能源-经济-环境系统（精选9篇）
能源-经济-环境系统 篇1
能源、经济、环境复合系统简称3E复合系统,三个独立的系统均是该系统的子系统,并且该系统的协调发展在我国是热点问题。
1 3E复合系统的特征
3E复合系统是属于三个属性的环境、经济、能源子系统在相互的联系、作用、渗透下形成了存在结构和功能相统一的动态复杂系统。该系统的协调性指的是能源、经济、环境各系统在发展中达到和谐共生的状态,以合理经济关系为纽带,高效利用能源并且充分地保护了环境。
和谐3E系统的主要特点是整体性、动态性、自律组织性。整体性是指3E复合系统并非简单的组合能源、环境、经济等系统,任何一个子系统的发展都会被其他系统所影响。动态性是指这一系统是动态的并不是静置的,借助多种经济规律,持续自低转高,由混乱变为协调。自律组织性是指复合系统结构中各组成均存在协调能力,协调3E复合系统还有自我调节作用,不仅但具备自身的协整性,还有着独立整合的能动性能,有力推动了3E复合系统的协调发展。
2 我国3E复合系统的协调性
2.1 选择序参变量
基于科学性和实用性原则,本文选择的序参变量一共有三类。能源系统:万元GDP能耗、煤炭在总的能耗中的占比;环境系统:万元产值下废水和二氧化硫排放;经济子系统,GDP增长的速度。
依据脱钩模式,针对能源和环境系统各序参变量上下限进行取值。3E复合系统理想化发展状态为脱钩,在这一模式的基础上不管GDP怎样增长,能源消耗和环境负荷均不上升,达到能源、环境、经济的协调发展。公式为:,g是GDP年增长率,t为单位GDP能耗及环境负荷年下降率的临界值。如果tk=t,则能耗和环境负荷及经济增长为脱钩;如果tk<t,能耗和环境负荷必将在GDP增长内出现降低,且差值更大,能耗和环境负荷会更快下降;如果tk>t能耗与环境负荷随着GDP增长而上升,且两者差值越大,能耗和环境负荷上升速度就越快。
能源与环境子系统各序参变量下限值为中国当年的脱钩发展模式,上限是统计数据的最大值,煤炭和总能耗内比重下限值需要参考世界水平;GDP增速序参变量则代表着当年的协调发展程度。
2.2 子系统序参变量有序度
本文所使用的原始数据来源于《中国统计年鉴》内相关数据,调整和计算得出能源和环境数据相关数据,将原始数据代入上文的公式,算出能源、环境、经济三个子系统各自的序参变量的有序度。最终得出,在能源子系统内我国在1999年至2016年,万元GDP能耗序参变量的有序度在逐渐提升。对能源子系统来讲,煤炭占总能耗内的比重长期小于序参变量的有序度,这是由于我国能源结构比较单一。近年来我国环境子系统的万元产值废水和二氧化硫排放量序参变量有序度较为稳定,且相对值比较大,这是因为我国经济发展过程中持续加大了治理环境的力度。
2.3 3E复合系统的协调度
从1991-2007年的3E符合系统发展的协调度的计算结果中得知,我国3E复合系统协调性发展的趋势如图1所示。
在图1内可知,近15年中国3E复合系统协调度均为正值,且在前协调向协调发展,但是近几年协调演化趋势放缓,甚至存在不协调发展的现象。主要是因为我国近几年能源消耗量涨速较快,但石油涨价后,导致煤炭消耗占比提高,能源子系统协调度降低。
3 针对3E复合系统的调控策略
随着我国经济实力的提升,能源已经是制约我国经济发展的最大因素。要实现持续发展必须保证能源、环境、经济三者的安全,积极高效发展经济、节约资源,形成环境友好社会等,在维持经济的增长中还要保证提升能源利用率、优化能源结构、节能并发展新型替代性能源,建立能源的清洁化使用机制,提升环境资源配置效率,促进低能耗第三产业及技术密集产业发展。针对环境可以制定对能源展开合理利用的强制政策,制定十分严格的污染物排放及能耗指标,针对环境和能效标志认证体系,制定对应的优惠政策,使我国向着环境友好型以及能源节约型社会持续发展。
4 结语
本文在对我国的能源经济环境系统展开实证研究后得知,我国的3E系统在朝着更加协调的方向发展,但是偶尔还会存在速度放缓和波动的情况。对此,本文提出了积极的调控措施,希望可以进一步提高我国3E复合系统的协调性。
参考文献
[1]陈黎明,王颖,田建芳.中国省域能源-经济-环境系统协调性实证研究[J].财经理论与实践,2015(1).
