居民家庭節(jié)能投資中的能源效率缺口

周慧　張瑩杰

摘要居民家庭生活用能是能源消費的一個重要組成部分。隨著居民生活水平的不斷提高和城鎮(zhèn)化的擴大，居民生活用能需求將不斷攀升。推廣高效節(jié)能家用電器是促進家庭節(jié)能的重要途徑之一。然而，數(shù)據(jù)顯示，具有合理回報率的節(jié)能新產(chǎn)品的擴散速度往往非常緩慢，這種現(xiàn)象被稱為“能源效率缺口”。檢驗?zāi)茉葱嗜笨诘淖畛Ｓ梅椒ㄊ枪浪阆M者在選擇節(jié)能產(chǎn)品時的隱含貼現(xiàn)率。本文以熱水器為研究對象，通過在南京市開展基于陳述選擇實驗的問卷調(diào)研，搜集了消費者關(guān)于不同類型熱水器選擇的陳述偏好數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了離散選擇模型，對消費者選擇熱水器的隱含貼現(xiàn)率進行了估計。研究發(fā)現(xiàn)：①消費者在電熱水器、燃氣熱水器、太陽能熱水器和空氣能熱水器之間進行選擇時，平均隱含貼現(xiàn)率為30%，遠高于其資金的機會成本，說明存在能源效率缺口。②在其他因素相同的情況下，被訪者受教育程度越高，隱含貼現(xiàn)率越低，小學(xué)學(xué)歷的被訪者隱含貼現(xiàn)率為51%，而大學(xué)本科/大專學(xué)歷的被訪者隱含貼現(xiàn)率為22%。③在其他因素不變的情況下，被訪者家庭收入越高，隱含貼現(xiàn)率越低，家庭年收入在15萬元以下的被訪者隱含貼現(xiàn)率超過30%，而家庭年收入超過30萬元的被訪者隱含貼現(xiàn)率僅為5%。④信息不完全可以導(dǎo)致能源效率缺口，在平均收入和平均教育水平的情況下，沒有看過空氣能熱水器廣告的被訪者的隱含貼現(xiàn)率為42%，而看過空氣能熱水器廣告的被訪者隱含貼現(xiàn)率僅為16%。

關(guān)鍵詞節(jié)能投資；能源效率缺口；隱含貼現(xiàn)率

中圖分類號F222文獻標(biāo)識碼A文章編號1002-2104（2015）04-0132-09doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.04.017

居民家庭生活用能是能源消費的一個重要組成部分。目前我國人均居民生活用能水平遠低于OECD國家的平均水平[1]。隨著居民生活水平的不斷提高和城鎮(zhèn)化的迅速擴大，居民生活用能需求將不斷攀升，成為碳排放增長的一個重要驅(qū)動力。

居民家庭節(jié)能措施可以分為兩種：一是改變用能習(xí)慣，如隨手關(guān)燈、調(diào)節(jié)空調(diào)的設(shè)置溫度等；二是節(jié)能投資，如購買能源效率更高的終端用能產(chǎn)品、進行住房的節(jié)能改造等[2]。2012年國務(wù)院《節(jié)能減排“十二五“規(guī)劃》中明確提出，鼓勵消費者購買節(jié)能環(huán)保型汽車和節(jié)能型住宅，推廣高效節(jié)能家用電器、辦公設(shè)備和高效照明產(chǎn)品，將居民家庭節(jié)能投資作為推動民用節(jié)能的重要舉措之一。

