自然环境因素对能源效率的影响
—中国各地 区的理论节能潜力和实际节能潜力分析
杨红 亮 ’,
史 丹 ’,
肖 洁 ’
,
亚洲开发银行东亚局能源部 ,
菲律宾 马尼拉
中国社会科学院工业经济研究所 ,
北京
, ,
摘要 本文认为对地 区能效可 能产生影响的因素有很 多,
既可 能是经济社会 因素 ,
比如说能源消费结构 、
产业结构 、
人均 等,
也可能是 自然环境因素 ,
比如说地理位置 、
地形地貌 、
气温 、
日照时间等。
经济社会 因素内生于人类社会本身 ,
其对能效造成的影响最
终可 以通过政策调整 、
改变人们 的能源消费方式等手段来加 以改变。
与此不 同 ,
自然环境
因素外生于人类社会 ,
其对能效造成 的影响不 以人 的意志为转移。
从根本上讲 ,
经济社会
因素对能效造成的影响部分才是可 以真正 实现 的节能潜力。
基于这样 的理念 ,
本文提 出了
“
理论 节能潜力”
和“
实际节能潜力”
的概念 ,
并且 首创 了把环境 变量纳入全 要素能效考察
的方法和经济学模型。
根据 年我国各地 区的数据 ,
本文在考虑 了四种典型的 自然环
境因素的基础上对吝地 区的能效和节能潜力做 了比较测定。
结果表 明 一 个地 区的能效在
很大程度上 受到其所处 的 自然环境 因素的影响 ,
以 年数据为例 ,
本文所选取 的四个变量对地 区能效造成的影响大约在 一 之 间 相对于 国内先进地 区 的能效水平 各
地 区实际节能潜力的平均值大约为 一 吨标煤 万元 。
这说 明国家有关部 门在制
定能源政策时应该重视各地 区不 同的 自然环境因素对能效造成的影响 ,
只 有这样制定的
能源政策才能更有的放矢 ,
制定的节能措施才能更有针对性和可操作性。
关键词 全要素能源效率 自然环境因素 理论节能潜力 实际节能潜力
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一
问题 的提 出
科学地评价能源效率 下简称 能效 的影响因素是实现节能减排 目标的重要环节 。
近年来国内
出现了不少分析能效影响因素的文献 。
总体而言 ,
国内关于能效影响因素的研究习惯于以整个国
经济体为研究对象 ,
分析观察一定条件下某种因素对国民经济体能源消费总体上可能产生的影
收稿 日期 一 一
基金项 目 国家自然科学基金项 目“
我国能源利用效率及影响因素分析 ”
批准号 凯风公益基金
会支持项 即‘
我国能源利用效率及影响因素分析 ” 。
作者简介 杨红亮 一 ,
男 ,
河南周 口人 ,
亚洲开发银行东亚局能源部能源经济专家 ,
博士 史丹 一 ,
女 ,
天津人 ,
中国社会科学院工业经济研究所研究员 ,
博士生导师 肖洁 一 ,
女 ,
上海人 ,
英国注册会计师
,
独立研究员 。响 而国外的研究多是从分析行业甚至是企业等微观经济单元的能效变化人手去发现影响因素 即
使做国际比较也多是不同国家的行业之间甚至是企业之间的对 比分析 ,
以国民经济体作为研究对
象的国外文献相对较少 。
国内研究有代表性的大致分为 以下几类 产业结构对能效的影响 ,
技术进步对能效的影响 ,
制
度变革以及对外开放对能效的影响 ,
等等。
史丹 认为产业结构的调整促进了能效的提高 ,
但
这种影响的作用正在逐渐减小 。
周勇和李廉水 认为技术进步使能效的提高在实践上成为可
能 。
魏一鸣等 则认为能源的消费结构对能效有 比较明显的影响。
另外 ,
还有的学者认为地区
的对外开放程度 、
市场化程度 、
工业化程度 ,
以及 国际贸易等多方面都会对能效产生影 响 史丹 ,
吴巧生等 , ,
魏楚 ,
沈满洪 , 。
国外能效影响因素研究主要分为以下三类 一是行业能效分析 。
例如 ,
通
过分析 印度制砖行业 的状况认为劳动效率的提高有助于提高发展 中国家的能效 ,
通过分析玻璃制造业的能源使用认为生产率的高低和能效紧密相关 ,
认
为技术进步对交通运输业的能效有很大影响 ,
等等。
二是社会经济因素分析 ,
可能的因素包括 政
策 、
价格 、
对外贸易 、
产业结构 ,
等等 。
例如 ,
认为设计完善的能源政策可以极大地
促进 能源 节 约 ,
认为市场经济化会促进 能效 的提高 ,
认为能源价格是促进能效提高的重要 因素 ,
和 通过案例分
析认为产业结构调整是能效提高的重要原 因 ,
等等。
三是 国际比较研究 。
这一类研究的例子有
发现在进行跨国能效比较时不可忽视不同国家间的经济结构差异 ,
认为合理的产业政策可以加速高能效技术的推广使用并进而促进能效的提高 ,
发现如果不考虑制造业的技术要求差异和产品的结构差异在进行国际比较时就可
能产生很大的误差 ,
等等。上述文献拓展了能效研究领域的范 围 ,
扩大了我们对能效及其影响因素的认识和理解 ,
但我们
同时也看到能效影响因素的研究尚存在空 白。
这就是大多数文献的研究范围集中在经济、
