中國化石能源消費的區(qū)域差異及影響因素

朱婧涵，楊 彬，韋金萍，屈筱青

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)，北京 100083)

1 引言

化石能源是我國社會發(fā)展的基礎(chǔ)動力，處于能源消費結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)地位。根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年，化石能源占全國能源消費總量的比重為84.7%。雖然新能源消費在穩(wěn)健低速增長，正成為一股能源消費的勢力，但短時間內(nèi)無法取代化石能源的主導(dǎo)地位?；茉聪M不均會對居民生活方式與質(zhì)量產(chǎn)生影響，對化石能源區(qū)域差異和影響因素進行深入分析對中國能源形式的發(fā)展有重要意義。

本文以現(xiàn)有文獻為基礎(chǔ)，運用因子分析和聚類分析對我國化石能源消費現(xiàn)狀和區(qū)域差異進行分析；比較全面地梳理了化石能源消費的影響因素，并運用逐步回歸方法分析了化石能源消費的主要影響因素。

2 化石能源消費的區(qū)域差異

2.1 研究方法

測量并分析能源消費區(qū)域差異的方法很多，如泰爾指數(shù)、IPAT等。本文采取因子分析法研究化石能源的區(qū)域差異，并運用聚類分析法對各省市進行分類。

2.2 指標與數(shù)據(jù)來源

本文將化石能源消費區(qū)域差異的測量指標以總體消費、工業(yè)消費、人均消費和相對與絕對指標相結(jié)合的方式，綜合其他文獻研究，得出以下8個指標。選取我國30個省市區(qū)(西藏自治區(qū)數(shù)據(jù)缺失；中國香港特區(qū)、中國澳門特區(qū)、中國臺灣地區(qū)除外)2017年化石能源消費作為研究對象。數(shù)據(jù)主要來源于《全國統(tǒng)計年鑒2017》(2016)、國家統(tǒng)計局分省年度數(shù)據(jù)和各省統(tǒng)計年鑒2016及2017。

為保證數(shù)據(jù)的可比性、科學(xué)性和準確性，本文采取標準計量單位，根據(jù)國家標準(GB2589-81)將各化石能源產(chǎn)品折算為萬噸標準煤。化石能源消費份額指地區(qū)化石能源消費總量占全國化石能源消費總量的比例。本文以2016年為基期，計算2017年各省市化石能源增速。見表1。

表1 我國化石能源消費評價指標

續(xù)表

2.3 分析結(jié)果

2.3.1 因子分析

本文采用因子分析，其模型為：

=+

(1)

模型(1)中，=(1,2,…,8)代表原8個消費評價指標；表示因子載荷矩陣；表示各公共因子；表示特殊因子，其均值為0。

第一，因子釋義。首先，由SPSS 21.0軟件對各變量進行相關(guān)性檢驗，發(fā)現(xiàn)各指標相關(guān)性系數(shù)大多大于0.3，說明適合進行因子分析；其次，對數(shù)據(jù)進行因子分析，結(jié)果見表2；最后，抽取3個相互獨立的因子集的特征值、方差百分比。特征值貢獻率分別為35.248%、35.129%和26.413%，總共解釋了上述8個指標96.789%的基本信息，代記為因子、、。

表2 矩陣特殊值與累計貢獻率

用最大方差法，最大收斂性迭代次數(shù)25次得到旋轉(zhuǎn)成分矩陣表3，根據(jù)表示的系數(shù)大小分別得出表示指標1、2，表示指標3、4、5，表示指標6、7、8。根據(jù)各指標特性，本文將3個因子定義為總量因子、強度因子和速度因子。

表3 旋轉(zhuǎn)成分矩陣

續(xù)表

第二，綜合評分。將、、三種因子根據(jù)各成分方差貢獻率及因子得分，計算綜合因子分數(shù)。評價模型為：

=∑

(2)

模型(2)中代表各省綜合得分；代表各成分方差貢獻率；=(，，)代表三種因子得分。

2.3.2 聚類分析

本文運用SPSS系統(tǒng)聚類方法，以三種因子為指標，對30個省市化石能源消費情況進行類型劃分?；赪ard聚類方法，平方Euclidean定義距離統(tǒng)計量，分為3類區(qū)域。如表4所示。

