氣溫變化與能源消耗的關(guān)聯(lián)機(jī)制

劉勇　何枚玲

〔摘要〕 在全球氣候變化與我國(guó)“雙碳”目標(biāo)確立的背景下，對(duì)氣溫變化與能源消耗的關(guān)聯(lián)機(jī)制進(jìn)行分析，可為“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供決策參考。采用我國(guó)1953-2020年的年平均氣溫?cái)?shù)據(jù)與能源消耗數(shù)據(jù)，進(jìn)行格蘭杰因果檢驗(yàn)并構(gòu)建聯(lián)立方程模型，研究結(jié)果表明：能源消耗與平均氣溫存在雙向因果關(guān)系，其中能源消耗的增加對(duì)氣溫升高有正向影響，同時(shí)氣溫升高也加速了能源消耗的增加，兩者存在“正向循環(huán)影響”，且這種影響在南方地區(qū)更為明顯。在全球氣候變化和碳排放居高不下的背景下，我國(guó)作為全球最大的化石能源燃燒國(guó)義不容辭地承擔(dān)著減排的責(zé)任，各地應(yīng)積極響應(yīng)“雙碳”政策，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步、開(kāi)發(fā)綠色清潔能源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等措施，探索低能耗、高效用的低碳發(fā)展道路。

〔關(guān)鍵詞〕 氣溫變化；能源消耗；格蘭杰因果檢驗(yàn)；聯(lián)立方程

〔中圖分類號(hào)〕F062.2 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A 〔文章編號(hào)〕1008-0694（2023）03-0080-12

〔作者〕 劉 勇 教授 四川大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 成都 610000

何枚玲 碩士研究生 四川大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 成都 610000

〔基金項(xiàng)目〕國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“西部地區(qū)優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品供給能力的關(guān)鍵影響因素識(shí)別與提升對(duì)策研究”（19XJY007）。

一、引言

聯(lián)合國(guó)氣象委員會(huì)（IPCC）在《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》中指出，相較于1850-1900年，2010—2019年的十年間人類活動(dòng)引起的全球平均溫度升高約為0.8—1.3℃，并預(yù)估在未來(lái)的幾十年里，氣候變化將繼續(xù)加劇^〔1〕。全球變暖將引起多種氣候?yàn)?zāi)害頻率和強(qiáng)度的提高，對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、居民健康、糧食安全、生活水平和人員流動(dòng)等帶來(lái)重大威脅。

由化石能源消耗排放的溫室氣體是氣候變化的主要原因之一。World Resources Institute在2020年發(fā)布數(shù)據(jù)指出，由能源消耗排放的溫室氣體已占到全球排放量的73%，預(yù)計(jì)到2030年能源需求將增長(zhǎng)近10%。其中，我國(guó)能源消耗排放的溫室氣體總量排名世界第一位，排放量占全球排放總量的26.1%^〔2〕。我國(guó)能源消耗一直處于上升趨勢(shì)，改革開(kāi)放以后的增長(zhǎng)速度更加明顯。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)能源消費(fèi)總量達(dá)到498000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是1977年的13.54倍，年均增長(zhǎng)率6.25%。同時(shí)，我國(guó)氣溫變化高于全球平均水平。《中國(guó)氣候變化藍(lán)皮書(shū)（2021）》顯示，1951-2020年間，我國(guó)升溫速率約為 0.26℃/10年，高于同期全球平均水平（0.15℃/10年）^〔3〕。

在全球氣候變暖與“雙碳”政策目標(biāo)的背景下，研究氣溫變化與能源消耗的關(guān)聯(lián)機(jī)制，對(duì)我國(guó)節(jié)能減排政策實(shí)施以及發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、積極應(yīng)對(duì)氣候變化等具有重要意義。

二、文獻(xiàn)綜述

全球變暖趨勢(shì)已得到普遍證實(shí)。2018年IPCC就提出，全球較工業(yè)革命前升溫1.5℃^〔4〕。大量研究證明，近百年來(lái)全球氣候呈現(xiàn)整體變暖的趨勢(shì)^〔5-8〕。沈貝蓓等（2021）采用氣候變化速率及空間插值等分析方法，發(fā)現(xiàn)1981—2019 年間全球地表年平均氣溫變化速率為0.320℃/10年，年平均氣溫一共增加了0.835℃^〔9〕。這種變化對(duì)環(huán)境社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響^〔10〕。

