基于LMDI分解的山西省居民生活能耗变动分析

李慧芳

(太原工业学院 经济与管理系,山西 太原 030008)

基于LMDI分解的山西省居民生活能耗变动分析

李慧芳

(太原工业学院 经济与管理系,山西 太原 030008)

根据山西省2001—2013年间居民生活能耗变动的数据,运用对数平均指数分解法(LMDI)，将山西省居民生活能源消费的影响因素分为4个:生活能耗结构、生活能耗强度、生活水平和人口规模。通过对比分析,认为居民生活能耗结构因素推动了该地区生活能耗的增长,但贡献度较低;居民生活能耗强度是实现该地区生活能耗下降的重要驱动因素;居民生活水平的改善会刺激居民生活用能的需求,且贡献度显著;人口规模增加会增加生活能耗,但影响较小。最后给出了山西省居民能源结构优化、提高能源利用效率、节能减排等方面的建议。

LMDI分解;居民生活能耗;能源结构;节能减排

伴随着工业化进程的不断发展,我国的整体经济体量不断壮大。与此同时,由于我国工业现代化的能源基础,是以煤为主的化石能源,这产生了大量的碳排放,使我国成为世界碳排放总量大国。因此我国在国际国内面临巨大的能源利用和环境保护压力,节能减排成为我国各省市解决以上问题的重要途径。关于生产领域的能源消耗一直备受学者关注,但是伴随着居民生活能耗的不断增长,其在整个能源消耗结构中所占的比重不断上升,学者们开始把关注的目光投向居民生活能耗的变化。以山西省居民生活能耗为研究对象,分析其变动的主要影响因素,探索节能减排的驱动因素,有助于了解居民生活用能的发展趋势以及制定有效的生活节能措施。

一、文献回顾

指数分解法是学者用来分析能源变动影响因素的常用方法。围绕指数分解分析的方法主要有Laspeyres、Divisia、Paasche、Fisher、Marshall—Edgeworth和投入产出(input—output)等10种之多[1],在研究中被广泛采用的是前2种:Laspeyres和Divisia。随着对数平均迪氏指数法 (Logarithmic Mean Divisia Index, LMDI)[2]的提出, LMDI 可以将Laspeyres分解法存在的余项完全分解, 不会出现不可解释的余项。此外, ANG[3]等对该方法的进一步发展,使 LMDI 能够很好地处理0值和负值的情况, 使得该分解方法可以适用于任何情形的分析。LMDI分解方法又可以分为I型和II型,其中I型是加法形式,II型是乘法形式。

影响居民生活能源消费的因素很多,很多学者做了这方面的探讨。Xu等[4]构建包括人口、结构、房屋面积、生活方式和强度等5因素的混合分解模型,研究新加坡居民能源消费的影响因素;孙涵等[5]运用kaya恒等式将影响中国城镇居民能源消费的因素分为能源强度、居民人均消费支出和人口数;Liu Zengming等[6]运用LMDI法研究了能源价格、消费支出和能源强度分别对中国居民生活能源消费变化的影响;刘满芝等[7]将影响中国居民生活能源消费的因素运用LMDI法分解为生活能源消费密度、能源消费结构、能源强度和经济发展水平。

山西省是能源大省,同时也是能源消耗大省。尤其是十二五以来,随着山西省城镇化的快速推进,2016年该省11个市中城镇人口超过50%的地市已经达到8个。随着城镇人口数量的快速增长,居民在建筑采暖、家电使用、交通出行等方面的能源消耗会相应提高。掌握和分析山西省居民能源消耗的基本情况,对于推动该省的节能减排有重要意义。综上所述,本文以山西省作为研究对象,从2001—2013年间的生活能耗变动入手,运用LMDI I型方法来分析山西省居民生活能耗变动的影响因素,试图分析能源结构、生活能耗强度、居民生活水平、人口规模这4个因素对该地区居民生活能耗变动的影响程度,并提出减少山西省居民生活能耗的相关对策。

二、模型的构建和数据来源

(一)模型构建

本文将山西省的生活能耗表示为E,影响其变动的因素分为能源结构因素、生活能耗强度、居民生活水平和人口规模,运用LMDI分解法构建模型为:

(1)

其中,E表示山西省居民生活能源消耗,Ei表示山西省居民的不同结构的生活能源消耗量,Y表示山西省的GDP总量,P表示山西省的人口总量。

于是,山西省的生活能耗变动,就可以表示为:

ΔE=ET-E0

(2)

ΔE=ΔEi+ΔEe+ΔEgp+ΔEp

(3)

其中,ΔEi表示生活能耗结构效应产生的生活能耗变动量,ΔEe表示生活能耗强度效应产生的生活能耗变动量,ΔEgp表示居民生活水平效应产生的生活能耗变动量,ΔEp表示人口总量产生的生活能耗变动量。具体计算公式如下:

(4)

(5)

(6)

(7)

(二)数据来源

本文数据包括山西省2001—2013年生活能源消耗总量,各种生活能源的消耗量,山西省国内生产总值,山西省人口总量,数据来自于山西省统计信息网中的历年统计年鉴。其中,生活能源结构的分类采用年鉴中“终端能源消费量和构成”的划分方法,包括原煤、洗精煤及其他洗煤、焦炭、石油制品、电力、天然气煤气及其他6种类型;历年名义GDP数值已经根据GDP指数,折算为以2001年为基期的实际GDP。

三、数据分析

(一)山西省居民生活能耗及结构分析

自2001年以来,山西省的能源消耗总量呈现出持续上升趋势,生产能耗一直保持上升趋势,生活能耗除2005年以外一直保持上升趋势。从能耗构成来看,生产能耗占比先是持续上升,在2007年到顶后开始下降;生活能耗占比则先是下降,然后在2008年开始上升。具体数据见表1。

表1 2001—2013年山西省能耗变动及构成

从2001年到2013年,山西省的居民生活能耗增长2.25倍,山西省的人口同期增长1.11倍,可见居民生活能源的消耗远高于同期人口的增长。

从居民生活能源消耗的结构来看,山西省居民的生活能耗中原煤占比一直持续下降,电力能源的消耗则是持续上升,石油制品和天然气等能源则出现一定的波动,但是整体呈增长趋势,具体见表2。2011年以前,煤炭一直是山西省居民生活能源消费结构中最重要的能源,但是从2012年起,电力消耗开始在居民生活能源消费中占比达到最大。随着经济水平的提升,居民对生活质量的要求也必然提升,各类耐用消费品的拥有量不断上升,大功率家电的增加,都提升了居民的电力消费。随着家用汽车的不断增长,石油制品的消费占比增长显著。2004年末山西省每百户家用汽车的拥有量仅1.2辆,到2013年末该指标已经达到20.72辆,汽油消费量增长惊人也是情理之中。另外,随着山西省城镇化的不断推进,天然气和煤气的消费量也在城镇居民的生活能源消费中占比不断提升。尤其是天然气相比较煤气更为安全,也更为环保,自2002年起,山西省各地市都陆续启动了天然气对煤气的置换工作,其未来在居民生活能源消费中占比还会继续扩大。

表2 2001—2013年山西省居民生活能源消费结构

(二)山西省居民生活能耗变动影响因素分解

据式(3)可知,文章拟将山西省2001年至2013年间的生活能耗分解为4个因素:生活能耗结构、居民生活能耗强度、居民生活水平和人口规模,各因素对逐年能耗变动的影响绝对量见表3。由表3可知,13年间山西省居民生活能耗除2005年有些微下降外其余年份都是在持续增长,年均增长量约75万吨标准煤。其中,生活能耗结构效应对能耗变动的影响除2004年和2005年外基本为正向,生活能耗强度效应基本为负向影响,居民生活水平效应和人口规模效应则完全为正向,稳定地推动了山西省居民生活能耗的增长。

就山西省居民生活能耗变动的各个影响因素来看,居民生活能耗结构的变动推动了山西省居民生活能源消费的增长,但是个别年份,改变生活能源的消费结构能够起到降低能耗的作用。从山西省的居民生活能源消费的结构来看,13年以来居民的以煤为主的能源消费,已经转变为以电力、天然气和煤气为主的结构。以煤炭为主的能源消费的下降,在一定程度上有助于减少居民能源消耗,但是电力和天然气的增长速度很快,一定程度上抵消了煤炭消耗下降的影响。虽然能源结构的改变没能有效降低居民生活能耗,但是随着电力和天然气这些清洁能源使用比例的上升,有利于减少CO2、SO2等气体的排放,促进了山西省生态环境的改善。