[2]幸晴晴,郭存芝.我国能源、经济与环境的新3E系统协调度实证分析[J].南京财经大学学报,2014(2).
能源-经济-环境系统 篇2
能源与环境系统工程专业就业岗位比较多的城市有：1上海、 2深圳、 3广州、 4昆明、 5北京、 6宁波、 7济南、 8苏州。
工资待遇
截止到 月24日，49108位能源与环境系统工程专业毕业生的平均薪资为4436元，其中应届毕业生工资3851元，10年以上工资4851元，0-2年工资4298元，3-5年工资4942元，6-7年工资7722元，8-10年工资8198元。
城市就业指数
能源与环境系统工程专业就业岗位最多的地区是上海。薪酬最高的地区是盐城。
就业岗位比较多的城市有：上海[5个]、深圳[5个]、广州[4个]、昆明[4个]、北京[1个]、宁波[1个]、济南[1个]、苏州[1个]等。
就业薪酬比较高的城市有：盐城[8999元]、南宁[6023元]、太原[5739元]、北京[5339元]、上海[5277元]、南京[5220元]、无锡[5065元]、惠州[4999元]、沈阳[4914元]、杭州[4831元]、佛山[4819元]等。
同类专业排名
能源与环境系统工程专业在专业学科中属于工学类中的能源动力类，其中能源动力类共10个专业，能源与环境系统工程专业在能源动力类专业中排名第6，在整个工学大类中排名第132位。
能源-经济-环境系统 篇3
摘要 能源、环境与经济是人类社会生存与发展的物质基础，能源经济发展在带来区域经济快速繁荣的同时，往往造成当地社会生活质量的下降和生态环境的破坏。陕西作为我国21世纪重要的能源接续地，在能源开发利用的同时也受到脆弱生态环境的约束，本文以此为例进行可持续发展预警实证研究具有一定的代表性和现实意义。通过设计能源-环境-经济可持续发展预警指标体系，构建出可持续发展预警模型，采用人工神经网络预警方法和层次分析法，编写出计算运行程序，运用Matlab7.1软件中人工神经网络工具箱，将有关数据信息和预警模型有机结合，探讨能源-环境-经济可持续发展理论构建与应用问题。研究结果表明：陕西能源-环境-经济的可持续发展趋势在2000-2014年间分别处于重警、中警、轻警和无警四种状态，基本符合陕西能源产业发展现状；所设计的预警指标能较好地反映出能源-环境-经济可持续发展的特征；基于BP人工神经网络的预警方法具有较强的仿真能力，能提高可持续发展预警的准确性，在能源产业可持续发展预警研究中具有一定的应用价值。
关键词 能源-环境-经济；BP人工神经网络；预警
中图分类号 F407文献标识码 A文章编号 1002-2104(2012)05-0133-06
能源-经济-环境系统 篇4
20世纪90年代以来,如何有效的生产和使用能源,保证经济的可持续发展和人类生存环境的不断改善,成为世界各国普遍关心的热门话题,能源—经济—环境(简称3E)三元复合系统开始成为研究的热点[1]。目前,3E系统研究主要集中于两个方面:(1)构建3E系统的宏观分析模型[2,3],如可计算一般均衡(CGE)模型或者福利最大化宏观经济模型,试图通过实现怎样的经济生产手段优化能源利用从而实现维持人类生存必不可少的环境状态不变甚至改善;(2)构建3E系统协调发展评价模型,如构建一个脉络清晰的评价系统或者对3E系统协调度进行测算[4,5,6]。上述研究多从实证角度出发得出结论,但是对能源、经济、环境三者之间长期和短期的动态关系仍然缺乏一般性的认识。基于此,本文利用向量误差修正模型(VEC),对我国1981~2009年间能源—经济—环境系统的长期协整关系和短期动态关系进行实证研究,分析我国3E系统的动态演变趋势和发展途径。
1 能源—经济—环境系统分析及计量指标选取
