基于SSM模型的我国能源终端消费结构研究

金 一， 关 伟,2

(1.辽宁师范大学 地理科学学院，辽宁 大连 116029；2.辽宁师范大学 海洋经济与可持续发展研究中心，辽宁 大连 116029)

能源资源是国民经济发展的重要物质基础.2018年，中国能源消费总量为46.2亿t标准煤，是世界上最大的能源消费国，占全球能源消费量的24%和全球能源消费增长的34%.尽管中国经济增速放缓，但一次能源消费量在2018年增长4.3%，为2012年以来最高增速，连续18 a成为全球能源增长的最主要来源.然而，伴随着能源消费总量的不断提升，中国在2018年因能源使用产生的二氧化碳排放增长2.2%，相较于近5 a平均增速(0.5%)呈现显著反弹，碳强度依然较大.因此，在全球气候变化及生态环境保护压力下，探讨各地区分行业能源资源消费量并优化能源资源配置，对绿色经济发展以及能源资源可持续利用具有重要意义.

目前，我国学者对于能源消费结构的相关研究成果主要集中在以下3个方面：第一，能源消费结构的演化、现状及优化探讨.能源消费结构的合理性是评价国家及地区经济发展状况、可持续发展的重要指标[1].近年来，我国以煤炭为主的高碳能源消费占比逐步降低，清洁可再生能源使用比重不断提升[2].完善国家能源管理体系、控制产业总能耗、创新升级技术以提高能效、推广绿色清洁能源是未来国家能源消费结构优化的重要路径[3].第二，能源消费结构的影响因素分析.农村生活能源消费方面，地形因素阻碍了商品性能源的交易运输，家庭收入提高对商品性能源的流通起促进作用，受教育程度提升以及从事非农行业有助于商品能源的普及[4]；工业能源消费方面，能源消费强度的改变是能源消费结构改善的最主要因素，其次是工业化水平、资本要素投入程度和产品对外开放程度，而城市化水平、人均收入等因素对工业能源消费结构影响较小[5].对区域能源消费结构影响因素分析的相关结果与工业能源消费基本一致[6].第三，能源消费结构与经济增长、产业结构的关系研究.煤炭和石油资源的消费对我国经济增长起到了显著正向作用[7].同时，在我国产业结构演变进程中，煤炭资源消费对其影响最大.在能源效率的不断提升下，能源消费结构与产业结构之间的传统互动关系发生了改变[8].

通过对过往研究成果的梳理总结发现，受到数据可获取性、模型方法、指标评价体系等不同因素的影响，当前我国学者对于能源消费结构问题的探讨，尚缺乏从分行业视角对各区域能源终端消费结构的优劣及竞争力系统评价，可供未来国家能源可持续利用的实证研究及理论探讨相对不足.基于此，本文以中国东部、中部、西部三大区域为研究对象，运用偏离份额模型对各区域2001—2016年分行业能源终端消费结构进行分析，实证探讨各区域能源消费结构的优势、劣势及竞争力问题，以期为未来我国能源资源的可持续利用提供参考与借鉴.

1 研究方法、数据来源与研究区域概况

1.1 研究方法

偏离份额模型(Shift-Share Model，简称SSM)是由美国经济学家丹尼尔·克雷默[9]提出，广泛应用于经济学、地理学等领域.本研究将偏离-片额模型应用到能源消费领域，以全国能源终端消费总量为参照，将省际能源终端消费总量分解为份额分量、产业结构偏离分量和竞争偏离分量，以此评价能源终端消费结构的优势和劣势及竞争力的强弱[10].

全国和省际的能源终端消费分别用B和b表示，时间范围[0,t].设初始期全国和省际能源终端消费量分别为B0，b0，末期(第t年)能源终端消费量分别为Bt，bt.

中国各省第j产业部门在[0，t]内的变化率为

(1)

全国第j产业部门在[0，t]内的变化率为

(2)

按照全国各行业能源终端消费量所占份额，将各省各行业能源终端消费量进行标准化处理得到：

(3)

在[0，t]时间范围内，中国第j行业能源终端消费增长量为

Gj=bj,t-bj,0.

(4)

在[0，t]时间范围内,全国第j行业能源终端消费增长量Gj可以分解为全国增长份额Nj、行业结构偏离份额Pj、区域竞争偏离份额Dj，表达式为

Gj=Nj+Pj+Dj,

(5)

(6)

(7)

Dj=bj,0(rj-Rj).

