河南省能源消费特征及影响因素分析

王笑天 , 焦文献 , 陈兴鹏 , 张子龙

(1.兰州大学 a.资源环境学院,b.中国西部循环经济研究中心,兰州 730000； 2.河南大学 环境与规划学院,河南 开封 475004)

河南省能源消费特征及影响因素分析

王笑天1a,1b, 焦文献2, 陈兴鹏1a,1b, 张子龙1a,1b

(1.兰州大学 a.资源环境学院,b.中国西部循环经济研究中心,兰州 730000； 2.河南大学 环境与规划学院,河南 开封 475004)

利用统计年鉴数据分析河南省能源消费的总体特征，运用IPAT等式对河南省能源消费的影响因素进行定量研究，并通过脱钩分析进一步研究河南省能源消费与经济增长的动态关系。结果表明：河南省能源消费总量较大且仍保持逐年递增；经济发展是影响能源消费总量增长的主导因素，技术进步对其起重要的抑制作用；能源消费与经济发展总体上呈弱脱钩关系，并呈现出向强脱钩转变的趋势；优化能源消费结构、提高技术水平和能源利用效率有助于控制河南省能源消费总量的增长，最终实现社会经济的可持续发展。

能源消费；经济发展；IPAT等式；脱钩分析；河南省

0 引言

随着经济的增长，能源需求量不断加大，能源已经上升成为影响国家安全的重要因素之一，保证能源的充分供给是维持一个国家或地区社会经济繁荣与稳定的必要前提，能源利用方式的正确与否是衡量一个国家或地区社会经济发展和人民生活水平的重要指标。目前，有关能源消费的学术研究已经在国内广泛开展，其研究视角、目的、类型、方法具有多样化趋势, 如陈赟对我国能源消费的总体特征进行了阐述并从产业结构、科技投入和居民消费等方面对能源消费影响因素进行分析[1]；贾江涛运用路径分析法与格兰杰因果关系法探究了经济发展总量、产业结构与居民消费结构等因素对能源消费影响路径及作用机制，认为城市化及经济发展对能源消费的影响路径最为复杂，并通过多个途径对能源消费有着直接或间接的影响机制[2]；李斌采用IPAT模型对我国1990—2010年间经济发展与能源消费之间的关系进行实证研究，认为影响我国能源消费的最主要因素是经济增长[3]；王崇梅通过建立脱钩分析模型对我国能源消费与经济增长的关系展开了深入的分析研究，得出我国目前能源消费与经济发展总体呈相对脱钩关系的结论[4]。从能源消费特征上看，这些研究一般是从能源消费总量、增长状况与结构变化等方面进行分析；从对能源消费影响因素的分析上看，主要是通过突变级数法、路径分析法、状态空间模型与IPAT模型等方法对各影响因子权重进行量化，或直接探讨能源消费与其主导影响因素(国内研究中一般是指经济发展)之间的关系。这些研究为了解能源消费状况、探索节能减排的路径和发展前景提供了重要的理论依据，但未能将能源消费各影响因素权重的测定同能源消费与其主导影响因素的关系这两方面相结合，由于目前尚未统一各研究方法和量化指标的选取，不仅造成各研究成果之间存在一些争议，还使得针对这两方面的研究之间的持续性存在一定的缺陷。

河南作为中国人口第一大省，又正处于社会经济和城市化、工业化快速发展的时期，这样一个正处在经济转型期的地区必然会对能源的需求更加明显[5-6]。目前，有关河南省能源消费的研究相对较少，主要是采用线性方程对能源消费与经济发展的关系展开定量研究，如彭俊杰等基于误差修正模型对河南省能源消费与经济增长的关系进行实证研究，认为每增加1个百分点的能源消费总量会带来4.29个百分点的GDP增幅[7]；许立民建立了经济与能源的回归模型对二者关系展开协整分析，认为依靠能源投入能带动经济增长，但经济增长并不必然导致能源消费的增加，为寻找新的经济增长点提供了可能[8]；但这些研究对河南省能源消费总体特征及其影响因素的综合分析较少，对能源消费与经济发展的脱钩关系有所忽视。本研究以河南统计年鉴[9]为主要数据，对河南省能源消费特征进行阐述和分析；并采用IPAT模型对各影响因子作用程度进行测算，然后，在此基础上对能源消费与经济发展的脱钩关系进行分析判断；最后，根据所得结论提出河南省社会经济可持续发展的相应对策。

