基于Citespace知识图谱的我国能源效率研究综述
2023-06-28曹瑞肖艳玲季海洋
曹瑞 肖艳玲 季海洋
摘要：能源效率研究在促进经济高质量发展、推动节能环保、改善生态环境、实现“双碳”目标等问题上都具有重要意义。利用Citespace文献计量工具，选取2000—2021年间中国知网以“能源效率”为篇名的北大核心、CSSCI来源及扩展版期刊论文785篇，从发文学科分布、作者与机构、关键词、时间线分析等角度探讨我国能源效率研究的进展。研究结果表明：能源效率研究发文量总体呈上升—稳定—回落趋势;能源效率研究涉及学科分布广泛，其中宏观经济管理与可持续发展方向占比最高；能源效率研究的作者以及机构间存在合作关系，但是合作较为松散；聚类分析发现对能源效率的研究主要聚焦于其测度、战略背景、影响因素三个方面；能源效率研究热点的演变可归纳为四个发展阶段，不同阶段研究热点呈现多元化特征，技术异质性、创新驱动、生态效率、空间计量及动态演变趋势是当前主要的研究热点。最后，根据文献梳理，提出加强能源效率研究关注度、加强机构间与作者间的合作以及拓展研究方法与视角等建议。
关键词：能源效率；可视化分析；文献计量；研究综述
中图分类号：F407.2
文献标识码：A
文章编号：1673-5595（2023）01-0025-09
一、引言
当前，我国经济发展水平正在向创新驱动的纵深领域迈进，在“双碳”目标、经济高质量发展与能源危机背景下，能源效率的提升具有重要战略意义。2020年12月发布的《新时代的中国能源发展》白皮书中明确指出要提升重点领域能效水平。2021年10月24日，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》（以下简称《方案》），提出了推进重点用能设备节能增效、加快提升建筑能效水平等行动要求，并表明提升能源效率水平将是“十四五”“十五五”时期的重要任务。我国正积极深化能源及相关领域改革，能源效率水平提升的各项举措既符合当前节能减排目标的战略选择，也是高质量发展阶段的现实需要。
国内学者对能源效率的研究起步于21世纪初。经济的高速发展导致对能源需求不断增加，随之产生的碳排放及环境污染问题逐渐凸显。由于化石能源的稀缺性和高排放性，学者们也逐渐意识到节能减排及提高能源效率的重要性，因此能源效率的相关研究得到迅猛发展。
以往涉猎能源效率的研究为我国绿色能源转型、能源效率提升等提供了理论与现实参考。但现有关于能源效率的研究仍存在以下问题：第一，鲜有学者从定量角度梳理能源效率研究现状；第二，能源效率涉及学科广泛，需要多维度掌握能源效率的研究脉络以期推动学科交叉及机构间合作；第三，我国能源效率研究起步较晚，亟待明确当前研究的主要阶段与热点问题。因此，本文利用文献计量工具Citespace，对能源效率领域的研究进行可视化统计分析，从学科分布、作者与机构、关键词聚类、时间线分析等角度，分析并探讨能源效率研究中存在的问题与热点方向，以期掌握本领域研究的发展脉络和进程，进而推动我国能源效率研究的深入与可持续。
二、研究方法与数据来源
知识图谱是一种可视化文本研究工具，可以更加直观、深入地分析数据与文本之间的关系［1］，目前已广泛应用于文献计量分析。其中，Citespace软件是当前主流的知识图谱分析工具。Citespace是由陈超美教授团队设计的一个文献计量分析软件，该软件采用可视化形式呈现科学主题的知识图谱。［2］Chen［3］聚焦科学知识主题可视化问题，对Citespace II的基本原理进行阐述。2019年，陈超美教授对可视化分析方法进行更新，在Citespace软件中加入了一种灵活而通用的方法来描述研究领域的文献，并阐述了如何使用该方法来制定搜索策略以满足实践中常见情况的需求。［4］近年来，CiteSpace工具在学术界得到了广泛关注，在文献定量分析方面起到了重要作用。
在数据来源方面，本文对中国知网（CNKI）数据库中2000—2021年间以“能源效率”为篇名的北大核心、CSSCI来源及扩展版的期刊论文进行检索，共得到787条结果，并根据CNKI数据库所得数据绘制能源效率的发文量变化趋势图与学科分布统计图。在数据处理方面，将787条数据以Refworks格式导入Citespace 6.1.R3软件，经过格式转换与筛选，最终以785条文献数据作为绘制知识图谱的目标数据。本文将时间切片设置为1，阈值取前50，对目标数据的作者、机构、关键词等绘制知识图谱。
三、能源效率研究统计分析
为探究能源效率领域研究脉络，本文主要从文献发文量、学科分布、作者与机构、关键词的角度进行统计分析。
（一）文献发文量统计分析
由能源效率研究的发文量统计（见图1）可以看出，能源效率的研究呈现阶段性特征。第一阶段（2000—2006年）发文量较少。
