發布時間:2023-09-20 17:51:39
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇能源與經濟,期待它們能激發您的靈感。
70年代石油危機后,許多經濟學家開始關注能源在經濟增長中的作用。Cleveland[1]實證分析了近100年來美國87個部門的經濟增長,發現能源使用與GNP之間存在著一個非常強的相關關系,而且能源與GNP之比的變化,在很大程度上受能源結構變化的直接或間接的影響。但是文獻[1]以能源使用與經濟產出之間存在因果關系作為基本假設,對其它生產要素的作用沒有充分考慮。作者認為資本和勞動只是維持生產所需能源和物質的中間因素,沒有對此進行更深入地解釋。事實上,兩大傳統生產要素(勞動力與資本)的投入,對于產出的重要性是不可忽略的。與文獻[1]的基本假設相反,大多數新古典經濟學家持有如下優先假設[2~4]:能源在生產中占有相對較不重要的地位,它是由資本、勞動和土地這些主要的生產要素所產生的一個中間變量。這個假設被當作是計量經濟分析的基本前提,并以Cobb-Douglas的資本和勞動力的雙變量生產函數為其表現形式。過去人們分析能源對經濟增長的影響,都是在這個框架內進行的。隨著能源對經濟發展的影響逐漸擴大,新古典經濟學家的研究方法是,在其先驗理論的基礎之上,檢驗世界能源的相對價格對潛在GNP、收入分配、資本形成和經濟福利等的影響[5]。除了在新古典經濟學的理論框架內研究能源使用或能源價格對經濟產出的影響外,另一些學者將能源投入作為生產要素矢量中的一個分量。
Rashe和Tatom[6]首次將能源使用引入Cobb-Douglas生產函數,他們力圖尋求能源利用和經濟增長之間更符合實際過程的基本規律。與以前的研究相比,該方法具有約束條件少的優點。因而引起人們廣泛地關注。自改革開放以來,我國經濟增長方式基本上以粗放型為主,單位GDP增長的成本過高。其典型的例證是,國民經濟的“瓶頸”(能源、交通等基礎產業)制約并未得到根本緩解。因而我國目前特別重視實現經濟增長方式(由粗放型向集約型)的轉變和可持續發展戰略。能源需求和對先進能源技術需求,對中國目前的經濟增長依然至關重要。然而礦物能源(煤、石油、天然氣)消耗引起的環境質量的退化,已成為可持續發展進程的羈絆。文獻[7]認為,如果世界氣候發生變化,中國是最易受害國之一。并以1994年春的洪水使中國損失60億美元,同年8月臺風造成經濟損失為16億美元作為例證。因此,面對經濟增長與保護環境的二難選擇,研究能源與經濟增長之間的關系,進而尋求最小環境代價的高速經濟增長,既是一個重要的理論問題,又是一個急待解決的現實問題。本研究的目的是對該問題進行初步探討。以往關于能源對中國經濟增長的貢獻的研究,大都是對GDP與能源需求量之間所表現出來的規律進行分析。本文將能源作為新的生產要素引入Cobb-Douglas生產函數,建立向量自回歸模型,探討能源與中國經濟增長之間的本質關聯。
2中國能源與經濟增長模型
2.1模型首先擴展生產函數,應用4變量的向量自回歸模型(VAR),根據1978—1996年期間中國的GDP、勞動力投入、資本投入和能源使用的數據(數據來源:《中國統計年鑒》(1978—1997),1997年不變價格),建立資本、勞動力、能源3變量的生產函數模型,并進行統計檢驗,進而證明能源在中國經濟增長過程中具有不可完全替代性。本文采用的VAR模型的一般形式如下:f(GDPt)=X′α1+U1t(1)f(Kt)=X′α2+U2t(2)f(Lt)=X′α3+U3t(3)f(Et)=X′α4+U4t(4)X′=[1,f(GDPt-1),…,f(GDPt-r),f(Kt-1),…,f(Kt-r),f(Lt-1),…,f(Lt-r),f(Et-1),…,f(Et-r)](5)其中GDP為國內生產總值,K為資本投入,L為勞動力投入,E為能源投入,f為函數,r為滯后步長,αi為(4r+1)×1向量自回歸系數。