1 河南省能源消费特征

1.1 能源消费总量

通过收集1992—2012年河南省能源消费总量与各种能源消费量等数据，得到河南省煤炭、石油、天然气、水电4种主要能源消费量及其比重(图1)。

图1 河南省煤炭、石油、天然气、水电能源消费量及其比重

由图1可知，1992—2012年河南省能源消费总量呈上升趋势，2012年能源消费总量达27 582万t标煤，为1992年的4.94倍，年均增长率为8.3%。在不同时期，河南省的能源消费总量呈现出不同的阶段特征：1992—2001年间能源消费总量由1992年的5 583万t标煤上升为2001年的8 367万t标煤，年均增长率为4.6%；2011年能源消费总量达23 061万t标煤，2001—2011年间平均年增长率为10.7%，增长速度显著加快；2011年之后增长幅度开始减缓。这主要是因为“十五”以前河南省工业化水平低，经济基础薄弱且增长速度较慢，能源消费总量上升也较慢；之后河南省处于经济高速增长期，能源需求大幅提升，导致能源消费总量快速增长；随着能源消耗不断加快和能源数量的减少，一定程度上加快了提高能源利用效率和开发新型高效能源的步伐，加之“十一五”后由于节能减排任务的提出，能源消费总量增长速度得到一定的控制。

1.2 能源消费结构

由图1可知，目前河南省能源消费结构形成了以煤炭消费为主、多种能源消费为辅的阶段性特征，煤炭消费占据绝对优势。尽管近年来煤炭所占比重逐渐下降，但直至2012年仍占总消费量的80%以上；石油消费比重保持在9%左右，其中2006—2009年由于受金融危机影响，国际油价不断上升导致石油消费比重出现了明显的下跌，2010年经济开始复苏后又呈现回升趋势，2012年其比重首次超过10%；天然气和水电消费所占比重较低，2012年分别为4.2%和5.3%。同其他地区相比，目前发达地区能源消费结构中煤炭所占比重大都在30%以下[10]，河南省比之还存在较大差距，甚至明显高于全国2012年煤炭消费比重66.6%的平均水平。总的来说，煤炭消费比重过高是河南省目前所面临最大的能源消费结构问题，能源消费结构亟待优化。

能源消费结构与该地区自然地理环境，尤其是资源禀赋状况密切相关。河南省人口高居全国第一位，人口密度也位居全国前列，工业发展迅速，城市化水平低，煤炭储量较大，平顶山、焦作、鹤壁等地区煤炭资源尤为丰富，但大都品位较低，能源利用效率有限。这些特点使得河南省能源需求压力较其他省份更为严峻，为满足产业和人民生活需求，减小能源缺口，省内各种能源开采强度很大，造成储量并不十分丰富的石油和天然气资源逐渐枯竭，储量相对丰富的煤炭消费量始终维持在一个很高的阶段。

1.3 三次产业和生活能源消费

将河南省2005—2012年能源消费总量按照三次产业来进行划分，并将生活能源消费单独列出，得到河南省三次产业和生活消费的能源消费比重(表1)。根据相应的价格指数(2005年为100)计算出三次产业的真实GDP，得到河南省三次产业能源消费强度(以万元GDP能耗表示)图(图2)。

表1 河南省三次产业和生活能源消费比重 %

图2 河南省三次产业能源消费强度

由表1,图2可知，第二产业在河南省能源消费中所占比重最大，一直保持在70%以上，但自2008年以来其比重逐年下降，由2008年的81.85%下降到2012年的74.24%；第二产业能源消费强度也最大，但正以5.5%的降幅逐年下降，2012年已下降到1.41 t标煤/万元；第一产业能源消费比重最低，基本维持在3%以下，能源消费强度也较低，基本维持在0.25 t标煤/万元左右；第三产业和生活消费所占比重自2009年以来出现较大幅度的增加，2012年分别达到10.36%和12.46%；能源消费强度最低的是第三产业，基本维持在0.10 t标煤/万元以下。综合分析认为，这种现象源于河南省正处于工业化中期与城市化高速发展的过程中，第二产业发展速度很快，在GDP中所占比重也最高，其单位GDP能耗比之其他产业也更大，故其消费比重最高；随着工业化不断深入和技术的不断进步，第二产业能源消费强度不断下降，随后其在能源消费中所占比重也出现下降；河南省正处于产业结构转型期，第三产业不断扩张，其能源消费比重也越来越大；随着近年来河南省经济飞速增长，城乡居民可支配收入不断上涨，生活消费比重也随之逐步提升。但总的来说河南省能源消费的产业比重仍不十分合理，第二产业比重过高导致能源消费总量居高不下，进一步加大了节能减排目标实现的难度。

