基于LMDI的中国天然气消费影响因素研究

徐国政（中国矿业大学（北京）,北京市海淀区,100083）



基于LMDI的中国天然气消费影响因素研究

徐国政
（中国矿业大学（北京）,北京市海淀区,100083）

摘要运用LMDI指数分解方法对我国天然气消费影响因素进行研究,将其分解为化石能耗结构效应、非清洁能耗结构效应、能源强度效应和经济规模效应,探讨其对天然气消费增量的影响强度。研究发现,经济增长是影响我国天然气消费增长的主要因素;各省（市、区）有意识增加天然气的消费比重,调整能源结构,总体呈低碳化走势;总体来看,能源强度逐渐降低,能源效率提高是抑制天然气消费的主要因素,长远来看能进一步缓解我国天然气供需的矛盾,实现我国能源优质、清洁的开发和利用。

关键词天然气消费 LMDI指数分解 化石能耗结构效应 非清洁能耗结构效应 能源强度效应 经济规模效应

与先进国家相比,当前我国煤炭在一次能源消费结构中的比重仍维持在较高水平,能源利用效率低,污染严重、环境压力大,不符合当前世界所提倡的低碳经济发展模式和高效、优质、清洁能源消费方式。因此,从长远来看,必须提高我国天然气使用比例,促进天然气产业发展来推动中国能源消费转型以及能源结构的进一步优化。

从长远来看,在产业结构调整、城镇化推进与低碳环保的压力日益增加的情况下,天然气因其清洁能源的特性在我国能源结构中所占的比例依然呈增势,是我国化石能源向新能源过渡的桥梁。近年来,天然气产业发展的内、外部条件也正在发生着深刻的变化,自2014年起,我国天然气消费结束了连续十多年的两位数增长,2015年增速依然呈减缓的趋势,天然气市场在未来的发展中具有极大的潜力,面临新发展机遇的同时也依然存在着诸多问题有待解决和完善,如对外依存度过高、产业链发展不协调、价格改制未完全落实到位、管道建设与储备保障体系有待完善等。因此,研究我国天然气消费的发展趋势及其影响因素,不仅可以为有关部门更好地把握我国天然气的消费特点提供参考,还对降低煤炭消费比例,优化我国能源结构、改善我国天然气供需现状,促使我国天然气行业健康有序快速发展具有重要的意义。

在能源消费影响因素分解研究中,LMDI指数法即对数平均迪氏指数法,在结构分解模型中属于较为成熟的方法,它不仅可能在分解因素中能得到更合理的分解结果,而且没有不可分解的残差项。这一良好的特性得到学者的认可,获得广泛的推广运用。

1　研究设计

1.1研究方法

根据LMDI分解方法,将我国天然气消费量变动的原因分解为化石能耗结构效应、非清洁能耗结构效应、能源强度效应与经济总量效应四个方面,来分析各省（市、区）天然气消费量的变化以及测评各省（市、区）能源结构改进、低碳能源利用、能源效率提高和经济发展对天然气消费增长的影响。

化石能耗结构为天然气消耗量占化石能源消耗量的比重,用化石能耗结构效应以刻画各省（市、区）主要能耗结构对天然气消费量的影响;非清洁能耗是指总能耗中化石能源的比重,其提出是因为能源总能耗中有被称为清洁能源的电力（水电与核电）占有一定比例,并且在未来比重会逐渐提高,因此用非清洁能耗结构效应可以侧面反映我国低碳能源消费的消费状况,这两个效应共同来刻画我国各省（市、区）能源消费结构对天然气消费量的影响程度;能源强度表示一定时间单位产值能耗量,用能源强度效应以刻画能源效率的程度,间接刻画对天然气消费的影响;经济总量用各省（市、区）GDP来表示,以经济总量效应来刻画各省（市、区）经济增长和发展对天然气的影响。

1.2分解模型

根据上述表述,依据改进的LMDI模型原理,构建天然气消费增量的模型表达式见式（1）:

式中:i——各个省（市、区）;

Ei——各省（市、区）天然气消费量;

FECi——各省（市、区）化石能源消费量;

TECi——各省（市、区）能源消费量;

GDPi——各省（市、区）国内生产总值。

则模型可以简化为式（2）:

式中:Ci——各省（市、区）天然气消费占其化石能源消费比例;

Si——各省（市、区）总能耗中化石能源比重;

Ii——各省（市、区）能源强度;

Gi——各省（市、区）经济总量。

本文中每年各种效应的计算均是以上一年为基期的环比分析,在时间序列上是从第T－1期到第T期的天然气消费变动,运用LMDI的加和分解方法,对式（2）分解可得:

其中:

式中加和分解值:

Ceff——化石能耗结构效应;

Seff——非清洁能耗结构效应;

Ieff——能源强度效应;

Geff——经济总量效应。

加和分解值为正,代表该效应造成天然气消费量增加;加和分解值为负,则代表该效应造成天然气消费量的减少。

1.3数据说明

限于数据的可获得性以及完整性,本文研究的时间范围为2005－2012年,所使用的各省（市、区）天然气消费量及其指数、化石能耗总值及其指数、能源消耗总值及其指数和地区生产总值及其指数的各时间序列数据均来自历年《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》整理计算得来,其中各省（市、区）地区生产总值（实际GDP）以2005年为不变价格,另外由于西藏自治区的天然气消费量历年统计值都为0,故本研究不包含。另外2013－2014年数据由于2014年与2015年的《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》没有出版,国家统计局等权威网站没有登出,因此相关数据公布的最后期限目前只能截止到2012年。

2　结果与分析

2.1各省（市、区）天然气消费增长量

近年来,我国在确保经济平稳发展的同时,加快能源结构调整,增加清洁能源供应,作为清洁能源的天然气,其需求和消费总量基本呈上升趋势。根据计算得出的各省（市、区）天然气消费量增量以及天然气消费量环比指数对数,从整体上反映了我国2006－2012年各省（市、区）的天然气消费情况,见图1、图2。

图1　各省（市、区）天然气消费量增量

图2　各省（市、区）天然气消费量环比指数对数

通过对比可以发现:2006年,除河北降幅较大、降速较快外,其他大部分省（市、区）天然气消费量均有不同程度的增长,最大为江苏,其次为四川、广东、陕西、浙江,其中江苏、广东、浙江、湖南增速较快。

2007年,除福建、海南、青海微降外,其他各省均有增长,增长幅度最大的为广东,其他依次为江苏、陕西、内蒙古、河北,其中河北、广东增速较快;2008年增幅较大的为江苏、北京、山东、陕西,降幅稍大的有四川,其中福建增速较快; 2009年天然气消费量增幅最大的为广东,远超其他各个省份,四川、内蒙古、北京、山西增幅也较大,降幅最大的新疆也只是微降,其中福建增速较快,云南、贵州降速较快;2010年天然气消费量增幅最大的为四川,其次是福建、山西、浙江、新疆,降幅最大是广东,降幅很大,降速较快,其他省份中福建、山西增速较快;2011年天然气消费量增幅最大的是广东,其次是江苏、辽宁、海南、新疆,降幅最大的是四川,其中辽宁、广东增速较快;2012年天然气消费量最大的是辽宁,其次是江苏、河南、北京、山东,降幅微大的是四川。

近几年,天然气整体消费增幅较大的依次是广东、江苏、四川、北京。为进一步深入研究各省（市、区）天然气消费量增量的构成,采用LMDI方法分析化石能耗结构效应、非清洁能耗结构效应、能源强度效应与经济总量效应各自对天然气消费的影响。

2.2化石能耗结构变化趋势

我国现在主要消耗的能源依然是化石能源,包括煤炭、石油、天然气,作为能源,理论上三者在一定程度上可以相互替代使用,化石能耗结构效应不仅可以反映煤炭、石油对天然气的替代作用,更能反映各省（市、区）主要能耗结构变动对天然气的影响。