表4 各省市化石能源消費得分

續(xù)表

Ⅰ類地區(qū)：包括北京、天津、吉林等15個省市。廣東、浙江消費總量高、增速快，但強度因子得分處于末位，單位GDP化石能源消耗低。安徽、福建、上海速度因子得分較高，強度因子得分低，說明經(jīng)濟的迅速發(fā)展拉動了化石能源消費增長。北京、吉林強度、速度、總量因子皆為負數(shù)，說明兩地化石能源消耗量低、增速慢。湖南、湖北、云南、廣西消費速度均在全國前十，但消費總量較低，尤其是天然氣消費量極少。消費強度也較低，能源效率較高。江西、天津、重慶速度因子略高，人均及化石能源消費總量均為正值，處于緩慢增長階段。

Ⅱ類地區(qū)：包括河北、內(nèi)蒙古、遼寧、黑龍江等13個省市自治區(qū)。內(nèi)蒙古、新疆、海南的強度因子得分較高，體現(xiàn)億元GDP的化石能源消費量較高，經(jīng)濟發(fā)展非常依賴能源。但化石能源效率低，能源利用水平有待提升。新疆、青海、甘肅、黑龍江、遼寧總量因子得分較低。陜西、江蘇、河北、河南的消費特征體現(xiàn)在總量因子上，且四省消費結(jié)構(gòu)在向提高油氣比重的方向改變。13個地區(qū)的速度因子得分都是負得分，說明本地區(qū)并沒有大量快速消耗化石能源。

Ⅲ類地區(qū)：包括山西省和寧夏回族自治區(qū)。山西和寧夏兩省區(qū)的速度因子得分均較高，說明化石能源消費迅速。其中山西省的總量因子得分較高，化石能源消費總量高。山西省的煤炭高消費量主要取決于其較高的生產(chǎn)量。而寧夏的強度因子得分最高，說明該地區(qū)的能源利用效率較低。

最終得出，我國化石能源消費存在較大差異。北部地區(qū)能源消費程度高，如寧夏、內(nèi)蒙古等地，總體位于一二類地區(qū)。但普遍存在強度因子分數(shù)高的問題；東南及中部地區(qū)化石能源消費程度較低，能源消費水平趨于穩(wěn)定，整體消費水平位于第三類地區(qū)。

3 化石能源消費區(qū)域差異的實證分析

3.1 研究方法

本文采用SPSS 21.0軟件對綜合得分與9個影響因素進行回歸分析，結(jié)果如表5所示。其中，Sig.為顯著性，其值為值。其中，≤0.05表示影響因素與綜合得分線性相關(guān)較為顯著，>0.05即為不顯著。

3.2 數(shù)據(jù)來源

化石能源區(qū)域差異由多種綜合因素引起。為了研究化石能源消費區(qū)域差異的影響因素，本文選擇了9個因素作為可能的差異因素研究。包括：①人口因素。由各省市年末人口總數(shù)表示；②居民收入。由各省市居民人均可支配收入表示；③化石能源生產(chǎn)量。由焦煤、原油、天然氣生產(chǎn)量加和表示；④產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。由第三產(chǎn)業(yè)貢獻率表示，公式為：第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值/；⑤能源價格。由燃料、動力類工業(yè)生產(chǎn)者購進價格指數(shù)(上年=100)表示；⑥城市化水平。由城市化率表示；⑦技術(shù)進步與科技創(chuàng)新。由各省市億元能耗表示，能耗越高，技術(shù)進步與科技創(chuàng)新越低；⑧第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值；⑨固定資產(chǎn)投資額。由固定資產(chǎn)投資/得出。

本文根據(jù)2015—2019年30個省市的面板數(shù)據(jù)進行分析。數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局及各省市2015—2019年統(tǒng)計年鑒。

3.3 實證檢驗

數(shù)據(jù)模型為：

=+++++

++++

(3)

模型(3)中，為綜合得分，代表化石能源的消費水平，代表各變量待估參數(shù)，用以描述各因素的影響程度和方向。

表5表明，能源價格、技術(shù)進步與科技創(chuàng)新P值<0.05，說明很顯著；而人口因素、居民收入、化石能源生產(chǎn)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城市化水平、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、全社會固定資產(chǎn)投資的P值均高于0.1，說明其因素與綜合得分不相關(guān)。

由系數(shù)Beta可知，化石能源消費情況與人口數(shù)量、居民收入、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值呈正比例關(guān)系；與化石能源生產(chǎn)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等其他因素呈反比例關(guān)系。