2.2模型識別使用VAR模型必須解決兩個問題:函數f的形式和滯后步長。本文考慮4種函數形式:對數、對數的一階差分、不具有差分的f(x)=x形式和一階差分形式。首先估計滯后步長為4的各種VAR模型,再對不同滯后步長的VAR模型,使用Sims[8]的似然比檢驗統計量來確定最優滯后步長。即:如果記AR(m)和AR(n)分別是無約束和受約束的VAR(其中m和n分別是相應的滯后步長),則用于檢驗n對m(n<m)的LR統計量為:LR=(T-C)(lnΣn-lnΣm)(6)其中T為樣本長度;C是校正因子,等于每個AR(m)方程中的回歸量的個數;Σn和Σm分別為約束和非約束的殘差協方差矩陣;統計量LR的漸近分布是自由度為k2(m-n)的χ2分布,其中k等于VAR模型的變量個數。本文的原假設H0是滯后步長較小為真的情況。若記W為拒絕域,此檢驗法要求選定一個數,使如下條件成立:Pθ{λ∈W}αθ∈H0(7)式(7)的H0為原假設的參數空間,α為顯著水平。本研究選擇α=0.05為顯著水平值。如果某個H0對備擇假設H1對應的LR統計量小于顯著性水平值0.05,則接受H0拒絕H1(步長可由m縮至n)。其中原假設H0是指滯后步長為n,而備擇假設H1則是指滯后步長為m。檢驗結果表明,數據拒絕大于4的滯后步長。而對于4以下的滯后步長,~給出4種函數形式的不同滯后長度的似然比檢驗結果。出的4種函數形式的不同滯后步長的似然比檢驗可以看出,在無差分模型中,明顯地要拒絕一步滯后模型。在二步和三步檢驗中,二步滯后模型是可接受的。所以,二步滯后是最優滯后步長。在一階差分模型中,一步滯后模型是可接受的。在無差分尋數模型中,對于3種備擇假設,都拒絕一步滯后,二步滯后對備擇假設三步、四步清點后是可接受的。在一階差分對數模型中(),原假設的一步滯后相對于其余3種滯后步長的備擇假設是可接受的。為了確定最合適的函數形式,我們使用AIC信息準則[4]。對于原始數據和一階差分模型,AIC采用如下形式:AIC=1+ln(2π)+lnσ2+2k/T(8)其中k為回歸階數,T為樣本長度,σ為通過某種適當方法得到的標準差,π為聯立方程個數。對于對數和對數的一階差分模型,AIC采用如下形式:AIC=1+ln(2π)+lnσ2+2Tk+T2ln(yt)其中y為未變換的解釋變量。每種函數形式的Akaike信息的臨界值[9]計算表明,4個方程AIC的均值以對數模型為最小。根據AIC準則,無差分對數模型優于其它模型。因此,最優模型為無差分對數模型,即f(y0)=lny。具有該函數形式的VAR模型的最優滯后步長V=2。回歸結果表明,所有方程的DW檢驗均較好,判定系數R2的值都在0.99以上,這說明回歸方程的擬合效果良好。
3能源與經濟增長的關系
上述的向量自回歸模型通過統計檢驗,效果良好。這個結果說明,將能源作為新的變量引入Cobb-Douglas生產函數,擴展后的生產函數形式符合中國實際經濟過程,揭示了中國能源與經濟增長之間存在的相關性,表明能源已成為中國經濟增長過程中不可完全替代的限制性生產要素。該結果在理論和實際上都具有重要意義。為了說明GDP變化對能源使用的影響,我們根據VAR模型的估計結果進行彈性分析。結果可見。由模型知,GDP是3個變量的函數,因此GDP變化對能源使用的影響可用如下微分方程表示:dEdGDP=EGDPΔGDP+ELLGDPΔGDP+EKKGDPΔGDP(10)(10)式表明GDP變化對能源使用產生的影響由3部分組成。將結果代入(10)式,得:dEdGDP=EGDPΔGDP+ELLGDPΔGDP+EKKGDPΔGDP=(0.032-0.086+0.042)ΔGDP=-0.012GDP<0(11)(11)式表明,中國經濟在1978—1996年間單位GDP能耗變化呈下降趨勢。以1978年不變價對GDP進行計算,萬元GDP的能源消耗從1978年的15.9噸標準煤降至1996年的10.1噸標準煤,下降趨勢明顯。(11)式還表明,引起單位GDP能耗變化的主要因素人均能耗變化與資本投入、技術進步、產業結構調整密切相關。雖然單位GDP的能源消耗隨著經濟增長而減小,但能源消耗總量卻隨著GDP規模的不斷增加而上升。
關鍵詞:能源經濟;能源計量;計量工作
1 新疆能源經濟的優勢
1.1 新疆作為國家能源基地和西進戰略橋頭堡地理位置優越
新疆煤炭、石油等能量資源豐富,是國家的能源生產基地;同時,新疆地處西北,與中亞、南亞多國接壤,是國家對外能源合作和貿易交易的橋頭堡。已建、在建和規劃中的能源生產、加工基地有石油、天然氣、煤炭、煤電、煤化工、風電、光伏發電等能源基地,能源通道有“西氣東輸”管道,石油輸送管道,“西電東送”電力輸送通道,規劃中的“巴基斯坦―新疆”鐵路運輸通道等國家能源運輸大動脈。目前,新疆已成為集能源“生產、中轉、運輸”于一體的國家能源基地。
1.2 新疆能源資源豐富,產業發展前景廣闊
據統計,新疆地區共有石油遠景資源量234 億噸 、天然氣遠景資源量13 萬億立方米、煤炭預測資源量2.19 萬億噸 ,分別占全國資源總量的21.5%、23.3% 和38%,均在全國位居第一位[1]。同時,“疆電外送”特高壓能源通道的建成,“西氣東輸”管道、石油運輸管道的開通,蘭新鐵路的改造和二線建設為新疆能源產品向外運輸提供了保障[2]。
