城市化与能源消耗：一个文献综述

程开明

(浙江工商大学 统计与数学学院，浙江 杭州 310018)



城市化与能源消耗：一个文献综述

程开明

(浙江工商大学 统计与数学学院，浙江 杭州 310018)

摘要：中国快速城市化进程中面临着日益严峻的能源压力，围绕城市化与能源消耗的现实关联性、城市化与能源消耗的关联机制与路径、城市化延伸特征与能源消耗的关系等内容，系统梳理探讨城市化与能源消耗关系的理论及实证文献，综合评述已有研究的特点及不足，展望未来的拓展方向。明晰城市化与能源消耗之间的关系，有利于确定合理的能耗管理策略，推进新型城市化，实现节能减排，推动经济转型升级。

关键词：城市化；能源消耗；城市规模；城市空间结构；产业特征

改革开放以来，中国城市化水平从1978年的17.92%提升至2014年的54.77%，城市对于社会、经济及生活的作用更为突出；同期，中国能源消费水平不断上升，面临的能源问题备受关注。在中国，城市能源消耗占到总能耗的75.15%，城镇居民人均能源消耗量是农村居民的6.8倍(Shobhakar,2009)，显然，城市在能源消耗和温室气体排放中占有举足轻重的地位，节能减排的重心应放在城市。随着城市化的快速推进，城市规模不断扩大，城市结构迅速变化，城市产业结构不断演进，这些都对能源消耗总量及效率产生显著的影响。可以预见，未来中国城市化水平将继续提升，能源消费总量也会不断增加，对于城市化与能源消耗之间的关联机理及实际表现尤其值得关注和研究。为此，全面、系统地梳理城市化与能源消耗关联机制及现实效应的相关研究文献，开展综合性评述，有利于清晰认识城市化与能源消耗之间的关系，廓清城市化及其延伸特征影响能源消耗的理论机制与具体路径，拓宽解决日益严峻的能源问题的视野与途径，进而提出有针对性的能耗管理策略。

一、城市化与能源消耗的关联表征

从20世纪80、90年代至近几年，利用截面数据的相关回归分析及时序数据的双变量或多变量协整技术，检验发达国家和发展中国家城市化与能源消耗之间关系的文献大量出现。

(一)基于截面及面板数据的关联表现

众多文献利用不同的数据来源及模型，从国家、城市及家庭等多个层面探讨了城市化与能源消耗、温室气体排放之间的关系(Poumanyvong et al.,2011)。

1.宏观层面。一些研究利用国家层面的截面及面板数据，得出城市化增加能源需求、产生更多温室气体排放，即城市化与能源消耗之间正相关的结论(Jones,1991;Parikh et al.,1995;York,2007)。这种正相关性既在发达国家中有所体现，譬如西欧国家、美国等，也体现于发展中国家，譬如印度、中国、新喀里多尼亚(Mishra et al.,2009)等。鉴于较少研究量化与系统地探讨处于不同发展阶段国家的城市化对交通能源使用的影响，Poumanyvong et al.(2011)利用STIRPAT模型实证检验了1975—2005年高、中、低收入国家的城市化对交通运输能源使用的影响效应，发现两者之间正向关联，影响效应在不同收入组之间具有显著差异。Adnan et al.(2015)利用1992—2010年新欧盟成员国和申请加入欧盟国家的面板数据，验证了环境库茨涅兹曲线的存在，发现城市化是推动能源消耗上升的格兰杰原因。

另有一些文献则指出城市化与能源消耗之间存在负相关性，Mishra et al.(2009)发现，在斐济、法属波利尼西亚、萨摩亚群岛和汤加等国家或地区，城市化与能源消耗之间呈负相关。利用EKC模型和OECD数据，Liddle(2004)发现，城市化和人口密度对人均交通能源产生负向影响，城市化与城市密度提升了公共交通等基础设施的使用效率，从而降低了能耗使用和排放。

