中国能源供给安全影响因素研究

李 品

(1.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054；2.西安科技大学 能源经济与管理研究中心，陕西 西安 710054)

0 引 言

能源供给安全是能源安全的核心，具体指在满足一个国家生存与发展能源正常需求的情况下，能源资源稳定供给的保障程度。“新常态”下，能源供给安全在保障经济增长方面发挥着至关重要的作用。李克强总理多次强调，能源供应和安全关系着中国经济社会发展的全局。《世界能源发展报告(2014)》指出，中国应该重新审视能源安全的实质，树立“以科学供给满足合理需求”的观念。经过长期发展，中国能源已进入新时代，能源供给需求呈现新的特征，需求总量增速明显降低，供给结构多样化程度提高，能源效率也有了很大提升，形成了煤炭、石油、天然气、电力、新能源和可再生能源全方位、多层次发展的能源供给体系。尽管中国能源发展取得了巨大成绩，但也面临着更多压力。因为当前中国已经进入新时代，社会的主要矛盾已经发生变化，绿色发展成为能源发展的主题。十九大报告关于“美丽中国”的阐述，拓展了能源绿色发展的新空间。能源的清洁利用、绿色发展是衡量社会生态文明建设水平的标尺，也是构建清洁低碳、安全高效能源体系的必然要求。只有践行绿色发展这个主题才能改善能源结构、保障能源安全、推进生态文明建设，有效解决新时代面临的人民日益增长的美好生活需要和能源供给结构错位之间的矛盾。如何提高能源的供给水平，以较少的能源消耗来支撑经济增长，并降低对本地区和全球温室气体排放的负面影响，实现绿色供给，是一个亟待破解的难题，首先需要对中国能源供给安全水平发展的驱动因素有一个深入的了解。

能源供给以未来的需求为牵引，受到能源需求、资源储量、技术、能源价格、开发成本汇率、利率等诸多不确定性因素的影响，其包括资源期开发、进口及储备的路径和规模[1]。早在1975年，Miller就通过实证研究证明了经济增长对于能源供给的影响[2]。随后Bretschger等人通过分析认为技术进步很大程度上能够解除能源供给不足的限制，可有效提高能源的供给效率[3]。Sohn认为能源强度越高反应经济增长对能源消耗的依赖程度越高，研究一个国家能源强度的变化，有助于能源供给政策的制定[4]。随后Kjärstad通过对产业结构的研究，发现产业结构影响着煤炭资源的供给[5]。郭莉通过研究发现以技术为支撑来提高能源的利用效率，有利用稳定中国能源结构[6]。Geng根据中国能源的供求形势，考虑到中国能源安全面临的多重风险，从经济脆弱性、能源技术与效率、能源资源储备等6个方面对中国的能源供给安全问题进行研究[7]。Vivoda梳理出能源储采比、能源价格、能源技术、环境风险等11个影响指标对亚太地区的能源安全进行评估[8]。还有学者研究发现汇率和可再生能源发展等都会对能源供给安全产生影响[9]。

综上所述，学者们基于不同的研究视角，采用不同的方法对能源供给安全问题进行卓有成效的研究，能源资源禀赋、能源价格、产业结构、技术进步等都是学者们重点关注的问题，但综合学者们的研究成果还存在以下不足：第一，研究视角上，目前学者们大多从微观视角选取一种或几种影响因子进行研究，很少从宏观视角量化研究各因素对于能源供给安全的重要性和影响程度；第二，研究方法上，现有文献集中于静态评价和回归分析，对影响中国能源供给安全的关键因子未进一步提取和研究，且未考虑到变量间的共线性问题。鉴于此，文中首先科学提取出能源供给安全的主要影响因子，然后利用因子分析法和岭回归方法分别对能源供给安全与其影响因子的重要性和影响程度进行实证研究，研究结果能够为中国进一步制定能源安全战略提供一定的科学依据。

1 变量、数据与方法

1.1 变量与数据

综合前人的研究成果，结合新时代中国能源供给安全的特征和存在的问题，并咨询能源安全领域专家的意见，最后再根据数据的可得性，文中梳理出能源储采比、可再生能源产量、产业结构、能源消费结构、能源自给率、技术进步、能源强度、能源价格、经济环境和汇率十个影响能源供给安全的可量化指标，详见表1.