世界上有两种存在方式:自然存在和社会存在。从历史演变来看,具有物理、化学或其他自然科学所描述的特征的自然存在处在更加基础的地位上,因为从社会发展过程来看,经济社会是建立在自然界的基础之上的。但是从逻辑关系上看,真正基础性的是社会存在,因为正是因为社会存在,自然存在才会被认识,社会存在绝不是自然存在在社会领域的扩展,自然存在的观察和认知都是以社会存在作为基础和出发点的。因而社会存在使得自然存在有意义。在这一本体论认识下,能源是人类经济社会与自然界的物质交换,体现着社会存在与自然存在的交互关系;经济是人类社会的运行体系,代表着社会存在;环境是人类社会存在的空间依托,是自然存在。经济、能源、环境是有机统一的系统整体,无论是能源还是环境,最终都是要回归到代表着人类社会发展的“经济”层面。
能源生产和消费最终是为了促进经济发展,而经济发展也促进了能源生产和消费,其中,经济发展→能源消费→能源生产是其基本关系,而能源生产本身也是经济发展的一部分。环境在3E系统研究中一直被看做是“被动”的“受害”对象,但是,本文在哲学本体论意义上认为“自然存在只有在社会存在的意义下才有意义”,因而环境并非单纯的被动的受害和受保护的对象,环境也是对经济增长与发展有“积极”意义的促进因素,表现为各国政府以及企业的环境保护和污染治理投资均通过经济运行形成了“固定资产”,这部分固定资产本身就构成了国内生产总值的一部分,其环境保护活动也是全社会经济活动的一部分。
能源-经济-环境系统计量指标的选取必须能够体现3E系统的内在规律,本文选取GDP、能源消费总量、能源生产总量和环境污染治理总投资四项指标。GDP代表经济;能源生产总量和消费总量代表能源,前者代表能源经济活动,是经济活动的一部分,后者则代表经济发展对能源经济的刺激活动。污染治理投资总额指的是在污染源治理和城市环境基础设施建设的资金投入中用于形成固定资产的资金,是人们意识到了环境破坏的影响而对环境的弥补,这种货币弥补是社会对环境污染程度的经济价值度量,所以本文采取环境污染治理总投资来代表“环境”一元。本文之所以没有选取二氧化硫等污染废弃物排放量之类的指标,是因为污染废弃物排放量中有相当大的部分是符合当前环境承载力的,即通过与自然界的新陈代谢活动能够被环境正常吸收和消化,因而它们只是社会经济活动新陈代谢活动效率的度量,而不是对环境污染程度的度量。
2 能源—经济—环境系统的向量误差修正模型
1980年Sims首次将方差分解的向量自回归(VAR)模型引入了经济学分析,推动了经济系统动态性分析的发展。但是VAR方法不能对非平稳的时间序列数据进行有效且稳定的研究[7]。为此,Johnsen和Juselius提出了一种以VAR模型为基础的协整检验方法,如果数据序列间存在协整关系,则表明变量之间存在长期的稳定均衡关系。Engle和Granger将协整和误差修正模型相结合建立了向量误差修正模型(VEC),被认为是可以应用于包含协整关系的非平稳时间序列数据的VAR模型[8]。
首先对GDP、能源消费总量(ENERGYC)、能源生产总量(ENERGYP)和环境污染治理总投资(ENVIRONMENTI)4项指标分别进行平稳性检验,数据区间选取1981~2009年,指标数据来自《中国统计年鉴》(1995~2010)和《中国能源统计年鉴》(1991~2010)。通过平稳性检验发现4项序列均是不平稳的,在一阶差分之后仍不平稳,但是在进行二阶差分后在10%的显著性水平下是平稳序列。接着对4个变量进行协整关系检验,结果见表1。
注:*表示在5%的显著性水平下拒绝原假设。
可见,4个变量之间存在协整关系,并且迹统计量和最大特征根统计量均说明4个变量之间存在3个协整向量。在保证所有协整关系均能被识别的条件下通过施加相应约束的方式估计3个长期协整关系,协整向量的估计结果见表2。
由表2得到3个长期协整关系,即GDP与能源生产总量、能源消费总量以及环境污染治理总投资之间存在长期协整关系;能源消费总量与GDP、能源生产总量以及环境污染治理总投资之间存在长期协整关系;环境污染治理总投资与能源生产总量、能源消费总量以及GDP之间存在长期协整关系。
3 能源—经济—环境3E系统长期协整关系分析
3.1 能源与经济、环境之间的长期协整关系分析
根据能源消费总量与GDP、能源生产总量以及环境污染治理总投资之间的长期协整方程:
其中,ecm1是误差项,GDP的增加和国内能源供给的增加会对能源消费产生拉动作用,而环境污染治理投资总额的增加会对能源消费产生负面影响。从3E系统自身运行分析,能源消费导致消费需求,而能源消费需求是对能源及相应设备所产生的商品和服务的需求所导致的,因此,GDP的增加和能源生产的扩大都会对能源消费产生拉动作用,从估计结果看,GDP每增加1个单位就会对能源消费产生0.428671个单位的需求,能源供给每增加1个单位,则会产生1.465833个单位的能源消费需求。而环境污染治理投资则是对经济增长成果的一种扣除,经济发展过程中所产生的环境污染问题需要社会从其发展成果中拿出一部分进行投资,从而弥补对环境的破坏,因而这种投资会减少对能源的消费需求,从估计结果来看,环境污染治理投资总额每增加1个单位,能源消费需求会减少24.41525个单位,其影响大于GDP增加和能源供给增加的总和。
3.2 经济与能源、环境之间的长期协整关系分析
根据GDP和能源生产总量、能源消费总量以及环境污染治理总投资之间的长期协整方程:
能源消费对GDP有直接的拉动作用,能源消费每增加1个单位可以拉动GDP增加26.57948个单位。结合能源消费与GDP之间的关系可以得知,在能源消费和GDP之间存在相互促进的乘数效应。环境污染治理投资对GDP也有积极的拉动作用,这种拉动作用比能源消费的拉动作用更加明显,环境污染治理投资每增加1个单位,在长期协整关系中,GDP可以增加696.1414个单位,这说明,相对于短期内依靠过渡开发自然资源污染环境的粗放经济增长方式,注重长期内保护环境实现环境与经济良性循环发展的集约型经济增长方式对我国来说更加可取。环境污染治理投资的增加不仅可以在短期内促进社会固定资本投资总额的增加,还可以在长期内积极促进经济增长和社会发展。
根据方程(2),能源供给对GDP有负作用。从传统经济理论观点来看,能源供给增加能够增加一国在一定时期内所生产的商品和劳务总量,所以能源生产总量增加会对GDP产生拉动作用。但是值得注意的是,能源供给增加对GDP的拉动作用仅仅存在于短期内,在长期内能源生产具有外部负效应。市场失灵的3种性质即自然垄断、外部性和公共产品在能源生产方面是并存的。能源生产需要较高的固定资产投资和研发投入,这种高门槛的能源生产进入壁垒以及与能源生产本身规模经济所导致的边际成本递减,使得能源生产领域自然垄断非常普遍;同时,能源生产对生态的破坏和环境的污染导致生产的负外部性是能源生产行业的一个备受关注的社会经济问题;由于能源的公共产品性质,在能源生产上普遍存在资源竞争性开发和过度开采的现象,这种竞争性开发和过度开采反而加剧了能源生产的负外部性。能源生产领域的这3个特质使得能源生产在短期内可以拉动经济增长,但是从长期来看,却因为能源生产损耗了经济长期稳定增长所必不可少的资源环境因素因而对经济增长有负面效应。
3.3环境与能源、经济之间的长期协整关系分析
根据环境污染治理总投资与能源生产总量、能源消费总量以及GDP之间的长期协整方程:
每一单位GDP总量的增加都会增加0.001436单位的环境污染治理投资,但是结合协整方程(2)可以看出,每单位GDP对治理投资的拉动作用不如每单位治理投资对GDP的拉动作用大,也就是说,在长期内,环境污染治理投资总额增加会极大的拉动GDP增长,但是GDP增长却以越来越小的作用力拉动环境污染治理投资总额的增加,这也就意味着,国民经济增长与环境改善的良性互动是可以在长期内实现的,这也反映了环境库兹涅茨曲线假说背后所折射出来的经济-环境良性互动关系在我国是存在的。
另外,能源消费与环境污染治理投资之间存在着负相关关系,由协整方程(3)可以看出,能源消费每增加1个单位,环境污染治理投资减少0.038181单位,这一结果与协整方程(1)所表示的每增加1单位环境污染投资减少24.41525单位能源消费的关系大体相符,也说明能源消费与环境污染治理投资之间的关系是稳定的。能源生产每增加1单位,环境污染治理投资就增加0.051724单位,说明在能源生产在长期内促使环境污染治理投资增加的同时,投资增加的速度是递减的。因而这也在侧面反映了在我国3E系统中,存在能源-经济-环境协调发展的趋势。
4 能源—经济—环境系统短期动态分析