2023在全球氣候變化的主要原因方面。Karl等（2003）認(rèn)為，主要是人為引起的大氣成分變化，并且這些擾動(dòng)主要來(lái)自與能源使用相關(guān)的溫室氣體排放^〔11〕。Solomon等（2007）指出，人類排放的溫室氣體是近百年來(lái)全球變暖的主要原因^〔12〕。Schmidt（2012）提到，當(dāng)大氣中的CO₂濃度加倍，將會(huì)使全球平均溫度上升3.0±1.5℃^〔13〕。秦大河（2014）測(cè)量得出，1750年以來(lái)人類活動(dòng)排放到大氣中的CO₂濃度已增加了41%^〔14〕。白萬(wàn)平等（2013）對(duì)全球161年碳排放量與氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)因果檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，碳排放增加是氣溫升高的原因^〔15〕。另外，方精云等（2011）認(rèn)為，除了人類活動(dòng)，自然因素也在影響著氣候變化，包括太陽(yáng)活動(dòng)、火山爆發(fā)等^〔16〕。

在能源消耗和氣候變化之間關(guān)系方面。學(xué)界普遍認(rèn)為，能源消耗導(dǎo)致氣溫升高，也有研究關(guān)注到氣溫變化對(duì)建筑和居民能源消耗的影響^〔17-19〕。氣溫的升高使得居民的制冷需求增加，主要體現(xiàn)在居民的用電量的上升。Fan等（2019）估算了1995-2016年氣候因素對(duì)中國(guó)電力需求的影響，發(fā)現(xiàn)氣候因素特別是溫度，對(duì)人均電力需求有明顯影響^〔20〕。Fan等（2020）還通過(guò)擴(kuò)展的STIRPAT模型評(píng)估我國(guó)氣候變化對(duì)居民能源消費(fèi)影響的區(qū)域異質(zhì)性，發(fā)現(xiàn)不管是寒冷還是炎熱，對(duì)不同地區(qū)的居民能耗都有不同程度的正向影響，其中南方城市氣溫升高帶來(lái)的能耗影響程度顯著高于北方城市^〔21〕。Zhang等（2021）認(rèn)為，氣溫變化帶來(lái)的制冷需求與供暖需求的增加顯著提高了居民的能源消費(fèi)，但是隨著居民可支配收入的增加，居民可以調(diào)整制冷或者供暖的設(shè)備，通過(guò)升級(jí)高效能設(shè)備，相對(duì)減少居民的用電量，從而削弱氣溫變化帶來(lái)的影響^〔22〕。另外，孫紅杰（2020）認(rèn)為氣候變化影響整個(gè)能源供應(yīng)鏈，同時(shí)也影響能源運(yùn)輸、轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)及能源基礎(chǔ)設(shè)施等方面^〔23〕。

在研究方法方面。既有研究主要采用隨機(jī)項(xiàng)分解方法，沈續(xù)雷（2011）^〔24〕、劉?。?005）^〔25〕等把能源消費(fèi)量分解為兩大部分：第一部分是社會(huì)經(jīng)濟(jì)耗能，第二部分是受氣溫影響的溫度調(diào)節(jié)耗能。還有一種方法是通過(guò)計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型進(jìn)行分析，如羅光華（2012）^〔26〕、Li Yating（2019）^〔27〕、王寶強(qiáng)（2019）^〔28〕等構(gòu)建多元線性回歸模型，黃蕊（2016）^〔29〕、Fan 等（2020）^〔30〕建立STIRPAT模型分析氣候變化對(duì)能源消費(fèi)的影響。其中，影響因素主要包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)耗電、人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)總量、能源強(qiáng)度、取暖度日、降溫度日等。

基于收集到的氣候變化和能源消耗相關(guān)性領(lǐng)域的研究表明，能源消耗排放的溫室氣體導(dǎo)致全球變暖已得到大量研究的證實(shí)，氣溫的上升也會(huì)對(duì)居民能源消費(fèi)帶來(lái)影響。氣候變化對(duì)能源消耗的影響在國(guó)外研究較多，而國(guó)內(nèi)針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行實(shí)證研究的文獻(xiàn)較少。能源消耗是否成為氣溫變化的原因，而氣溫變化又是否同時(shí)會(huì)反過(guò)來(lái)導(dǎo)致能源消耗的變化，兩者之間有著怎樣的相互關(guān)聯(lián)、相互影響機(jī)制，在我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的背景下研究這些問(wèn)題具有重要意義。本文采用我國(guó)1953-2020年平均氣溫?cái)?shù)據(jù)與能源消耗數(shù)據(jù)，通過(guò)格蘭杰因果檢驗(yàn)并構(gòu)建聯(lián)立方程模型，分析氣溫變化與能源消耗的關(guān)聯(lián)機(jī)制，為應(yīng)對(duì)氣候變化與能源戰(zhàn)略的實(shí)施提供科學(xué)參考。