这一时期我国能源效率研究处于起步阶段，学术界对能源效率的关注度较低，相关理论与研究刚刚起步。第二阶段（2007—2011年）發文量呈现明显上升态势。这表明该阶段我国能源效率研究处于爆发式增长时期。究其原因，一方面，这一时期中国经济快速增长，能源需求急剧上升，2011年中国能源消费总量达34.8亿吨标准煤，比上年增长7.0%①，同时能源消耗的增长导致环境压力增大，引发了对能源效率问题的广泛关注；另一方面，国外能源效率的相关成果也引发了国内学者对能源效率问题的思考，学者们开始从不同角度开展研究。第三阶段（2012—2017年）发文量呈现出平稳增长趋势。这一阶段，能源效率发文量处于较高水平，发文量占整个研究区间的51.7%，年均发文量超过60篇，并于2015年达到峰值。这一时期，有关能源效率的研究理论、视角、方法不断丰富，环境约束、绿色增长等成为重要议题，多元化议题的出现使得能源效率发文量保持了较高水平的发展态势。第四阶段（2018—2021年）发文量有所回落，但这并不代表能源效率问题研究价值的衰退。提高能源效率是实现“双碳”目标的一项重要抓手［5］，是“十四五”时期生态文明建设的重要目标。
（二）学科分布统计分析
中国知网中检索到的数据显示，能源效率研究的学科分布广泛（见图2）。本文对发文量排名前30的学科进行统计分析，发现宏观经济管理与可持续发展排名第一，占总发文量的31.61%，其中，关于低碳、绿色、工业部门等的研究较多。刘海英等［6］构建了影响绿色能源效率的综合指标体系，为国家制定节能目标提供参考；
叶红雨等［7］基于异质性环境规制视角，运用动态面板模型方法分析了正式环境规制和非正式环境规制对全要素能源效率的影响；高鹏等［8］构建非竞争型投入产出模型和超效率SBM模型，动态分析了中国产业部门的全要素直接能源效率与全要素隐含能源效率及其节能潜力。
在学科门类中，工业经济排名第二，发文量413篇，占比25.15%。在能源效率与工业经济方面，唐玲等［9］利用DEA方法、Tobit模型，对我国工业的能源效率进行测算，并研究了工业经济转型对能源效率的影响机理。此外，动力工程、经济体制改革等学科也存在大量能源效率的相关研究。由此可见，以“能源效率”为篇名的研究涉及学科广泛，能源效率研究在各学科研究体系中占有重要地位。
（三）作者与机构统计分析
1.作者统计分析
本文采用知识图谱对能源效率研究领域的作者进行统计分析，结果如图3所示。从图3可以看出重点关注该领域的学者及其合作方式。图中作者的字体大小与文章数量有关，发文频次越高的作者字体越大；图中的连线表示作者之间的合作关系，连接颜色越深，相关作者的合作频率越高。
由图3可以看出，能源效率研究领域的作者间存在一定的合作关系。从节点连线来看，存在多个作者合作群：史丹等作者的合作群，陈夕红、呙小明、李长青等作者的合作群，周德群、王群伟的合作群，成金华、李世祥的合作群，杨力、杨宝臣、汪克亮的合作群，等等。图3还表明，在能源效率研究的高质量论文的作者中存在一些合作交流群体，但是总体来看，合作群较分散，且合作群体中作者数量主要是2～3人，多人交叉的作者合作群则相对较少。这表明作者间可能受限于地域、机构等，未形成广泛而紧密的合作群体。
对能源效率研究领域发文量前10位的作者进行统计分析，结果如表1所示。合作强度表示作者在该领域与其他作者的合作密切程度，数字越大，合作强度越高。发文量排名前3的分别是周德群、周四军、成金华，最高发文量为12篇。发文量最高的周德群所在的机构成立了能源与环境经济研究所，专门从事能源效率等领域研究，形成了具有一定规模的科研團队，研究质量与合作强度都较高。通过合作强度可以看出，高发文作者多数与其他作者间存在一定的合作关系，这表明同一领域内的作者间进行合作可有利于产生高质量的研究成果。
2.机构统计分析
对能源效率研究相关文章的发文机构进行统计，可以构造能源效率研究的机构合作图谱（见图4）。其中节点数为345，连线数为161，网络密度为0.002 7。节点数量代表能源效率研究机构的数量，其大小与研究机构出现频次正相关，较大节点表示该研究机构在能源效率研究领域有较高的发文量;节点之间的连线表示机构之间的合作关系，连线的粗细反映机构间合作的密切程度。从图4可以看出，能源效率研究的发文机构之间存在部分合作群体，但整体较为分散。已形成的合作群体有北京理工大学管理与经济学院合作群及中国地质大学（武汉）经济管理学院合作群等。总体来看各机构间联系较为松散，发文量较大的机构间合作也较少。这可能与能源效率学科分布广、不同机构研究侧重点不同以及地域限制等因素相关。
调取能源效率研究领域发文量超过8篇、排名前8位的研究机构进行统计分析，结果如表2所示。从表2可以看出，南京航空航天大学经济与管理学院在机构中排名第一，发文量高达25篇;其次是西安交通大学经济与金融学院和中国矿业大学管理学院，发文量分别是20篇和17篇。进一步研究发现，发文量较高的机构多数为能源领域主要研究机构，在学科专业、主要研究方向或科研所等方面具有能源经济相关的设定，在能源领域的相关研究方面具有优秀的科研团队，因而相关成果较多。此外，在发文量排名前8位的机构中，所涉及的7所高校均为国家“双一流”建设院校（中国社会科学院工业经济研究所为中国社会科学院经济学科的主要研究机构），也在一定程度上说明高水平大学的能源效率科研成果产出相对较高。