在城市层面，代表性的研究是Newman et al.(1989)对城市密度与交通能源消耗关系的检验，他们发现城市密度越高，人均交通能源消耗越低。中国城市紧凑度对家庭能源消费具有负向影响；处于较高发展阶段的城市(譬如东京、首尔)其人均二氧化碳排放水平要低于较低发展阶段的城市(譬如北京、上海)。Hankey et al.(2010)分析1950—2000年142个美国城市数据后发现，期间城市密度不断下降，而行车公里数、交通能源消耗及排放量不断上升，城市家庭每户行车公里数低于农村地区家庭，城市化与总体交通排放之间正相关。IEA(2008)报告显示，美国城市居民的交通能源消耗要比平均水平低11%，说明城市化与交通能源消耗负相关。一些研究发现，城市工业和服务业水平的差异也会影响到人们的交通需求和交通能源(Jones,2001)。

2.微观层面。家庭收入水平对于家庭能源消费总量和结构的影响显著，高收入家庭往往使用较多的能源，而低收入者的能源消耗较少；另外，家庭规模的扩大对人均用能的影响不明显，但家庭空间与设施共享带来的规模效应使得人均能源消耗水平下降(Vringer et al.,2007)。表面上看，印度城市家庭的平均能源消耗明显高于农村家庭，而一旦控制家庭支出水平、家庭规模和住户类型等变量后，城市家庭的能源消耗量比农村家庭更小(Pachauri et al.,2008)；印度农村住户的总体能源消耗明显超过城市住户，但在泰国东北部地区城市化与家庭能源消耗总量之间正相关。

3.中国表现。中国城市化与能源消费的关系也为较多文献所探讨，结果显示城市化水平与能源需求之间存在较强的正相关性，中国城市化趋势与煤炭、石油、天然气等主要能源需求之间的相关系数均高于0.7(Shen et al.,2005)。中国城市化在提高居民生活水平的同时，也推动了能源消耗的快速上升。Zhang et al.(2012)利用1995—2010年中国省级面板数据的STIRPAT模型发现，城市化会对能源消耗产生推动效应，但影响效应在地区之间存在显著差异，从西部到中部再到东部，影响效应逐步递减。城市化给中国能源供应与自然环境带来日益上升的压力，其引致的经济增长使生产性能源消费显著增加，但带来的规模经济和技术优势使得人均居住能源消费的增速变缓，技术进步则有利于减少生产性能耗。

国内一些文献也对中国城市化与能源消耗之间的关系进行了探析，结果显示：随着城市化推进，人均能源消耗不断增加，城市化水平与煤炭、石油、天然气消费量的相关系数都在0.9以上(耿海青, 2004)，但城市化对能源消耗的正向影响存在着显著的区域差异性。王子敏等(2012)利用2000—2009年中国省级面板数据建立时间和空间双固定效应的面板空间杜宾模型，发现存在一条U型的城市化能耗库兹涅茨曲线，现阶段城市化水平处于曲线的右侧部分，对能耗增长的贡献较大。

(二)基于时序数据的动态关系

一些文献利用时序数据考察城市化与能源消耗量之间的格兰杰因果关系(Liu,2009)。AI-Mulali et al.(2013)利用完全修正最小二乘法，考察1980—2008年全球8个地区城市化与能源消耗之间的动态关联性，发现两者具有长期正向关联性的国家占到84%，16%呈现出混合性结果，即部分国家呈负相关，一些低收入国家的关联性不显著。对中东和北非国家的城市化与能源消耗之间关系的面板协整分析表明，两者之间存在协整关系，动态最小二乘估计得到它们之间的双向正关联性，但这种关联性随国家收入与发展水平不同而有所差异。Halicioglu(2007)根据土耳其1968—2005年的时序数据，利用ARDL方法检验能源消耗、能源价格、GDP与城市化之间的格兰杰因果关系，验证了GDP、能源价格及城市化对能源消耗长期格兰杰因果关系的存在，而短期因果关系不确定。Liu(2009)利用一个包括能源消耗、人口增长、经济增长和城市化的生产函数，借助ARDL方法和因素分解模型给出中国城市化与能源消耗关联性证据，即总体能源消耗与城市化水平之间存在长期稳定的关系，无论从长期还是短期看，城市化都构成总体能源消耗的格兰杰原因。根据中国1978—2010年国家与省级时序数据，开展城市化与能源强度之间动态关系的探析，Liu et al.(2013)发现城市化与能源强度之间存在着非线性因果关系。Salim et al.(2014)根据OECD国家1980—2011年数据，利用STIRPAT模型分析城市化对可再生与不可再生能源消耗的影响，发现城市化是导致不可再生能源消耗上升的显著因素。