表1 中国能源供给安全影响因素Tab.1 Influential factors of energy supply security in China

1.1.1 变量说明

1)能源储采比。能源储采比是衡量能源供应安全的一项重要指标，它反映在当前生产力发展水平条件下能源资源储备可持续使用的时间，被用于测度能源储备的可持续发展程度。储采比越高，能源供给保障程度越高。储采比的临界值为30 a，一般认为，储采比大于50 a为非常安全，储采比小于5 a则非常危险；

2)可再生能源产量。可再生能源的发展不仅决定了能源发展的可持续性，同时也决定了能源供给的安全性。可再生能源能够代替传统化石类能源，弥补石油、天然气资源的短缺问题，增加能源供给，满足能源需求，保障能源安全，可再生能源的广泛应用还有利于减少由化石类能源利用带来的温室气体排放和大气污染等问题；

3)产业结构。产业结构因素影响着能源资源的供给，在中国主要是煤炭的供给，产业结构的调整可对煤炭供给起一定的制约作用，且未来煤炭供给缺口也可引发一系列社会问题。合理调整产业结构，适当增加第三产业的比重，降低第二产业在国民经济发展中的份额，可有效缓解能源供给紧张的局面，促进能源的绿色供给和低碳化发展；

4)能源消费结构。能源消费结构反映出各种能源在能源总量中所占比例，能源消费结构基于能源消费对能源供给间接产生影响。中国的能源消费以煤炭为主，相比较其他品种的能源，煤炭的能耗大，污染严重，对能源供给的环境产生很大影响；

5)能源自给率。即所消耗能源中由本国提供能源的比重，它反映了本国所生产能源对本国能源消费的满足程度，能源自给率越高，则能源供给安全水平越高；

6)技术进步。技术进步是能源供给的主要影响因素，主要有2个方面的原因：第一，技术进步可以提高能源的利用效率，能源供给效率可以因此得到缓解；第二，大力发展清洁能源和可再生能源技术，可以有效替代化石能源，提高能源的多样化供给水平，解决化石能源供需不平衡的矛盾；

7)能源强度。能源强度，即单位GDP能耗，可以反映出社会生活和经济生产的技术水平，一方面体现出了经济的增长方式，另一方面又反映出能源利用的经济效率。一个国家或地区的能源强度越高，则经济增长对能源消耗的依赖程度越高；

8)能源价格。能源价格是影响能源供给安全的重要因素之一。与一般产品价格不同的是，能源价格又受到政治、自然环境等多重因素影响，过去很长一段时期，中国并未在世界能源价格定价体系之列，具有很强的被动性，进口能源时很难达到成本的最优化，高价的进口能源需要花费大量外汇，甚至影响到国家的经济安全和能源安全；

9)经济环境。经济格局变化导致的能源供求关系转变对中国能源供应格局发展变化具有深远影响。国际商品指数走势和国际间宏观经济走势具有较高的相关度，并且能源商品在S&P GSCI指数中占有高达71.2%的比重，因此文中采用国际商品指数中的S&P GSCI指数(标普高盛商品指数)来衡量；

10)汇率。根据经济学相关理论，本国汇率的变动与进出口贸易有很大联系，中国是一个人均能源贫瘠的国家，人民币汇率变动会引起中国主要能源品种进口量和出口量的变化，影响到中国的能源产品供给。因此要考虑汇率的影响；

11)能源供给安全。在能源供给概念的基础上，综合考虑能源价格、能源资源禀赋、地缘政治等因素，使一个国家或者地区的能源实现可持续供给的保障程度。参考薛静静[10]，用能源缺口来代表能源供给安全，即每年能源生产总量减去能源消费总量的差值。

1.1.2 数据来源

选用1995—2014年中国20年的时间序列数据，主要数据来源包括《中国能源统计年鉴》(1993—2016)，《中国统计年鉴》(1993—2016)，国际金融统计数据库和WIND数据库。各变量的描述性统计见表2，从表2的统计结果来看，上述变量数据都比较均匀，离散性不大，具备实证检验的前提条件。

表2 变量的描述性统计Tab.2 Statistical description of the variables

1.2 研究方法

本研究中，由于所取变量多与能源消费量有关，变量之间往往互相影响，可能会出现多重共线性问题。因子分析法和岭回归方法是研究多个共线性变量之间相关性的代表性方法，因此文中采用这2种方法进行研究。

1.2.1 因子分析法

因子分析法可以通过少数几个变量来代表多个指标或因素之间的关系，比较适合于多个因素的研究。因子分析法的主要步骤有4步：第一，确定待分析的原变量是否适合因子分析，KMO和Bartlett球度检验是代表性方法；第二，构造因子变量，基于因子方差贡献率实现；第三，利用因子旋转使变量的可解释性增强；第四，计算因子变量得分并进行排序，通常步骤二和步骤三可以合并运算。因此，文中首先采用因子分析法判别出各个因素对于能源供给安全的重要性。