（四）关键词统计分析
对能源效率研究领域的高频关键词进行统计，结果如表3所示。由表3可知，除能源效率（435次）外，技术进步（53次）、影响因素（49次）、产业结构（24次）、环境约束（19次）、环境规制（18次）、区域差异（18次）、碳排放（17次）、技术效率（16次）、经济增长（15次）等关键词在能源效率研究领域的关注度也较高，说明这些关键词代表了近20年来我国能源效率研究的主要方向。
运用Citespace对能源效率研究的关键词进行聚类分析，并筛选出排名前12位的聚类结果绘制聚类知识图谱（见图5）。
根据聚类分析结果，Modularity Q=0854 3，表示聚类结果较好。聚类结果包括全要素能源效率、节能减排、技术进步、能源消费、收敛性、节能潜力、技术创新、影响因素、协整分析、碳排放、环境约束及能源强度。将上述聚类结果进行归纳总结，发现能源效率研究主要聚焦于三种类型：第一类是能源效率的测度，主要包括全要素能源效率（#0）、节能减排（#1）、能源消费（#3）、收敛性（#4）、节能潜力（#5）、协整分析（#8）、能源强度（#11）；第二类是能源效率的战略背景，主要包括环境约束（#10）、碳排放（#9）；第三类是能源效率的影响因素，主要包括技术进步（#2）、技术创新（#6）、影响因素（#7）。
1.能源效率的测度
结合表3与图5，根据能源效率研究的关键词频数和聚类知识图谱，可以看出能源效率的测度是近20年来能源效率研究的重点。全要素、节能潜力、能源消费、能源强度、回弹效应、收敛性、协整分析等关键词位列其中。能源效率有单要素能源效率、全要素能源效率之分。［10］在现有研究中，全要素能源效率测度应用较为广泛，主要方法包括DEA、Malmquist生产率指数法等。马海良等［11］利用超效率DEA模型和Malmquist指数法，测算出三大经济区域的能源效率、全要素生产率；张爱美等［12］基于DEA-BCC、Malmquist指数模型分析了物流业全要素能效的静态和动态变化、省际差异和区域变化趋势。也有一部分研究侧重于能源效率收敛性及节能潜力的测度。能源效率收敛性主要是通过对能源效率区域差异的测度来分析其是否具有收敛特征。如李梦蕴等［13］根据我国1995—2011年的省域面板数据进行测算，发现我国区域能源效率差异具有显著收敛特征。在节能减排方面，部分学者用能源效率的相关测算结果对节能潜力进行了估计。［14-15］能源消费、能源强度都是能源领域的重要概念，也是部分研究中衡量能源效率的重要因素。能源消费偏向于反映经济消耗能源总量的变化，能源强度偏向于反映经济结构的变化，相关研究主要聚焦于关联机理、协整分析等方面。王昆［16］绘制了能源强度与能源效率的关系曲线，认为二者具有不同变动规律，不能混为一谈，对能源效率测度应进行综合评估；戴嵘等［17］对能源效率与能源消费传导路径及内在机理进行分析，构建了反映能源效率与能源消费量之间内在传导机制的新逻辑分析框架，并指出能源消费增长的主要影响因素并非能效而是经济增长。
2.能源效率的战略背景
从图5的聚类结果可知，环境约束与碳排放两项聚类结果主要基于对能源效率战略背景的研究。20世纪80年代初期，我国政府将节能工作纳入国民经济与社会发展规划中。［18］在相关法规方面，《中华人民共和国节约能源法》提出了提高能源利用效率的总目标。在“双碳”目标与经济高质量发展背景下，越来越多的学者关注碳排放及环境约束带来的影响，能源环境问题在能源效率研究中占有重要地位。王婷婷［19］对低碳约束下的中国省际能源效率进行了测算，发现中国低碳约束下的能源效率得分增长趋势不显著且东西差距较大；王兵等［20］考虑环境约束影响，基于方向距离函数测算出我国省际全要素能源效率。在此基础上，学者们在研究方法［21-22］、研究變量［23］、研究区域［24］、行业领域［25-26］等方面不断进行创新，丰富了碳排放与环境约束下能源效率的研究成果。
3.能源效率的影响因素
在能源效率的影响因素方面，学者们的研究成果较为丰硕，其中技术创新与技术进步是学者们研究的重点。程中华等［27］研究表明，技术进步、技术效率的改善有利于能源效率的提升；苗成林等［28］研究发现，能源消耗显著促进技术效率，碳排放显著阻碍技术效率；卢锐等［29］研究发现，技术进步和技术效率是制造业能源效率的关键影响因素;洪勇等［30］则基于2001—2020年中国省级面板数据对能源效率的影响因素进行研究，发现技术创新能显著提高能源效率。也有很多学者分析FDI对能源效率的影响，如朱鹏等［31］研究认为，FDI在资源丰富度较低的区域对能源效率显著正向影响，而在能源资源丰富度高的地区没有达到预期的效应。 此外，也有学者重视FDI的溢出效应，胡锡琴等［32］研究认为，FDI对本地自主创新具有积极作用，对相邻地区的自主创新也存在较明显的空间外溢效应；范如国等［33］的研究显示，FDI对转型期各地区能源效率的溢出效应受其产业结构合理化和市场化水平、对外开放程度等因素影响。此外，金永刚［34］对能源效率问题的影响因素进行归纳梳理，认为频率较高的因素包括经济结构、技术水平与技术进步、能源价格、能源结构、环境规制等。
