电力短缺对家庭消费升级的影响——来自京津冀地区的经验证据

俞 剑, 赵 晨, 刘 鹏

(1.中央财经大学 经济学院,北京 100081; 2.中央财经大学 统计与数学学院,北京 100081)

引 言

电力基础设施投资与电力消费是驱动经济增长和社会进步的重要因素,电力供应稳定性与可获得性是决定经济高质量发展、提升社会福利、实现能源低碳转型的重要保障。[1]党的二十大报告提出,要推动经济社会发展向绿色化、低碳化转型,发展绿色低碳产业,健全资源环境要素市场化配置体系。同时我们也要认识到,实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,需要深入推进能源革命,加快构建新型能源体系,加强能源产供储销体系建设,确保能源安全。[2,3]在努力实现碳达峰碳中和背景下,提升电气化水平、以低碳能源替代化石能源是我国能源转型的重要方向。

目前,中国经济正处于构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。在新发展格局下,加快消费升级对于我国经济高质量发展具有重要战略意义。[4]近年来,居民消费对中国经济增长的贡献率不断升高,已经成为驱动中国经济增长的主引擎。[5]当前新能源大规模并网以及极端天气事件频发,[6]造成中国电力供应稳定性下降并引发电力短缺问题。[7]

从宏观层面看,电力短缺会削弱一国经济增长的内在动力,造成社会福利损失,甚至有可能引发经济衰退。[8,9]已有研究表明,电力供应中断每年给巴基斯坦造成至少45亿美元(占巴基斯坦国内生产总值的1.7%)的损失。[10]在中国,电力供应中断每增加1次,经济损失高达14.4亿元人民币。[11]从微观层面看,电力短缺会损害企业生产效率,阻碍企业能源转型。稳定的要素投入和可靠的电力供给是保障企业正常生产的重要前提。电力短缺不仅会提高企业生产成本、损害盈利能力、降低生产效率,[12]而且还会导致资源配置扭曲、严重制约企业的成长性。[13]电力短缺对家庭消费与居民福利的负面影响同样不可忽视,因为可靠的电力供给不仅是保障家庭日常消费(如家用电器、新能源汽车等)的先决条件,而且也是提升家庭福利水平和居民幸福感的重要保障。换言之,电力短缺发生的频率越高,越会削弱家庭消费支出规模、抑制家庭消费升级。

基于上述分析,本文选取京津冀地区家庭作为研究对象,深入考察电力短缺对家庭消费行为的冲击与影响。选择京津冀地区是出于以下考虑:该地区作为我国北方引领区域社会发展的重要增长点,在我国整体经济发展中起着至关重要作用,在全国重点区域发展中具有极强的代表性、示范性和引领性。[14]京津冀地区总面积约占全国总面积的2.3%,区域总人口约占全国总人口的7.8%,[15]是中国北方地区经济发展的重要引擎,也是中国要素资源密集、经济发展活力强的区域之一。[16]通过分析电力短缺对京津冀地区家庭消费升级的影响,能够为我国下一步真正实现国内国际双循环和经济高质量发展提供宝贵的区域经验和政策启示。与已有文献相比,本文最主要的边际贡献是,首次采用文本挖掘方法构建京津冀地区10个城市的电力短缺指数(包括北京、天津、秦皇岛、沧州、廊坊、衡水、邢台、邯郸、张家口、石家庄),并考察电力短缺对家庭消费升级的影响、作用机理及其异质性效应,从而为我国构建国内国际双循环的新发展格局提供重要的区域经验和决策依据。

一、文献综述

长期以来,电力短缺问题在发展中国家和发达国家普遍存在,不仅严重威胁着一个国家或者地区的能源安全和社会稳定,而且也会改变居民家庭的消费行为和福利水平。[17]目前,基于电力短缺视角分析家庭消费升级的文献并不多见。