由于城市居民的能源消耗水平明显高于农村居民，城市化必然导致能源消耗总量增加。对中国城市化与能源消费之间动态关系的实证分析表明，两者之间存在长期均衡关系，城市化水平提高是导致能源消费量增加的格兰杰原因(刘耀彬,2007；胡宗义 等,2011)。王强等(2010)构建了城市化演进的能源消费总量响应、结构响应和效率响应模型，发现1978年以来中国城市化与能源消费总体上来看较为协调，城市化发展对能源消费结构优化的作用强度不但没有增大反而呈减小趋势，城市化对能源消费效率提高的作用强度具有波动性逐步加强的特征。当然，也有文献指出，城市化对能源消耗的影响主要体现在生活用能方面，城市化水平提高对能源强度下降具有较强的促进作用。

二、城市化与能源消耗的关联机制

至于城市化与能源消耗关联性的内在原因，不同学者给出不同角度的解释。城市化水平的提高一方面通过促进经济增长等途径带来的规模效应而导致能源消耗增加，另一方面通过降低第二产业的能耗强度等技术效应或提高第三产业比重等结构效应而减少能源消耗。

(一)城市化影响能源消耗的机制与路径

通过解析城市化影响能源消耗的理论机制及路径，研究发现城市化对能源消耗的影响是规模效应、技术效应、结构效应和阶段性效应的综合作用结果。

1.规模效应。城市化主要表现为城镇数量的增加和城市规模的扩大，是生产要素逐步向城镇集中的过程，进而引致大规模的建筑、交通、道路等设施建设，而无论是建设过程中还是建成后投入运行，都要消耗大量能源。快速城市化进程的大量新增建筑，除直接增加城镇建筑的总体能源消耗外，还将拉动水泥、钢材、玻璃等高耗能行业的迅速发展(王蕾 等,2014)。此外，城市化还通过固定资产投资、技术进步和人力资本等中介因素促进经济增长，从而间接影响能源消耗(徐安,2011)。

2.技术效应。城市化促使生产要素在空间上的聚集，进而汇集大量专业化企业和人才，形成专业化与多样性条件；城市有利于人力资本积累、面对面的交流，为技术创新创造良好环境，促使新技术产生。城市完善的信息基础设施和良好的交流氛围，也有利于技术创新的快速扩散。所以，城市化使得技术创新的成本更低、效率更高。而技术创新既可以提高能源利用效率直接影响能源消耗，又能够通过促进经济增长而间接带动能源消耗(王蕾 等,2014)。

3.结构效应。由于城镇居民的能源消耗水平明显高于农村居民，城市化促使农村劳动力向城市转移必然导致生活用能上升。城市化水平的提高有助于促进产业组织结构、产品结构等不断调整(王强 等, 2010)，资源配置更加合理，能源利用效率不断提高，从而降低能源消费。另外，城市化会导致能源消费结构发生变动(程开明,2011)：一方面，农民以农作物秸秆和动物粪便等生物能、煤炭等作为主要能源，而城市居民则主要消耗电力、天然气等商品能源；另一方面，城市基础设施完善，为电力、天然气等优质能源供给提供了便利。所以，城市化有利于降低煤炭所占比重，提升电力、天然气等优质能源的比例，这种结构变化将影响能源消耗强度与总量。