三、研究方法與數(shù)據(jù)

1.研究方法

采用格蘭杰因果檢驗(yàn)分析氣溫變化與能源消耗的關(guān)聯(lián)機(jī)制，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建聯(lián)立方程模型量化分析氣溫變化與能源消耗的相互影響程度。

格蘭杰因果檢驗(yàn)。對(duì)于平穩(wěn)序列X和Y，如果在對(duì)Y做預(yù)測(cè)時(shí)，由包含X過(guò)去值所得到的預(yù)測(cè)值優(yōu)于未含X過(guò)去值的預(yù)測(cè)，則X是Y的格蘭杰原因。但如果對(duì)非平穩(wěn)數(shù)據(jù)進(jìn)行因果檢驗(yàn)，容易產(chǎn)生虛假因果關(guān)系，因此在此之前要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)。對(duì)能源消耗總量TEC進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)：

△TEC_t=（ρ-1）TEC_t-1+ε_t（1）

對(duì)ρ進(jìn)行檢驗(yàn)，如果ρ＜1，則序列是平穩(wěn)的，如果ρ=1，則序列是不平穩(wěn)的。滯后階數(shù)n由AIC和SC準(zhǔn)則來(lái)決定。參考已有研究，本文采用ADF檢驗(yàn)法、PP檢驗(yàn)法^〔31〕對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)。

格蘭杰因果檢驗(yàn)。在變量通過(guò)了單位根檢驗(yàn)的前提下，對(duì)其進(jìn)行格蘭杰因果檢驗(yàn)，令：

這里用全國(guó)能源消耗總量指標(biāo)TEC反映我國(guó)的能源消耗，用全國(guó)平均氣溫AT、全國(guó)平均最高氣溫AXT和全國(guó)平均最低氣溫AIT反映我國(guó)的氣溫水平^〔32-34〕。假設(shè)H₀：θ₁=θ₂=……=θ_j=0; H^＇₀：∈₁=∈₂=……=∈_j=0。如果拒絕原假設(shè)H₀，則TEC是AT的格蘭杰原因；如果拒絕原假設(shè)H^＇₀，則AT是TEC的格蘭杰原因。同理可得AIT與AXT和TEC的格蘭杰因果關(guān)系。

聯(lián)立方程模型。構(gòu)建AT與TEC的聯(lián)立方程模型：

AT_t=c₁+a₁D（TEC_t）+h₁X_t+ε_t（4）

D（TEC_t）=c^＇₁+b₁AT_t+h^＇₁X_t+ε_t（5）

上式中，c為截距項(xiàng)，ε_t為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)；AT為年平均氣溫，為保持變量的平穩(wěn)性，選取能源消耗總量的一階差分D（TEC）作為回歸方程的變量；X為控制變量，包括人口數(shù)量N、第二產(chǎn)業(yè)增加值RG2、城鎮(zhèn)化率UR^〔35-37〕。a₁為“能源消耗—平均氣溫”系數(shù)，反映能源消耗增量的變化對(duì)平均氣溫的影響程度；b₁為“平均氣溫—能源消耗”系數(shù)，反映平均氣溫的變化對(duì)能源消耗增量的影響程度。同理可得AIT與TEC的聯(lián)立方程模型：

AIT_t=c₂+a₂D（TEC_t）+h₂X_t+ε_t（6）

D（TEC_t）=c^＇₂+b₂AIT_t+h^＇₂X_t+ε_t（7）

其中，a₂為“能源消耗—平均最低氣溫”系數(shù)，反映能源消耗增量的變化對(duì)平均最低氣溫的影響程度；b₂為“平均最低氣溫—能源消耗”系數(shù)，反映平均最低氣溫的變化對(duì)能源消耗增量的影響程度。AXT與TEC的聯(lián)立方程模型：