从全球范围来看,绝大多数发展中国家,由于电力有效装机容量不足和输配电基础设施薄弱,数以百万计的家庭正遭受频繁停电和限电的困扰。[18,19]国际经验表明,随着经济发展和人均收入水平的提高,家庭日常消费行为对电力的消费依赖性正不断增加,正因如此,电力短缺对家庭消费支出、家庭消费结构和福利水平均产生了不可忽视的影响。特别是当家庭遭受非计划停电时,许多家庭被迫购买其他能源产品(如蜡烛、煤油等)或者自主发电设备来获得稳定的电源供应,从而挤出家庭在其他方面的消费支出,这种因限电产生的额外成本给家庭带来了福利损失,加剧了家庭消费不平等现象。[20]更为重要的是,停电时间持续越久,家庭为获取稳定电力供应的意愿支付价格(willingness-to-pay)越高,福利损失就越大。[6]

由于家庭收入不同,停电对家庭消费与福利的负面影响存在异质性。与高收入家庭相比,低收入家庭无力承担因限电带来的发电设备的购置费用,即便面对相同程度的电力短缺,低收入家庭的福利损失和减少的消费支出也要远远大于高收入家庭。[21,22]立足中国国情并且将电力短缺与家庭消费升级纳入统一分析框架的研究并不多见,目前仅有的相关研究只侧重于电力短缺分析或者家庭消费升级的影响因素分析。鉴于此,本文的文献综述从以下两方面展开。

第一类文献主要考察中国电力短缺的衡量方式、产生原因及其经济效应等。Zhang等(2014)认为,中国电力短缺的衡量方式不能一概而论,必须要立足电力短缺的产生原因。[23]许多学者认为,造成我国电力短缺的主要原因有两方面:一是供需失衡。当煤炭价格上涨时,“市场煤”与“计划电”的基本格局将会导致发电企业的发电意愿下降,[24]而长期以来电力消费需求的持续增长进一步加剧了供需失衡。[25]二是政策因素。近年来,节能环保、能耗双控、碳达峰碳中和等多目标治理不协调,导致多个省份和地区频繁出现拉闸限电现象。[26,27]在电力短缺的经济效应方面,林伯强(2022)认为,中国改革开放40多年来,电力消费增长与GDP增长的相关性始终保持在0.9左右。换言之,电力供需缺口每增长1%,则中国GDP增速将下降0.9%。[1]

第二类文献主要研究中国家庭消费升级的驱动因素。这类文献认为,家庭收入、家庭资产和负债是影响居民消费升级的经济因素,[4,28]社会保障制度、教育资源、城市化、户籍制度是影响消费升级的制度因素,[29,30]家庭人口规模和人口结构(即人口抚养比)是影响家庭消费支出和消费结构的人口因素,[31,32]文化、观念、信念、社会地位、宗教、宗族、幸福感等是影响家庭消费行为的文化因素。[33,34]

从已有文献来看,有关电力短缺对家庭消费升级的影响研究缺乏区域异质性的考虑。众所周知,自改革开放以来,中国经济区域发展不平衡、不充分现象长期存在,不同地域家庭消费升级的速率和方向有所不同。不仅如此,我国地域辽阔,不同区域的新能源禀赋、发电能力、用电需求及其用电缺口均存在较大差异。本文以京津冀地区为例,构建京津冀地区城市的电力短缺与家庭消费升级的度量指标,分析电力短缺对家庭消费升级的影响,重点解决电力短缺影响家庭消费升级中可能存在的内生性问题,并对具有不同特征家庭的消费行为以及不同类型的家庭消费支出受电力短缺的影响进行异质性分析。综上所述,本文试图从区域层面考察电力短缺对家庭消费升级的影响。

二、研究设计

(一)数据说明与变量选择

本文采用的微观家庭数据来自中国家庭追踪调查数据(CFPS)。CFPS是北京大学中国社会科学调查中心实施的具有全国代表性的大规模微观入户调查数据。该数据自2010年起每两年进行一轮调查,目的是通过追踪和收集个人、家庭及社区各级数据来反映中国社会、经济、消费和人口与健康的变化,为学术研究与公共政策分析提供基础性的微观家庭数据支持。CFPS的调查样本选取我国25个省份162个县的14 798个家庭,其分层多阶段抽样设计使得样本能够代表大约95%的中国人口情况。[35]本文选择CFPS数据库中2012年、2014年和2016年的京津冀地区家庭数据来研究电力短缺对家庭消费升级的影响。①在回归设定中,有关城市层面的控制变量数据均来自于《中国城市统计年鉴》。为了剔除极端异常值对回归结果的影响,对所有连续变量进行了首尾各0.5%的缩尾处理,最终获得有效样本1 188户家庭。