四、能源效率的研究热点演变分析
本文对能源效率的研究热点制作时间线分布知识图谱（见图6）。图中节点所在位置代表该关键词首次出现的年份，节点越大，表示学者对该问题研究的频次越多。从图6可以看出，“能源效率”“技术进步”“影响因素”“产业结构”等一直是研究热点。
研究图6及相关文献数据，可以发现我国能源效率演化路径主要存在以下几个重要的时间节点：第一，2000—2006年，能源效率研究还处于萌芽阶段，相关研究较少，研究主要集中在能源效率标识、标准等方面；第二，2007—2012年，能源效率研究的起步发展阶段，这一时期经济发展迅速，对能源效率问题的关注度呈迅猛增长态势，能源效率的实证研究方面有了一定成效，研究主题爆发式增长，学者们多主题、多视角开展了关于地域分析、影响因素、政策模拟、技术进步、节能潜力等方面的探索；第三，2013—2017年，能源效率研究的高速发展阶段，这一时期研究成果较丰富，学者们在测算方法、指标等方面不断创新，更加注重环境约束、绿色增长、环境规制等因素对能源效率的影响以及能源效率相关溢出效应、协同效应、差异性、博弈分析等内容；第四，2018—2021年，能源效率的稳定发展阶段，学者们更加注重技术异质性、创新驱动以及生态效率等问题，同时对能源效率的研究开始关注空间计量及动态演变趋势。
五、结论与建议
本文借助Citespace 6.1.R3软件，根据以“能源效率”为篇名的785条数据绘制知识图谱，从能源效率研究的发文量总体趋势、学科分布、作者与机构、关键词及研究热点演变角度对能源效率相关研究进行梳理，得出以下结论并提出几点建议。
（一）结论
（1）在发文特征方面，能源效率研究的发展趋势呈现出差异化和阶段性特征。2000—2021年间能源效率领域发文量总体呈现上升—稳定—回落趋势，这可能与各阶段我国经济发展环境及能源效率研究侧重点不同有关。能源效率研究的学科分布廣泛，宏观经济管理与可持续发展、工业经济、动力工程等是其主要分布领域。
（2）在作者与机构方面，能源效率研究领域内作者间及机构间合作关系较松散。作者间及机构间存在一定的合作关系，但未形成广泛、紧密的合作群。高发文作者多数与其他作者间存在一定的合作关系且长期从事能源效率领域研究，具有一定规模的合作团队，这都有利于产生高质量的研究成果。机构中南京航空航天大学经济与管理学院发表数量最多。高发文量的机构多数为国家“双一流”建设院校且具有能源经济领域的优秀科研团队，因而能源效率科研成果产出较高。
（3）能源效率研究的关键词呈现出多元化特征。能源效率研究的主题广泛，能源效率、技术进步、影响因素、产业结构、环境约束都是热点主题。将关键词聚类结果进行归纳总结，发现能源效率的研究主要聚焦于其测度、战略背景、影响因素三个方面。能源效率测度问题重点包括全要素、收敛性、节能潜力、关联机理及协整分析等方面；在能源效率战略背景方面，主要考虑环境约束及碳排放的影响；在影响因素方面，技术水平与技术进步、能源结构等是主要研究方向。
（4）在能源效率研究的热点变化方面，呈现出由理论与影响因素分析向能源效率的时空特征与环境治理角度转变的态势。对能源效率的研究热点进一步探索绘制时间线图谱，发现“能源效率”“技术进步”“影响因素”“产业结构”等方面的研究一直是研究热点。能源效率的研究整体趋势可概括为萌芽—起步—高速—稳定四个发展阶段。从最近阶段来看，学者们更加注重技术异质性、创新驱动以及生态效率等问题，同时对能源效率的研究开始关注空间计量及动态演变趋势。
（二）建议
2000年以来能源效率领域取得了丰硕的研究成果，但仍存在一些需要重点关注的问题。对此，本文提出以下几点建议。
（1）加强对能源效率领域的关注度。从当前发文量变化趋势来看，能源效率的相关研究有回落趋势，但是在“双碳”目标与“十四五”生态文明建设方面，提高能源效率毋庸置疑是主要抓手，应当引起重视。尤其要关注建筑等重点用能领域、地区的能效提升，在当前战略背景下，助推能源行业高质量发展。
（2）加强能源效率研究的作者间及机构间的合作交流。从当前作者间及机构间合作图谱来看，尽管已经形成了一些作者、机构合作群，但核心作者间及机构间的合作关系较少。建议加强各机构、作者之间的合作交流，促进学科交叉发展，形成学术团队共同体。尤其要加强具有能源经济相关学术背景的科研机构之间的联系，助推能源效率领域前沿交流及研究成果产出。
（3）把握当下实际热点问题，拓展研究方法与研究视角。通过对能源效率文献的梳理与总结，发现其研究主要集中于测度、战略背景、影响因素等方面，研究方法主要聚焦于DEA、Malmquist指数等常见方法。未来应积极推动能源效率与当下重要议题及方法模型的创新，对技术异质性、创新驱动、时空演化等热点问题进行研究，以适应当代发展需要，促进能源效率科研成果产出。