(1)石油天然氣產業。新疆擁有內陸沉積盆地49個,總面積約為95萬平方公里,占全國陸上沉積盆地面積的21%。油氣資源主要分布在準噶爾、塔里木、吐魯番-哈密盆地;此外,柴窩堡、伊寧、三塘湖、焉耆、庫木車里等五個沉積盆地的油氣資源也非常可觀[1]。其中塔里木盆地的油氣資源總量為229億噸,準噶爾盆地的油氣資源總量為106.9億噸,吐哈盆地的油氣資源總量為15.36億噸。新疆石油天然氣資源勘探開發潛力巨大[3]。
(2)煤炭開采及深加工產業。新疆煤炭資源具有煤質好、煤層多、厚度大、埋藏淺、大型及特大型煤田多的特點。全區可劃分為三大含煤區,分別是準葛爾―北天山含煤區,西南天山含煤區和塔里木含煤區,含煤區內又分12個煤田和53個煤產地,其中資源量大,開發利用條件較好的主要煤田有準東、吐哈、伊犁和庫拜煤田[4],這幾大煤田煤炭資源占全疆總量95%以上。根據規劃,2015年新疆煤炭產能將超過4億噸,其中外運5000萬噸[5]。
同時,以伊犁、準東煤炭基地為重點,大力發展現代煤化工產業,形成煤制合成氨、煤制二甲醚、煤制氣、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤焦化產業鏈。預計至2015年底,形成煤制尿素260萬噸、煤制二甲醚80萬噸、煤制天然氣600億立方米、煤制油360萬噸、煤制烯烴100萬噸、煤制乙二醇100萬噸的現代煤化工產業集群[5]。
(3)電力產業。近年來,新疆電力工業發展迅速,是全國少有的集煤電、風電、光伏發電、電工制造、高壓電網建設等優勢于一體的區域。電力工業已成為新疆的重點發展領域,電力產業在新疆能源經濟中的重要性也越來越明顯。電源基地建設方面,“十二五”期間疆內新增裝機4900萬千瓦,2015年總裝機規模達到6500萬千瓦。電網建設方面,建成覆蓋110千伏、220千伏、750千伏電壓等級的全疆電網,與西北主電網聯網送電的750千伏第一通道和第二通道均已打通,成功實現了新疆電網與全國電網的暢通鏈接。哈密至鄭州的±800千伏項目已于2014年建成運行;準東至重慶,準東至華東的特高壓電能輸送通道建設也已提上日程。
依靠煤炭資源優勢,大力發展煤電,構建“煤從空中走,電送全中國”的愿景。同時兼顧新能源建設,帶動風電、光伏發電產業的發展,形成煤電、風電、光電共同發展,打包輸送的局面,從而快速推進“疆電外送”工程。
2 能源計量需求分析
能源計量工作是加強能耗監測管理、推進節能減排、建設資源節約型和環境友好型社會的重要基礎,也是當地能源經濟健康有序發展的技術保障。因此,在新疆能源經濟快速發展的同時,相應的能源計量工作也應滿足發展的需要。
2.1 石油天然氣方面
計量工作貫穿于油氣勘探開發、油氣集輸儲運、油氣加工以及成品油氣銷售的全過程。提高計量工作的準確性、穩定性、可靠性對石油天然氣產業非常重要。
(1)油氣資源在開采過程中,相關的設備儀器需要計量技術的支持;(2)油氣資源在集輸儲過程中,管道、容器及相關監測設備需要計量技術的支持;(3)油氣資源的加工過程需要計量技術的支持;(4)油氣資源及其加工產品的貿易交易需要計量技術的支持。
2.2 煤炭開采及加工方面
(1)煤炭開采過程中相關的儀器設備需要計量技術支持;(2)燃煤發電過程中,大量的儀器設備、現場試驗需要計量技術的支持;(3)煤化工產品的生產和交易需要計量技術的支持。
2.3 電力工業方面
(1)電廠的建設及運行需要計量技術的支持;(2)電網的建設及運行需要計量技術的支持;(3)電工制造業的發展需要計量技術的支持。
2.4 高耗能行業
能源經濟的發展帶動了當地高耗能產業的發展,拉動了當地基礎設施建設,促進了相關配套產業的發展。如:高耗能行業里的礦產、冶金;基礎設施里的公路、鐵路、機場、通信等;配套產業里的新材料、新能源等。這些產業的發展也增加了相關專業的計量技術服務需求。
3 結語
能源經濟的發展離不開能源計量工作的支持,能源計量工作的有效支持能促進能源經濟的健康、有序發展。因此,在新疆能源經濟快速發展的過程中,也應該同步提高計量技術機構在技術服務方面的能力,加強平臺建設和人才隊伍建設,用一流的能源計量服務支持當地能源經濟的發展。
參考文獻:
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[2]劉建軍.新疆煤炭外運通道規劃思路[J].綜合運輸,2009(10).
[3]康玉柱.新疆油氣資源的開發前景分析[J].石油學報,2007(04).
[4]黃磊,賈永勇.淺談新疆煤炭礦區總體規劃的必要性[J].中國高新技術企業,2009(16).
