中国区域能源供给安全综合评价及障碍因素分析

薛静静 史军 王娜

摘要：构建区域能源供给安全评价指标体系，依据客观值运用熵值法赋予指标权重值，确定评价标准值，运用集对分析和障碍度方法对2005、2010年中国各省能源供给安全水平及主要影响因素进行评价和分析。中国区域能源供给安全状况不理想，省域差异明显，仅有极少数省份能源供给安全等级较高。人均能源生产量、区域能源产量占中国总产量的比例、自给率和科研经费所占比例是中国区域能源供给安全的主要影响因素，且生产多元化指数的重要性明显上升。各省区市应从自身资源基础和实际出发，推动能源技术进步，开发潜在能源，推动能源供应多样化，加强能源储备建设。

关键词：能源供给安全；集对分析；能源荒；能源储备

中图分类号：X24；F206文献标识码：A文章分类号：1674-7089（2017）04-0057-08

一、研究背景与意义

能源安全是国民经济可持续发展的基本保障，日益增长的能源需求使能源的可持续供应越来越困难，能源安全面临诸多问题。传统意义上的能源安全，主要是从国家尺度上进行研究，區域能源安全涉及较少。近年来，区域能源安全问题日趋严重，例如我国夏季、秋末冬初常常爆发严重的“煤油气电荒”。自主能源技术创新较少，能源安全管理机制欠缺，种种原因加剧了区域依赖外部能源的局面，同时也是导致“煤油气电荒”频发的重要原因。区域之间既面临着一些共性的能源安全问题，也存在很大的区域差异，如能源生产大省和能源消费大省亟需解决的能源安全问题就有所不同，因此，要对不同区域的能源供给状况和存在的问题进行理性认识，以此为前提，不断提升区域能源供给安全水平，满足经济、社会快速发展的需要。

目前，较多学者对国家能源安全进行了研究，相关的研究成果也比较丰富，但是，学界对中国区域能源供给安全评价的研究尚较为薄弱。刘立涛等按能源可持续利用情况把中国划分为五大区，并分别定位了各区域的能源功能，即能源强不可持续区、能源不可持续区、能源弱可持续区、能源可持续区与能源强可持续区。 刘立涛、沈镭：《中国能源分区情景分析及可持续发展功能定位》，《自然资源学报》，2011年第9期，第1484-1495页。刘立涛等构建了供应稳定性与使用安全性能源安全评价模型，借助计量经济学方法研究了中国区域能源安全的时空演进特征。刘立涛、沈镭、高天明等：《中国能源安全评价及时空演进特征》，《地理学报》，2012年第12期，第1634-1644页。 丁毓良研究认为：我国区域能源安全水平最高的是东部地区，中部地区和东北地区居中，西部地区最低；东北地区能源安全与城市化的协调性最高，其次为东部和西部地区，中部地区的协调性最差。丁毓良：《中国能源安全区域差异及其与城市化的协调性研究》，《大连理工大学学报（社会科学版）》，2013年第4期，第42-47页。 沈镭等从区域能源安全的复杂性入手，运用复杂科学理论，阐述了区域能源安全系统的复杂性特征，运用复杂性科学的方法和模型，提出了基于人地关系的区域能源安全复杂性框架模型，进行分省（区）能源安全评价。沈镭、刘立涛、张艳：《区域能源安全复杂性的理论分析框架与实证研究》，《中国能源》，2010年第11期，第30-36页。 苏飞等界定了能源安全供给脆弱性的概念，运用因子分析法定量评价了中国各省区市“十五”时期的能源安全供给脆弱性。苏飞、张平宇：《基于集对分析的大庆市经济系统脆弱性评价》，《地理学报》，2010年第4期，第454-464页。 刘立涛等选取广东作为能源输入区代表，陕西作为能源输出区代表，对1995—2008年两省的能源安全展开实证分析。刘立涛、沈镭、张艳：《中国区域能源安全的差异性分析——以广东省和陕西省为例》，《资源科学》，2011年第12期，第2386-2393页。 张艳等采用情景分析法和IPAT方程，对中长期我国东部沿海地区的能源供需状况、能源安全压力情景进行探讨。张艳、沈镭、于汶加等：《我国东部沿海区域能源安全情景分析预测》，《中国矿业》，2014年第3期，第35-40页。

