基于灰色关联度分析的河南省节能减排策略探析

任 静，于鲁冀

(1.郑州科技学院，郑州 450064;2.郑州大学环境政策规划评价研究中心，郑州 450002)

1 引言

目前，气候变暖问题引起了世界各国政府的广泛关注，纷纷采取措施提高能源使用效率，降低能耗，减少污染物排放，防止气候变暖， “低碳经济”的理念在这样的背景下应运而生。我国政府也充分认识到发展低碳经济，应对气候变化问题的重要性，审时度势，结合我国实际，在全国范围内倡导节能减活动。河南省是中原经济区的重要区域，将为建设中原经济区，推动中部崛起做出重大贡献。然而，随着河南省经济的快速发展，能源消费增长迅猛，环境问题随之突出，节能减排是解决这一突出矛盾最现实、最根本的办法。在国际和国内发展低碳经济的影响下，河南省响应国家号召，积极开展节能减排工作。

本研究采用了灰色关联度分析法与散点图相结合的方法，考察能源消费驱动因素对河南省能源消费量的影响程度，探索河南省节能减排策略，为河南省开展节能减排工作提供理论支持。

2 数据来源及研究方法

本研究的数据来源主要是《2003年河南省统计年鉴》至《2012年河南省统计年鉴》。所采用的研究方法为灰色关联度分析法与散点图相结合的方法。

利用灰色关联度分析法，能够判断引起某系统发展的主、次要因素［1］，也能够进行发展态势的量化比较分析。本研究采用灰色关联度分析法，对河南省能源消费驱动因素进行分析，了解各驱动因子对能源消费的影响程度，从而得出驱动河南省能源消费增长的最主要的因素，从而了解河南省能源消费增长的内在机理，为河南省选择节能减排策略提供科学依据。

灰色关联度分析法计算步骤如下:

第一步，确定分析序列。将能源消费量作为参考序列X0，驱动因素指标作为比较序列Xn，n为比较序列个数，即驱动因素指标个数，m为不同年份。分析序列如下:

第二步，数据标准化处理，即无量钢化。由于各指标的量纲不同，因此在进行比较时要进行无量纲化。

x'ij为标准化处理后的序列，即

第三步，求绝对差及极值。绝对差的计算公式为:

极值的计算公式为:

第四步，求关联系数。公式为:

θ为分辨系数，其值越小分辨率越大，通常取0.5。

3 河南省能源消费驱动因素分析

3.1 能源消费驱动因素分析指标的选取

在采用灰色关联度分析法对能源消费驱动因素进行分析时，需要选取若干指标，然后分析这些指标对能源消费驱动力大小。本研究通过大量阅读相关文献［2～4］，并综合考虑指标的可获得性，选取了人均GDP、产业结构多元化系数ESD、能源结构多元化系数ECSD、城镇化率、能源强度、人口总量6个代表性强、涵义丰富的能源消费驱动因素指标。

3.2 计算结果

由于采用灰色关联分析法得出的灰色关联系数只显示指标与能源消费之间的灰色关联度，并不能指示出各指标与能源消费之间是属于正关联还是负关联，因此，在对结果进行分析时，本研究辅以各指标与能源消费之间的散点图，以表征关联度的方向。

为避免变量之间的剧烈波动，对数据进行取自然对数处理。

各指标与能源消费之间的散点图如下图所示。

将计算得到的灰色关联系数及关联方向列于下表。

3.3 结果分析

3.3.1 城镇化率

城镇化率与能源消费之间的灰色关联度最大，灰色关联度系数值为0.937，且两者之间呈正向相关，即城镇化水平的大幅度提高是河南省能源消费量增加最主要的原因和驱动因素。经分析原因如下:城镇化水平的提高，说明城市人口在总人口中的比例增加。研究表明，城市人口人均能源消费高于农村人口的3.4～4倍［5］，城市人口的增加将直接导致能源消费的增加。另外，城市人口的增加必然伴随着城市建设的增加，而城市建设的增加必然导致更多的能源消耗。