關鍵詞:能源安全;能源-經濟-環境;能源多樣性;能源模型;文獻綜述
一、引言
進入21世紀以來,中國能源資源約束日益加劇,調整結構、提高能效和保障能源安全的壓力進一步加大,能源安全問題日益凸顯(Vliet et al.,2012)。2014年底國務院的《能源發展戰略行動計劃(2014~2020年)》指出,能源發展戰略堅持“節約、清潔、安全”的戰略方針,加快構建清潔、高效、安全、可持續的現代能源體系。因此,著力優化能源結構,確保國家能源供應安全,成為中國制定能源政策時所面臨的重要課題。
本文首先對能源安全的概念和能源多樣性指標進行評述,然后回顧能源-經濟-環境(3E)系統的有關文獻,總結3E系統建模的主要方法。最后對目前有關能源安全量化評估中的一些問題和3E系統建模方面的不足之處進行總結,并對未來研究進行展望。
二、能源安全的概念與指標構建
能源安全是個難以完整定義的概念,其定義隨時間、地點與目的不同而有所差異(Sovacool & Brown,2010;Ang et al.,2015)。早期文獻認為能源安全首先是能源供應的充足與穩定性。對能源進口國而言,能源安全意味著要降低對外部能源供給的依存度。近年來,能源安全已由最初的能源供給穩定的單一維度概念擴展成為涵蓋能源、經濟與環境等諸方面的多維度的概念。國際能源署(IEA,2007、2011)認為能源安全有長短期不同的內涵。短期能源安全是指能源系統可以對供需平衡的突然變化做出迅速反應;長期能源安全則是指兼顧經濟發展和環境保護的能源系統投資。亞太能源研究中心(APERC,2007)出了四個維度的能源安全概念,即4A(Availability、Accessibility、Affordability、Acceptability)的能源安全框架(Hughes,2012;Sharifuddi,2013)。美國21世紀能源研究所(USCC)認為能源安全應當同時考慮能源供給的可靠性、地緣政治、經濟形勢、可靠性與環境等諸多方面。
有關能源安全的量化評估近十余年來陸續展開。Cherp& Jewell(2014)整理近年來相關研究提出的能源安全指標,用簡易型與復合型分類方式,結合4A能源安全框架,評估能源政策在國家、區域及全球等不同尺度上促進能源安全的政策成效。Yao & Chang(2014)使用4A安全框架,建構20個細類指標考察中國1980~2010年間各個五年計劃期間的能源安全變動,發現新世紀以來中國能源安全形勢有惡化趨勢。Zhang et al.(2013)從進口供應鏈的角度構建石油安全指標,評價中國石油進口的安全,整個指標體系包括四個方面:供應風險、經濟風險、運輸風險以及依存風險,發現自1993年以來中國石油進口風險一直處于上升趨勢,石油對外嚴重依存已成為能源安全的最大挑戰。Xia et al. (2011)運用能源多樣性以及油品自主率指標,分析中國大陸工業部門有關能源安全、效率與碳排放問題。國內,林玨(2014)從政治、經濟、技術、體制等多個維度,建構了12項指標,測度2000~2012年中國與加拿大的能源安全狀況。苗韌等(2013)提出了“中國能源可持續發展綜合評價體系”,量化分析中國2000~2020年能源可持續發展的狀態與合理水平。蘇飛和張平宇(2008)由對外依存度、能源消耗彈性系數、能源儲量比等指標構建脆弱性評估模型,對中國區域能源的安全供給脆弱性進行評價。
多樣性為確保能源安全的重要因素。多樣性有助于能源系統應對外在環境的改變與沖擊(Molyneaux et al.,2014)并降低單一來源供應中斷的脆弱性(Bhattacharyya,2010)。因此,一個高度依賴進口的能源系統若能有效分散能源來源和種類,未必處于高風險狀態。目前各國多將促進能源來源的多樣性作為能源安全戰略的重要原則和措施,如何降低化石能源進口來源的集中度成為能源進口國降低能源風險安全的重要政策方向(Lef vre,2010),然而決策者常常將能源安全等同于能源獨立性,因此多將政策重點放在如何促進資產能源的供給,而忽略增加進口能源來源的多樣性的重要性,也未建立起適當的市場機制引導投資者以多樣性的能源組合,來增強整體的能源安全。
多樣性指標被廣泛應用于各種領域的研究中,指標建構方式也較多,參見表1。其中在能源領域以Hirschman-Herfindahl Index(HHI)和Shannon-Weiner Index(SWI)兩種指標應用最為廣泛。HHI是評價市場集中度的指標,亦可以用于多樣性分析。在能源系統中,市場份額較大的能源種類或者能源供應個體,其對能源安全的影響較大。Blyth &Lefevre(2004)曾使用該指標結合能源供應國的政治風險排名指數,考察能源供應國對市場穩定性的影響;Gupta(2008)運用HHI進行油品供應風險的分析;Frondel et al.(2008)采用HHI和政治穩定度指標考察國內能源安全問題;Le &Paltseva(2009)則采用HHI研究歐盟進口能源供應的短期風險;Ge&Fan(2013)使用HHI指標的平方根評價中國能源進口來源的多樣性。HHI的缺點也比較明顯,例如,對數據要求較高,經濟含義不直觀等等。另一最常用的指標SWI由熱力學的概念“熵”(entropy)拓展而來。SWI運用于能源安全領域以及能源多樣性的文獻較多。Costantini et al. (2007)使用SWI指標進行不同情境下能源依賴度與脆弱度分析。Vliet et al.(2012)運用SWI多樣性指標及修正的SWI多樣性指標評估歐洲與亞洲主要國家的能源安全。SWI指標存在一些缺點,如Stirling(2010)認為該指標能較好的反映系統的變異性(variety)以及平衡性(balance),但難以反映差異性(disparity)。雖然HHI和SWI兩種指標在闡述多樣性的意義上尚有不足之處,但由于二者在數據取得方面較為容易,計算上相對透明和客觀,可以通過改進加以完善。