集对分析方法现已广泛应用于土地、水、环境质量等生态安全评价。区域能源供给安全具有较强的复杂性，很多不确定性和随机性因素对它的影响较大，如区域能源供给的内外部环境、历史因素以及经济和技术上的不确定性等。在计量经济模型方法中，集对分析具有其他模型方法所不具备的优点，如可以同时考虑信息的确定性问题和不确定性问题，且计算过程简单。因此，本文构建区域能源供给安全评价指标体系，运用集对分析法对中国的区域能源供给安全进行评价。为使评价结果更具有客观性，运用熵值法赋予指标权重值，依据客观值确定评价标准值，以评价结果为基础对中国区域能源供给安全的主要影响因素进行研判和分析，通过研究加深对中国区域能源供给安全的理性认识，深入了解区域能源供给安全状态、发展变化和主要影响因素，并提出相关的政策措施。

二、研究方法、指标与数据

（一）研究方法

区域能源供给安全评价标准涉及多种指标类型，评价指标权重的确定基于熵值法，欧向军、甄峰、秦永东等：《区域城市化水平综合测度及其理想动力分析——以江苏省为例》，《地理研究》，2008年第5期，第993-1001页。 有关评价标准的研究相对薄弱，本文以区域能源供给安全指标中的最大值、最小值及其差值来建立评价标准，焦士兴、王腊春等：《区域用水水平评价中的集对分析方法研究》，《自然资源学报》，2009年第4期，第729-736页。 运用集对分析方法对中国区域能源供给安全进行评价，赵克勤：《集对分析及其初步应用》，杭州：浙江科学技术出版社，2000年，第9-29页。 并计算各指标的障碍度，从而开展中国区域能源供给安全障碍因素分析。根据最大值、最小值及其差值分别建立2005年和2010年区域能源供给安全指标的三级分类标准，具体如表1所示。Ⅰ级为区域能源供给安全水平较高；Ⅱ级为区域能源供给安全水平一般，有一定的提高潜力；Ⅲ级为区域能源供给安全水平较低，进一步提高的潜力和空间较大。各指标中，市场流动性、区域能源输入量占中国总输入量的比例、能源产品价格指数和能源消耗强度为反向指标，因此分级标准与其他指标有一定差异。

（二）指标选取

区域能源供给安全评价具有很强的复杂性和综合性，区域指标数据获取受限制，很难实现全面的综合评价。为避免大而全导致研究无法深入，关键性指标的选择显得尤为重要。基于国情，以科学性、系统性、典型性、动态性、可量化等原则为指导，根据能源供给安全综合评价的科学内涵，参考能源安全评价相关文献， 赵媛、沈璐：《江苏省能源与经济系统协调发展评价》，《地理科学》，2012年第5期，第557-561页。Kruyt B， van Vuuren D P， de Vries H J M， “Indicators for Energy Security，” Energy Policy， vol.37， no.6（2009.06），pp.2166-2181. Sovacool B K， Mukherjee I，“Conceptualizing and Measuring Energy Security： A Synthesized Approach，” Energy，vol.36， no.8（2011），pp.5343-5355.劉立涛：《基于dpsir模型的中国能源安全时空演进及其评价》，博士学位论文，中国科学院地理科学与资源研究所，2011年，第1-188页。Wu G， Liu L C，Han Z Y， Wei Y M， “Climate Protection and China s Energy Security： Win-win or Tradeoff，”Applied Energy，vol.97（2012），pp.157-163.吴初国、何贤杰、盛昌明：《能源安全综合评价方法探讨》，《自然资源学报》，2011年第6期，第964-970页。咨询能源安全领域的专家，初步构建区域能源供给安全综合评价指标体系。指标计算公式和变量说明如表2所示。

区域能源供给安全综合评价体系从生产供应能力、市场获取能力、资源保障潜力、可支付、效率、技术研发等六个维度展开，区域能源供给安全的科学内涵通过细化指标得到直接或间接反映。区域自身生产的能源和市场的调节是能源获取的重要方式。选取人均能源生产量、区域能源产量占中国总产量的比例、自给率三项反映生产供应能力的正向指标，选取区域能源输入量占中国总输入量的比例（考虑煤油气三种主要化石能源）、市场流动性两项反映市场获取能力的负向指标。能源供给多元化对于保障长期的区域能源供给安全十分重要，将生产多元化指数作为反映资源保障潜力的正向指标。可支付是从能源产品的可购买性方面强调能源供给的安全性，选取负向指标即能源产品价格指数。在气候变化和节能减排的大背景下，提高能效对于保障能源供给安全越来越重要，选取负向指标即能源消耗强度。技术研发和创新能够促进能源的可持续供应，是保障能源安全的根本措施，在技术研发的投入水平方面，选取正向指标即科研经费所占比例。