(8)

设PDj为总偏离份额，则

PDj=Pj+Dj.

(9)

式中:Nj为全国增长份额，表示全国第j行业能源终端消费量变动情况;Pj为行业结构偏离份额，表示全省能源消费结构比重与全国能源消费结构比重差异而引起的全省能源消费量增长速度与全国平均速度的差异.Pj越大说明第j行业部门的能源消费对全省总体能源消费作用越大.Dj为区域竞争偏离份额，表示全省第j行业能源消费量增速与全国同行业增速差异引起的偏差.Dj越大说明全省第j行业能源消费增长势头越快[10-12].

1.2 数据来源与区域概况

基于数据的可获取性，本文选取全国各省、市、自治区2001—2016年农林牧渔业、工业、建筑业、交通运输业、批发零售和住宿餐饮业、其他行业、生活消费7个能源终端消费数据.数据来源于《中国能源统计年鉴》、各省市统计年鉴、国家统计局网站.基于研究方法测度的需要，本文在考虑地区资源禀赋及经济发展差异的前提下，采用东部、中部、西部的三大区域划分方法.由于香港、澳门、台湾、西藏、甘肃5个地区的数据获取不完整，因此暂不考虑.

2 实证分析

2.1 三大地区能源终端消费结构偏离份额分析

根据偏离-份额模型对2001—2008年和2009—2016年两阶段各省能源终端消费结构变化进行分解计算，结果见表1和表2.

表1 2001—2008年中国三大地区能源消费结构偏离份额表

注：1、2、3、4、5、6、7分别表示农林牧渔业、工业、建筑业、交通运输业、批发零售和住宿餐饮业、其他行业、生活

消费，G、N、P、D分别表示消费增量、增长分量、结构偏离分量、竞争偏离分量.下同

如表1所示，2001—2008年,东部、中部和西部地区能源消费状况差异明显，且增长幅度差异较大.其中，东部地区工业、批发零售业和其他行业能源消费增量为正，说明该时期这3个行业能源消费量处于增长状态.其中,工业消费增量最高为21 023.18万t标准煤.而其他行业能源消费增量为负，说明消费量处于下降状态.其中,生活消费增量最低，节约了602.27万t标准煤.中部地区建筑业能源消费增量为负，其他行业能源增量为正，说明除建筑业以外，其他行业能源消费均处于增长状态.其中,工业能源消费增量最高为15 290.96万t标准煤.西部地区生活消费能源消费增量为负，其他行业能源消费增量为正，说明除生活消费以外，其他行业能源消费量处于增长状态.其中,工业能源消费增量最高为11 023.37万t标准煤.说明三大地区受工业经济发展的影响，特别是东部地区的辽宁、河北、山东等工业大省，工业发展对于能源的需求量较大，推动了能源消费量的增长.

从增长分量来看，除建筑业外，其他行业部门的能源消费全国增长分量均为正，说明全国和三大地区能源消费处于增长状态.其中，东部、中部、西部工业能源消费全国增长分量最多，分别为14 417.56、12 825.02、7 930.24万t标准煤，建筑业能源消费量最低，为负增长.

从结构偏离分量来看，东部、中部和西部地区建筑业能源消费结构偏离分量为负值，分别节约106.15、44.84、34.21万t标准煤，说明建筑业能源消费平均增速低于其他行业，对于区域总体能源消费的作用较小.其他行业的能源消费结构偏离分量均为正，说明这6个行业的能源消费增长速度明显高于建筑业增速.其中,工业结构偏离分量最高,分别为5 361.58、4 769.35、2 949.09万t标准煤的能源消费量，说明工业的能源消费对于区域总体能源消费作用较大.这主要因为该时期各地区大力发展重工业，对于能源消费总量提升起到较大推动作用.

从竞争偏离分量来看，东部的工业和批发零售业、中部的农林牧渔业、建筑业、交通运输业、其他行业和生活消费，西部的农林牧渔业、工业、建筑业、交通运输业、批发零售业和其他行业的竞争偏离分量为正，说明这些行业的能源消费增速明显高于全国同行业.其中,东部的工业、中部的生活消费和西部的建筑业的能源消费增速最高，高于国家同行业1 244.04、748.95、173.52万t标准煤.除上述行业外，三大地区的其他行业能源消费增速低于国家同行业.相较于国家同行业来说，东部和西部的生活消费、中部的工业能源消费分别节约639.42、168.76、2 303.41万t标准煤.