注释：
① 数据来源于国家统计局官网。
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责任编辑：曲 红
A Citespace-based Review of China's Energy Efficiency Research
CAO Rui1， XIAO Yanling1， JI Haiyang1，2
（1.Institute of Petroleum Economics and Management， Northeast Petroleum University， Daqing 163318， Heilongjiang， China;
2.Organization Department of Beijing Mentougou District， Beijing 102300， China）
Abstract： Energy efficiency research is of great importance in promoting high-quality economic development， boosting energy efficiency， improving environment and achieving the "double carbon" goal. This paper highlights the current state of research on energy efficiency ranging from disciplines， researchers， institutes， keywords to timeline by enlisting the well-chosen 785 academic journal papers titled "energy efficiency" between 2000 and 2021 from China National Knowledge Infrastructure （CNKI） with the tool of Citespace. These papers are all published in most authoritative journals like Core Journals of China and Chinese Social Sciences Citation Index （CSSCI） including its extended versions. The findings are as follows：The number of publications regarding energy efficiency displays an overall upward-steady-downward trend involving a wide range of disciplines with macroeconomic management and sustainable development topping the list. Collaboration exists， but tends to be loosely structured between researchers and institutes. Cluster analysis suggests the three focuses of research： measure， strategic context and influencing factors. The research has undergone four stages of talking points， each displaying diversifying characteristics with technology heterogeneity， innovation-driven development， eco-efficiency， spatial econometrics， and dynamic change being the current research hotspots. In the final analysis， we suggest redoubling the research efforts， strengthening the cooperation between institutes and researchers and renewing research methodology and practice.
Key words： energy efficiency； visual analysis； bibliometrics； research review