本研究中的被解释变量是家庭消费升级(记为CU)。CFPS数据将家庭总消费划分为食品支出、衣着鞋帽支出、居住支出、家庭设备及日用品支出、交通通信支出、文教娱乐支出和其他消费支出。从本质上说,家庭消费升级主要表现为高层次消费支出占比提升、生存型消费支出占比下降。笔者参考秦海林和高軼玮(2019)的处理方法,选择家庭交通通信、医疗保健、家庭设备及日用品、文教娱乐和其他消费支出的总和占家庭消费总支出的比重来衡量家庭消费升级。[36]

本研究中的核心解释变量是电力短缺指数(记为ES)。采用Guo等(2023)提出的中国城市电力短缺指数构建方法来考察京津冀地区城市电力短缺状况。②具体处理步骤如下。

第一步:确定电力短缺的关键词词条。运用高频词人工筛选和专家调查相结合的手段,从“峰值调度管理”“发电”“需求管理”和“系统问题”四个方面筛选出20个电力短缺的关键词词条。它们是:“峰值调度管理”“发电”“余热发电”“错峰”“解网”“限电”“拉闸”“有序用电”“跳闸”“避峰”“解列”“厂用电”“错避峰”“拉路”“事故电”“过负荷”“转供电”“保安电”“拉限电”“负荷转移”。

第二步:确定数据源。选择北京、天津、秦皇岛、沧州、廊坊、衡水、邢台、邯郸、张家口、石家庄10个城市的日报作为新闻媒体报道的来源。

第三步:定义频数变化率。统计得到2006—2017年第j个城市第k个电力短缺关键词第t年度频数,记为YFIj,k,t,并将第j个城市第k个电力短缺关键词的变化率定义为:ΔYFIj,k,t=ln(YFIj,k,t)-ln(YFIj,k,t-1)。

第四步:标准化处理。对每个电力短缺关键词的年度频数变化率序列(即ΔYFIj,k,t)进行标准化处理,从而得到标准化后的每个电力短缺关键词序列,并记为ΔAYFIj,k,t。

为了控制其他因素对家庭消费升级的影响,本文参考程名望和张家平(2019)、[37]黄漫宇和窦雪萌(2022)[38]的处理方法,从家庭层面和城市层面选取控制变量。在家庭层面,选择家庭总人口(FAM)、家庭总收入(Income)、家庭金融资产(FIN)、家庭存款(Save)、住房差异(House)和城乡差异(Urban)六个控制变量。在城市层面,选择城市发展水平(Rgdp)、政府行为(GOV)和金融发展(Finance)三个控制变量。相关变量的具体定义如表1所示,表2是核心变量的描述性统计。

表1 核心变量的定义

表2 核心变量的描述性统计

(二)经验模型设定

以家庭消费升级(CU)为被解释变量,电力短缺指数(ES)为核心解释变量,构建双向固定效应模型来考察电力短缺对家庭消费升级的影响。模型具体设定如下:

CUijt=a0+a1ESjt+βXit+γZjt+μi+λt+εijt

(1)

其中i、j和t分别表示家庭、城市和年份。CUijt表示位于城市j的家庭i在第t年的消费升级水平,ESjt为城市j在第t年的电力短缺程度。Xit为家庭层面控制变量集,包括家庭总人口、家庭总收入、家庭金融资产、家庭存款、城乡差异和住房差异。Zjt为城市层面控制变量集,包括经济发展水平、政府行为和金融发展。ui为家庭固定效应,λt为年份固定效应,εijt为未观测到的随机误差项。