AXT_t=c₃+a₃D（TEC_t）+h₃X_t+ε_t（8）

D（TEC_t）=c^＇₃+b₃AXT_t+h^＇₃X_t+ε_t（9）

其中，a₃為“能源消耗—平均最高氣溫”系數(shù)，反映能源消耗增量的變化對(duì)平均最高氣溫的影響程度；b₃為“平均最高氣溫—能源消耗”系數(shù)，反映平均最高氣溫的變化對(duì)能源消耗增量的影響程度。

區(qū)域異質(zhì)性檢驗(yàn)。我國(guó)幅員遼闊，南北溫差存在較大差異，且不同地區(qū)的能源消耗結(jié)構(gòu)有所不同。因此，本文選取1997-2019年除西藏外30個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析氣溫變化與能源消耗的影響的區(qū)域異質(zhì)性，并且將能源分為煤、石油、天然氣三大類，以此來(lái)考慮能源結(jié)構(gòu)對(duì)氣溫變化的影響。首先檢驗(yàn)氣溫與碳排放的相關(guān)性，如公式（10）。接著對(duì)碳排放與能源消耗進(jìn)行回歸分析，為了突出能源結(jié)構(gòu)的影響，將能源分為煤、石油與天然氣三種，如公式（11）。

AT_it=c₄+a₄lnCO_2it+h₄X_it+ε_it（10）

lnCO_2it=c₅+a₅coal_it+b₅oil_it+c₅gas_it+h₅X_it+ε_it（11）

其中，AT_it為i省在t年份的平均溫度，lnCO_2it為i省在t年份CO₂排放量的對(duì)數(shù)，coal_it為i省在t年份煤炭消耗量，oil_it為i省在t年份石油消耗量，gas_it為i省在t年份天然氣消耗量。X_it為控制變量，包括人口數(shù)量N、第二產(chǎn)業(yè)增加值RG2、城鎮(zhèn)化率UR^〔38-40〕。

2.數(shù)據(jù)來(lái)源

本文采用的全國(guó)氣溫?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于BERKELEY EARTH網(wǎng)站中的Regional Climate Change：China，通過(guò)氣溫零基準(zhǔn)值加上每年的溫度異常值取得。其中，全國(guó)年平均氣溫?cái)?shù)據(jù)以1951-1980年間的平均溫度6.79℃為零基準(zhǔn)，全國(guó)年平均最高氣溫以1951-1980年間的平均最高溫度13.07℃為零基準(zhǔn)，全國(guó)年平均最低溫度以1951-1980年間的平均最低溫度0.57℃為零基準(zhǔn)。選取1953-2020年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒中能源消耗總量作為能源消耗數(shù)據(jù)。省域面板數(shù)據(jù)的能源消耗來(lái)自于各省的《能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，各省氣溫?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于BERKELEY EARTH網(wǎng)站?？刂谱兞堪?cè)丝跀?shù)量、第二產(chǎn)業(yè)增加值、城鎮(zhèn)化率，數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，相關(guān)統(tǒng)計(jì)量描述性分析詳見(jiàn)表1。

圖1反映了我國(guó)1953-2020年間能源消耗與氣溫變化趨勢(shì)，可以看到兩者呈現(xiàn)同步上升態(tài)勢(shì)。其中，我國(guó)能源消耗一直處于上升趨勢(shì)，改革開(kāi)放以后增長(zhǎng)速度更為明顯。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)2021年能源消費(fèi)總量達(dá)到524000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是改革開(kāi)放前1977年的14.25倍，年均增長(zhǎng)率6.25%；2021年化石燃料（包括原煤消費(fèi)、石油消費(fèi) 、天然氣消費(fèi)）消耗總量達(dá)437016萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是1977年的28倍，年均增長(zhǎng)率為7.87%。另外，我國(guó)氣溫總體也呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，1953-2020年間，我國(guó)年平均氣溫上升了1.25℃，升溫速率約為 0.26℃/10年，高于同期全球平均水平（0.15℃/10年）^〔41〕；1953-2018年，年平均最高溫度和年平均最低溫度也分別上升了0.51℃和1.13℃。

四、實(shí)證分析

首先對(duì)變量進(jìn)行單位根檢驗(yàn)。對(duì)能源消耗總量TEC、城鎮(zhèn)化率UR、第二產(chǎn)業(yè)實(shí)際增加值RG2一階差分，對(duì)總?cè)丝跀?shù)N取對(duì)數(shù)并一階差分，均通過(guò)了ADF檢驗(yàn)和PP檢驗(yàn)，說(shuō)明一階差分序列平穩(wěn)。氣溫?cái)?shù)據(jù)AT、AXT和AIT的原序列均在1%顯著性水平下拒絕了原假設(shè)，說(shuō)明氣溫?cái)?shù)據(jù)均具有平穩(wěn)性。因此可以進(jìn)行下一步格蘭杰因果檢驗(yàn)與聯(lián)立方程分析。