由上述分析可知,我国能源—经济—环境系统存在协调发展实现良性互动的趋势和可能,但是这种分析是从较长期得到的结论。为了分析各因素的具体影响,本文运用脉冲响应函数和方差分解方法对3E系统进行短期动态分析。鉴于3E系统研究的根本目的是“在保证资源环境承载力的前提下保证经济发展所需能源的有效供给从而实现经济稳定增长”,因而本文的短期动态分析从经济增长的角度展开。
4.1 经济增长的脉冲响应函数
图1表示的是代表经济增长的GDP在10个时期内的脉冲响应函数,可见,当期能源消费量增加,会持续增加未来的GDP,这一效应在第9期达到最大,从第9期开始逐渐减少,这说明在短期内,能源消费量的冲击会增加GDP,这一冲击在经过了有效时期后其作用就会减弱,直到经济复归正常;当期增加能源生产量,会减少未来GDP,这种负效应即期开始出现,至第5期达到最大,从第8期开始负效应消失,正效应开始出现,这说明短期内在不存在技术进步的前提下能源竞争性开发和过度开采会使国民经济活动受到严重的负面影响,并且抵消了能源生产增加对经济增长的促进作用,但是这种竞争性开发在冲击效应渐渐消失后会因为能源稀缺而对经济增长产生正向的拉动作用;当期增加环境污染治理投资可以发现,GDP在前6期几乎没有任何效应,但是从第6期开始出现微弱正效应,之后一直保持微弱效应,从脉冲响应曲线的走势来看,环境的改善在短期内对经济增长的效应是不明显的,但是长期内环境状态对经济增长具有强大的促进作用。
4.2 经济增长的方差分解
脉冲响应函数描述的是一个内生变量冲击其他内生变量所带来的影响,而方差分解则是通过分析每一个结构冲击对内生变量变化的贡献度进一步评价不同结构冲击的重要性。对GDP响应进行方差分解,得到能源消费、能源生产和环境污染治理投资对GDP贡献度的测度,如图2所示。可见,能源消费对GDP的贡献度从第1期开始持续增加,在第6期达到最高近80%,之后能源消费的贡献度持续下降;与此正好相反的是,能源生产在第4期以前对GDP的贡献度一直在40%~50%之间,从第4期开始下降,在第7期到达最低值,之后又缓慢上升。环境污染治理投资在短期内对GDP的贡献度明显不如能源消费和能源生产对GDP的效应,环境污染治理投资对GDP的贡献度从未达到10%,但是,这从一个侧面也反映出具有长期协整效应的环境污染治理投资对GDP的正效应是不能立竿见影发生的。
从以上短期动态分析可以看出,能源—经济—环境系统在受到结构性冲击后,虽然会产生很强的响应,但是3E系统本身还是会按照其自身的系统稳定性消化这种冲击,并在这种消化冲击的过程中显示出长期协整发展的关系,因此短期内能源—经济—环境系统的动态调整仍表现为长期的协调发展关系。
5 结论
本文利用1981~2009年我国能源消费总量、能源生产总量、GDP以及环境污染治理投资总额的时间序列数据,在考察4项指标的时间序列数据是非平稳并且存在长期协整关系的基础上,通过建立我国能源—经济—环境系统的向量误差修正模型,对我国3E系统的长期协整关系和短期动态关系进行了实证分析。结果表明,我国能源、经济、环境之间存在长期协整关系,长期内存在着能源与环境、环境与经济的良性发展趋势。脉冲响应函数分析和方差分解表明,3E系统在短期内面对结构性冲击,表现出极大的稳定性,在消化冲击的过程中会表现出长期协调发展的态势,这说明我国3E系统的长期协整趋势和短期动态调整之间的关系是统一的。分析结果也表明,短期内对经济发展有很明显效应的因素在长期内未必有效,如短期内能源生产增加固然能够促进经济增长,但是长期内却对经济增长有很大的负效应;短期内对经济增长没有立竿见影效果的因素在长期内却可能成为经济增长的重要驱动力,如环境污染治理投资在短期内既是对经济发展成果的一种扣除,也是对经济增长没有有效推动的投资,但是长期内却可以成为驱动经济增长的重要引擎。