2 能源消费影响因素分析

2.1 模型选取与各驱动因素作用程度分析

能源消费的影响因素很多，但主要包括自然地理环境、社会经济发展状况、人口数量、能源利用效率等方面。其中自然地理环境无法用量化指标进行衡量，只需在建模分析后加以讨论即可；其他因素则可以通过量化指标表示，便于模型构建与分析。因此，从现有模型来看，I=P×A×T(IPAT等式)是解决能源消费影响因素问题最简便、最有效的应用模型。IPAT等式最早由美国生态学家Ehrlich和Comnoner于20世纪70年代提出，将环境影响(I)归结为人口(P)、富裕(A)和技术(T) 3个关键驱动力乘积的结果，即I=P×A×T[11]。若令:I为能源消费总量;P为人口数量;A为富裕度(以人均GDP表示);T为技术(以能源消费强度表示)。应用IPAT等式构建定量模型对影响河南省能源消费的因素进行分析。

假设前一年的能源消费总量为Im，人口总量为Pm，人均GDP为Am，能源消费强度为Tm；后一年的能源消费总量为In，人口数量为Pn，人均国内生产总值为An，能源消费强度为Tn(n>m)[12]，可以得到公式(1)和(2)：

(1)

In-Im=PnAnTn-PmAmTm=

(PnAmTm-PmAmTm)+(PnAnTm-PnAmTm)+

(PnAnTn-PnAnTm)。

(2)

式中：In/Im表示能源耗费总量指数；In-Im表示能源消费总量变动的绝对数值；(PnAmTm)/(PmAmTm)表示人口增加指数；PnAmTm-PmAmTm表示人口规模变化引起的能源消费总量变化的绝对数值；(PnAnTm)/(PnAmTm)表示经济增长指数；PnAnTm-PnAmTm表示经济增长引起的资源消费总量变动的绝对数值；(PnAnTn)/(PnAnTm)表示技术进步指数；PnAnTn-PnAnTm表示技术进步引起的资源消费总量变化的绝对数值[12]。列出应用IPAT等式进行计算分析所需要的基本数据(其中真实GDP数据是以2001年为基准年换算的真实GDP)(表2)并进行计算，结果见表3。

表2 IPAT模型所需基本指标数据

表3 河南省能源消费影响因素贡献率

2002—2012年间，河南省能源消费总量增加15 280万t标煤。其中，人口增长引起能源消费总量增加1 723万t标煤，贡献率为11.3%；人均GDP增加造成能源消费总量增加20 114万t标煤，贡献率为131.6%；技术进步导致能源消费总量减少6 557万t标准煤，贡献率为-42.9%。因此，经济发展与人口增长会造成能源消费总量的上升，而技术进步则起到了对能源消费总量的明显抑制作用。

在河南省能源消费的影响因素中，经济增长为最主要因素，其次为技术进步，人口增长因素排在第三位。经济增长对能源消费的作用最大，在未来相当长的一段时间内仍是影响能源消费总量的主导因素，不过考虑到经济发展的不可替代性及其重要意义，单纯依靠牺牲经济增长速度来换取较低的能源消费并不十分现实；技术进步对降低能耗的作用较为明显，但目前来看其引起的能源消费下降远不能抵消经济发展引起的能源消费增加；人口增长对能源消费总量的提高虽有一定影响但相对较小，控制人口数量并不能成为控制能源消费总量的必要手段。据此分析认为河南省目前仍处于能源消费总量的上升期。控制河南省能源消费增长最具可行性的方法是要在符合全省资源禀赋等自身条件的前提下，加快科技创新和技术进步，充分发挥节能减排的技术优势，提高能源利用效率，改善能源消费结构和能源消费产业结构，降低能源消费强度。

2.2 制定环境目标和检验可行性

以2012年为基准年，结合河南省能源消费与经济发展状况制定环境目标，并进行情景分析。“十二五”期间，国内生产总值年均增长7%。根据国务院制定的“十二五”节能减排目标任务， 2015年全国单位GDP能耗要比2010年下降16%，比2005年下降32%[13]。为响应国务院号召，促进河南省社会经济可持续发展，河南省在“十二五”规划纲要和能源发展规划中指出，“十二五”期间，人口增长速度要控制在5‰以内；GDP增速要达到9%以上；2015年单位GDP能耗要较2010年下降16%以上[14]；2015年全省能源消费总量不突破2.9亿t标煤[15]。