1問題的提出與研究綜述

近年來，家用節(jié)能產(chǎn)品不斷推陳出新，從定頻空調(diào)到變頻空調(diào)、再到光伏空調(diào)，從白熾燈到普通節(jié)能燈、再到LED燈，從電熱水器到太陽能熱水器、再到空氣能熱水器，許多終端用能產(chǎn)品的能源效率都有了顯著的提升。然而，這些節(jié)能新產(chǎn)品的出現(xiàn)能否很快獲得消費者的青睞？在2009年“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”實施之前，我國達到能效標(biāo)準(zhǔn)二級以上的高效節(jié)能空調(diào)國內(nèi)市場銷售份額不足5%[3]；據(jù)高工LED產(chǎn)業(yè)研究所（GLII）數(shù)據(jù)顯示，目前LED燈具市場滲透率僅占7%左右。這些數(shù)據(jù)都說明，在沒有政策干預(yù)的情況下，節(jié)能新產(chǎn)品的擴散速度往往是非常緩慢的。這種現(xiàn)象，即具有合理回報率的節(jié)能產(chǎn)品得不到快速廣泛的采納，被稱為“能源效率缺口”或“能源效率悖論”[4-6]。

如何從實證上檢驗?zāi)茉葱嗜笨诘拇笮?？最常用的方法是估算“隱含貼現(xiàn)率（implicit discount rates）”。所謂隱含貼現(xiàn)率，指假設(shè)消費者是根據(jù)最大化凈現(xiàn)值來做決策時與消費者實際選擇行為最為匹配的貼現(xiàn)率[7]。節(jié)能產(chǎn)品通常比普通產(chǎn)品更為昂貴，但在產(chǎn)品的使用期內(nèi)可以節(jié)約能源消耗費用，因此，消費者需要在未來的成本與當(dāng)前的成本之間進行權(quán)衡，做出相應(yīng)的選擇，這種權(quán)衡在成本收益框架下可以用貼現(xiàn)率來描述。由于這個貼現(xiàn)率無法直接觀察，而是根據(jù)消費者的選擇行為推測得出的，所以稱為隱含貼現(xiàn)率。如果隱含貼現(xiàn)率高于資金的機會成本，則說明存在能源效率缺口。

許多研究發(fā)現(xiàn)，消費者在不同能源效率的產(chǎn)品之間進行選擇時，往往采用了高于一般市場利率的隱含貼現(xiàn)率。如Hausman[8]通過對美國空調(diào)市場交易數(shù)據(jù)的實證研究得出，居民在購買節(jié)能空調(diào)時采用的隱含貼現(xiàn)率為5.1%-89%，隨收入增加而遞減。Dubin and McFadden[9]運用1975年華盛頓大都市研究中心開展的一項調(diào)研數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，居民在對供暖設(shè)施和熱水器的選擇中采用的隱含貼現(xiàn)率隨收入增加而減小，在樣本的平均收入水平處，貼現(xiàn)因子約為0.205。Revelt and Train[10]基于南加州愛迪生公司的數(shù)據(jù)和陳述偏好數(shù)據(jù)，采用mixed logit模型估計得出，消費者在不同能效水平的冰箱之間進行選擇時，平均愿意為每年節(jié)約1美元而多支付2.46美元的價格，相當(dāng)于39%的隱含貼現(xiàn)率。Mau et al.[11]基于離散選擇實驗的方法，通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)研搜集了916份關(guān)于油電混合動力汽車（HEV）的問卷和1 019份關(guān)于氫燃料電池汽車（HFCV）的問卷，估計得出消費者在選擇混合動力汽車時的隱含貼現(xiàn)率為21%-49%，隨市場條件的不同而發(fā)生變化。Min et al.[7]通過開展基于離散選擇的現(xiàn)場實驗，搜集了183位參與者的陳述偏好數(shù)據(jù)，以此估計了照明燈具購買中的隱含貼現(xiàn)率，發(fā)現(xiàn)如果不提供燈具“年耗電成本”的信息，則消費者平均隱含貼現(xiàn)率高達560%；而如果給出相應(yīng)的信息，消費者平均隱含貼現(xiàn)率為100%，均遠高于大多數(shù)其他研究的結(jié)論。

然而，也有一些研究結(jié)果得到的隱含貼現(xiàn)率與市場利率水平比較接近。如Dreyfus and Viscusi[12]基于1988年美國2 986戶家庭擁有汽車情況的調(diào)查數(shù)據(jù)，構(gòu)建了一個特征價格模型，發(fā)現(xiàn)消費者在考慮汽車能耗成本時的隱含貼現(xiàn)率為11%-17%。Kooreman[13]在荷蘭開展的一項關(guān)于照明燈具的研究發(fā)現(xiàn)，消費者在普通白熾燈與節(jié)能燈（緊湊型熒光燈）之間選擇時所采用的隱含貼現(xiàn)率為15%。