目前文獻中建構的能源多樣性指標缺點主要有二:一是將各類能源視作獨立能源,而未考慮不同種類能源之間存在的復雜的互補和替代關系。二是現有多樣性指標假設各類能源具有相同風險特性,無法解釋各類能源的不同風險表現。如在化石能源價格劇烈變動期間,再生能源的價格卻比較穩定。實際上,有文獻指出,再生能源具有的價格穩定性通常可以用來作為應對傳統能源市場價格變動的避險工具(林伯強和李江龍,2014)。只是目前有關能源安全的量化研究通常忽略再生能源對能源價格穩定所起的作用。
三、能源模型與政策模擬
20世紀70年代世界發生石油危機之前,沖擊分析(impact analysis)模型在國家能源政策的分析與評估上并未占據重要角色。20世紀90年代以來,能源問題日益與環境保護和經濟發展問題密不可分,需要考慮能源與經濟、環境等問題的互動,于是出現了各種能源-經濟-環境(3E)規劃模型。魏一鳴等(2005)對其進行了總結分類。Jebaraj&Iniyan(2006)將能源模型分為能源計劃模型、能源供需模型、能源預測模型、再生能源模型、碳排放減量模型以及最優化模型等幾類。Suganthi& Samuel(2012)則將能源需求預測模型分為:時間序列、計量回歸、結構分解、灰色預測、投入產出、由上而下、模糊理論、整合性等12種類型。Hodge et al.(2011)則將能源模型依據應用領域分為:能源生產與消費模型、能源傳輸模型、能源經濟模型以及能源使用環境沖擊模型。
按照建模方法,能源模型可以分為Top-Down(自上而下)、Bottom-Up(自下而上)模型以及混合型等3種類型(魏一鳴等,2005)。Top-Down與Bottom-Up兩類模型各具特色,功能也有差異,參見下表2。
就研究方法而言,3E模型大致可分為:經濟計量模型、數理規劃模型、投入產出模型、系統動力學模型以及可計算一般均衡(CGE)模型等5大類型。
(一)經濟計量模型
該模型是1960~1980年代應用較為廣泛的模型,從小規模的部門計算到大規模的宏觀計量模型,在諸多領域均有著廣泛的應用。早期有AR模型、MV模型、ARMA模型、ARIMA模型、聯立方程模型等。近年來,隨著時間序列方法的發展,傾向于運用向量自回歸(VAR)模型(Hamilton,1983;崔和瑞和王娣,2010;陸D,2011;李姝和田露露,2014等)、協整(CI)與誤差修正(ECM)模型(林伯強,2006)、SVAR模型(林伯強等,2014)進行研究。就3E議題而言,目前一般作為其他模型(如CGE模型)的輔助模型,推估一些必要的參數,或者僅作為對照基礎。不過,該模型也可以用來分析特定的技術性問題,如能源生產力、技術效率等。
(二)數理規劃模型
該模型分為單目標規劃法和多目標規劃法。單目標規劃化法用于3E系統,是以整個3E系統的成本最小化為規劃目標,通過動態線性規劃求解最優結果,如IEA于1976年開發的MARKAL模型;陳文穎等(2004a;2004b)在MARKAL模型的基礎上,建構的能源-經濟-環境耦合的MARKAL-MACRO模型,均屬于單目標規劃模型。多目標規劃法是在決策過程中同時考慮多個決策目標的數理規劃法。如Cai et al.(2009)、Oliveira &Antunes(2011)等。國內,魏一鳴等(2002)、宋杰鯤等(2013)分別以北京市和山東省統計數據為例,建構了3E多目標規劃模型。臺灣學者張四立(2010)建構了針對臺灣能源-經濟-環境(3E)系統的多目標規劃模型。
(三)投入產出模型
該模型在3E議題方面應用較早,且用途廣泛,特別是在國際貿易中隱含碳、隱含能的測度和污染排放方面應用尤其廣泛。國外文獻有Wiedmann(2009)、Liu et al. (2010)、Kitzes(2013)、Su & Ang(2014)等。國內,中國投入產出學會課題組(2007)使用2002年中國投入產出表研究了主要能源部門與國民經濟的關聯。陳迎等(2008)首次使用投入產出分析法測算了2002~2006年中國進出口產品的隱含能源。席酉民(2009)編制了中國 2004 年能源投入產出延長表,建立了能源投入產出分布式規劃模型,用來測算單位GDP能耗的變動趨勢。張友國(2009)、彭水軍和劉安平(2010)等采用投入產出模型分析國際貿易對中國環境的影響。劉瑞翔和姜彩樓(2011)、謝建國和姜珊(2014)等采用投入產出模型測算了中國對外貿易隱含能和能源消耗。高建剛(2015)采用帶有非期望產出且具有不可分割冗余變量模型(SBM)測算了中國能源效率和排放效率發現兩種效率均存在東、中、西依次遞減的格局。
(四)系統動力學模型