表3 生活能耗变动影响因素分解 单位:万tec

从居民生活能耗强度效应来看,居民的生活能耗强度对于山西省居民生活能耗变动起到了负向抑制作用,除了2008年、2009年是正值,其余年份都发挥了有效的节能作用。2001年山西省居民生活能耗强度是0.35万吨标准煤/万元,到了2013年已经下降到了0.2万吨标准煤/万元。正是由于山西省居民生活能耗强度的不断下降,有力地带动了总体能耗的下降。但是山西省居民生活能耗强度与全国的居民生活能耗强度之间还存在较大的差异,还有继续下降的空间。2006—2013年间,山西省与全国居民生活能耗强度的差距具体情况见表4。该表中的数据,是根据GDP指数调整为以2006年为基期的数值计算得来,与山西省以2001年为基期计算得出的数据略有不同。

表4 山西省与全国居民生活能耗强度比较情况

从居民生活水平效应来看,人均GDP的增长对居民生活能耗的增长具有显著驱动作用,说明当居民的生活水平提升以后,出于对生活舒适性和出行便利性等等方面的追求,极大刺激了能源的消费。

从人口规模效应来看,随着人口的增长,居民生活能耗在持续增加,但是增长比较平缓,整体上这种影响的贡献度较小。其中2010年由于人口增长率突然爆发达到了4.28%,当年度人口规模效应对能耗增长影响贡献突增,但其后几年人口增长回复平稳,其对居民生活能耗增长的推动作用又开始减小。山西省人口增长比较缓慢,从2004年至2013年人口数量情况来看,除了2010年的增长率异常,其余年份平均人口增长率仅有0.54%,这个数值不仅远远低于我国总体的人口增长率,而且几乎与发达国家的人口增长率0.5%相当。因此,对于山西省而言,因为人口规模导致的生活能耗的增加并不明显。山西省历年人口变动的具体情况见表5。

四、结论与建议

(一)结论

1.居民生活能耗强度是山西省能耗减少的显著驱动因素。能源强度的下降始终是有效抑制能耗增长的重要因素,而且山西省能源强度远远高于我国历年水平,具有巨大的进步空间。

2.居民能耗结构调整几乎没有促进山西省生活能耗的降低。但是,随着电力、天然气、风电、太阳能等新能源的不断开发和使用,煤炭在能源结构中的比例会进一步下降,结构调整相应对于能耗减少的驱动作用将会逐渐显现。

3.居民生活水平和人口规模推动了山西省居民生活能耗的持续上升。其中,居民生活水平对山西省居民生活能耗增长的正向驱动作用显著,人口规模对拉动山西省居民生活能耗的增加贡献较小。

(二)建议

1.调整山西省居民生活能源消费结构,促进新能源的开发和利用。第一,可以增加风能开发。山西地处华北西部的黄土高原东翼,境内山区较多,大部分地区以偏西风为主,基础风速也比较大,具有较好的风能开发潜力和价值。山西省西部的管涔山和吕梁山、东部的恒山、五台山、中条山等地是山西省风能最好的区域[8],也是进行风能开发的重点地区。目前在山西省的朔州市、忻州市和大同市已经分布了绝大多数的风电项目。第二,投资太阳能。山西属于我国太阳能资源比较丰富的地区之一。山西境内的左云、右玉、五寨等地是省内太阳辐射等级最高和次高的地区,比较适合进行太阳能项目的投资与开发。随着清洁能源的不断使用,逐渐减少煤炭能源的消费比重,将有利于节能环保。

2.提高居民生活能源利用高效率,进一步降低生活能耗强度。山西省煤炭资源丰富,冬季采暖期一般为5个月,有的地市甚至更长,煤炭是家庭采暖的主要能源。但是由于目前山西省绝大多数地区还不能实现集中供暖,而且据有关数据显示，中国集中供暖的单位面积能耗高于西方国家2-3倍[9]。提高民用取暖设备的热效率,推行热电联供替代单独煤炭供热,将有助于降低能耗。此外,电力也是居民生活能耗的重要组成部分,山西省绝大多数都是火力发电,一次性能源加工转换效率并不高,需要不断进行技术改造予以提升。