能源效率缺口到底是否存在？其程度有多大？回答上述問題是制定有針對性的能效政策的基礎(chǔ)。但正如Train[14]在對關(guān)于消費者節(jié)能投資中的隱含貼現(xiàn)率的文獻綜述中所指出的，隱含貼現(xiàn)率的大小隨具體節(jié)能產(chǎn)品的不同而存在差異，同時，隱含貼現(xiàn)率還可能受到消費者的收入、教育、年齡等人口統(tǒng)計變量的影響。而就作者掌握的文獻來看，目前國內(nèi)幾乎沒有關(guān)于居民節(jié)能投資中隱含貼現(xiàn)率的實證研究。因此，本文擬以熱水器為例，運用陳述選擇實驗方法，通過在南京市開展問卷調(diào)研，搜集消費者關(guān)于熱水器選擇的陳述偏好數(shù)據(jù)，以此構(gòu)建離散選擇模型，對消費者選擇熱水器的隱含貼現(xiàn)率進行估計，并進一步分析人口統(tǒng)計變量及其他因素對其可能的影響。

周慧等：居民家庭節(jié)能投資中的能源效率缺口中國人口·資源與環(huán)境2015年第4期2研究設(shè)計

2.1問卷設(shè)計

本文采用陳述選擇方法作為問卷設(shè)計的基礎(chǔ)。陳述選擇方法是陳述偏好方法的一種，在陳述偏好研究中，消費者的偏好信息是通過特定設(shè)計的假象情境抽取得出的，因此，陳述偏好研究中的數(shù)據(jù)來自決策實驗。與之相對應(yīng)的是顯示偏好研究，消費者的偏好是在真實的選擇決策（如市場交易）中顯示出來的。與顯示偏好方法相比，陳述偏好方法具有更易控制（由研究者來界定被訪者的選擇情境）、更靈活（能處理更多的變量）、更經(jīng)濟（每位被訪者能提供多組選擇結(jié)果）等優(yōu)點[15]。從數(shù)據(jù)可獲得性的角度考慮，本文采用陳述選擇方法來設(shè)計調(diào)研問卷，開展研究。

基于陳述選擇的調(diào)研問卷中，被訪者需要在一系列選擇集中進行選擇，每個選擇集都包含若干備選產(chǎn)品，被訪者從中選出他最偏好的一個。對備選產(chǎn)品通過給出其若干屬性變量的取值來加以描述。通過實驗設(shè)計，將產(chǎn)品屬性變量的不同取值水平進行有效的組合，來形成選擇集中的不同產(chǎn)品。

由于本文想要研究的是消費者在選擇熱水器時的隱含貼現(xiàn)率，因此，我們的每個選擇集包含4個備選產(chǎn)品，分別是能源效率不同的4類熱水器：電熱水器、燃氣熱水器、太陽能熱水器和空氣能熱水器。描述不同熱水器的屬性變量很多，如品牌、容量、價格、能耗成本、尺寸、外觀、安全性、其他附加功能等。在實驗中包含的屬性變量越多，所描述的產(chǎn)品越接近真實的產(chǎn)品，但同時被訪者做出選擇的難度也會隨之增加，從而可能導(dǎo)致偏好的不穩(wěn)定[16]。由于本文主要想考察的是消費者在未來的成本和現(xiàn)在的成本之間如何權(quán)衡，所以，我們選擇了品牌、價格和年均能耗成本作為描述備選熱水器的三個屬性變量。

我們假定4種備選熱水器的容量是給定的，分別為：60 L電熱水器、180 L太陽能熱水器、12 L燃氣熱水器和200 L空氣能熱水器。關(guān)于熱水器品牌屬性的取值，由于不同類型熱水器在市場上品牌眾多，所以我們進行了簡化處理，將其分為知名品牌和一般品牌兩個水平。關(guān)于熱水器的價格，我們在京東商城官方網(wǎng)站上采集了給定容量的各類熱水器的最低價格和最高價格，然后計算出中間價格，作為價格屬性的三個水平的取值。