系統動力學模型源自于1961年MIT教授Forrester對企業政策與工業組織隨時間變化的行為討論。此后,該方法在工程、醫學、管理等多種領域得到廣泛應用。3E議題方面,Wei & Hong(2009)運用系統動力學方法模擬不同部門二氧化碳排放量和不同能源結構的碳減量收益。Feng et al. (2012)使用系統動力學模型仿真北京市2005-2030年能源結構和人口增長變動對能源消耗和碳排放的影響。國內,杜慧濱和顧培亮(2005)使用系統動力學方法了建立了3E系統演化模型。李瑋和楊鋼(2010)利用系統動力學方法研究山西省能源消費的可持續性。宋輝和魏曉平(2013)結合中國GDP增長目標、化石能源消耗進程安排、二氧化碳減排目標等問題,使用該方法模擬再生能源2011-2045年的替代路徑。李文超等(2014)在分析人口、能源、資本和污染四個子系統的基礎上,建構了系統動力學模型用于中國3E系統的可持續發展評價,發現同時改變技術創新和消費偏好有利于中國實現3E系統的可持續發展。肖仁俊等(2014)建立了新疆能源可持續發展的動力學模型,研究2010-2020年新疆的3E發展目標。郭玲玲等(2015)運用系統動力學方法構建中國能源安全的系統動力學模型,預測能源生產和消耗等情形的動態變化。
(五)可計算一般均衡(CGE)模型
CGE模型的原理是瓦爾拉斯的一般均衡理論框架,其內涵著重分析經濟個體的互動與市場績效的相互關系。在CGE模型中,價格內生決定,這與投入產出模型不同;有較為嚴謹的理論框架,但缺乏統計檢驗使其與計量分析和時間序列分析不同。
該模型種類繁多,按照劃分不同依據,可以分為:1.靜態模型和動態模型;2.單區域模型和多區域模型;3.單國模型和多國模型。本文針對第三種分類進行介紹。就單國模型而言,國際上代表性的有:ORANI 、 World Bank-Type CGE 、GREEN、DICE、MERGER、WIAGEM、ENTICE、AIM、WITCH、MIT EPPA。國內,有國務院發展研究中心開發的多區域可計算一般均衡模型(DRC-CGE)、國家信息中心開發的一般均衡模型(SICGE)、中國科學院科技政策與管理科學院與澳大利亞莫納什大學合作開發的CAS-CGE模型、清華大學開發的能源-經濟-環境混合評價模型(TH-3EM)、北京理工大學能源與環境政策研究中心開發的中國能源與環境政策分析模型(CEEPA)、王燦等(2005)開發的中國經濟-環境-能源動態CGE模型(TED-CGE)、澳大利亞莫納什大學和湖南大學聯合開發的MCHUGE模型等。此外,多國模型有GTAP(Global Trade Analysis Project)、GTEM(Global Trade and Environment Model))。關于單國模型與多國模型的互動與連結,參見下圖1。
CGE模型用途廣泛,在經濟政策分析中具有重要地位。在3E問題上的應用研究可以分為三類:第一類是探討能源和環境政策的社會經濟影響。這是數量最多的一類文獻。如節能減排效果和福利效應研究: Wang等(2009)、Dai et al.(2011)、劉小敏和付加鋒(2011);能源稅、碳稅的實施效果研究:Bruvoll& Larsen(2004)、Wissema&Dellink(2007)、Matsumoto & Masui(2011)、賀菊煌等(2002)、魏濤遠等(2002)、王燦等(2005)、魏巍賢(2009)、何建武和李善同(2010)、朱永彬等(2010)、梁偉等(2014)、劉宇等(2015);碳關稅的經濟效果、碳泄漏的跨境效應:Bruvoll&Faehn(2006)、沈可挺和李鋼(2009)、朱永彬和王錚(2010)、李繼峰和張亞雄(2012)、溫丹輝(2013)、叢曉男等(2014)等。第二類是:能源消費強度、能源價格與能源消費結構的研究。這類文獻數量也較多。如Bergman(1988)、林伯強和牟敦國(2008)、胡宗義和劉亦文(2010)、姚云飛等(2012)、郭正權等(2014)等。第三類是能源效率、回彈效應研究。相關文獻較少。典型的有Dimitropoulos(2007)、查冬蘭和周德群(2010)、胡秋陽(2014)。
四、研究評述和展望
目前,國內外有關能源安全和能源模型的相關研究文獻已不再局限于能源問題本身,而是將能源問題和經濟發展、環境保護、科技創新、人口發展、國際貿易甚至國際政治問題進行鏈接,從多維度考察能源安全問題;同時,學者們更加注重理論與實證相結合,越來越注重建構功能更具體、更強大的能源模型,并結合相關數據來研討實際問題。3E模型的不斷發展完善為整合多視角的研究提供了強有力的分析工具。盡管如此,能源安全問題以及相關模型的研究仍然有待深化。
目前文獻中有許多指標用于評估國家、區域或全球等不同尺度的能源安全,內容包括能源系統的獨立性、依存度以及能源結構與供應來源的多樣性等,然而僅有少量研究對能源安全進行量化評估,且多數多樣性指標未能有效體現各類能源的風險特性以及不同種類能源風險的關聯性,而使指標的計算結果與實際的能源安全狀態偏差較大。因此,建構具有風險內涵的多維度能源安全指標,以便為政府完善能源安全決策提供建議將是未來能源安全亟需研究的重要問題。
在3E模型的建模方面,僅強調能源-經濟-環境的關聯,其中能源部分多是單向配合經濟發展與環境保護的要求而進行能源需求預測與供應系統規劃,而很少觸及能源安全與經濟發展和環境保護三者之間的互動關系,缺少能源安全問題的自主性探討。因此,在能源規劃模型中,探討能源安全約束下能源-經濟-環境(3E)之間的互動機制,建構考慮能源安全的3E模型即3E-S模型,將是未來能源模型研究應當聚焦的方向之一。