4.阶段性效应。不同的城市化模式对能源消耗和环境质量的影响不一，且对于不同发展阶段的地区或国家也有所差异(Poumanyvong et al.,2011)。早期阶段，城市化引起的人口乡城转移会推动生活用能快速上升，产业结构从以农业为主向以工业为主转变，推动能源消耗水平大幅上升；中期阶段，城市化推动经济增长、提高居民生活用能，轻工业逐渐向重工业转移，进而带来能源消耗总量的持续上升；成熟阶段，城市化进程放缓，产业结构以第三产业为主，城市带动的技术创新速度加快，人均能耗增长减缓或基本稳定，能源消耗消费强度趋于下降。

(二)城市化影响能源消耗总量

城市化导致的汽车拥有量增加、劳动力转移、城市建设、大城市比重提高等，都是促进能源消费总量增长的重要因素，同时农村经济非农化对能源消费总量的增长也起到一定的推动作用(王强 等, 2010)。Parikh et al.(1995)分析了城市化增加人均能源消耗量的两条路径：一是通过产品与服务需求的增加而提高能源消耗；二是直接增加生活和交通能源消耗。

城市化通过促进经济增长等规模效应，引起能源消耗总量增加；城市化通过带动产业结构转换，特别是第二、第三产业的快速增长必然导致能源消耗上升(徐安,2011)。另外，城市化有利于人均收入水平的提高，增强居民的实际购买力，提升对电冰箱、空调机等耐用消费品的需求，从而带来生活用能的增加。从农村迁移到城市使居民对电力的使用更为方便，因而倾向于购买更多的家用电器且使用时间更长，增加了能源消耗。

随着经济发展和城市化的深入推进，多数城市的功能逐步从生产型向消费与服务型转化，建筑和交通能耗成为城市能源消耗的主要构成。一些研究指出，城市化与能源消耗的正相关性主要源于城市化会增加交通能源消耗(Jones,2001)，城市化鼓励更多的汽车出行及延长出行距离进而增加交通能源消耗，城市居民私家车的拥有量也远超过农村，机动车拥有量的增多和使用次数及距离的增加，使得交通能耗大幅度增长(黄飞雪 等,2011)。郑思齐等(2010)指出，快速城市化带来城市空间结构的迅速扩张和重构，机动车保有量增加，以及交通拥堵所导致的车速缓慢、汽油燃烧效率偏低等，都大大增加了城市交通的能源消耗与碳排放量。

(三)城市化与能源消耗结构

农村居民向城镇转移带动的能源消费结构变化，导致能源消费结构由直接燃烧煤炭和有机物而转向使用电力、石油、天然气等较清洁的能源(黄飞雪 等,2011)，因为城市居民用能以商品能源为主，电力、天然气等优质能源占比较高。Pachauri et al.(2008)指出，城市化导致居民能源消费从传统的有机物燃料向商业燃料转变，因为农村地区对燃烧效率较低的化石燃料(生物、木炭、煤等)依赖程度较高，而城市地区更多是使用高效率的商业化和网络化燃料。另外，城市化引起基本生活需求的用能比例下降，享受型生活用能比例上升。

Liu(2009)认为，产业与技术结构的提升有助于提高能源利用效率，导致城市化对能源使用的正向影响效应随着城市化进程而逐步减弱。张馨等(2011)通过测算中国居民家庭能源消费发现：2000—2007年城镇居民家庭的直接能耗和间接能耗都呈上升趋势，农村居民家庭的直接能耗逐年增加而间接能耗下降；在不考虑其他因素的前提下，一个农村居民转变为城市居民，将增加能源消费量1085.26千克标煤。

(四)城市化阶段的差异化影响

不同经济部门的城市化机制差异将引起城镇能源需求的增长和能源组合的变动，这种关联性在发达国家与发展中国家、发展中国家之间都有所不同。高收入城市的温室气体排放量比平均水平明显要低，原因是：一方面，这些城市具有更高的建筑密度和更低的人均居住面积，导致其相对于郊区和农村地区在制热、制冷等方面的能源消耗更低；另一方面，这些城市通常拥有发达的公共交通系统从而小汽车拥有水平相对较低，交通能耗相对减少。岳立等(2014)运用STIRPAT模型分析发现，不同城市化水平对能源消耗的影响存在差异，低水平组中城市化率对能源消耗的影响效应最大，高水平组中能源消耗对城市化率呈倒U型环境库茨涅兹曲线。