2011，2012年河南省人口增长率约为5‰，与“十二五”规划纲要的要求相吻合，假设此后人口增长率保持不变，预测2015年全省人口约为10 702万人。2011，2012年河南省GDP增长速度分别为10.4%和7.2%，平均增速基本满足“十二五”规划纲要的要求；若在接下来的三年中以9%为年均增速，预测2015年河南省GDP总量将达到27 525亿元。若实现2015年单位GDP能耗较2010年下降16%的要求，则平均技术进步指数约为0.966，实际上河南省2012年相比2010年技术进步指数为0.965，照此趋势来看其年均下降速度能够满足“十二五”能源规划纲要的要求；若在接下来的3年中保持0.966的技术进步指数，预测2015年能源消费强度约为1.002 t标煤/万元。

由以上数据预测出2015年河南省能源消费总量约为2.76亿t标煤，既满足“十二五”能源发展规划所要求的不超过2.90亿t标煤；又高于2012年的2.36亿t标煤，与前述得出的河南省能源消费总量仍在上升这一结论相吻合。这表明河南省目前在保障社会经济发展的同时对能源消费的控制比较到位，即使在接下来的三年中仅满足“十二五”规划纲要要求的GDP 9%的年增速和0.966的技术进步指数，到2015年也能够实现“十二五”能源发展规划要求的目标。因此，可以说河南省“十二五”能源发展规划要求的目标既符合可持续发展要求，又体现出对目前社会发展基本状况的充分考虑，具有较高的可行性。

3 能源消费与经济发展的脱钩分析

通常来说，能源消费与经济发展的关系决不是简单的决定与被决定，而是相互影响、相互作用，是一种充满联系的状态。根据环境库兹涅茨曲线假说，经济增长一般会带来资源消费量的增加，即二者呈正相关关系，因此，想要兼顾经济高速增长与能源消费总量的控制，就必须通过打破二者之间的某些联系，并构建和加强能源消费与其他因素之间的联系使其对经济增长的推动作用逐渐减弱直至完全消失，甚至出现经济增长的同时能源消费总量下降的完全相反的状态。这种打破经济与环境负荷之间关系就称为脱钩[16]。脱钩理论是经济合作与发展组织(OECD)提出的形容阻断经济增长与资源消耗或环境污染之间联系的基本理论[17]。技术进步可能导致以更低的资源消耗换来同样甚至更快的经济增长，这个过程就是达到脱钩的过程[18]。在影响河南省能源消费的众多因素中，经济增长正是最主要的因素，只有全面了解能源消费与经济发展的关系才有助于使能源消费与经济增长“脱钩”，实现二者协调发展。

现将能源消费作为环境污染要素，分析其与经济发展的脱钩关系。假设能源消费总量年增长率为i，GDP年增长率为g，能源消费强度年降低率为t，根据三者之间的相互关系可对不同脱钩类型作出定义(表4)[19-21]。将IPAT的变形可得I=G×T(其中G代表GDP),再假设基准年的国内生产总值为G0，其对应年份的能源消费强度为T0，得到第n年的能源消费总量为：

In=Gn×Tn=G0×(1+g)n×T0×(1-t)n

=G0×T0×(1+g-t-gt)n。

(3)

从而得到能源消费总量增加、不变和降低的临界值为：

t=g(1+g)。

(4)

表4 脱钩类型表

根据公式(3)、(4)计算得到河南省能源消费与经济发展脱钩分析表(表5)。分析表明，河南省最近10年的经济发展速度很快，但能源消费量也与日俱增；除2003，2004年外，其余年份能源消费强度都是降低的，但所有年份的t值均小于于g(1+g)，说明尚未达到经济发展与能源消费的完全脱钩，而且能源消费量的增长幅度小于经济发展的速度，据此可判断经济发展与能源消费成弱脱钩。2003，2004年t值小于0，g，i均大于0，故经济发展与能源消费成负脱钩，并且i，g均大于0，因此二者为扩张性负脱钩。综合来看，河南省近10年来经济发展与能源消费总体上成弱脱钩关系，而且t和g(1+g)之间的差距有进一步缩小的趋势，这说明经济发展与能源消费之间有向强脱钩转变的趋势。