（三）数据来源

各项指标统计数据主要来源于2006年、2011年的《中国统计年鉴》和2006年、2011年的《中国能源统计年鉴》。生产多元化指数、可再生能源所占比重、市场流动性、人均能源生产量、自给率、区域能源产量占中国总产量的比例和区域能源输入量占中国总输入量的比例由《中国能源统计年鉴》基础数据计算得出，能源产品价格指数来源于《中国统计年鉴》，能源消耗强度、科研经费所占比例由《中国统计年鉴》基础数据计算得出。

三、中国区域能源供给安全评价结果

（一）中国区域能源供给安全的总体特征

2005年，中国能源供给安全评价等级为Ⅰ级的省区市有7个，分别是山西、内蒙古、陕西、安徽、河南、重庆、云南，Ⅱ级的省区市有6个，分别是黑龙江、新疆、贵州、北京、天津、辽宁，其余省区市为Ⅲ级。2010年Ⅰ级的省区市减少为5个，分别是山西、内蒙古、陕西、安徽、云南，Ⅱ级的省区市有所变化，分别是新疆、贵州、北京、天津、宁夏、河南，其余为Ⅲ级。2005—2010年能源供给安全等级下降的省份分别是河南、重庆、黑龙江、辽宁，等级上升的是宁夏，其他省区市保持不变。河南由Ⅰ级下降为Ⅱ级，重庆由Ⅰ级下降为Ⅲ级，黑龙江和辽宁由Ⅱ级下降为Ⅲ级，宁夏由Ⅲ级上升为Ⅱ级。从评价结果来看，我国区域能源供给安全状况并不理想，仅有极少数省区市的能源供给安全等级较高，大多数省区市的能源供给安全等级较低，省域之间差异明显，具体如图1所示。

根据图1对比2005和2010年的数据，河南、重庆的人均能源生产量都有所提高，分别由1.54吨标煤/人、1.01吨标煤/人上升至1.79吨标煤/人、1.17吨标煤/人，但是，过高的能源消耗增长率导致两省市自给率降低，能源输入量上升，能源供给安全等级下降。在人均能源生产量和自给率提高的同时，宁夏的能源消耗强度由2005年的4.14吨/万元大幅降低至2010年的2.18吨/万元，因此，宁夏的能源供给安全水平有所提高，由Ⅲ级上升为Ⅱ级。近年来，黑龙江和辽宁的能源产量和自给率严重下降。相比于2005年，2010年黑龙江的能源产量降低了520.45万吨标煤；辽宁的能源产量虽然没有降低，但增长较少，仅增长了329.25万吨标煤。黑龙江能源产量占中国总产量的比例由6.84%下降至4.37%，自给率由1.69下降至1.16。辽宁能源产量占中国总产量的比例由3.31%下降至2.31%，自给率由0.45下降至0.33。两省的能源供给安全等级由Ⅱ级下降为Ⅲ级。

（二）区域能源供给安全指数与最优评价集的联系度分析

运用集对分析方法计算得出区域能源供给安全指数与最优集的联系度，如图2所示。

将2010年与2005年的数据进行对比，可以看出，除陕西、内蒙古、安徽、新疆、贵州、宁夏、北京、天津、江西、福建、湖南、江苏以外，其他省区市的能源供给安全指数与最优集的联系度呈明显下降趋势，其中河南、广西、辽宁、黑龙江、山东、重庆的下降幅度较明显，分别由0.44、-0.10、-0.13、0.11、-0.01、0.31下降至-0.07、-0.49、-0.47、-0.20、-0.31、0.02，说明中国区域能源供给安全形势不容乐观。