三、实证结果与分析

(一)基准回归结果

表3报告了电力短缺对家庭消费升级的基准回归结果。回归结果显示,电力短缺的估计系数为-0.003且在10%水平显著,这一结果表明电力短缺对家庭消费升级具有负面影响,一旦电力短缺加剧,将会导致所在地区家庭消费降级。从估计系数大小看,电力短缺每增加一单位标准差,则家庭消费升级降低1.79%。③造成这一结果的原因可能是家庭为了抵消电力短缺对日常生活的负面影响,不得不购买其他燃料或者自主发电设备,从而挤出了家庭在消费升级方面的必要支出。为此,本文将在后续实证研究中对电力短缺挤出哪种消费支出进行更为严谨的论证和分析。除此之外,上述结果也具有重要的政策启示,即电力短缺对经济发展的潜在负面影响是改变家庭消费结构、阻碍家庭消费升级。中央政府和地方政府要进一步加大电力基础设施投入,提升电力供应稳定性,避免频繁发生电力短缺事件。控制变量的估计结果表明,家庭收入对消费升级具有显著的正向影响,家庭收入每增长1%,家庭消费升级增加约0.014 1%。家庭住房支出对家庭消费升级具有显著的负向影响,家庭住房支出每增长1%,家庭消费升级降低0.003%。家庭收入与住房支出的回归结果与已有文献是一致的,这表明收入是促进家庭消费升级的重要因素,而住房贷款对家庭消费升级具有挤出效应。与城市家庭相比,农村家庭消费升级的空间和潜力更大,该结果与已有研究结论也是一致的。[36,39]

表3 基准回归结果

(二)工具变量回归

基准回归结果表明,电力短缺对家庭消费升级具有显著的负向效应,但并未考虑可能存在的内生性问题。这是因为家庭消费升级水平越高的城市,经济发展水平往往也越高,地方政府也拥有更多的财政资金投资到电力基础设施领域,因而可以有效缓解本地电力短缺问题。正因如此,需要引入工具变量回归来规避基准回归中可能存在的内生性问题。在工具变量的选择上,借鉴Guo等(2023)的做法,选择一年内每个城市降温度日数(记为CDD)和采暖度日数(记为HDD)作为工具变量。[7]

表4展示了工具变量的回归结果。可以发现,Kleibergen-Paap rk LM statistic检验显著拒绝原假设,表明回归模型不存在识别不足问题,即所选工具变量与内生解释变量相关。Cragg-Donald Wald F统计量明显大于Stock-Yogo弱工具变量检验的临界值,显著拒绝存在弱工具变量的原假设,说明模型不存在弱工具变量问题。表4第(2)列和第(4)列的估计结果表明,电力短缺加剧的确会抑制家庭消费升级,导致家庭消费降级,这一结果与基准结果完全一致,从而表明实证结果是稳健、可靠的。

表4 工具变量回归结果

(三)稳健性检验

为了检验基准结果的稳健性和可靠性,采用以下两种方法展开稳健性检验:一是借鉴Guo等(2023)的处理方法,减少电力短缺的关键词数量并将电力短缺指数替换为Robust_ES指数;[7]二是替换被解释变量,借鉴汪伟和刘玉飞(2017)对家庭消费升级的衡量方法,在消费升级的衡量中剔除其他消费,仅以家庭交通通信、医疗保健、文教娱乐、家庭设备及日用品支出总和占家庭消费总支出的比重来衡量。[40]相关回归结果如表5所示。

表5 稳健性检验结果

表5第(1)列和第(2)列的估计结果显示,在电力短缺20个关键词中只保留出现频率最高的5个关键词,④然后根据5个高频关键词构建电力短缺指数,回归结果与基准结果仍然一致,表明电力短缺的确会抑制家庭消费升级。表5第(3)列和第(4)列的估计结果显示,替换家庭消费升级的度量方式之后,回归结果仍然显示电力短缺与家庭消费升级之间存在显著的负相关。这表明基准回归结果是稳健的。