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關鍵詞:能源開發 資源詛咒 可持續發展
能源是人類生產與生活不可或缺的重要資源,是地區和國家國民經濟發展的基礎。目前,我國正處在工業化快速發展階段,國民經濟的發展對各種能源的需求也不斷增加。陜北地區是我國能源資源富集區,擁有豐富的煤炭、石油和天然氣資源,能源產業成為該地區的支柱產業,從而極大地促進了國民經濟的發展。
但另一方面,由于區域自然條件的制約和歷史因素,陜北地區生態環境脆弱,能源資源的開采所引起的水資源匱乏、水土流失和環境污染等問題相當嚴重,同時在陜北能源資源的開發利用過程中存在著嚴重的產業結構不合理、管理體制不健全以及開發秩序混亂、安全隱患突出等問題,嚴重制約了經濟的可持續發展。因此,分析經濟增長中存在的“資源詛咒現象”和經濟增長對資源開發的路徑依賴、以及這種依賴所造成的排擠效應和環境惡化成為了實現經濟可持續發展所必須解決的問題。
一、文獻綜述
國外學者對資源稟賦和經濟增長之間的關系的研究分為兩派相反的觀點。以De Ferrantietal為代表的經濟學家認為豐富的資源稟賦對經濟增長有正向的促進作用。而相反的觀點則想成了三個著名的命題:“荷蘭病”、“委內瑞拉化”現象和“資源詛咒”命題。“荷蘭病”是指上世紀70年代,荷蘭天然氣資源的大量開采及出口非但沒有加速經濟增長反而導致經濟衰退的現象。“委內瑞拉化”則是指委內瑞拉在20世紀70年代由石油的開采和出口所引起的資源浪費嚴重以及經濟發展戰略的短視,導致了該國一段時間嚴重的經濟危機。“資源詛咒”則是指20世紀80年代越來越多資源豐裕的國家陷入了增長陷阱,豐裕的自然資源非但沒有促進經濟的快速增長,相反資源豐裕的國家經濟增長的速度往往是緩慢的,甚至是停滯的。
國內學者對資源稟賦和經濟增長之間的關系的研究也體現在兩種觀點上。以尹碧波、范方志等學者為代表的認為資源稟賦不能單獨成為經濟增長的動力,而是要和技術因素、制度因素等一系列構成經濟增長的動力。第二種觀點以徐康寧和峻峰等學者為代表,他們通過對資源稟賦與經濟增長之間關系的實證研究,提出了資源優勢并不等于經濟優勢,從而在某種程度上驗證了“資源詛咒假說”。
二、陜北能源資源概況與經濟增長現狀
陜北是我國的能源資源富集區,蘊藏著豐富的煤炭、石油、天然氣、巖鹽等資源。已探明儲量巨大,分布集中,資源開發的遠景相當可觀。各種能源資源的開發和利用對國內生產總值和工業總產值有直接的拉動作用,極大地促進了陜北及整個陜西省的經濟發展。但另一方面,豐裕的能源資源稟賦使得陜北在選擇經濟發展的路徑時,更偏好于發展能源產業,能源生產的投資比重在地區固定資產投資中占據了重要地位,從而能源資源的投資及生產造成了對社會經濟其他領域的排擠效應。同時,陜北能源資源的開發利用給地區的生態環境帶來了一系列的負面影響,生態環境是最寶貴的資源,具有供給的有限性和破壞的不可逆性,陜北地處黃土高原,生態環境極其脆弱,水土流失嚴重。而煤炭等能源資源的開采往往伴隨著大規模的挖掘作業以及對水資源的過量消耗,這都會給生態環境帶來極大地破壞,從上世紀80年代開始,受經濟利益的驅使,陜北各產煤縣各種非法開采資源的行為屢禁不止,小煤窯猖獗,能源礦產資源的開發秩序極為混亂,急功近利、缺乏科學技術手段、掠奪式的開發方式帶來了嚴重的資源浪費,不利于科學發展。同時由于企業經營管理體制落后、產品結構單一、科技貢獻率低、創新能力弱等問題,導致能源資源企業的經濟效益并不可觀,抵御市場風險的能力較低,經濟發展并未取得理想的成果。
綜合以上情況,我們認為陜北地區的經濟發展在一定程度上存在資源詛咒的現象。豐裕的能源資源反而使經濟陷入了增長的陷阱,它的傳導機制主要表現在四個方面:第一,單一的資源型產業結構使資源部門不斷擴張,地區經濟對資源部門形成路徑依賴,其他經濟部門不斷萎縮,使得產業鏈縮短,具有高技術含量和高附加值的最終產品工業和高新技術產業等部門發展受阻。第二,資源型產業的擴張導致地區嚴重缺乏人力資本積累的內在動力,從而缺乏高知識水平和技能素質的人力資源,難以支撐經濟的高速增長。第三,在法律制度不完善、產權制度不清晰、市場規則不健全的情況下,豐裕的資源誘發了一些“機會主義”行為和尋租活動。資源的實際占有者往往是地方政府,政府對開發權及相關受益的重新分配導致貧富差距的進一步擴大,這些都會導致社會矛盾的激化,使得社會環境惡化。第四,資源開發加大了生態環境的惡化,脆弱的生態環境又反過來制約了區域經濟的發展,不利于經濟的可持續發展。
三、政策建議
基于陜北地區能源資源稟賦與經濟增長現狀,建議從以下三方面來解決經濟發展存在的資源詛咒問題。
首先,要建立起優勢產業政策引導和支持機制。應該通過適當的產業政策延長煤油氣資源開發的產業鏈,促進區域經濟的長期增長,提高資源開發利用的集約化程度。能源產業的發展與其他具有高技術含量的高新技術產業發展并重,促進經濟的多元化發展。
【關鍵詞】能源消耗;環境問題;經濟增長
1研究背景