1.2.2 岭回归模型

岭回归方法是针对共线性数据分析的有偏估计方法，由Hoerl和Kennard于1970年提出。该方法可以从根本上消除自变量间的多重共线性，与普通回归方法相比，其参数估计的显著性和稳定程度大大增强，对于共线性问题的研究具有较大的应用价值。因此，为了提高分析的准确性，文中又通过岭回归模型确定各个因素对于能源供给安全的影响程度。

基于以上分析，文中将能源储采比、可再生能源产量、技术进步、能耗强度、能源价格、经济环境、利率和汇率等影响因素纳入同一框架定量分析。由于产业结构(IS)和技术进步(TFP)变量是增长率序列，所以不对其取对数。构建模型如下

lnSt=c+β1lnUt+β2lnREt+β3ISt+β4lnESt+β5lnSUt+β6TFPt+β7lnCt+β8lnPt+β9lnEt+β10lnERt+μt

(1)

式中c为常数项；βi为参数估计系数；μt为误差项；t为样本期内年份值(文中t最大为20)。

2 实证研究结果

2.1 因子分析

2.1.1 KMO和Bartllet球度检验

KMO检验标准为：统计量大于0.5，统计量越大越接近于1则越适合做因子分析。Bartlett球度检验的标准为：检验概率小于显著水平0.05.依据KMO和Bartlett球度检验结果见表3，本研究样本相关阵不是单位阵，适合作因子分析。

表3 KMO和Bartlett检验Tab.3 Results of KMO and Bartlett tests

2.1.2 因子的方差贡献率检验

计算相关系数矩阵的特征值与累计贡献率，确定因子见表4，由表4可以看出，相关系数矩阵的前2个因子的特征值>1，且他们的累积贡献率为77.691%>70%，说明前2个成分基本包括了十个指标的信息，故选取能源储采比和可再生能源产量作为公共因子。

表4 主成分特征值和方差贡献率Tab.4 PCA output of eigenvalues and sums of squareloading for the availability dimension

2.1.3 构造主因子得分矩阵，求出综合得分

采用回归法得到因子的得分系数矩阵见表5，根据得分系数可以得到公因子的线性函数方程，见式(2)

(2)

式中F为综合得分值；λi为方差贡献率；Fi为各个因子得分。

由表4可知，公因子能源储采比和可再生能源产量的方差贡献率分别为λ1=0.060 36，λ2=-0.176，将λ1和λ2代入式(2)得到式(3)。

F=0.774 2F1+0.225 8F2

(3)

参照表5的成分系数得分情况，利用式(3)得到能源供给系统影响因素的综合排序得分F见表6.

表6表明，依据得分高低排序，中国能源供给安全影响因素的重要程度依次为：能源消费结构、能耗强度、能源价格、汇率、能源储采比、产业结构、能源自给率、技术进步、经济环境和可再生能源产量。

表5 成份得分系数矩阵Tab.5 Coefficient score of component matrix

表6 影响因子总排序Tab.6 Total order sorting of influential factors

2.2 岭回归

采用SPSS 21.0对变量进行多重共线性检验结果见表7.从检验结果来看，方程的拟合度较好，大部分变量均显著，变量的VIF(Variance Inflation Factor)表示方差扩大因子，除了变量TFP，其他变量的VIF值均大于2，具有较强的共线性，说明岭回归方法比较适合文中的研究。进一步通过运行编制的语法程序得到岭回归检验的岭迹图(如图1)和决定系数R2。岭迹图中通过观察K值变化时回归直线的密集性来确定最优的回归模型，根据图1可知当K=0.6时观测值聚集在样本回归直线周围的密集性较好，因此取K=0.6的模型，模型的回归分析结果见表8，由表8可得到能源供给安全与其影响因子的参数估计方程式见式(4)。

图1 岭回归结果Fig.1 Ridge regression results

表8的回归结果中，不带括号数据表示回归系数，标注中的***表示p<0.01，**表示p<0.05，*表示p<0.1，括号中数据表示t值。

lnS=3.36-0.51lnU+0.03lnRE+2.43IS-2.67lnES-6.34lnSU+3.61TFP-0.52lnC+

1.38lnP+0.5lnE-0.14lnER

(4)

式(4)回归方程的R2=0.976，说明选取的10个自变量一起可以解释能源供给安全97.6%的变化性。具体研究结果体现在以下几个方面。

表7 共线性诊断结果Tab.7 Results of collinearity diagnosis

a.因变量：LNYR2=0.976.