表5 河南省能源消费与经济发展脱钩分析表

尽管如此，在未来的一段时期内河南省经济增长与能源消费总体上仍会维持这种弱脱钩状态。究其原因在于河南省自身条件和目前所处的发展阶段阻碍了节能减排与经济增长从对立逐渐走向统一的过程。从省情上看，由于自然环境、产业与能源结构、技术要素以及人民需求等影响因素客观上决定了社会经济发展对能源消费的依赖程度还比较高，今后仍将面临经济增长与节能减排的双重压力；从控制能源消费与促进经济发展二者关系的层面上讲，由于二者表现出的固有对立性导致技术进步与能源消费强度的下降未必会带来能源消费总量的下降，即使能够通过充分发挥技术进步优势、改善能源消费和产业结构实现能源消费总量零增长或负增长，也会在一定时期内使经济高速发展的趋势有所减缓。因此，目前河南省能源消费与经济发展的弱脱钩关系短期内仍难以发生根本上的变化，二者完全脱钩的过程必将是一个长期、复杂的，甚至具有一定程度曲折性的过程。

4 结论与建议

综上所述，目前河南省能源消费的主要特征有：① 基数较大且逐年保持递增，但增速逐渐放缓；② 能源消费形成了以煤炭消费为主的多元化结构，煤炭所占比重虽逐渐下降，但能源消费结构日趋合理仍有很大的改进空间；③ 第二产业对能源的需求最大，但最近几年第三产业和生活能源比重有所上升；④ 从影响能源消费总量增长的因素来看，经济增长会在今后相当长的一段时间内占据主导地位，技术进步对能源消费总量的抑制作用也越来越明显，人口增长的作用较弱但仍不可忽视；⑤ 经济增长与能源消费密切相关，二者相互促进；⑥ 目前河南省经济发展与能源消费总体上呈弱脱钩的关系，并有向强脱钩关系转变的趋向。

河南省目前正处于经济发展的高速时期，也正在从粗放的经济增长方式向集约化的方向转变，促进这一转变的关键就是要提高科学技术水平和能源利用效率。首先，应积极推广洁净煤技术，在一些高耗能行业逐步淘汰高污染的落后工业，使能源产业向清洁、节能方向发展[23]。其次，要根据各地区地理环境与资源禀赋的状况，改善产业结构和能源消费结构，充分发挥其对能源消费增长的抑制作用，大力发展低碳经济，降低环境压力。最后，还要正确处理经济发展与能源消费的关系，实现二者的真正“脱钩”，在经济高速、平稳增长的前提下利用技术优势实现对能源消费总量的控制。

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Analysis of the Energy Consumption Characteristics and Its Influence Factor of Henan Province

Wang Xiaotian1a,1b, Jiao Wenxian2, Chen Xingpeng1a,1b, Zhang Zilong1a,1b

(1a.College of Resources and Environment Science, 1b.Research Institute for Circular Economy in Western China, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China; 2.College of Environment and Planning, Henan University, Kaifeng 475004, China)

In order to clear and definite the energy consumption characteristics and its influence factor of Henan Province, we analyzed the general characteristics of energy consumption by using statistical yearbook data, used the IPAT equation to make a quantitative research of energy consumption and decoupling analysis was taken so as to make the further study of the decoupling relationship between energy consumption and economic growth. The results shows that: the totally energy consumption of Henan Province is large and is still increasing year by year; economic development is the dominant factor affecting the growth of the total energy consumption, while technical progress plays an important role in the inhibition of the energy consumption; energy consumption and economic growth generally shows a weak decoupling relationship, and this relationship trend to become stronger gradually; optimizing the energy consumption structure, improving the technical level and energy efficiency can help to control the growth of the total energy consumption in Henan Province, and ultimately achieve the social and economic sustainable development.

energy consumption； economic growth； IPAT equation； decoupling analysis; Henan Province

2014-07-08；

2015-10-26

国家自然科学基金项目(41301652, 41471116)；兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(lzujbky-2015-147)；河南省教育厅人文社会科学研究资助项目(2014-QN-138)

王笑天(1992-)，男，河南开封市人，硕士研究生，主要从事循环经济与区域可持续发展研究，(E-mail)1625491731@qq.com。

焦文献(1981-)，男，山东巨野县人，副教授，博士，主要从事生态经济与区域可持续发展研究，(E-mail)wenxianjiao@gmail.com。

F062.1

A

1003-2363(2016)01-0144-06