每個版本的調(diào)研問卷都分為兩個部分，第一部分是熱水器購買選擇，包含6個選擇集，要求被訪者在每個選擇集內(nèi)選擇他最愿意購買的一種熱水器。第二部分是人口統(tǒng)計信息及其他相關(guān)信息，包括被訪者的性別、年齡、職業(yè)、受教育水平、家庭收入、家庭人口數(shù)、被訪者家庭中目前使用的熱水器類型、家庭住宅面積、家庭住宅的樓層位置以及是否看過空氣能熱水器廣告共10個問題。

2.2數(shù)據(jù)搜集

本研究的調(diào)研地點選在南京市，調(diào)研從2014年3月28日開始，到4月15日結(jié)束，采用街頭隨機攔訪和小區(qū)走訪的方式，由受訪者填答，現(xiàn)場回收問卷。本次調(diào)查共發(fā)放問卷250份，每個版本的問卷各50份，隨機發(fā)放。收回并剔除無效問卷后，實際得到有效問卷230份，有效回收率為92%，樣本分布特征見表4。

3計量經(jīng)濟模型

本文采用離散選擇模型來分析數(shù)據(jù)。離散選擇模型建立在隨機效用理論基礎(chǔ)上。如果消費者面臨一個包含J個備選產(chǎn)品的選擇集，消費者從每種產(chǎn)品中所獲得的效用與該產(chǎn)品若干可觀察到的屬性有關(guān)，則消費者i從產(chǎn)品j中獲得的效用可以表示為：

Uij=Vij+εij=β′Xij+εij（1）

其中Vij是效用中確定性的部分。Xij是產(chǎn)品可觀察到的屬性向量，β是相應(yīng)的系數(shù)向量。εij是一個隨機向量，包含了影響消費者效用水平但沒被包含在Vij中的其他因素。假設(shè)消費者選擇使其效用最大化的產(chǎn)品，且誤差項εij在產(chǎn)品與消費者之間獨立同分布，服從I型極值分布，則可以得到標(biāo)準(zhǔn)的條件logit模型[18]。

對產(chǎn)品屬性k的邊際支付意愿（willingness to pay，以下簡稱WTP）可以計算為：

WTPk=-kp（2）

其中k表示產(chǎn)品屬性k的估計系數(shù)，p表示價格變量的估計系數(shù)。WTPk表示當(dāng)產(chǎn)品屬性k的取值增加一個單位時，消費者最多愿意為之多支付多少錢。

上述模型的一個缺陷是假設(shè)β系數(shù)向量不隨產(chǎn)品和消費者而變化，從而不能考慮消費者偏好的異質(zhì)性。而正如Train[14]指出的，隱含貼現(xiàn)率可能受到消費者的收入、教育、年齡等因素的影響。一種解決方法是通過假設(shè)β是隨機向量，來考慮消費者之間偏好的不同，即mixed logit模型[19]，這種方法可以估計出系數(shù)β在消費者群體中的分布狀況。另一種方法是直接假設(shè)第k個屬性的系數(shù)βk是消費者人口統(tǒng)計變量及其他影響因素的函數(shù)[20]，即：

βk*=βk0+βk1Z1+βk2Z2+…+βknZn（3）

其中Z1，…，Zn是表示消費者人口統(tǒng)計變量及其他影響因素。這種方法相當(dāng)于在原模型（1） 的基礎(chǔ)上加上人口統(tǒng)計變量及其他影響因素與產(chǎn)品屬性的交互項。本文采用這種方法來研究人口統(tǒng)計變量及其他因素對隱含貼現(xiàn)率的影響。