(四)异质性分析

依据已有文献可知,面对电力短缺,不同特征家庭消费升级的真实反应是不同的。一方面,家庭收入是驱动家庭消费升级的根本动力,收入越高,消费升级越快。另一方面,人口规模对家庭消费升级是负担与压力,人口规模越大,消费升级越慢。于是,按照三种方式进行异质性分析,一是依据家庭属性将所有家庭划分为城市家庭和农村家庭;二是依据家庭消费总支出的中位数,将所有家庭划分为高消费支出家庭与低消费支出家庭;三是依据家庭人口规模的中位数,将所有家庭划分为高人口规模家庭和低人口规模家庭。异质性回归结果如表6所示。

表6 基于不同家庭特征的异质性分析

表6第(1)列和第(2)列报告了城市家庭和农村家庭的回归结果。回归结果显示,电力短缺对城市家庭消费升级的影响为负,但是并不显著。相比之下,电力短缺对农村家庭消费升级的影响显著为负,而且电力短缺每增加一单位标准差,农村家庭消费升级将会降低3.59%。⑤该结果表明,当发生电力短缺时,同一城市内部会产生严重的家庭消费不平等现象,农村家庭因电力短缺出现明显的消费降级现象,而城市家庭消费升级并未受到显著影响。收入是家庭应对外部风险与负面冲击的最有效武器,与城市家庭相比,农村家庭的收入更低,抵御电力短缺冲击的能力更弱,其消费升级也更容易受到负面影响,造成消费降级。

表6第(3)列和第(4)列报告了高消费支出家庭与低消费支出家庭的估计结果。不难发现,电力短缺对高消费支出家庭消费升级的影响并不显著,而对低消费支出家庭消费升级产生了显著负面影响。电力短缺增加一单位标准差,低消费支出家庭消费升级将降低3.53%。⑥这一结果表明,电力短缺会使低消费支出家庭的消费结构进一步恶化,导致这类家庭出现消费降级现象,从而加剧低消费支出家庭与高消费支出家庭之间的消费不平等。与城市家庭与农村家庭的回归结果相似,低消费支出家庭的收入水平较低,其抵御电力短缺冲击的能力相对较弱,因而容易造成消费降级。

表6第(5)列和第(6)列是高人口规模家庭和低人口规模家庭的估计结果。相关估计结果显示,电力短缺对低人口规模家庭消费升级的影响不显著,而对高人口规模家庭消费升级产生了显著负面影响。从估计系数大小看,电力短缺增加一单位标准差,高人口规模家庭消费升级将会降低2.15%。⑦与前四列估计结果相似,电力短缺通过恶化高人口规模家庭的消费结构,阻碍高人口规模家庭消费升级,导致高人口规模家庭与低人口规模家庭之间出现消费不平等现象。这一结果表明,人口负担越重的家庭在面临电力短缺等外部冲击时,消费升级的压力和阻力越大,也越容易出现消费降级。

综上所述,对于农村家庭、低消费支出家庭、高人口规模家庭这类收入水平较低、生活负担较重的家庭,电力短缺会恶化家庭内部的消费结构,导致消费降级。相比之下,城市家庭、高消费支出家庭和低人口规模家庭等收入水平较高、生活负担较轻的家庭受电力短缺的负面冲击较小,并不会因电力短缺发生明显的消费降级。在能源转型进程中,这一现象尤其需要引起中央政府和地方政府的高度重视,避免因电力短缺冲击导致不同类型家庭之间出现消费不平等现象。

上述研究发现,电力短缺会阻碍家庭消费升级,导致消费降级,但是并未解释电力短缺为什么会导致家庭消费降级。为了回答这个问题,本文通过考察电力短缺对不同家庭消费分项支出的影响,试图揭示电力短缺是如何抑制家庭消费升级的。于是,将被解释变量依次替换为家庭交通通信支出占比(记为TRCO)、医疗保健支出占比(记为MED)、文教娱乐支出占比(记为EEC)、家庭设备及日用品支出占比(记为DAILY),其他设定与模型(1)保持一致。相关估计结果如表7所示。

表7 基于不同消费类型的回归结果

结果发现,电力短缺对家庭医疗保健支出占比和家庭设备及日用品支出占比具有显著的负向影响,而对家庭交通通信支出占比和文教娱乐支出占比并未产生显著影响。这一结果表明,电力短缺会挤出家庭设备及日用品和家庭医疗保健方面的消费支出,产生消费降级。从估计系数大小看,电力短缺增加一单位标准差,医疗保健消费支出占比降低约1.79%,⑧家庭设备及日用品支出占比降低约1.14%。⑨