因此,为保持能源—经济—环境系统持续科学发展,提出如下三方面建议:(1)能源生产目标从单纯满足经济发展所产生的能源需求转向在满足经济发展需求的基础上重视环境效益的双重目标,能源生产由于自然垄断、负外部性和竞争性开发,其成本收益分析未能全面考虑社会成本与收益,对经济稳定增长会产生一定的负面效应,将环境收益纳入能源生产的考虑范围会使得能源生产既有经济效率又兼顾社会效益。(2)经济发展所派生的能源需求要从根本上转型,即由单纯依靠开发资源的粗放型经济增长所派生的单一能源需求结构,转变为提高资源利用效率的集约型经济增长所派生的多元化能源需求结构,从根本上推动能源、经济的良性循环。(3)注重环境污染治理,环境因素与经济增长存在长期协整关系,提高环境污染治理投资可以更有效的保障经济增长,此外,除国家财政出资外,治理环境污染的投资要更多来自民间资本,这样既将环境与社会成本纳入了能源生产企业的考虑范围,又使得投资收益为能源生产企业所获取,最终,将能源、经济、环境有机统一起来,建立正反馈机制,促进3E系统协调良性发展。
参考文献
[1].林伯强.高级能源经济学[M].北京:中国财政经济出版社,2009
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[3].张树伟.能源经济环境模型研究现状与趋势评述[J].能源技术经济,2010,22(2):43～49
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[7].高铁梅.计量经济分析方法与建模——Eviews应用及实例[M].北京:清华大学出版社,2009
能源-经济-环境系统 篇5
鉴于能源、经济和环境之间相互影响, 相互制约的内在联系, 人们逐渐认识到应该把能源、经济和环境三者联系起来, 共同纳入到一个统一的研究框架中, 从整体上把握3E系统的演变规律及其内在的发展趋势, 厘清能源、经济和环境之间的相互联动机制, 实现3E系统和谐有序发展, 从而为我国经济发展做出科学决策提供借鉴。
1 研究进展
对能源、经济和环境的研究可以追溯到可持续发展理论, 这是一种全新的发展模式, 这种发展模式具有丰富的内涵, 有的学者从城市角度提出城市生态系统的可持续发展问题 (张庆普, 胡运权, 1995) , 有的学者认为可持续发展的目的应指向“人类生存系统” (周德群, 吴永勤, 1999) , 还有学者认为可持续发展的实质就是人地关系的协调发展 (王建华, 顾元勋, 2003) 。在能源、经济和环境系统中, 能源, 特别是化石能源随着持续开采和利用, 能源储量不断下降, 经济发展水平受到能源价格影响而起伏波动, 能源要素已经成为社会和经济发展的瓶颈因素, 20世纪70年代的两次石油危机引起了各国政府和专家学者的重视, 逐渐认识到应该把能源纳入到可持续发展研究中, 不仅开创了一系列用来研究能源规划及其预测能源供求的模型, 如MARKAL模型、EFOM模型等, 而且注重能源与经济发展之间相互关系的研究 (Kraft, 1978;Al-Iriani, 2006;王火根, 沈利生, 2007) 。环境因全球气候变暖而逐渐成为焦点问题, 到20世纪90年代, 越来越多的学者在研究能源和经济二元系统的基础上, 引入环境因素, 开始从不同角度对能源、经济和环境系统进行研究 (Bauer, Quintanilla, 2000;Nakata, 2006;Sondes, 2008) 。从现有文献来看, 主要从两大方面进行了展开:一方面对3E系统的构成要素进行了拓展, 例如日本大阪会议提出了FEEEP (即食物、能源、经济、环境和人口) 议题引起了广泛的重视 (胡荣华, 黄瑞霞, 2008;孙立成, 周德群, 2011;陈春华, 2009) , 还有的学者提出了SPERE (即社会、人口、环境、资源和经济) 系统 (周德群, 吴永勤, 1999) 和PRED (即人口、资源、环境和经济发展) 系统 (魏一鸣, 曾嵘, 2002;郭熙保, 2002;黄明知, 罗荣桂, 2005) ;另一方面, 从模型方法、协调性和区域等视角对3E系统进行了广泛而深入的研究。