在本文中，模型的因變量為0、1二元變量，被選擇的備選產(chǎn)品取值為1，否則為0。自變量為：產(chǎn)品的屬性變量，包括熱水器的價格、品牌、年均能耗成本、熱水器類型的虛擬變量；被訪者人口統(tǒng)計變量，包括被訪者受教育的時間、家庭年收入和家庭人口數(shù)；此外，還包括其他一些可能影響被訪者選擇熱水器的因素，如被訪者目前使用的熱水器類型、家庭住宅面積、住宅樓層位置以及被訪者是否看過空氣能熱水器的廣告。變量的定義、樣本均值與標(biāo)準(zhǔn)差見表5。

正，說明在其他因素相同的情況下，相對于一般品牌，被訪者更喜歡知名品牌。Price的系數(shù)在1%的水平上顯著為負(fù)，與預(yù)期一致，說明其他因素相同的情況下，價格越高，被訪者越不喜歡。Cost的系數(shù)在1%的水平上顯著為負(fù)，與預(yù)期一致，說明其他因素相同的情況下，年均能耗成本越高，被訪者越不喜歡。

由于熱水器除了品牌、價格和能耗特征之外，熱水器的類型本身也會對消費者的效用產(chǎn)生影響，比如電熱水器一次性出熱水量受其容量的影響，可能無法滿足多人連續(xù)洗浴的需求；太陽能熱水器的安裝可能受到消費者住宅樓層位置的限制；空氣能熱水器的體積較大，從而對安裝空間的要求也較大。因此，我們在模型中加入了熱水器類型的虛擬變量（以空氣能熱水器為參照），來檢驗當(dāng)品牌、價格和年均能耗成本相同時，消費者對熱水器類型本身的偏好差異。Elec系數(shù)不顯著，說明被訪者對電熱水器和空氣能熱水器的偏好沒有顯著差異；Gas的系數(shù)在1%水平上顯著為正，說明相對于空氣能熱水器，被訪者更喜歡燃氣熱水器；Sun的系數(shù)在5%的水平上顯著為正，說明相對于空氣能熱水器，被訪者更喜歡太陽能熱水器。

上述模型沒有考慮消費者偏好的異質(zhì)性，所以計算得到的是消費者的平均隱含貼現(xiàn)率。為了進一步研究其他因素對隱含貼現(xiàn)率的影響，我們估計了模型2。在模型2中，我們加入了被訪者家庭收入與價格、教育水平與價格、被訪者是否看過空氣能熱水器廣告的虛擬變量與能耗成本的交互項。此外，由于消費者對于熱水器類型的偏好可能受其目前使用的熱水器類型及其家庭住宅的特征的影響，因此，我們加入了熱水器類型虛擬變量分別與被訪者目前使用的熱水器類型虛擬變量、被訪者家庭住宅樓層位置、被訪者家庭住宅面積的交互項作為控制變量。運用似然比檢驗將模型2與模型1進行比較，發(fā)現(xiàn)模型2中所加入的變量是聯(lián)合顯著的，從而模型2優(yōu)于模型1（LR=378.17，p值<0.001）。

根據(jù)模型2的估計結(jié)果，Brand、Price、Cost三個主效應(yīng)變量仍然都在1%的水平上顯著，且符號與模型1相同。Income×Price交互項的系數(shù)在1%的水平上顯著為正，說明在其他因素不變的前提下，收入越高的被訪者對價格越不敏感。Edu×Price交互項的系數(shù)也在1%的水平上顯著為正，說明在其他因素不變的前提下，受教育水平越高的被訪者也對價格越不敏感。此外，Ad×Cost的系數(shù)在1%的水平上顯著為負(fù)，說明與沒有看過空氣能熱水器的被訪者相比，看過空氣能熱水器的被訪者對于熱水器的年均能耗成本更敏感。