1949年以來,特別是1978年以后,我國經濟飛速發展,GDP從1978年的3678.70億元增長至2019年的990865.10億元,30年間增長約269倍,但在經濟增長的同時環境問題也日益尖銳,究其根源就是我國經濟增長是以能源的大量消耗為基礎,致使環境問題日益嚴重。張玉林(2014)指出我國近年來嚴重的霧霾天氣主要是由于經濟快速增長大量消耗不可再生能源造成的環境問題。杜曉叢(2018)認為人類的日常生活對于能源的依賴也是環境問題的一個主要原因,應該提高國民對于環境問題的深刻認識。所以,應高度重視環境問題及其制定合理的解決措施。本文以霧霾為例引出因能源消耗而導致的嚴峻的環境問題,使公眾認識到環境問題與我們息息相關,并提出相關解決措施。
2我國能源消耗的現狀
當前,判斷一個國家經濟發展水平的主要標準就是該國的工業發展水平,工業化是一個國家經濟發展的必經之路,而一個國家發展工業不僅需要資本、勞動力等生產要素的大量投入,能源也是不可或缺的投入品,其在工業化的初級階段是決定經濟是否增長的直接因素。當前我國的工業化仍然需要大量的能源投入,屬于粗放式的能源消耗結構,我國高速的經濟增長仍然依賴于能源的高投入,從而對環境造成巨大沖擊,生態環境承載力日益下降,產生了一系列能源環境問題。目前,我國是第二大能源消耗國,表1是我國改革開放以來的能源消耗情況。從1980-2019年的能源消耗表可以看出,能源消耗總量一直以來都是持續增長的,而且表中明顯反映出我國的能源消耗以煤炭資源為主,到2019年煤炭消耗比重還占據62.80%的高位。我國是產煤大國,煤炭資源可以實現自給自足,不需要從別的國家進口,但大量燃燒導致空氣污染十分嚴重。相反,我國的石油資源主要依賴進口,近幾年的消費占能源消耗總量的18%左右,而天然氣和其他清潔能源的消費總量不到10%。從數據分析可以看出,天然氣、風能和水電等能源沒有很好的利用。從圖1可以看出,2008年以前我國的能源消耗增長速度雖然有增有減,但一直維持一個較高的增長速度,2008年以后增速有所放緩,2013年以來的能源消耗總量增速一直保持一個較低的水平。但是為穩定經濟增長,前期能源的大量投入以及后續各種的持續投入導致環境的承載能力下降出現了大量的環境問題,例如,近幾年大部分地區出現的持續的霧霾天氣。自2012年冬季以來,我國大部分地區出現了嚴重的霧霾天氣,相關報道持續出現在新聞上面。2013年1月北京霧霾天氣持續達25天,而一直到6月份霧霾天氣持續達18天。其實不只是經濟發展較好的一線城市霧霾較為嚴重,新一線城市西安多年來的霧霾一直較嚴重,2017年西安的霧霾全國第三。造成霧霾嚴重的原因歸根結底還是發展經濟大量投入煤炭、石油、天然氣等能源造成大量有害氣體排放。
3我國能源消費中存在的問題
能源實現可持續利用的基本條件是可再生能源的開發與利用,把我國一直以來嚴重依賴不可再生能源的消費方式轉變為對于各種清潔能源的依賴,這樣既可以使不可再生能源可持續發展,又可以保護生態環境。面對嚴峻的環境問題,我國已經在新能源產品市場取得了一定的進展,但對于新能源的探索并沒有及時抑制各種環境問題的產生,能源的可持續發展依舊存在諸多問題。
3.1經濟增長主要依靠不可再生資源
我國目前能源的開發技術水平不是很高,而在GDP中占比較大的產業又嚴重依賴能源的大量投入,能源的開發產生嚴重浪費再加上排污嚴重而廢棄物的處理利用率又比較低,一味地追求經濟增長而忽視了產業的可持續性發展。石油、煤炭、天然氣等不可再生能源的大量使用對環境生態平衡破壞嚴重。
3.2傳統生活方式和消費方式依然占主體
我國的生產方式和消費方式主要依靠能源的大量消耗,由于技術水平較低等原因造成能源利用率低,浪費嚴重,我國每年需要投入大量財政資金和技術人員處理這些廢氣物以及廢水等問題,但是由于技術水平較低,處理結果也不是那么理想,所以我們應該深刻反思這種傳統的生產生活方式應該怎樣轉變去適應當今的可持續發展這個時代主題,然后還可以緩解我國當前所面臨的環境問題。
3.3可再生能源的開發技術水平不高
我國對新能源展開了全方位的探索,但是目前由于各種客觀條件的限制沒有大幅度地替代不可再生能源投入生產領域。就風力發電而言,雖然風力發電裝置在世界上遙遙領先,但是由于沒有達到規模化經營水平,行業普及率不是很高。另外,國家高度重視對清潔能源的開發和利用,例如,國家投入大量財政資金以及優惠政策來開展太陽能產業,但是由于技術水平還不是很成熟,依然處于起步階段。
4對環境問題提出相關建議
4.1完善我國環境法律體系,從源頭治理環境污染問題
完善環境法律體系,提高執法力度,是保護環境的最實質也是最有效的方式。但我國的環境法律體系依然存在嚴重的漏洞,如環境稅,在美國等發達國家環境稅已經取得了巨大的成果,但我國的環境稅一方面由于起步較晚,另一方面重費輕稅,二者混合征收,造成環境稅形同虛設。所以我們不僅要借鑒美國、澳大利亞等環境法律體系較為完善的國家來完善我國的法律體系,還應根據我國國情和環境問題的現狀來制定可實際操作的、完善的法律體系。
4.2重視可再生能源的開發和利用,改變傳統的能源消費結構
目前為止,我國的經濟增長嚴重依賴不可再生能源,能源消費結構主要以煤炭為主,石油、天燃氣等其他一次性能源為輔,這些能源大多都會對環境產生巨大危害。所以我們應該轉換傳統能源的消費方式,轉而提高對風能、太陽能等可再生、清潔能源的開發與利用。因此,我們要將清潔能源投入相關企業以減少排污量,還應該大力提倡全民使用此類清潔能源,減少生活廢氣、廢物對環境的污染。另外,應該繼續投入人力、物力及財力繼續探索對新能源的開采和利用,既兼顧源頭治理,又不放棄對目前環境問題的治理。
4.3提高我國國民對環境問題的深刻認識