区的调查样本分别建立ELES模型，采用普通最小二乘法进行估计，各项参数如表2和表3所示。由于调查区域的城镇家庭会根据各地区能源供给设施的不同，选择天然气、液化气或管道煤气，并且这三种能源相互之间具有独立性，因此将其统一归为燃气。

表2 城镇家庭ELES模型估计结果

表3 农村家庭ELES模型估计结果

从表2、表3中可以看出，在城镇地区，各类生活能源的边际消费倾向都是统计显著的。在农村地区，除薪草和沼气以外，其余能源的边际消费倾向都具有显著性。总体来说，模型估计结果是可信的。

实证结果表明，城镇家庭生活能源的边际消费倾向为0.044，即人均纯收入每增加1元，生活能源消费支出增加0.044元。在各类生活能源中，只有直接用煤的边际消费倾向为负值，这说明随着家庭收入水平的提高，直接用煤的支出将减少。从实际生活的角度出发，也符合消费者能源选择的客观规律。因为煤炭的直接燃烧不论用于炊事还是取暖，都逐渐被城镇居民以其他能源所替代，高收入家庭会倾向选择清洁的能源消费。其余能源的边际消费倾向显示出当居民收入增加后，能源消费将更多地集中于热力、汽油和电力。这意味着人们购买面积大的住房、私家车以及增加电器的需求还将增长。

农村家庭生活能源的边际消费倾向为0.065，即人均纯收入每增加1元，生活能源消费支出增加0.065元。各类生活能源消费倾向的排序从大到小依次是秸秆、煤炭、电力、畜粪、薪柴、薪草、液化气、沼气。说明了农村家庭的能源消费结构在以秸秆这种丰富而廉价的资源为保证的前提下，正在逐步向商品能源转变。目前，由于农村的能源供应设施不够完善，使用液化气的家庭户数只占总调查样本的9%，对估计效果有一定的影响。

对比城镇和农村的生活能源消费倾向数值，可以发现农村高于城镇，说明农村居民相较城镇居民而言，当收入增加时会更多地增加能源消费支出，还处于需要提高能源质量和数量的阶段，而城镇居民则会转向提高生活质量的其他消费上，反映了城乡居民生活状态的差异。

3.2 生活能源基本消费支出分析

根据ELES模型估计的结果，可计算出城乡居民家庭每一类生活能源的基本消费支出，结果如表4、表5所示。对于表7中汽油的基本消费支出为负值予以说明，由于目前汽油并不是各个收入阶层的居民家庭的一项基本消费，只存在于高收入群体中，因而对于所有样本进行回归分析时理论上会是负值，但不符合生活实际，故在计算中取值为0。由于基本消费支出与贫困标准有着密切联系［7］，因此生活能源的基本消费支出与能源贫困也具有千丝万缕的联系。虽然能源贫困的家庭其能源基本需求必然没有得到满足，但是却不能说能源基本需求没有得到满足的家庭就一定处于能源贫困状态。然而，可以将居民的基本消费需求支出水平作为能源贫困标准的参考水平。

城镇家庭的生活能源基本消费总支出为366.52元，占实际用能平均支出1 006.27元的36%。在基本消费支出结构中，各类能源所占比重有所差异。热力支出的比重最大，占40%;其次是电力，占基本总支出的35%;其余部分是直接用煤和燃气，分别占13%和12%。由此可见，热力和电力占到基本用能总支出的3/4，构成了城镇居民能源需求的主体。虽然直接用煤的基本支出占有一定比例，但使用的家庭只占总调查样本的12%，因此该种能源并不是城镇每户家庭的必须消费品，它的基本消费支出是针对45户家庭的使用情况得出的。

表4 城镇居民家庭能源基本消费支出及结构

表5 农村居民家庭能源基本消费支出及结构

农村家庭的生活能源基本消费总支出为269.11元，占实际用能平均支出634.43元的42%。显而易见，在各类能源中煤炭的基本消费支出最多，为171.01元，占用能总支出的64%。其次是秸秆、薪草、电力，所占比重分别为17%、8%和7%。沼气、液化气和畜粪总共不到5%，属于利用率较低的能源。生物质能的基本消费支出是根据虚拟成本计算得出的，主要考虑农民收集的机会成本。在商品能源的消费中，以煤炭为主导，电力和液化气的消费还处于初级阶段。

综上，对城镇和农村进行对比分析，可从侧面反映出生活水平的差异。从生活能源基本消费支出水平来看，城镇是农村的1.36倍，表明城镇居民的能源需求高于农村居民。从基本消费支出占实际能源消费平均支出的比重来看，城镇比农村低6个百分点，即农村的生存型消费需求要比城镇高。换句话说，城镇和农村分别有64%和58%的能源支出用于享受型消费，城镇居民的收入水平决定了他们对于高品质生活的追求。从城乡家庭各类能源的基本消费支出占实际消费支出的比重来看，具有可比性的是电力和煤炭。城镇的电力基本支出占实际消费支出的51%，而农村为68%，说明农村的电力支出刚性较强，满足生存型消费需求的部分要比城镇多。煤炭的基本支出情况亦如此。