除了上述因素，被訪者對熱水器類型的偏好可能受到其目前使用熱水器的類型及其住宅特征等因素的影響。在表5中可以看到，Elec×Nowelec的系數(shù)在1%的水平上顯著為正，說明與目前使用太陽能熱水器的被訪者相比，目前使用電熱水器的被訪者在電熱水器和空氣能熱水器之間更喜歡電熱水器；Gas×Nowgas的系數(shù)在1%的水平上顯著為正，說明與目前使用太陽能熱水器的被訪者相比，目前使用燃氣熱水器的被訪者在燃氣熱水器和空氣能熱水器之間更喜歡燃氣熱水器；Sun×Nowelec的系數(shù)在1%的水平上顯著為負(fù)，說明與目前使用太陽能熱水器的被訪者相比，目前使用電熱水器的被訪者在太陽能熱水器和空氣能熱水器之間更喜歡空氣能熱水器；Sun×Nowgas的系數(shù)在1%的水平上顯著為負(fù)，說明與目前使用太陽能熱水器的被訪者相比，目前使用燃氣熱水器的被訪者在太陽能熱水器和空氣能熱水器之間更喜歡空氣能熱水器?？梢姡?dāng)其他因素相同時，被訪者會更偏好于目前使用的熱水器類型，這符合一般消費者愿意選擇自己使用過的產(chǎn)品的消費心理。

Elec×Area1和Elec×Area2的系數(shù)都在5%的水平上顯著為負(fù)，說明與住宅面積70 m2以下的被訪者相比，住房面積較大（70-140 m2）的被訪者在電熱水器和空氣能熱水器之間更喜歡空氣能熱水器；Gas×Area1和Gas×Area2的系數(shù)都在1%的水平上顯著為負(fù)，說明與住宅面積70 m2以下的被訪者相比，住房面積較大的被訪者在燃氣熱水器和空氣能熱水器之間更喜歡空氣能熱水器；Sun×Area1和Sun×Area2的系數(shù)都在10%的水平上顯著為負(fù)，說明與住宅面積70 m2以下的被訪者相比，住房面積較大的被訪者在太陽能熱水器和空氣能熱水器之間更喜歡空氣能熱水器。由于空氣能熱水器容量較大，所要求的安裝空間也較大，因此，在其他因素相同的情況下，住房面積較大的被訪者更傾向于選擇空氣能熱水器。

Sun×Floor2和Sun×Floor3系數(shù)分別在5%和1%的水平上顯著為正，說明與居住在靠近底層的被訪者相比，其他因素相同的情況下，居住在中間樓層和靠近頂層的被訪者在太陽能熱水器和空氣能熱水器之間更喜歡太陽能熱水器。由于太陽能熱水器一般安裝在房頂，居住樓層越低，管線長度越長，熱損失也越大，所以在其他因素相同的條件下，居住樓層較高的被訪者更傾向于選擇太陽能熱水器。

4.2隱含貼現(xiàn)率的估算及其影響因素的討論

首先將模型1的系數(shù)帶入公式（2），得到如果熱水器年均能耗成本下降1元，則被訪者現(xiàn)在愿意多支付的價格為：

WTP=CostPrice=3.16（5）

假設(shè)熱水器的使用壽命為10年，消費者采用的隱含貼現(xiàn)率為r，則：

WTP=11+r+1（1+r）2+…+1（1+r）10=3.16（6）

根據(jù)（6）式，可以計算出被訪者在選擇熱水器時所采用的平均隱含貼現(xiàn)率為30%。消費額在購買熱水器時資金的機會成本與資金的來源有關(guān)，如果來自自有資金，則機會成本可以用存款利率來衡量，5年期存款利率約為5%；如果來自貸款，如信用卡分期付款，分期越多，利率越高，24期及以上利率水平約為15%。因此，消費者購買熱水器資金的機會成本應(yīng)該不超過15%。然而，我們計算得出的被訪者在選擇熱水器時的平均隱含貼現(xiàn)率達到30%，顯然遠遠高于其資金的機會成本，因此，可以認(rèn)為能源效率缺口是存在的。

進一步的，我們根據(jù)模型2討論邊際支付意愿及隱含貼現(xiàn)率如何受到被訪者的人口統(tǒng)計變量及其他因素的影響。這里被訪者i對熱水器年均能耗成本下降1元的邊際支付意愿為：

WTPi=Cost+Cost·AdAdiPrice+Price·IncomeIncomei+Price·EduEdui（7）