表2 2009—2016年中国三大地区能源消费结构偏离份额表

如表2所示，2009—2016年，东部地区建筑业和生活消费能源消费增量为正，分别为74.01、1 885.42万t标准煤.而农林牧渔业、工业、交通运输业、批发零售业、其他等行业能源消费增量为负，特别是工业能源消费增量最低，节约7 739.54万t标准煤.中部地区工业和其他行业能源消费增量为负值，分别节约能源2 226.24、1 434.92万t标准煤.除这两个行业外，农林牧渔业、建筑业、交通运输业、批发零售业、生活消费的能源消费增量为正，说明能源消费处于增长状态.其中,生活消费增长最高，为2 612.29万t标准煤.西部地区交通运输业和其他行业能源消费增量为负，分别节约能源10.59、2 224.92万t标准煤.农林牧渔业、工业、建筑业、批发零售业和生活消费的能源消费增量为正.其中,工业能源消费量最高为4 719.69万t标准煤.主要因为东部和中部地区受“调结构、去产能”等政策的影响，逐渐将重工业向西部地区转移，导致东部和中部地区工业能源消费量下降，而西部地区工业能源消费量增长.

从增长分量来看，东部、中部和西部地区的工业和其他行业能源消费全国分量为负，说明这两个行业部门能源消费量处于下降状态.其中,工业能源消费量最低，分别节省能源约1 374.26、1 160.86、847.93万t标准煤.农林牧渔业、建筑业、交通运输业、批发零售业和生活消费的能源消费全国增量均为正，说明这些行业能源消费全国分量处于增长状态.其中,生活消费能源最高分别为76.05、44.01、68.84万t标准煤.

从结构偏离分量来看，东部、中部和西部地区的工业和其他行业能源消费结构偏离分量为负，说明工业和其他行业能源消费平均增速低于其他行业部门，对于区域总体能源的消费推动作用较小.农林牧渔业、建筑业、交通运输业、批发零售业和生活消费的能源消费结构偏离分量为正，说明这5个行业的能源消费增速高于工业和其他行业能源消费增速，对区域总体能源消费的推动作用较大.其中,生活消费能源最高分别为2 377.63、1 376.05、2 152.27万t标准煤.

从竞争偏离分量来看，东部地区7个行业能源消费竞争偏离分量均为负，说明7个行业能源消费增速明显低于全国同行业增速.其中,工业能源消费量节约最多达6 040.29万t标准煤，资源节约量最大.建筑能源节约最少为1.87万t标准煤.西部地区的工业能源消费、批发零售业和住宿餐饮业能源消费竞争偏离分量为正值，说明这两个行业的能源消费增速明显高于全国同行业平均水平，分别达到5 768.14、121.17万t标准煤.而农林牧渔业、建筑业、交通运输业、其他行业和生活消费的能源消费的竞争偏离分量为负，说明这5个行业的能源消费增速低于全国同行业平均水平.其中,西部地区生活消费节约能源最多为550.82万t标准煤.中部地区工业能源消费竞争偏离分量为负，说明工业的能源消费增速明显低于全国同行业平均水平，共节约工业能源790.85万t标准煤.农林牧渔业、建筑业、交通运输业、批发零售业、其他行业和生活消费的竞争偏离分量为正，说明这些行业的能源消费增速明显高于全国同行业平均水平.其中,生活消费最高为1 192.23万t标准煤.

2.2 三大地区能源消费结构Shift-Share分析

通过Shift-Share分析图能够更清晰地分析三大地区能源消费结构及各行业能源状况.

通过2001—2008年三大地区能源终端消费偏离份额图可知(图1)，东部地区工业和批发零售位于S2象限，表明这两个行业能源消费增速快，且能源消耗量大；农林牧渔业、交通运输业和生活消费位于S5象限，表明这3个行业与全国同行业相比增速较低，节约了大量能源；其他行业位于S4象限，表明此行业能源消费增速低于全国；建筑业位于S7象限，表明建筑业能源增速低于全国，且能源消耗量较低.