根据各省（市、区）化石能源结构变化趋势,见图3,对比发现:总体来看,7年来我国各省（市、区）天然气消费比例呈增长趋势,大部分省份持续连年增长,各省（市、区）天然气消费比例大幅增加的有:2006年,江西、广东、浙江、湖南、安徽、江苏、内蒙古;2007年,河北、广东、安徽;2008年,福建、江西、吉林、湖北;2009年,山西、福建、广东;2010年,福建、山西;2011年,辽宁、广东; 2012年,天然气消费比例增速放缓,江西、辽宁、河南增速稍大。从各省（市、区）历年天然气消费数据对比可知,我国四大直辖市和西部各省（市、区）天然气消费比重较为稳定,广东、福建、河北、江西各省变动明显。

图3　各省（市、区）化石能耗结构变动趋势

2.3非清洁能耗结构变化趋势

非清洁能耗占总能耗的比重可以侧面反映出各个省（市、区）能耗结构的低碳化水平,其比重越高,说明化石能源消耗越高;反之,则表示新能源、清洁能源所占比例越多,符合在未来发展中我国环保生态发展的目标。

通过对比各省（市、区）非清洁能耗结构变化趋势发现,见图4,2006年与2007年,海南能源结构出现大幅度倒退的现象,2006年陕西、2008年重庆、2009年福建、2010年天津、广西、2011年广西、内蒙古、宁夏低碳化水平出现较大幅度退步。综合7年数据分析,内蒙古、福建、广东、广西、海南、重庆、青海、宁夏、新疆这些省（市、区）低碳化水平出现不同程度的退步外,我国其他各省（市、区）能耗总体呈低碳化走势,各省（市、区）能源低碳化水平逐渐提高,这也间接表明我国新能源的利用使能源结构的调整取得了一定的成效,这将会进一步促进天然气产业的发展。

图4　各省（市、区）非清洁能耗结构变化趋势

2.4能源强度变化趋势

能源强度反映出单位产出能耗水平,能源强度越高则能源效率越低,能源强度下降越快意味着能源利用效率提高越快,能源利用率得到更快的改善。通过分析各省（市、区）能源强度变化趋势,见图5,对比发现:近7年来,除了海南、青海、宁夏在2011年,新疆在2011、2012年,能源强度反弹外,我国各省（市、区）能源强度呈逐渐稳步下降趋势,能源强度下降幅度非常明显,这表明近年来我国能源效率一直在稳步提高。

图5　各省（市、区）能源强度变化趋势

2.5天然气消费增量分析

根据我国各省（市、区）2006－2012年化石能耗结构效应、非清洁能耗效应、能源强度效应与经济总量效应的构成,算出这7年其各自对天然气消费总增量的累积贡献度,同理算出全国这7年的效应累积贡献度,综合分析得出结果如图6所示,按地域进行微调,省份排名顺序和前面稍有不同。

图6　天然气消费影响因素累积贡献率（2006－2012年）

图6直接反映了7年间各因素对我国天然气消费增量的变动的累积效应。

不论是全国还是各个省（市、区）,经济总量的累积效应占天然气变动总效应的比重基本接近或者达到100%,甚至在个别省份超过了100%,说明这7年来我国经济的发展在很大程度上拉动了天然气消费的增长,贡献率显著。

化石能耗结构效应除内蒙古、重庆、黑龙江、海南、陕西、青海、宁夏、新疆、贵州、云南外,累积贡献率也很高,在我国大部分省份对天然气的增长有很大的正向影响,这也说明了我国各省（市、区）优化能源结构,尤其是近几年大气防治规划的一系列环保政策的执行,有意识加大天然气这种清洁能源的使用,而上述几省（市、区）贡献度不显著的原因是因为其天然气的消费比重一直稳定且消费量比重与其他各省（市、区）相比较大。