从模型方法来看, 由于大部分国家都编撰了自己的投入产出表, 为运用投入产出分析法研究3E系统之间的关系提供了便利 (Hawdon, Pearson, 1995;Nassen, Holmberg, 2007;雷明, 2001) 。尽管投入产出分析比较完善地描述了国民经济中不同部门之间的相互作用情况, 但是它并不能反映能源的可持续利用和环境友好的要求, 另外投入产出分析的本质就是一个线性规划, 因此, 同时考虑能源持续利用、经济和谐发展和污染物排放量降低的多目标规划模型得到了广泛应用 (Oliveira, Antunes, 2004;魏一鸣, 范英, 2002) 。在3E系统的研究中, CGE模型也得到了广泛应用, 该模型基于Walras的一般均衡理论, 把经济主体、商品和要素通过价格机制有机地联系起来, 即体现了市场机制的作用, 又体现了各个组成部分之间的相互联系, 主要模拟能源、经济和环境之间互动影响。然而, 目前对环境质量和环境污染方面还缺少统一的价格核算体系。另外, 各国的大学和研究机构, 也构建了很多具有代表性的能源——经济——环境模型, 如日本建立的3Es-Model, 瑞典斯德哥尔摩环境研究局开发的LEAP模型, 美国能源部开发的NEMS模型等, 这些模型都是基于特定国家或地区的具体环境背景创立的, 每个模型都是在一些特定假设下进行运行的, 在具体应用中, 必须要注意模型参数的设定和其假设的合理性问题。
在3E复合系统中, 能源、经济和环境相互之间存在着物质循环、能量流动和信息传递等关系, 其中各子系统之间的协调性是研究的热点问题之一。协调既具有管理控制的涵义, 也反映了能源子系统、经济子系统和环境子系统在发展过程中彼此和谐共生, 具有合作、互补、同步等多种关联关系 (Kumbaroglu, 2003) , 体现了复合系统有序的结构和状态。现有文献对3E系统的协调性研究, 主要回答以下3个问题: (1) 3E系统内部各子系统之间的协调程度如何测算和评价, 这是首先必须要解决的问题, 只有准确地测度系统的协调程度, 才能进行后续步骤的分析。为了合理度量系统的协调程度, 主要采用的研究方法包括灰色系统理论 (王磊, 宁大同, 1995) , 博弈论 (丁占文, 田立新, 2005) , DEA理论 (孙立成, 周德群, 2008) , 主成份分析 (赵芳, 2009) , 计量经济学理论 (晏艳阳, 宋美, 2011) , 典型相关分析 (陈黎明, 邓玲玲, 2012) 等; (2) 如果系统存在不协调, 那么必须要找出导致不协调的原因。其主要原因可以从环境资源的公共性, 能源资源利用的外部性, 制度不完善等方面展开研究 (李善同, 刘勇, 2002;赵芳, 2008) ; (3) 在分析系统不协调产生的原因基础上, 提出相应的有效控制措施。一般采用优化的方法, 在系统目标与稳定性之间寻找平衡, 从而实现系统的协调控制 (吕彤, 韩文秀, 2002) 。尽管众多学者对3E系统的协调性进行了研究, 但是协调程度的度量并没有一个统一的标准, 同时协调等级的划分带有主观性。
2 能源、经济和环境的作用机制
3E系统是由能源子系统、经济子系统和环境子系统相互依存、相互制约作用而形成的具有结构与功能统一, 开放动态的复合大系统, 它不仅具有一般系统的整体性、相关性、层次性和动态性等特征, 而且系统内部结构及子系统之间的相互作用机制比一般系统要复杂。在该系统中, 经济是核心, 能源是重要的物质基础, 环境是空间载体。经济子系统在3E中处于主导地位, 为了满足人类欲望和需求, 就必须大力发展经济, 能源和环境子系统服务于经济, 另外, 经济发展同时也为提高能源效率和实施清洁生产提供了资金、技术和人才支持;能源子系统是3E系统的重要物质基础, 为经济发展和环境保护提供动力支持。发展经济离不开能源, 能源是现代工业和现代城市的血液, 也是推动经济建设必不可缺少的动力, 而且由于不可再生的化石能源储量逐渐减少, 全球都面临着能源资源紧缺的问题, 在能源供求矛盾不断加剧的情况下, 能源要素逐渐成为经济发展过程中的“瓶颈”物质资源, 同时能源的开发利用对自然界产生一定的破坏作用, 其产生的废气物 (如CO2, SO2等) 对环境造成一定程度的污染, 然而能源也是进行环境保护而投入的一种重要物质资源;环境子系统是3E系统存在和发展的基本条件, 它是能源和经济子系统的空间载体, 为经济发展和能源生产消费提供活动场所。
