消费总量控制下的能源空间配置路径及优化策略

刘冰　孙作人　孙华臣

摘要 本文尝试性将能源集中化配置模型引入到能源消费总量控制的研究框架，使用规模报酬不变与可变DEA模型，对山东省17地市2005-2015年的工业能源利用效率进行测度，进而结合各地市的边际节能成本（边际能源贡献）分析对能源进行优化配置，找出最优能源利用路径。研究发现：①山东省工业并未出现能源利用的规模报酬递减趋势，各地市实现了工业发展与能源优化利用的同步。②济南、青岛、烟台工业具有较高的能源效率，能够为其它地市的产业转型升级提供技术、经验与资金支持，形成技术扩散效应。③位于省区边界的滨州、聊城、临沂、枣庄能源利用效率不高，与其靠近内陆且缺乏中心城市辐射带动有关。④各地市最优消费路径比较实际消费路径，都呈现不同程度的偏移。偏移最大的为能源效率较高的青岛、烟台、威海等与能源效率较低的枣庄、日照、淄博与莱芜，特别是能源利用效率较低的上述四地市，必须缩减原始能源消费量20%以上，此分配结果与这些地区工业能源利用效率较低的表现相一致。据此可知，经济发达地区实际能源消费量普遍低于最优能源消费量，为负向偏离，可采用持续宽松的能源消费约束;经济次发达地区实际能源消费量相对最优能源消费量偏离较小，应维持现有能源消费量，保持能源消费低速增长的路径;经济不发达地区实际能源消费量普遍高于最优能源消费量，为正向偏离，应改变其能源依赖的发展模式，形成规制型的能源消费路径。

关键词 能源消费总量控制;能源利用效率;能源集中化空间配置模型;DEA

中圖分类号 F206

文献标识码A

文章编号1002 - 2104（2019） 01 - 0096 -11

DOI：10.12062/cpre. 20180914

能源是经济发展的动力来源。伴随经济规模的增长，能源消费量也在持续增加，产生大量的污染物排放，环境压力加大。在我国越来越重视生态文明建设的大背景下，资源环境约束也越来越大。传统经济增长模式下，环境容量约束矛盾越来越突出。特别是，为全面提高生态文明建设水平，国家实行了能源消费总量和强度双控机制，对于高耗能传统产业占比较大的能源消耗大省的影响和冲击更大，迫使这些省份一方面优化产业结构，降低产业能耗水平;另一方面，有必要探索能源消耗总量的最优空间配置和优化，提高定量限制的能源产出效率和效益。山东省是我国能源消费第一大省，传统产业发展基础好，重化工特征明显，能源双控机制对山东经济发展冲击较大。优化山东能源空间配置可以减少能源双控机制的负面影响，也可为其他省份提供可借鉴的能源空间配置路径方法及策略，对更好地推进能源双控机制落地和提高政策实施效率有很大的借鉴意义。

选择山东作为研究样本，还考虑以下原因：①在能源消费方面，2015年山东省能源消费量37 945万t，占全国能源消费量的8.48%，位列第一。山东除了是我国能源消费第一大省外，还存在过度依赖煤炭消费的问题，2015年山东省s0，、NOx与烟粉尘排放量分别为152.57万t、142.30万t与108.25万t，分别位列全国第一、第一与第二位，同样位居前列。因此山东在能源利用方面的问题具有代表性，对其进行研究具有普遍意义。②山东的产业结构、区域发展结构同全国的情况高度相似，尤其是重化工业比重高、东中西发展不平衡等问题突出，对于研究能源配置路径及优化策略具有很强的代表性。以产业结构为例，2015年山东省三次产业与重工业比重分别为45.3%与31.8%，与全国42.4%与32.6%的比重极为相似。在区域产值分布上，2015年鲁东（青岛、烟台与威海）、鲁中（济南、淄博、潍坊、泰安）与内陆地区的10个城市GDP比约为3：3：4，呈现明显的东强西弱特征，与我国的东中西经济布局具有相似性。③选择代表性、典型性省份作为研究样本，可以使研究建立在更形象的研究框架下，得出的研究结论更具体、更细致，一定程度上也能起到“以小见大”的效果。