城市化发展阶段与能源消耗具有内在逻辑联系，即中国经济快速增长推动城市化进程，而当前城市化进程中的工业化特征体现为高耗能产业迅速发展(林伯强 等,2010)，所以城市化会提高整体能源消费水平。中国城市化和工业化是能源消费变动的主要原因，不同城市化阶段对能源消费的影响存在差别(梁朝晖,2010)：一是能源消费增长主要受工业化驱动，而受城市化的影响较小；二是能源消费受城市化的影响逐步变大，而受工业化的影响变小；三是城市化与工业化共同驱动能源消费的增长。当前，中国城市化处于中期阶段，其对能源消耗的影响不仅具有当期效应，还具有累积效应(黄飞雪 等,2011)。在城市化发展的不同阶段，城市化所伴生的各种问题也将对能源消耗产生非线性影响(王子敏 等,2012)：前期阶段，城市化促进了人口、资源、知识等要素的集聚，有利于生产力的提高和技术进步，推动能源效率提高；随着城市化的推进，城市交通拥堵等负外部性、居民能源消费倾向提高等都会导致能源消耗上升。

三、城市化延伸特征与能源消耗

伴随着城市化的推进，一个国家或地区的城市会形成不同的规模等级、空间结构及产业分工，这些城市化延伸特征也对能源消耗产生差异化影响。

(一)城市规模与能源消耗

伴随经济发展、城市化和人口增长而不断扩张的城市规模，引致更多的交通需求，导致更多的能源消耗。Jones(1991)认为，城市化使城市产生规模效应，从而增加单位产出的能源消耗。显然，能源消耗与城市规模存在相关性，城市越大，通勤和拥堵引起的能源浪费量越多，所以特大城市的通勤能源消耗通常高于人口规模为100万～200万人的城市(Parikh et al.,1995)。对于人均GDP相同的城市，城市规模、城市类型、建筑和交通模式及用能行为可能是决定城市能耗差别的主要因素。Chen et al.(2011)以中国珠江三角洲地区5个快速成长的城市(东莞、佛山、广州、深圳和中山)为样本，利用面板数据估计城市土地利用与能源消耗之间的关系，发现城市规模与能源消耗正相关，分散型的城市土地利用模式与能源消耗正相关。

不同规模城市的技术节能效果存在明显差异，能源效率也存在很大区别(洪丽璇 等,2011)。以能源强度指标衡量，超大规模城市的能源利用效率最高，其他规模水平的城市能源效率则较低。洪丽璇等(2011)实证发现:人口在20万～50万人之间的中等城市结构效应、技术效应和规模效应最为明显；更大人口规模的城市，其结构效应和技术效应随人口规模的扩大而有所减弱；超大规模城市的人口和工业扩张不一定导致能源消耗的持续增长和低效率的能源利用，关键在于能否有效发挥技术节能的潜力。武俊奎(2012)则发现，50万～100万人的中等城市、100万～300万人的大城市以及300万～1000万人的特大城市，其节能效果好于其他规模等级的城市，大城市和中等规模城市比小城镇能源利用效率更高、碳排放更低。