1.格蘭杰因果檢驗(yàn)

對(duì)1953-2020年能源消耗與年平均最高氣溫、年平均氣溫、年平均最低氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行格蘭杰因果檢驗(yàn)，結(jié)果顯示：能源消耗增量DTEC與年平均最高氣溫AXT、年平均氣溫AT和年平均最低氣溫AIT均存在雙向格蘭杰因果關(guān)系。

在滯后一階時(shí)，格蘭杰因果檢驗(yàn)顯示：能源消耗增量DTEC是年平均氣溫AT的格蘭杰原因，年平均氣溫AT也是能源消耗增量DTEC的格蘭杰原因。也就是說(shuō)能源消耗增量DTEC影響年平均氣溫AT的升高，而年平均氣溫AT的升高也反過(guò)來(lái)影響能源消耗增量DTEC的增長(zhǎng)。同理可得，DTEC是AXT與AIT的格蘭杰原因，AXT與AIT也是DTEC的格蘭杰原因。DTEC在影響AXT與AIT升高的同時(shí)，AXT與AIT也同樣影響著DTEC的增長(zhǎng)。從格蘭杰因果檢驗(yàn)分析看來(lái)，能源消耗的增加會(huì)影響氣溫的變化，氣溫的變化同時(shí)也反過(guò)來(lái)對(duì)能源消耗的增長(zhǎng)產(chǎn)生了影響，兩者之間存在著雙向循環(huán)影響的關(guān)系（詳見(jiàn)表2）。

2.聯(lián)立方程模型

為進(jìn)一步分析上述的影響是正向的還是負(fù)向的，對(duì)能源消耗與平均氣溫構(gòu)建聯(lián)立方程模型。研究發(fā)現(xiàn)能源消費(fèi)增量與各項(xiàng)氣溫?cái)?shù)據(jù)均存在低于1%顯著水平的正相關(guān)，表明能源消耗的增加會(huì)導(dǎo)致平均氣溫的上升，同時(shí)氣溫的上升也同樣會(huì)使得能源消耗進(jìn)一步增加，兩者存在正向循環(huán)影響的關(guān)系。表3中第（I）列表示能源消耗增量與年平均氣溫的回歸結(jié)果，第（II）、（III）列分別是能源消耗與年平均最高氣溫、年平均最低氣溫的回歸結(jié)果?；貧w結(jié)果顯示系數(shù)a₁，a₂，a₃，b₁，b₂，b₃均大于零，能源消耗的增量和平均氣溫在低于1%的顯著性水平下呈正相關(guān)。

回歸結(jié)果表明能源消耗與氣溫存在正向循環(huán)影響的相互作用。能源消耗增加會(huì)帶來(lái)氣溫的升高，從表3可以看出，能源消耗增量每增加一個(gè)單位，平均氣溫將上升約0.000026℃。氣溫的上升會(huì)進(jìn)一步加快能源消耗的增長(zhǎng)，氣溫對(duì)能源消耗增長(zhǎng)拉動(dòng)作用依次是年平均最低氣溫（AIT）＞年平均氣溫（AT）＞年平均最高氣溫（AXT）。其中年平均最低氣溫每升高1℃，能源消耗增量將增加6149萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤；年平均氣溫與年平均最高氣溫每升高1℃，能源消耗增量將分別增加5748萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤和5241萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

能源消耗導(dǎo)致的溫室氣體的大量排放會(huì)加速氣溫的升高已得到大量的學(xué)者證實(shí)^〔42-44〕，IPCC也提出，人類碳排放是近百年來(lái)全球變暖的主要原因^〔45〕。關(guān)于為什么氣溫的升高會(huì)導(dǎo)致能源消耗的進(jìn)一步增長(zhǎng)，主要體現(xiàn)在氣溫的變化對(duì)居民能耗的影響上，氣溫升高會(huì)使得居民的制冷需求增加，這將顯著提高居民的能源消費(fèi)^〔46-47〕。另外，氣候變化還會(huì)影響整個(gè)能源供應(yīng)鏈，同時(shí)對(duì)能源運(yùn)輸、轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)及能源基礎(chǔ)設(shè)施等方面均會(huì)產(chǎn)生影響^〔48〕。