结论与启示

电力供应稳定是我国实现经济高质量发展、提升社会福利、推动家庭消费升级的重要保障。当前新能源大规模并网以及极端天气事件频发,导致电力短缺的发生概率明显上升,这对国内国际双循环的新发展格局产生了负面影响。本文选取京津冀地区家庭为研究对象,采用大数据文本挖掘的方法构建京津冀地区10个城市(包括北京、天津、秦皇岛、沧州、廊坊、衡水、邢台、邯郸、张家口、石家庄)的电力短缺指数,采用双向固定效应模型考察了城市电力短缺对所在地区家庭消费升级的影响。

研究发现,电力短缺对家庭消费升级具有显著的负面影响,电力短缺每增加一单位标准差,所在地区家庭消费升级将降低1.79%。换言之,电力短缺加剧会导致家庭消费降级。这种消费降级效应主要发生在家庭设备及日用品支出和家庭医疗保健支出上。异质性分析结果表明,电力短缺对农村家庭、低消费支出家庭和高人口规模家庭消费升级的负面影响较大。简言之,电力短缺冲击会导致不同类型家庭消费出现分化,这一结果与高维和等(2023)的观点是一致的,他们认为当前中国家庭消费正处于历史转折期,技术变革、全球化、ESG、低碳转型等外部冲击都会造成中国家庭的消费分化与多元转型。因此,如何帮助不同类型家庭应对外部冲击,避免出现消费不平等和消费分化现象将是摆在各级政府面前的一道难题。[41]

基于上述实证结果,本文得到以下政策启示:(1)加大电力基础设施投资。为确保电力供应的稳定性和可获得性,政府应增加对电力基础设施的投资。这包括扩大电力生产能力、提高输电和配电网络效率,加强对新能源发电和储能技术的研发和推广,以增加清洁能源的比例等。(2)加强电力供应的调度和管理。为了应对新能源大规模并网和极端天气事件的影响,政府应加强电力供应的调度和管理。这包括建立灵活的电力调度机制,提高电力系统的可调度性,加强天气预测和应急响应能力,以确保电力供应的稳定性和安全性。此外,改善电力供应的可靠性还能够缩小不同家庭之间的消费不平等,为实现共同富裕提供有力支撑。(3)考虑到京津冀地区在经济发展中的重要性,政府应加强区域间的协调合作。通过促进区域间的电力交流与合作,共享电力资源,提高电力供应的稳定性和可靠性,进一步推动区域经济的发展。(4)补贴脆弱家庭。政府可以通过向易受影响的家庭提供补贴来缓解电力短缺的负面冲击。特别是农村家庭、低消费支出家庭和高人口规模家庭更容易受到电力短缺的影响,政府可以通过设立特殊的社会保障机制或提供经济补贴,帮助这些脆弱家庭应对电力短缺冲击,保障其基本生活需求。

注释:

①需要说明的是,受限于地方报纸数据的可获得性,本文构建的城市电力短缺指数时间跨度为2006—2017年。由于2010年CFPS数据无家庭金融资产数据,将电力短缺数据、家庭金融资产数据合并后,得到包含2012年、2014年与2016年的实证样本数据。

②Guo等(2023)提出的城市电力短缺指数共有两类,分别由20个关键词与5个关键词构成,以20个关键词构成的电力短缺指数进行基准回归,并采用5个关键词构成的电力短缺指数进行稳健性检验。

③-1.79%=(-0.003 0)×5.977 8

④频率最高的5个关键词分别是:“峰值调度管理”“发电”“余热发电”“错峰”“解网”。

⑤-3.59%=(-0.006 0)×5.977 8

⑥-3.53%=(-0.005 9)×5.977 8

⑦-2.15%=(-0.003 6)×5.977 8

⑧-1.79%=(-0.003 0)×5.977 8

⑨-1.14%=(-0.001 9)×5.977 8