(二)城市空间结构与能源消耗

不同城市形态对能源消耗的影响不一样，城市化与能源消耗之间的关系在紧凑型城市与蔓延型城市之间存在显著差异。紧凑城市理论主要讨论城市紧凑化发展所带来的环境效益，认为高密度城市更有利于发挥公共基础设施(包括公共交通、学校和供水等)的规模经济，降低对汽车通行的依赖度、通行距离及电力输送的损耗，进而减少能源消耗和排放(Jenks et al.,1996)。而分散型的城市土地利用必然导致通行距离的增加，不规则的土地利用模式也将导致能源消耗的增加。Newman et al.(1989)对比世界主要大城市的人均石油消耗量与人口密度后发现，城市密度与人均能耗之间存在着规律性联系，提高城市密度并改善交通有利于降低能源消耗及气体排放量。由于此文未对城市的社会经济变量加以控制，因而无法真正揭示城市形态和家庭能源消耗之间的关系，并引起相应的争论(Mindali et al.,2004)。一些批评意见认为，城市密度上升将导致更严重的交通拥堵、人口拥挤和空气污染，这些负面效应可能超过紧凑城市所带来的效益，导致能源消耗和排放的增加，因为如果没有充足的城市基础设施支撑，高密度必将引发一系列城市环境问题。还有一些批评意见则主要针对紧凑城市政策的实际可行性，如Sharpe(1982)指出，如果将墨尔本的人口密度提高三倍则只能节约11%的交通能耗，提高密度和加大公共交通投资的规划政策效果不太明显且具有区域性差异。

针对城市形态对能源消耗和碳排放的影响存在不确定性，Anderson et al.(1996)对两者之间的关系进行了全面的文献回顾，激发大量后续文献利用更复杂和综合的数量模型开展实证分析。美国家庭通勤调查数据显示，城市形态对通勤行为的影响随测度指标选择的不同而有较大差异，城市形态对汽车能耗的直接效应不明显，而是通过通行速度等渠道对能源消耗产生间接影响。Anne-Francoise et al.(2013)利用比利时10年一次的调查数据，分析能源消耗、通勤距离与学生通勤模式选择之间的关系，发现：土地利用模式与学生通勤能耗之间的关系与以往文献中得到的城市形态与上班通勤能耗的关系明显不同；中学和大专院校在城市中心的高度集中会引致更高的能耗比率，幼儿园和小学的分散将导致更低的能源消耗和更多的步行与骑车行为。Chen et al.(2008)则认为，城市形态对能源消耗的影响较为复杂，珠江三角洲5个城市的遥感影像数据显示，城市土地利用的破碎化和不规则化程度与能源消耗正相关，最大城市斑块的控制度与能源消耗负相关。

城市空间的紧凑型发展，能够有效提高土地使用效率，导致更高的容积率与居住密度，减少住宅与外界的接触面积，进而提高能源利用效率，减少能耗损失(Zheng et al.,2010)。范进(2011)通过构建城市密度对能源消耗影响的经济学模型，分析中国地级市交通、家庭能耗与城市密度的关系，发现城市低密度化发展会导致城市能耗增加。利用UITP数据库中87个城市的截面数据与中国286个地级以上城市的面板数据开展计量分析，程开明(2011)发现，城市紧凑度越高人均能源消费量越低，经济发展是造成能源消耗不断增加的重要因素。解析城市密度与能耗消耗之间的关联机制，发现城市密度主要通过交通能耗与家庭能耗两条路径影响能耗总量：其一，较低的城市密度往往导致交通网络和服务设施相对分散，居民的出行距离增加且交通出行更依赖于私人小汽车，不利于发挥公共交通的规模效应，导致交通能耗增加；其二，城市低密度发展导致对住房采暖、制冷、照明的要求更高，能源损耗更大，家庭能耗总量增加(滕飞 等,2011)。可见，城市低密度发展必然导致能源消费总量增加，紧凑城市则是提高能源效率的有效途径之一。

(三)城市产业结构与能源消耗

众多文献指出，伴随着工业化与城市化进程的产业结构变动是影响能源消耗的重要因素。城市化主要推动第二产业的结构升级和第三产业的发展，而不同产业的能耗系数不同，三次产业的能源强度也存在明显差异，产业结构变化必然对能源消费产生重要影响(刘畅,2012)。发达国家的经验表明，产业结构的演进在相当程度上影响着经济增长与能源消耗。