3.穩(wěn)健性檢驗(yàn)

為使回歸結(jié)果更可靠，使用能源消耗的滯后一階變量DTEC（-1）來(lái)替代能源消耗變量對(duì)回歸結(jié)果進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)，得出檢驗(yàn)結(jié)果（詳見(jiàn)表4）。從檢驗(yàn)結(jié)果可知，替代變量DTEC（-1）后的系數(shù)正負(fù)號(hào)均沒(méi)有出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的改變，檢驗(yàn)結(jié)果與表3基本一致，DTEC（-1）和AT、AXT、AIT均存在顯著的雙向正相關(guān)。因此，穩(wěn)健性檢驗(yàn)再次證明了平均氣溫與能源消耗增量之間存在正向循環(huán)影響。

4.異質(zhì)性分析

通過(guò)以上分析，本文已在全國(guó)尺度上驗(yàn)證了氣溫變化與能源消耗的雙向因果關(guān)系，兩者存在正向循環(huán)反饋的影響。由于我國(guó)南北溫差存在較大差異，且不同地區(qū)的能源消耗結(jié)構(gòu)有所不同，因此，本文選取1997—2019年除西藏外30個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析氣溫變化與能源消耗的影響的區(qū)域異質(zhì)性，并且將能源分為煤、石油、天然氣三大類，以此來(lái)考慮能源結(jié)構(gòu)對(duì)氣溫變化的影響。首先驗(yàn)證氣溫與碳排放的相關(guān)性（詳見(jiàn)表5），其中第（1）列為全樣本回歸結(jié)果，第（2）列為北方地區(qū)

回歸結(jié)果，第（3）列為南方地區(qū)回歸結(jié)果。由表5可知，碳排放的增加明顯帶來(lái)了氣溫的升高，這與以往大多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)論一致。根據(jù)相關(guān)系數(shù)來(lái)看，南方地區(qū)比北方地區(qū)氣溫變化受碳排放的影響程度更大，也就是說(shuō)，碳排放帶來(lái)的溫度上升在南方地區(qū)更為顯著。這對(duì)本身溫度就高于北方的南方地區(qū)來(lái)說(shuō)，碳排放的增加將會(huì)帶來(lái)更加不利的影響，特別是在極端高溫頻發(fā)的夏季，氣溫的進(jìn)一步上升將對(duì)人體健康帶來(lái)巨大負(fù)面影響。

然后對(duì)碳排放與能源消耗（煤、石油、天然氣）進(jìn)行回歸分析（詳見(jiàn)表6），其中第（1）列為全樣本回歸結(jié)果，第（2）列為北方地區(qū)回歸結(jié)果，第（3）列為南方地區(qū)回歸結(jié)果。分析結(jié)果顯示，三種化石能源都造成了碳排放的增加。從不同地區(qū)來(lái)看，南方地區(qū)煤炭的消耗對(duì)碳排放的促進(jìn)作用強(qiáng)于北方地區(qū)，北方地區(qū)的石油消耗對(duì)碳排放的促進(jìn)作用高于南方地區(qū)。從能源結(jié)構(gòu)來(lái)看，不管是南方地區(qū)還是北方地區(qū)，能源消耗對(duì)碳排放的拉動(dòng)作用強(qiáng)度都表現(xiàn)為：煤>石油>天然氣，并且煤的消耗對(duì)碳排放的拉動(dòng)作用比石油和天然氣要高很多。鑒于我國(guó)的化石能源消耗仍然以煤炭占比最高，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年煤炭消費(fèi)占到整個(gè)化石能源消費(fèi)的67.15%^〔49〕。因此，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低煤炭消費(fèi)的碳排放強(qiáng)度，降低煤炭消費(fèi)在整個(gè)能源消費(fèi)的占比，是“雙碳”目標(biāo)的重要實(shí)現(xiàn)路徑。

五、結(jié)論與展望

通過(guò)對(duì)我國(guó)1953-2020年平均氣溫?cái)?shù)據(jù)與能源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行格蘭杰因果檢驗(yàn)和聯(lián)立方程分析，研究我國(guó)能源消耗與氣溫變化的關(guān)系，證明了兩者存在正向循環(huán)影響的關(guān)聯(lián)機(jī)制。