表8 变量的岭回归分析结果Tab.8 Results of ridge regression analysis

1)能源自给率是对能源供给安全影响程度最大的因素且呈负相关关系，能源自给率每提高1%，能源供给安全程度下降6.34%，与前文的理论分析不相符，这与中国长期以来以煤为主的能源消费结构有关，与许多世界其他国家相比，中国煤炭的质量偏低，高磷高硫，含热量低，目前国内70%的烟尘排放量、85%的SO2排放量、60%的氮氧化物以及85%的CO2都来自于煤炭的利用，威胁着中国的能源供给安全；

2)产业结构和技术进步对中国能源供给安全的影响程度较大，产业结变动1%，能源供给安全变动2.43%，技术进步每变动1%，能源供给安全变动3.61%.1952年以来，中国的产业结构发生的变化较大，第二和第三产业的比重上升较快，对于能源产品尤其煤炭的需求量越来越大，合理调整产业结构可以优化中国能源消费结构，促进能源的绿色供给和安全供给，提高中国能源供给安全，促进能源低碳化发展。随着中国产业结构的调整，煤炭的消费量也会有所降低，而中国能源行业的技术进步如低碳减排技术和碳捕捉技术的应用，都将有效提高能源的利用效率，提高能源供给安全。中国能源强度的变动体现中国能源的利用效率水平，对中国的能源供给安全也产生一定程度的影响；

3)能源价格和能源消费结构对于能源供给安全的影响程度也都大于1%，且都与能源供给安全呈负相关关系。能源价格变动1%，能源供给安全变动1.38%，这与过去中国能源价格市场的不完善有关系，中国能源价格偏低、内部比价不合理等问题一直制约着中国能源市场的发展，使中国能源供应体系承受了一定程度的冲击。能源消费结构变动1%，能源供给安全变动2.67%，中国以煤为主的能源消费结构导致能源利用效率低，碳排放量大，对于中国能源供给安全的可持续性带来很大的障碍；

4)可再生能源产量对中国能源供给安全呈正向影响效应，但效力较小，可再生能源产量每提高1%，能源供给安全程度提高0.03%.目前中国“重建设、轻利用”情况突出，并受制于化石能源市场竞争的阻力，虽然可再生能源在能源供给总量中所占比重不断提高，可再生能源在一次能源消费总量中的比重与先进国家相比仍然较低，市场份额还较小，对于能源供给安全的作用还不显著。长期以来以煤为主的能源消费结构和较高的能源自给率也决定了中国能源供给安全对于经济环境的依赖性较低，因此对于能源供给安全的影响还不显著。

3 结论与对策

1)着力提高能源自给率。虽然中国能源自给率较高，达到90%以上，但石油贫乏，近年来石油的对外依存度达到60%以上，成为影响国家能源供给安全的软肋。新时代应以提高国内油气供应能力为重点，加快完善石油战略储备制度，努力提高能效水平，增加化石能源之外的新能源供应；

2)提高能源技术进步水平。能源行业的技术水平是决定能源供给品质的关键，新时代，要紧跟国际步伐，以绿色供给为主题，以民众用“绿能”为目标，加大推动能源行业技术的创新，大力发展清洁能源和可再生能源技术，将绿色理念贯穿在能源供给的全过程，积极推动能源供给体系的绿色发展；

3)合理优化产业结构。产业结构在相当长的时期内都将是影响中国能源供给的重要因素。合理调整产业结构，加速产业结构的优化升级和第三产业的发展，逐步推进高新技术产业快速发展，可以有效降低产业对于能源的依赖程度；

4)推动能源价格的市场化改革。政府应该出台有力措施加快能源市场的价格改革，放弃政府对于上游市场的干预作用，丰富监管手段，加大反垄断力度，创新监管方式方法，并完善能源的补贴制度，使能源价格充分反映市场供求关系，确保能源产品的价格结构与市场经济环境相协调，从而推动能源市场结构调整及能源市场的优化配置；

5)提高能源供给多样化水平。建立多元化的能源供应体系，一方面要扩大非化石能源的发展规模，大力发展中东部地区分布式可再生能源，有序推进沿海地区的核电建设和西南地区的水电基地建设，稳步推进西北地区的太阳能、风电基地建设，形成煤炭、石油、天然气、核能、清洁能源等多层次全面发展的能源供给体系；另一方面，优化开发化石能源，推进煤炭安全清洁高效开发，提高煤炭的回采率，积极突破非常规油气资源的勘探开发。

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