早期一些研究认为，能源消耗强度下降主要由产出结构的变化所引起。行业间的结构变化是美国近40年能源消耗强度下降的主要因素，但1980年后部门内部的效率改进则起到更重要的作用。中国经济及能源数据按三次产业进行分解表明，能源消耗强度降低的主要动力来自各产业能源效率的提高，而产业结构变化降低能源强度的效应逐步减弱。周勇等(2006)采用AWD法对中国1980—2003年能源消耗强度的变化进行分解，发现各因素在不同阶段的作用有所差异，其中结构变化在20世纪90年代中期前对能源消耗强度的下降起主导作用，之后逐渐减弱甚至产生负作用。

伴随着中国城市化进程的加快，工业部门内部结构重心从轻工业逐步转移到重工业，呈现出重工化趋势，而重工业单位产值能耗远大于轻工业，这一结构调整大大拉动能耗总量的快速增长。能源消费不断上升主要不是由第一产业和第三产业引起，而是由第二产业的发展所造成，工业增加值占GDP比重、城镇人口比重都会增加能源消费，第三产业比重则会降低能源消费。李春发等(2012)运用协整分析、误差修正模型和Granger因果关系检验，对能源消耗总量与产业发展水平间的长期均衡和短期波动关系进行探讨，结果表明，天津市能源消耗量与三次产业产值之间均存在协整关系和一定方向的因果关系。

四、评述及展望

已有文献的系统回顾显示，城市化及其延伸特征会对能源消耗产生较强的影响效应，彼此之间存在现实关联性。同时，我们也看到，由于以往文献中采用的研究方法、资料所属时间、样本国家或地区选择等不同，对于城市化与能源消耗关系的实证结论存在较大差异。这些争议性研究结论也从一个侧面说明，城市化与能源消耗之间的关系较为复杂，两者之间可能并不存在某种确定性的关联机制。

能源消耗很大程度上影响着环境质量，能源消耗快速增加带来的环境污染和气候变化问题不断凸现。中国经济增长及城市化进程中对能源的利用存在大量粗放状态，加剧了能源消耗对环境、气候造成的压力，能源消耗已成为经济社会持续健康发展的重大问题，在未来发展过程中如何应对日益严重的能源与碳排放问题须认真考量。综观国内外研究动态，本文发现，现有文献对“城市化与能源消耗”这一总体框架中的部分内容阐述得还不够深入、充分，甚至较少涉及，其中国内的相关研究又尤显滞后，具体表现为以下几个方面：

(1)尚未明晰城市化与能源消耗之间的关联性受到国家或地区发展阶段、收入水平的影响及内在机制与程度。很多研究在考察城市化与能源消耗之间关系，给出两者之间的相关性时，没有考虑不同发展阶段所带来的影响；鉴于这一不足，部分文献初步注意到不同发展水平对两者关系的影响(Poumanyvong et al.,2011)，但主要是利用国别数据且未深入探讨内在机制，得到的结论也不一致。由于中国不同地区的社会经济发展阶段、收入水平存在较大差异，必然导致各地区城市化对能源消耗的影响呈现出异质性特征，因此这种影响的内在机制及具体表现有待于进一步深化研究。

(2)对城市规模与能源效率之间关系的分析过于简化，不够透彻。少数文献涉及对城市规模与能源效率之间关系的描述(Parikh et al.,1995)，但通常只是简单地考察两者之间的线性相关性，而没有利用定量模型对城市规模影响能源效率的显著性进行估计。现实中，城市规模对能源消耗的影响很有可能是非线性的，即可能存在某一最佳城市规模，此时城市能源效率最高，而低于或超过这一城市规模，城市能源效率会下降，即城市规模与能源效率之间表现为二次曲线特征。现实中这一假定是否成立？背后的机理是什么?显然还需要开展理论探析并利用分规模等级的大样本城市数据进行计量检验。