社会因素
方面 ,
而对 自然条件等因素的能效影响研究甚微 。
一般而言 ,
经济社会因素内生于人类社会本身 ,
其
对能效造成的影响最终可以通过政策的调整 、
人们的能源消费行为的变化而变化。
这类因素有能源
消费结构 、
产业结构 、
经济发展水平 、
企业规模 ,
等等。
经济社会因素与人类的社会经济活动密不可
分 ,
从某种意义上讲它们不仅是影响能效的因素更是社会经济发展的结果 。
而与此不 同 ,
自然环境
因素外生于人类社会 ,
其对能效造成的影响不以人的意志为转移 ,
比如说地理位置 、
年平均气温 、
年
降水量等。
严格说起来 ,
一个地区的能效的可改进部分只能是经济社会因素造成的部分 ,
而 自然环
境因素对能效造成的影响则无法改进 。
因此 ,
这就有 了一个如何科学认识 自然环境因素对能效的影
响 ,
并进行 比较分析的问题 。
二 、
研究方法
到 目前为止 ,
在能效研究领域 ,
还没有其他的文献 已经在模型 中考虑了 自然环境因素的影响 。
因此 ,
如何把 自然环境 因素纳人能效 的评价体系只能从效率分析的方法论研究领域来寻找启示 。
全面 比较 了如何在 模型中考察环境变量
的影响 。
在以 模型为基础考虑环境变量影响的方法 中最直接的就是在创建 模型时把环
境变量和其他投人产出变量一起纳入线性方程组 。
这个方法的优点是可以很好地利用 模型可
以容纳多变量的特性 ,
应用方法简单直接 、
容易理解 ,
但这个方法也有一些使用上的困难。
一是在建
模时需要事先判断环境变量的作用方向 ,
也就是说要提前确定环境变量对效率指标的影响是正面的还是负面的 但在模型初创阶段研究者往往对环境变量的作用理解不深 因此很难对其作用方
作出一个客观的判断。
二是受线性方程组特性的约束 ,
一般 模型都要求纳入的变量在量上是可以被改变的 ,
而环境变量恰恰是不以人的意志为转移的。
以上正反两方面的特点要求研究人员
在使用 模型时必须对模型的结构和限制条件作出相应的安排 ,
这就增加 了模型的使用难度 。
在总结现有的效率研究的基础上 ,
本文将采用下列步骤和方法分析 自然环境因素对能效的影响
建立不考虑 自然环境条件的 能效模型
假定分析样本有 个地区 ,
如果用 二‘
和 ”分别代表第 个地 区 的投人和产出的向量 ,
用 来
代表所有地区的投人要素矩阵 ,
用 代表各地区的 产出矩阵①。
把第 个地 区 的 能效表
示为州 ,
按照杨红亮和史丹 的模型创建方法 ,
效率指标斌可以用下面的模型求解
‘
一 人 ,
氏从一入 ,
入〕 , ,
… ,
在上式中 ,
是表示效率指标值的标量 ,
它大于零 、
小于或等于 。
人是一个 维的常向量 。
约
束条件限定 在产出一定的前提下 ,
一个地区的能源投入越少其能效就越高。
一个地区的 。值实际
上是该地区在进行社会生产时资源利用水平的综合体现 。
以模型 为基础 ,
可以采用 的方法把能效定义成“
一个地区 的能源使用
的 目标值和实际值的 比值 ”
本文 中用 召砂为叨
表示 。
同上面的综合效率指标 刃〕
相 比 ,
在有能源投
人冗余的情况下 迢日环。
比 召尸 要小 ,
而在没有能源投人冗余的情况下二者相等。
在现实社会生产
中 ,
投入冗余的现象并不多见 , 。
杨红亮和史丹 对这两个效率指标进行了
检验 ,
以 年分地 区 的数据为例 ,
二者的一般相关系数和 排序相关系数分别高达
和 。
这不但肯定了“
能源投人冗余现象并不普遍 ”
的结果 ,
同时也表明 在一般情况下这两个指标可 以相互替换 。
以上模型相对 比较简单 ,
现阶段市面上 的 软件都可以满足此阶段的
计算需要 。
建立 回归模型
将前一步计算的各地区能效指标值对选择的 自然环境因素做回归分析 ,
通过 回归结果 中自然
环境变量系数的正负来确定 自然环境因素对地区能效的作用方 向 , 。
因为
模型的效率指标值位于 。和 之间 ,
统计回归工具的选择应该避免使用线性回归方法 ,
建议采用有
约束回归工具 ,
本文选择了 回归 。
假定第 个地区的环境变量可以用向量来代表 ,
则非线性的
统计回归模型可 以表示为
‘ ‘,
月 ‘
在上式中 ,
是式 中的效率指标值 刀是不同环境变量的回归系数 ,
是 回归运算中的系统误
差 。
根据回归的结果 ,
如果某环境变量的夕值为正 ,
我们就可以认为该环境变量对地 区能效有正面
影响。
同样地 ,
如果 刀值为负 ,
我们就认为其对应的环境变量对地区能效有负面影响。
在此 回归模型
中 ,
我们所需要确定的是月值的符号而不是月值本身的大小 。
这显然不同于一般的线性 、
非线性统
计回归模型的使用方法 。
把环境变 纳入 能效模型
假定可 以把式 中确定的对能效有正 、
负面影响的环境变量分别表示为 十
和 厂。
考虑到环境
变量和普通的投人产出变量的不同性质 ,
普通投人产出变量受人力控制可 以随社会生产活动的调