近年来，国内以“煤油气电荒”为代表的区域能源供给安全问题十分突出，这在一定程度上说明，我国能源供应体系还无法满足区域经济快速发展的需求，凸显了能源供应保障区域能源安全的能力不足，能源压力较大。 蔡国田、张雷：《中国能源保障基本形势分析》，《地理科学进展》，2006年第5期，第57-66页。能源需求的持续快速增长是导致能源供给安全压力增大的根本原因，而区域经济保持较高增长势头是能源需求快速持续增长的源头，未来，能源供求之间的矛盾在区域发展过程中将长期存在，短期来看，区域能源供给安全的压力将越来越大。能源具有较强的地域属性，区域赋存差别极大；受能源勘探和开发技术的限制，区域能源潜力无法全部发挥；能源运输基础设施建设有待完善，运力有待提高；发展可再生能源技术任重道远，近期内，可再生能源无法迅速实现大范围的利用。这些限制条件都要求地区在发挥本地资源优势，尽最大努力优化区域内能源供给的同时，还要与外界建立稳定的资源供应联系。我们应认识到，煤油气等化石能源总有一天会枯竭，发展新的可再生能源是保障未来区域能源安全供给的根本；随着技术进步，更多种类的能源将从无法被利用到能够被利用，从利用比例较低到大范围利用，甚至有可能超越传统能源。因此无论在什么情况下，地区都应当不断加强能源领域的技术创新。

四、中国区域能源供给安全的影响因素分析

（一）主要影响因素

计算各项指标的障碍度，以障碍度≥5%为标准，根据指标障碍度在此区间内出现的次数及频率确定中国区域能源供给安全的主要影响因素，结果如表3所示。

如表3所示，人均能源生产量、区域能源产量占中国总产量的比例、自给率和科研经费所占比例对中国区域能源供给安全的影响比较大。2005年和2010年，这4项指标的出现频率都在90%以上，说明区域能源赋存及生产能力对保障中国区域能源供给安全极为重要：赋存越丰富，生产能力越强，区域能源的自我满足能力就越强，区域能源供给安全的水平就越高。研发和创新是能源供应可持续的根本，也是保障能源供给安全的根本，近年来，国家和各地区对能源方面的研发投入不断增加，我国已在能源勘探与开发、煤炭清洁转化与利用、高效发电输电、风电、太阳能发电、核电、设备材料以及能源装备等领域取得了显著成绩。应该认识到，我国与发达国家还存在一定差距，未来发展的潜力还很大。

上述4项指标是中国大部分省区市能源供给安全的主要影响因素，但是也有例外。如在这4项指标中，科研经费所占比例对山西和内蒙古的能源供给安全影响较大，其余3项指标对山西的影响不大，对内蒙古而言则由2005年的影响较大转变为2010年的影响不大。山西是我国能源赋存、生产的大省，能源大量外输，产量和自给率当然影响不大，但是在科研方面的投入和产出不足则会影响该省能源发展的可持续性。2010年，山西的科研经费投入仅为80.86亿元，远远低于东部地区经济发达省市。内蒙古在科研经费所占比例方面与山西面临相同问题，2010年，内蒙古的科研经费投入仅为52.07亿元。2005年，内蒙古能源生产量尚不及山西的一半，2010年的产量甚至超过山西。因此，人均能源生产量、区域能源产量占中国总产量的比例、自给率3项指标对内蒙古而言，由2005年的影响较大转变为2010年的影响不大。

（二）非主要影响因素

生产多元化指数、市场流动性、区域能源输入量占中国总输入量的比例、能源产品价格指数、能源消耗强度对中国区域能源供给安全的影响没有上述4项指标显著。其中生产多元化指数的影响提升较为明显，出现频率增长了一倍，至26.67%。2005年，生产多元化对黑龙江、海南、青海、新疆四省区能源供给安全的影响较大；2010年的数据显示，除了黑龙江、海南、青海和新疆以外，湖北、广东、四川、陕西四省同样受到生产多元化的影响。随着全球气候变暖的加剧和全社会对环保的重视程度越来越高，各地区都在大力发展可再生能源，可再生能源所占比重和能源多元化指数将持续上升，在保障区域能源供给安全的过程中发挥了更大作用。2005年，市场流动性指标对天津、山东、广东三省市的能源供给安全存在一定的障碍性；2010年，除了天津、山东、广东，市场流动性指标还对河北、辽宁、江苏、浙江四省的能源供给安全具有一定的负面影响。与2005年相比，2010年天津、山东、广东的能源输入量与区域总输出量之比不仅没有下降，反而有所上升。