3.3.2 产业结构多元化系数ESD

产业化结构多元化系数ESD与能源消费量之间呈正相关，灰色关联系数为0.887，是关联度仅次于城镇化率的指标。产业化结构多元化系数ESD是表示经济结构演进和变化方向的指标，张雷［6］对4个工业化发达国家和2个发展中国家的产业化结构多元化系数ESD进行了对比研究，结果表明工业化之初，无论是发达国家还是发展中国家，其ESD值均小于2，国家和地区的社会生产增长主要靠以土地资源产出的农业。进入工业化社会之后，国家和地区GDP的增长向矿产资源的开发利用和加工制造业转变，发达国家ESD系数快速增加，美国和德国都达到了76以上。这种转变导致的直接结果是化石能源消耗的增加。由发达国家的经济发展轨迹可得知，在一定时期内，ESD越大，说明工业化、现代化程度越高，所消耗的矿产资源越多。

表 各指标与能源消费量的灰色关联系数及关联方向Tab. Gray relation coefficient and direction between energy consumption and indicators

图 各指标与能源消费量散点图Fig. Scatterplot between indicators and energy consumption

3.3.3 人均GDP

人均GDP与能源消费量之间呈明显的正相关，灰色关联度系数值为0.822，即人均GDP越高，能源消费量越高。这主要是由于人均GDP提高，说明居民的整体生活水平的提高，生活水平提高的必然导致能源消费的增加。

3.3.4 人口总量

人口总量与能源消费量之间灰色关联度系数值为0.765，两者呈明显的正相关，即人口总量越高，能源消费量越高。这主要是通过两个方面起作用，一方面是人口的增加直接引起对资源、能源需求的增加，另一方面人口的增加引起各种基础设施、交通量的增加，从而间接导致能源消费量的增加。

3.3.5 能源结构多元化系数ECSD

ECSD系数与能源消费量的灰色关联度为0.671，两者之间的关系较为复杂，两者之间不是简单的直线关系，不能简单地由此判断二者之间关联度的方向。这主要是由于河南省以煤炭为主的能源消费结构特征一直没有大的改变造成的。

3.3.6 能源强度

能源强度与能源消费量之间灰色关联度为0.5，两者之间总体呈负相关。能源强度低，说明能源利用效率高，降低能源强度是实现能耗减少的关键手段在之一。但是能源强度降低到一定程度，再继续降低需要投入大量的资金和技术。

4 河南省节能减排策略探析

综上结果与分析，城镇化水平的提高是河南省能源消费量增加最主要的原因和驱动因素。城镇化水平的提高必然伴随着能源消费的增加，然而，提高城镇化率是社会进步与发展的趋势，不能为了节能而停止社会的进步与发展。因此，河南省在提高城镇化率的同时，注重提高城镇化的质量，在增加城市人口的数量和比重的同时，更应该采取措施提高城市人口的素质与节能的意识。

另外，产业化结构多元化系数和人均GDP与能源消费量之间的关联度是仅次于城镇化率的两个指标，关联度都在0.8以上，因此，河南省在开展节能减排工作时应注重产业结构与人均GDP的考虑。在发展经济的同时，注重优化产业结构，采取措施促进第三产业等低碳产业的发展，提高工业产出的质量，鼓励发展节能产业。人均GDP提高，说明居民的整体生活水平的提高，生活水平的提高必然导致能源消费的增加，那么河南省在提高人均GDP，提高人均生活水平的同时，应注意提高居民节能的自觉性。

此外，能源强度是与能源消费量呈负相关的一个指标，那么要降低能源消费量，从根本上还是要提高能源强度与能源效率，这就要求加大能源技术的投入，促使能源技术的进步。

［1］刘思峰，党耀国，张岐山.灰色系统理论及其应用［M］.北京:科学出版社，2004.

［2］王 靖，马光文，胡延龙，等.四川省能源消费碳排放趋势及影响因素研究［J］.水电能源科学，2011，29(7):185-187.

［3］于 超，谭忠富，王鲁华.我国能源强度变化影响因素分解模型［J］.中国电力，2010，43(10):1-5.

［4］任 静，于鲁冀.基于终端能源消费的河南省碳减排策略探析［J］.资源与产业，2012，14(5):30-34.

［5］何晓萍，刘希颖，林艳苹.中国城市化进程中的电力需求预测［J］. 经济研究，2009，(1):118-130.

［6］张 雷.经济发展对碳排放的影响［J］.地理学报，2003，58(4):629-637.