3.3 居民家庭生活能源需求弹性分析

需求的收入弹性反映了在能源价格不变的情况下，能源的消费支出对收入的敏感程度。表6列出了城乡居民家庭生活能源需求收入弹性值。不论城镇还是农村，各类能源的收入弹性均小于1。由于能源的消费支出只占家庭日常开支的小部分，所以受收入变动的影响不大。虽然它们的需求随收入增加而增加，但支出占收入的比重会下降，因为生活能源的需求增长到一定程度后将会达到饱和，收入增加的部分将更多地用于其他支出。而城镇家庭直接用煤的需求收入弹性为负值，说明随着收入水平的提高，直接用煤的消费是下降的。

表6 生活能源的需求收入弹性

根据模型估计结果，可计算出城乡居民家庭各类生活能源的自价格弹性和交叉价格弹性，如表7和表8。自价格弹性都为负值，说明每种能源价格的变动都会影响该类能源的实际消费需求。城镇家庭中，电力消费需求的价格效应最弱，而农村为电力和煤炭，相比其他能源来说，它们受自身价格变化的影响最小，这是由于不论价格如何变化，电力和煤炭都是家庭生活中必不可少的能源，它们具有很强的替代性。在交叉价格弹性中，城镇的热力以及农村的煤炭和秸秆的价格变动对其他能源需求的影响最大，

这与它们的基本需求支出所占比例最大是相对应的。

表7 城镇家庭生活能源的需求价格弹性

表8 农村家庭生活能源的需求价格弹性

4 结论和讨论

城镇和农村作为两个不同的承载人类活动的空间载体，能源消费和需求都存在明显差异。从ELES模型的估计结果可知，城乡家庭的生活能源的边际消费倾向分别为0.044和0.065，农村居民相较城镇居民而言，当收入增加时会更多地增加能源消费支出。城镇的生活能源基本消费总支出为366.52元，农村为269.11元，城镇是农村的1.36倍，表明城镇居民的能源需求高于农村居民。从基本消费支出占实际能源消费平均支出的比重来看，城镇比农村低6个百分点，意味着农村的生存型消费需求要比城镇高。另外，城镇和农村家庭的各类生活能源需求的收入弹性均小于1，预示着这些能源的需求随收入增加而增加，但支出占收入的比重会下降，能源需求将趋于饱和。自价格弹性都为负值，说明能源价格的变动都会影响到消费需求，而电力和煤炭作为家庭必不可少的能源，具有很强的替代性，其价格效应最弱。这些都反映了城乡居民在消费水平、消费观念、生活方式以及生存状态上的差异。

城乡居民家庭的生活能源消费对我国的社会经济发展和温室气体排放已经产生了深远的影响。在能源需求增长和节能减排需要并行的情况下，中国需寻求一条适合国情的、能够兼顾居民基本生活能源保障与节能减排的道路。一方面要贯彻以人为本的理念，把居民的基本生活需求放在首位，改善居民的用能状况，提高生活水平;另一方面，要采取行之有效的政策措施，在改善居民生活条件、保障能源需求的基础上，控制能源消费量和温室气体的排放。

［1］Xiaohua Wang，Zhenmin Feng.Common Factors and Major Characteristics of Household Energy Consumption in Comparatively Welloff Rural China［J］.Renewable and Sustainable Energy Reviews，2003，7(6):545－552.

［2］樊杰，李平星.基于城市化的中国能源消费前景分析及对碳排放的相关思考［J］.地球科学进展，2011，26(1):57 －65.

［3］Muyeye Chambwera，Henk Folmer.Fuel Switching in Harare:An Almost Ideal Demand System Approach［J］.Energy Policy，2007，35:2538－2548.

［4］Haripriya Gundimeda，Gunnar Kohlin.Fuel Demand Elasticities for Energy and Environmental Policies:Indian Sample Survey Evidence［J］.Energy Economics，2008，30:517 －546.

［5］张海鹏，牟俊霖，尹航.林区农村家庭生活能源消费需求实证分析——基于双扩展的线性支出系统模型［J］.中国农村经济，2010，(7):64 －74.

［6］岳田浩.我国城镇居民消费结构与消费需求变迁的实证研究［D］.吉林:吉林大学，2007.

［7］黄赜琳，刘社建.基于ELES模型的上海城镇居民消费结构动态变迁分析［J］.上海经济研究，2007，(6):52－58.

Empirical Analysis of Energy Consumption Demand in Urban and Rural Households

ZHANG Xin1 NIU Shu-wen2
(1.Institute of Economics，Shanxi Academy of Social Sciences，Xi’an Shanxi 710065，China;2.College of Earth and Environmental Sciences，Lanzhou University，Lanzhou Gansu 730000，China)

As people＇s living standards increasing，demand for household energy consumption grows rapidly and shows significantly differences between urban and rural area.Based on the survey of urban and rural households，this paper uses linear expenditure system model to conduct empirical analysis of household energy consumption in the western Loess Plateau.The results show that the basic energy expenditure of urban househods is 366.52 yuan，while that of rural households is 269.11 yuan.The energy demand of urban residents is higher than rural residents.Moreover，marginal propensity to consume of urban and rural household energy is 0.044 and 0.065，respectively.When income increases，rural residents will increase more energy expenditure than urban residents.From the perspective of the proportion of basic energy expenditure accounting for the actual expenditure of energy consumption，demand for survival consumption of rural residents is higher than urban residents.Through this study，it can provide reference basis for energy policy planning and environmental management.

energy demand;ELES model;energy expenditure;urban and rural households

F206

A

1002－2104(2013)05专－0001－05

2013-02-19

张馨，博士，助理研究员，主要研究方向为能源经济与区域可持续发展。

国家自然科学基金项目(编号:41171437)。

(编辑:田 红)