和其他省区市相比，2005年，河北、辽宁、上海、江苏、浙江、山东、广东的能源输入量占各区域总输入量之和的比例相对较高，因此，区域能源输入量占中国总输入量的比例这一指标对这些省市的能源供给安全具有一定的负面影响，到2010年，上述省市能源输入量占各区域总输入量之和的比例均有所下降，总体来看，该指标在各省区市之间呈现相对均衡化的趋势，因此，负面影响的程度有所下降。该项指标能在一定意义上反映区域能源供给安全，但并不具有绝对性，因为随着经济的快速发展，上述省市的能源需求量大幅上升，能源输入量也明显增加。评价结果显示，能源产品价格指数和能源消耗强度是山西、内蒙古能源供给安全的障碍性因素之一。山西和内蒙古是能源大省，在储量和产量方面具有较强优势，但是，我国的能源具有较高的国有垄断性，因此，山西和内蒙古在能源产品价格方面并不具备优势。随着节能降耗工作的持续推进，全国各地的能源消耗强度大幅下降，与其他省区市相比，山西、内蒙古、宁夏的能源消耗强度明显较高，2010年三省的能源消耗强度分别为1.83 吨/万元、1.44 吨/万元、2.18吨/万元，而其他大部分省份还不足1吨/万元。山西、内蒙古是我国煤炭储量最丰富的省区，能源消费结构中煤炭所占比重很高，能源消费效率相对较低，能源浪费现象严重。

五、结论与建议

开展中国区域能源供给安全评价，深入分析中国区域能源供给安全的形势、演变特征及主要影响因素，对于强化区域能源供给安全的政策保障具有积极意义。本文基于区域能源供给安全指标评价标准，运用集对分析方法对2005年和2010年除港澳台、西藏以外中国30个省区市的能源供给安全水平进行了评价，并根据熵值法得到各评价指标的权重，运用障碍度计算方法确定中国区域能源供给安全的主要影响因素。研究表明，我国属于能源供给安全水平较高等级（Ⅰ级、Ⅱ级）的省份较少，且呈减少趋势，能源供给安全等级为Ⅲ级的省份较多。除陕西、内蒙古、安徽、新疆、贵州、宁夏、北京、天津、江西、福建、湖南、江苏以外，其他省份的能源供给安全指数与最优集的联系度呈明显下降趋势，其中河南、广西、辽宁、黑龙江、山东、重庆的下降幅度较大。人均能源生产量、区域能源产量占中国总产量的比例、自给率和科研经费所占比例是影响中国区域能源供给安全的主要因素，生产多元化指数的重要性明显上升。

对于能源较为丰富的Ⅰ级省份来说，应向能源相对缺乏的Ⅱ、Ⅲ级省份（尤其是Ⅲ级省份）加強输出，发展海陆立体交通网络，完善基础配套设施，优化能源资源空间配置，加强分区域的总量调控。除了能源供给安全等级为Ⅰ级的省份（山西、内蒙古、陕西）以及贵州、甘肃、青海、宁夏、新疆以外，其他省区市都是煤炭调入区。根据各省区市的实际情况，综合考虑靠近能源消费市场、交通运输便利、储备费用低、安全性等因素，建立煤炭储备基地，增加电煤储备，以缓解近年来频发的季节性、突发性“煤荒”，帮助解决季节性用电高峰所导致的“电荒”。以化石能源为主的单一化能源结构是不可持续的，能源结构多样化能够释放区域能源供给安全的潜力。目前，我国的能源结构都是以煤炭为主，油气所占比例相对较少，可再生能源则更少。从能源可持续的视角来看，这样的能源结构并不合理，传统能源的潜力已经充分释放，而我国绝大部分区域都具备良好的资源基础，能够实现能源多样化。因此，为保证区域能源供给安全，各省区市应从自身的资源基础和实际情况出发，推动能源技术进步，逐步开发利用本地区潜在的能源资源，推动能源供应多样化。坚持常规能源开发和优势替代能源开发并重，大力发展煤层气、页岩油、煤制油（气）以及可再生能源，逐步实现大规模利用和替代。谁掌握了可再生能源的核心技术，谁就掌握了未来能源产业发展的制高点。与化石能源相比，可再生能源的地域属性不明显，分布广泛，各省区市应以可再生能源核心技术为根本，在政策上大力推动，加快能源利用的根本性变革，抢占未来能源产业发展制高点。

〔责任编辑：沈 丹〕