3.转变居民生活用能观念,培养节能减排的习惯。随着居民收入水平的提升,每个居民家庭都拥有相当数量的用电器具,家庭二氧化碳排放量中约有70%由各类家电耗能排放[10]。2012年以来,中央财政以财政补贴方式支持扩大节能家电消费的政策已经启动,通过对企业和家庭两个方面的补贴,刺激节能产品在全社会的普及,提高节能产品的市场占有率。此外,要提倡低碳出行方式,控制山西省家用汽车的增长数量。随着互联网共享经济的提出,顺风车、共享单车逐渐深入人心,这对于减少交通能耗,降低有害气体排放都有一定的促进作用。

生活能源消费影响因素众多,各地地理位置不同、自然条件差异、生活方式不一,都会在不同程度上影响到能源消费的变化。在不降低居民生活水平的情况下,不是单纯实现能源消费量的减少就完成任务,而是需要提升能源利用效率。节能减排的目的任重道远,需要政府、企业、居民等多个方面不懈努力。

[1] 张炎治,聂锐.能源强度的指数分解分析研究综述[J].管理学报,2008(5):647-650.

[2] Ang B W.Decomposition analysis for policymaking in energy:Which is the preferred method?[J].Energy Policy,2004,32(11):1131-1139.

[3] Ang B. W,LIU N A.Nagative——Value Problems of the Logarithmic Mean Divisia index Decomposition Approach[J].Energy Policy,2007,35(1):739-742.

[4] Xu X Y,Ang B W.Analysing Residential Energy Consumption Using Index Decomposition Analysis[J].Applied Energy,2014(113):342-351.

[5] 孙涵,王洪健,彭丽思,等.中国城镇居民生活完全能源消费影响因素的实证研究[J].中国矿业大学学报(社会科学版),2015(3):53-59.

[6] Liu Zengming,Zhao Tao.Contribution of Price Expenditure of Residential Energy Consumption in China from 1993 to 2011:a Decomposition Analysis[J].Energy Conversion and Management,2015(98):401-410.

[7] 刘满芝,徐悦,刘贤贤,等.中国生活能源消费密度的影响因素分解、空间差异和情景预测[J].中国矿业大学学报(社会科学版),2016(2):48-56.

[8] 张向东.山西风能资源及风电发展综述[J].山西能源与节能,2009(5):11-13.

[9] 秦翊.中国居民生活能源消费研究[D].太原:山西财经大学,2013.

[10] 王璇.重庆居民家电节能使用行为影响因素研究[D].重庆:重庆大学,2014.

AnLMID-basedDecompositionAnalysisonChangeofResidentialEnergyConsumptioninShanxiProvence

LIHuifang

(DepartmentofEconomicsandManagement,TaiyuanInstituteofTechnology,Taiyuan030008,China)

According to the changes of energy consumption in Shanxi province from 2001 to 2013, and based on LMDI decomposition method, factors that influence the residential energy consumption in Shanxi are structure of household energy consumption, intensity of household energy consumption, people′s living standard and population scale. It is then concluded that: firstly, the energy structure does help to increase the energy consumption, but insignificantly; secondly, the energy intensity is the dominant reason for the decline of energy consumption; thirdly, the improvement of people′s living standard may stimulate the demand of residential energy consumption, significantly; finally, population scale is not an obvious factor to drive the increase of household energy. Based on the conclusions are put forward the countermeasures about energy structural adjustment, improvement of efficiency of energy use,and energy-saving and emission reduction.

LMDI decomposition;residential energy consumption;energy structure;energy-saving and emission reduction

2017-07-26

李慧芳(1978-),女,山西忻州人,太原工业学院讲师；中国矿业大学管理学院博士生。研究方向：能源经济与管理。

10.16396/j.cnki.sxgxskxb.2017.10.007

C913；F206

A

1008-6285(2017)10-0029-04