图1 2001—2008年三大地区能源终端消费偏离份额分析

中部地区农林牧渔业、交通运输业和生活消费位于S1象限，表明这3个行业能源增速较快，但能源消耗量较小；其他行业位于S2象限，表明能源消费增速快于全国同行业，且能源消耗量大，同时未来能源消耗快速增加的可能性较大；工业和批发零售业位于S4象限，表明这2个行业能源消费增速较低，但能耗较大；建筑业位于S6象限，表明该行业能源增速较快但能源消耗低.

西部地区农林牧渔业、交通运输业位于S1象限，表明这2个行业能源增速快，但能耗较小；工业、批发零售业和其他行业位于S2象限，表明能源消费增速快于全国同行业，且能耗大；生活消费位于S5象限，表明生活消费能源增速低于全国，且能耗较低；建筑业位于S3象限，表明建筑业的能源增速快于全国，但能耗较小.

通过2009—2016年三大地区能源终端消费偏离份额图可知(图2)，东部地区生活消费和建筑业位于S4象限，表明这2个行业能源消费增速低于全国；农林牧渔业、交通运输业和批发零售业位于S5象限，表明这3个行业与全国同行业相比增速较低，节约了大量能源；工业位于S7象限，表明工业能源增速低于全国，且能源消耗量较低；其他行业位于S8象限，表明此行业能源增速低于全国且能耗较低.

中部地区农林牧渔业、建筑业、交通运输业和批发零售业位于S1象限，表明这4个行业能源增速较快，但能源消耗量较小；生活消费位于S2象限，表明生活能源消费增速快于全国同行业，且能源消耗量大，同时未来能源消耗快速增加的可能性较大；工业位于S7象限，表明该行业能源消费增速较低，且能耗较低；其他行业位于S6象限，表明该行业能源增速较快但能源消耗低.

西部地区批发零售业位于S2象限，表明该行业能源消费增速快于全国同行业，且能耗大；农林牧渔业、建筑业和生活消费位于S4象限，表明这些行业能源增速较低，但能耗较大，且未来快速增加的可能性更大；交通运输业位于S5象限，表明该行业能源消费增速低于全国，且能耗较低；其他行业位于S8象限，表明其他行业能源增速和能耗均较低，节约了大量能源；工业位于S3象限，表明工业的能源消费较快，但能耗较小.

图2 2009—2016年三大地区能源终端消费偏离份额分析

3 结论与讨论

基于上述对不同时间段中国三大地区能源终端消费结构的分析，得到以下结论：

(1)2001—2008年，中国三大地区能源终端消费呈现不同程度的增长，但各行业之间的差异较为明显.其中，工业是三大地区能源终端消费最大的行业，对于总体能源消费的增长产生较大的推动作用.2009—2016年中国三大地区能源终端消费出现不同程度的下降，其中，东部和中部工业能源消耗下降幅度最大，带动了总体能耗的下降；西部地区工业能源消费呈现增长趋势，主要因为西部地区作为东部和中部的产业转移接受地，对能源需求较大.

(2)就结构偏离分量而言，2001—2008年，建筑业能源消费增速明显低于农林牧渔业、工业、交通运输业、批发零售业和生活消费的增速，对于区域总体能源消费的推动作用较小.2009—2016年，工业和其他行业能源消费增速较低，而农林牧渔业、建筑业、交通运输业、批发零售业和生活消费的能源消费增速较高，对区域能源消费的推动作用较大.

(3)就竞争偏离分量而言，中国三大地区能源终端消费行业差异显著.2001—2008年，东部地区的工业和批发零售业能源消费增速高于全国，高耗能行业所占比重大，节能减排压力较大；中部地区工业和批发零售业增速低于全国，但其他行业增速较高，依然面临节能减排压力；西部地区由于经济发展的需要，建筑业和批发零售业能源消费增速明显高于全国，政府部门应从技术方面突破能源消耗的控制.2009—2016年，受国家“调结构，去产能”等政策的影响，东部地区各行业能源消费增速均低于全国，能源管控卓有成效；中部地区除工业能源消费低于全国外，其他行业能源消费增速仍高于全国，未来快速增加的可能性较大；西部地区工业和批发零售业能源消费远高于全国平均水平，且为高耗能产业，且有继续增长的趋势，而其他行业能源增速较低，节能减排控制较好.