1 文献综述

能源消费总量控制是这些年我国为实现节能减排和提高生态文明建设水平推出的一项带有全局性和“釜底抽薪”式的举措。以前，围绕能源消费总量控制的研究，多集中于能源消费与环境污染、总量控制策略等方面。在能源消费与环境污染研究方面，众多学者认为环境污染问题是能源消费总量控制的重要动因，特别是现阶段，我国经济增长仍离不开能源消费的支撑，在能源消费总量持续攀升阶段，优化能源消费结构是降低能耗污染的一个重要抓手。从国际经验来看，凡是能源结构以煤炭为主的国家，都经历过大气污染严重的发展阶段。能源消耗总量的增加将直接引致污染物排放量的上升，特别是大量的煤炭消费是雾霾的主要诱因。对我国而言，以煤炭为主的能源消费结构是造成大气污染的根本原因，特别是雾霾污染与煤炭消费显著正相关。张军和王圣提出煤炭消费总量控制的多阶段、多目标模式，认为我国已经进入煤炭减量替代阶段。一些学者认为，改变能源消费结构以及优化产业结构是治理雾霾的关键，新能源开发将有助于控制环境污染，短期内减少劣质煤的使用是较为有效的途径。高湘昀等人利用向量自回归模型、脉冲响应函数和方差分解等方法对京津冀能源消费结构与环境变量的关系进行检验，研究发现：能源消费结构与主要污染物存在显著的协整关系，其中煤炭消费能够迅速影响大气污染物排放。王姗姗等人建立自回归分布滞后一误差修正模型对能源消费要素与环境污染的关系进行细化研究发现：能源消费总量和结构对不同污染物的长期和短期影响存在较大差异。林伯强和李江龙认为环境治理同样能够倒逼能源结构转变，特别是对煤炭消费起到显著的抑制作用。

随着试点省份工作的推进，能源消费总量优化控制研究逐步增加。吴凡对我国节能目标进行了分解与分配，发现经济发展阶段、生产技术水平等经济因素是制约节能目标完成的关键因素，其中，工业节能依旧是我国完成中长期节能目标的决定因素。戴彦德等人认为，能源消费总量控制应以一定区域的节能指标为依据，计算出各种能源的允许消耗总量，并据此对区域内的相关部门做出能耗限额规定，以达到有计划地实现节能目标的目的，节能潜力是能源消费总量控制的基础。齐绍洲和李锴发现能源效率随经济增长呈现出不稳定的变动趋势，能源消费总量控制与能源强度下降之间的必然矛盾并不存在。魏一鸣和廖华认为控制能源消费总量与大幅度降低单位GDP能耗两个目标不完全冲突，存在能源强度下降的同时，进行能源消费总量控制的可能。秦鹏和代霞认为应建立能源消费总量控制目标考核办法，对各地区高耗能产业和过剩产业实行能源消费总量只减不增，对区域内其他产业按先进能效标准实行能耗强度约束，并开展能源消费量指标交易试点，尽可能通过市场手段引导能源消费需求。总结发现关于能源消费总量控制的研究，以分析能源消费总量控制的必要性、可行性及相关影响为主。刘冰和孙华臣采用动态面板门限模型分析能源消费对产业结构调整的门限效应，在此基础上以京津冀鲁为例模拟控制煤炭消费总量对产业结构的动态影响。研究发现：在经济发展的不同阶段，能源消费对产业结构调整的影响存在单门限效应，且这种效应会发生由负向到正向的趋向性变化。如果不考虑技术进步和能源消费结构变化的影响，实施能源消费总量控制政策，短期内不利于产业结构高级化;考虑技术冲击和能源消费结构变化，会有利于促进产业结构高级化，但能源消费结构调整会弱化技术进步带来的正向冲击。刘冰等在估算山东省1995-2010年二氧化碳排放量的基础上，拟合了环境库兹涅茨曲线，同时采用协整检验、误差修正模型分析了能源强度、二氧化碳排放强度与经济增长的短期动态及长期均衡关系，并基于定量关系进行了经济结构调整目标预测。研究发现：人均二氧化碳排放量与人均收入水平存在显著的“倒U型关系”，山东省业已进入“倒U型”曲线的下降阶段，低碳经济背景下加快经济增长有利于提高环境质量，主动减排是合理的政策选择。部分涉及能源消费配额配置的研究，多基于综合评价方法，主观性强，无法做到不同价值判断下多种分配方案的一致性。本文结合节能主体现有能源利用效率与可释放节能潜力，在总量限定的条件下，研究如何实现能源的最优配置，进而达到节能成本的最小与产出的最大化。