(3)对城市空间结构影响能源消耗内在机理的解析不够全面，而针对中国城市的实证分析更是缺乏。从文献回顾可知，涉及城市空间结构对能源消耗影响的研究集中于实证考察，对于两者之间内在关联机理的论述还不够充分，且较为分散，有必要在已有研究的基础上加以系统综合、提炼。已有实证研究中，对于城市空间结构的衡量通常只利用“人口密度”作为代表性指标(人口密度越高城市空间越紧凑)，显然存在明显的不足，因为城市密度难以全面反映城市空间结构，具有相同人口密度的城市可能表现出单一中心结构、辐射状结构和多核心结构等不一样的模式，土地利用程度也可能存在较大差异。可见，有必要构建包括人口、经济、交通、形态等多子系统的城市紧凑度综合评价指标体系，以此开展城市紧凑度的综合测评，进而考察其与能源消耗之间的关系，得到更为全面、准确的结论。另外，已有文献对于中国城市空间结构与能源消耗之间关系的关注不够，对于中国这样的发展中大国，由于人口多、密度高，紧凑型城市是否具有现实可行性，能否作为未来的发展目标，还需要结合城市的能源消耗情况展开深入研究。

(4)已有研究较多地探讨了城市产业结构对能源消耗的影响，而对于城市产业的专业化、多样性特征如何影响能源消耗，哪种特征更有利于提升能源效率，还鲜有涉及。城市作为社会分工的产物，聚集着高度专业化的企业、专业性人才。城市也是人类聚居的联合体，不同类型的人聚集于城市，兴趣、能力、需求、财富等各不相同，促成了多样性环境的形成。现实中，城市产业通常表现为专业化与多样性共存。伴随着城市化发展，城市产业的专业化、多样性不断演化，进而对能源消耗产生影响，究竟是专业化还是多样性更有利于提升能源效率，还未发现相关论述，因而迫切需要开展相应的理论探求与实证分析，以增强对城市产业发展方向的政策性指导。

未来，基于城市化及其延伸特征视角开展能源消耗问题的研究，不仅能够彰显城市化对于能源问题的重要性，有利于明晰城市化与能源消耗的关联机理，而且可以通过量化分析结论为政府部门确定合理的能耗管理策略提供依据，使解决日益严峻的能源问题具有更宽广的视野与途径。鉴于已有研究的基础与不足，从理论上探究城市规模、城市空间结构、城市产业特征影响能源消耗的理论机制，并实证解析中国城市的现实表现，无疑有利于在已有成果基础上深化同类研究，对于履行中国在碳排放方面的国际承诺，推进经济转型升级具有现实意义。

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(责任编辑彭江)

Urbanization and Energy Consumption: An Overview

CHENG KaiMing

(School of Statistics and Mathematics, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310018)

Abstract:With the rapid development of urbanization in China, pressure of energy is becoming more and more obvious, and energy consumption in cities accounts for more than two-thirds of the total energy consumption. This paper carries out a comprehensive and systematic survey of literature about the relationship between urbanization and energy consumption including the correlation between urbanization and energy consumption, mechanism and path of urbanization impacting energy consumption, extension characteristics of urbanization on energy consumption. Comprehensive review of advantages and disadvantages about existing research is achieved. The future direction of this field is put forward. Understanding the relationship between urbanization and energy consumption is helpful to determine reasonable energy management strategy, advance new type urbanization, achieve energy conservation and emissions reduction, and promote economic transformation and upgrading.

Keywords:urbanization; energy consumption; urban size; urban spatial structure; characters of industry

收稿日期：2015-10-14

作者简介：程开明(1975--)，男，湖北广水人，浙江工商大学统计与数学学院教授，博士生导师。

基金项目：国家自然科学基金面上项目“城镇化进程中的能源消耗：影响机理、中国实证及管理策略”(71373240)；教育部人文社科规划基金项目“城市发展影响创新溢出的理论机理及应用研究”(13YJA630012)；浙江省哲学社会科学规划“之江青年课题”“城市化进程中的能源消耗：影响机理与实证分析”(13ZJQN005YB)。

中图分类号：F291.1

文献标识码：A

文章编号：1011-6260(2016)01-0036-09