格蘭杰因果檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，能源消耗增量與平均氣溫存在雙向格蘭杰因果關(guān)系，能源消耗的增加會(huì)影響氣溫的變化，氣溫的變化同時(shí)也反過(guò)來(lái)對(duì)能源消耗的增長(zhǎng)產(chǎn)生了影響，兩者之間存在著雙向循環(huán)影響的關(guān)系。通過(guò)聯(lián)立方程量化分析，結(jié)果顯示相關(guān)性系數(shù)與回歸系數(shù)均大于零，表明能源消耗與氣溫具有正向循環(huán)影響的相互作用。能源消耗增加會(huì)促進(jìn)氣溫的升高，回歸結(jié)果顯示能源消耗增量每增加一個(gè)單位，平均氣溫將上升約0.000026℃。氣溫的上升會(huì)進(jìn)一步加快能源消耗的增長(zhǎng)，氣溫對(duì)能源消耗增長(zhǎng)拉動(dòng)作用依次是年平均最低氣溫（AIT）＞年平均氣溫（AT）＞年平均最高氣溫（AXT），其中，當(dāng)年平均最低氣溫每升高1℃，能源消耗增量將增加6149萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤；年平均氣溫與年平均最高氣溫每升高1℃，能源消耗增量將分別增加5748萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤和5241萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。本文將我國(guó)除西藏外的30個(gè)省份進(jìn)行南北劃分，進(jìn)行區(qū)域異質(zhì)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，比起北方地區(qū)，南方地區(qū)氣溫變化受碳排放的影響程度更大，這對(duì)本身溫度就高于北方的南方地區(qū)來(lái)說(shuō)，碳排放的增加將會(huì)帶來(lái)更加不利的影響。從能源結(jié)構(gòu)來(lái)看，不管是南方地區(qū)還是北方地區(qū)，能源消耗對(duì)碳排放的拉動(dòng)作用強(qiáng)度都表現(xiàn)為：煤＞石油＞天然氣，并且煤的消耗對(duì)碳排放的拉動(dòng)作用比起石油和天然氣要高出很多。

化石能源的燃燒造成溫室氣體的排放是氣候變暖的主要原因已成為全球共識(shí)，而氣溫的上升也會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致能源消耗需求的增加，這在以往的文獻(xiàn)中并沒(méi)有得到足夠重視。對(duì)于氣溫的上升為什么會(huì)導(dǎo)致能源消耗的進(jìn)一步增加，其原因可能主要體現(xiàn)在溫度的升高會(huì)增加夏季居民的制冷需求，從而導(dǎo)致居民的用電量上升，因而進(jìn)一步促進(jìn)能源消耗的增加。從本文實(shí)證分析中聯(lián)立方程模型結(jié)果來(lái)看，能源消耗對(duì)年平均最高氣溫的拉動(dòng)作用是最強(qiáng)的，因此這對(duì)于夏季本身溫度較高的南方地區(qū)所帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)更為顯著，氣候變暖將導(dǎo)致極端高溫事件頻發(fā)，使人們對(duì)空調(diào)制冷需求不斷上升。對(duì)此。一方面，需要加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以保證居民夏季制冷所需的電力供應(yīng)，緩解高溫天氣對(duì)居民健康的不利影響。另一方面，提高消費(fèi)者的節(jié)能意識(shí)。在日常生活中，居民可以通過(guò)選擇使用能效更高的節(jié)能空調(diào)、合理調(diào)節(jié)空調(diào)的冷卻溫度以及減少空調(diào)的使用頻率等降低能源消耗。

2022年IPCC在第六次評(píng)估報(bào)告第二工作組報(bào)告《氣候變化：影響、適應(yīng)和脆弱性》中指出，氣候變暖將會(huì)導(dǎo)致多種氣候?yàn)?zāi)害強(qiáng)度和頻率的提高，將對(duì)陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)、居民生活水平、人類健康、糧食安全和人員流動(dòng)等帶來(lái)重大威脅和風(fēng)險(xiǎn)^〔50〕。在全球氣候變化和碳排放居高不下的背景下，我國(guó)作為全球最大的化石能源燃燒國(guó)義不容辭地承擔(dān)著減排的責(zé)任。各地應(yīng)積極落實(shí)“雙碳”政策，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步、開(kāi)發(fā)綠色清潔能源^〔51〕、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源結(jié)構(gòu)^〔52〕等措施，探索低能耗、高效用的低碳發(fā)展之路。

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（責(zé)任編輯 張 筠）