总体看来,我国调整能源结构取得一定成效,但也由于我国存在能源依赖的惯性、煤炭与石油的替代作用及天然气定价原因的影响,导致了个别年份部分省（市、区）天然气增量下滑的情况出现;非清洁能耗结构效应影响较为轻微,这反应我国各省（市、区）低碳化水平大有改善,低碳能源结构大幅度上升,清洁能源的需求愈来愈高,对天然气消费的增长有较大的推动作用。

能源强度效应影响累积率为较大的负值,说明能源效率的提高对我国天然气消费增长有负面影响,作用强度也较为显著,长远来看,其效率的提高有助于减缓我国天然气的供需矛盾。

3　结论与建议

通过对影响我国天然气消费的相关影响因素的LMDI指数分解研究,综合分析化石能耗结构效应、非清洁能耗结构效应、能源强度效应和经济规模效应对天然气消费增量的影响强度。

利用各变量研究发现,在节能减排、低碳生态发展的大背景下,我国各省（市、区）优化能源结构取得了一定的成效,在未来要持续加大清洁能源的研发与利用,突破资源开发的技术瓶颈,加速淘汰落后产能,切实推进新型工业化,促进传统产业的升级,提高清洁能源在能耗中所占比例,发挥对煤炭等高碳能源的替代作用,在缓和我国天然气供需矛盾的同时,确保平稳逐步地实现节能减排的低碳目标。

与此同时,我国能源强度逐步降低,个别省份也存在例外反弹的情况,应找出能源利用效率下降的原因并进行改善,同时要从技术创新上寻求突破,引进、研发与掌握一批非传统油气资源开发核心技术,确保在经济平稳发展的前提下,降低经济发展中的能源强度,提高能效,有助于缓和我国天然气能源的供需矛盾,抑制不合理的天然气消费增长,推进低碳减排,提高能源效率。

经济的发展能够有效地拉动我国天然气的消费需求,尤其是现阶段天然气储量丰富与使用较便捷的西北与西南地区,随着我国天然气供应渠道的拓宽,省际间天然气管道运输主干线建设与LNG接收站的完善,地下储库的建设,中部尤其是东部沿海较发达地区能获得更大的能源助力,以保证天然气更多、更快地从资源生产地运往需求地,有利于形成天然气的消费量增加与我国国民经济的平稳发展的良性循环。

综上所述,在我国步入“新常态”,迎接能源变革新挑战的战略机遇期中,我国能源企业应主动、大力推进技术创新与产业升级,加速能源生产和消费转型,构建更加安全、清洁、高效的能源供应体系。与此同时,国家在引导天然气消费与制定天然气产业发展宏图时应当综合考虑天然气消费与煤炭等其他能源消费的替代弹性、各省（市、区）能源效率和经济发展之间的差异关系,以实现天然气消费、经济发展和环境生态在未来能够和谐持续发展。

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（责任编辑熊志军）

Analysis of factors affecting China＇s natural gas consumption based on LMDI

Xu Guozheng
（China University of Mining and Technology,Beijing,Haidian,Beijing 100083,China）

AbstractThe LMDI was used in this paper to analyze the factors affecting the change in natural gas consumption,which was decomposed to the natural gas consumption ratio effect, non-fossil energy effect,energy intensity effect and economic total effect.By the analysis with panel data,it is found that the economy scale was main reason for growth in natural gas consumption.The energy structure is improved with the increasing consumption of natural gas consciously in each province,which lead to a trend of low carbonization.Overall,the energy intensity decreasing gradually is the main factor for inhibiting gas consumption,which can alleviate the contradictions of China＇s natural gas supply and demand to achieve quality,clean energy development and utilization in the long run.

Key wordsnatural gas consumption,LMDI index decomposition,fossil energy ratio effect, non-fossil energy effects,energy intensity effects,economic total effects

中图分类号F062.1

文献标识码A

作者简介:徐国政（1985－）,男,山东枣庄人,中国矿业大学（北京）管理学院博士研究生,研究方向为管理工程、能源安全。