表5 回歸分析結(jié)果

因?qū)δＰ瓦M行直接回歸得到的結(jié)果并不理想，筆者采用了逐步回歸分析法。

逐步回歸分析即將變量一個一個引入，本文引入的條件為F概率小于0.05進入變量。本文引入條件為F概論大于0.1刪除變量，以保證所得自變量子集中每一個變量都是顯著的。

表6和表7表明，模型Z3的相關(guān)系數(shù)R=0.945，調(diào)整R=0.877，擬合程度在三個模型中最好，因此本文根據(jù)模型Z3進行深入分析。

表6 模型相關(guān)數(shù)據(jù)

表7 模型相關(guān)數(shù)據(jù)

Z3的模型公式為：

=-0802+1058+2010×10-0328

由表7逐步回歸的最終模型Z3可以看出，相關(guān)系數(shù)R=0.945，表明模型擬合很好。由模型Z3自變量的T檢驗可知:各變量系數(shù)P值均小于0.05，說明上述三個因素對化石能源消費現(xiàn)狀水平的綜合得分均有顯著影響；其均小于10，說明三個自變量之間已不存在多重共線性。Beta(標準化系數(shù))顯示，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與化石能源消費現(xiàn)狀水平綜合得分呈正相關(guān)關(guān)系。在影響因素上，對比三個自變量對應(yīng)的Beta的絕對值可知，我國化石能源消費現(xiàn)狀水平區(qū)域差異的主要影響因素為技術(shù)進步與科技創(chuàng)新，其次為第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，全社會固定資產(chǎn)投資對我國化石能源消費綜合水平的影響最小。

4 結(jié)論

全國范圍內(nèi)化石能源消費存在較大差異。西北、華北地區(qū)化石能源消費高，而東南地區(qū)較低。根據(jù)逐步回歸分析，得到化石能源消費與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值呈正比例關(guān)系，與技術(shù)進步與科技創(chuàng)新、全社會固定資產(chǎn)投資呈反比例關(guān)系。我國地域遼闊，地區(qū)間化石能源分布嚴重不均，盡可能消除地域間化石能源消費差異應(yīng)成為重要彌補方法。

首先，能耗對化石能源消費現(xiàn)狀水平有較大的反向影響，億元能耗每增加1，化石能源消費綜合得分變動781.007。全國億元能耗地區(qū)由高到低為西北、華北、東北、西南、華南、華東、華中，體現(xiàn)為中國能耗以北地區(qū)高，中部南部地區(qū)低。與經(jīng)濟發(fā)展狀況和化石能源消費分布狀況一致。據(jù)此，一是各地應(yīng)優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，降低煤炭消費，提高低能耗的天然氣的消費份額；二是加強省際能源利用技術(shù)交流，降低億元能耗，提高技術(shù)與科技創(chuàng)新水平。平衡各省市化石能源消費不均的問題。

其次，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值對化石能源消費現(xiàn)狀水平僅次于技術(shù)進步與科技創(chuàng)新因素的正向影響。第二產(chǎn)業(yè)屬于化石能源高消費行業(yè)。一是走新型工業(yè)化道路，對于傳統(tǒng)高能耗行業(yè)進行改造轉(zhuǎn)型，重點發(fā)展具有成長性、低能耗和高附加值的新興產(chǎn)業(yè)；二是不斷提高第二產(chǎn)業(yè)的能源利用效率。堅持循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展道路，實現(xiàn)少投入、多產(chǎn)出、低能耗、高效率的經(jīng)濟模式；三是調(diào)整能源內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低煤炭在能源消費中的比重。

最后，全社會固定資產(chǎn)投資量對我國能源消費有較小的負影響。這與我國近年來大力提倡發(fā)展環(huán)保能源以及減少碳排放有關(guān)。但介于能源調(diào)用的需求，能源運輸業(yè)(鐵路、道路、水上、管道)固定資產(chǎn)投資呈上升趨勢。據(jù)此，應(yīng)降低煤炭及石油新建固定投資量，適當加大對天然氣運輸方式——管道運輸業(yè)的投資?；茉丛谖磥砗荛L一段時間內(nèi)仍會是我國的主要能源，天然氣由于更加清潔環(huán)保，且介于我國天然氣生產(chǎn)和消費區(qū)域差異也較大、管道投資較小，可以加大對天然氣管道運輸?shù)耐顿Y。