3E复合系统是一个开放的复杂巨系统, 影响其发展过程的因素非常复杂。系统内部的能源子系统、经济子系统和环境子系统的相互作用是内在因素, 分析它们之间的内在联系及其作用机制, 有助于了解3E复合系统的发展和演化过程。3E系统演化过程的作用机制主要包括自发增长机制、平衡机制和可持续发展机制。
2.1 自发增长机制
发展是3E复合系统的内在要求和本质属性, 它的原始驱动力来自人类日益增长且永无止境的欲望和需求。在早期阶段, 以经济发展为主的增长机制是3E系统演化的主要形式。当物质产品非常匮乏的时候, 必须大力发展经济, 提高人们生活水平, 经济发展逐渐成为专家学者和各国政府的共识。特别是在20世纪30年代, 大萧条中诞生的经济理论“凯恩斯主义”, 有效地帮助政府解决了经济发展中的困境, 推动了“凯恩斯主义”的广泛传播。这时在3E系统中, 经济子系统的核心地位非常突出, 能源和环境都从属于经济子系统, 能源和环境都为经济发展提供服务。尽管经济活动刺激了能源消费的增长和环境污染的排放, 但是这一时期的能源、经济和环境之间处于一种良性演化过程中。一方面由于能源资源比较丰富且能源需求也比较小, 能源为经济发展继续提供动力支持, 能源要素在经济发展中的作用不像其他生产要素, 如劳动力和资本特别突出, 同时经济发展也为能源的大规模开采和利用提供了资金和技术支撑, 因此能源对3E系统表现为促进作用;另一方面环境为经济活动和能源的生产与消费提供空间载体, 而且由于环境自身的自净能力相对于经济活动而言还是比较强的, 在一定的范围内环境具有自我修复, 自我稳定的特性, 因此环境对3E系统的作用基本上是积极的。
2.2 平衡机制
随着经济的发展, 3E系统各子系统之间的相互作用及其演化更多地表现为另一种形式, 即平衡机制, 这是一种系统自我维持机制, 是使系统得到最大保护和平稳演化, 它主要是由人类欲望和需求的无限性与能源、环境供给能力有限性之间的矛盾决定的。人类的需求是无限的, 根据马斯洛的需要层次理论, 较低层次的需要得到满足后会产生更高层次的需求, 需求和欲望呈非线性, 指数式的上升趋势, 并且驱动着经济的进一步快速发展, 从而消耗更多的能源和环境资源。当经济发展过快, 就会逐渐出现能源需求和供给矛盾, 对能源的大量需求, 导致能源储量下降, 特别是不可再生的化石能源储量急剧减少, 经济增长受到限制, 能源成为经济增长的制约因素, 此时能源对经济增长产生消极作用。同时人类活动和能源消费也加剧环境污染, 如在工业化进程中, 钢铁、水泥和化工等行业成为经济发展中的基础支柱行业, 这些行业不仅需要消耗大量能源, 而且产生严重的环境污染, 生态环境的破坏超过其自身的承载能力, 就具有不可逆性, 影响人类对能源资源的开采和利用, 导致经济发展不能持续, 并且治理环境污染需要大量资金, 占用了用于其他方面的投资, 对3E系统产生消极作用。这样3E系统就处于不协调状态, 3E系统的这种不协调的发展状态不可能持续下去, 只要经济发展没有超过环境容量的阈值, 就不会出现恶性循环。新中国成立以来, 中国经济取得了举世瞩目的成就, GDP年均增长达到8%, 特别是改革开放以来 (1978～2010) , 以1978年不变价格计算, 年均增长达到9.6%, 不仅创造了极大丰富的物质产品, 而且摆脱了贫穷落后的状况, 满足了人们对物质条件的需求, 然而能源消费量也在飞速增长, 经济发展中的能源“瓶颈”凸现出来, 能源成为制约我国经济发展的一个约束条件, 同时由于能源的生产和消费, 特别是以煤炭为主的能源消费结构会导致严重的环境污染, 环境成为经济发展的另一个约束条件。能源、经济和环境处于不协调的发展状态, 因此, 为了破解这种困境, 一方面中国的经济增长速度缓慢下调, 2012年温家宝总理在政府工作报告中提出GDP增速不在保“8”;另一方面从20世纪80年代末期开始到本世纪初中国政府对煤炭市场进行整治, 陆续关停10多万家能源和排放密集型的中小企业, 缓解了经济发展中能源约束和环境压力问题。
2.3 可持续发展机制
可持续发展机制要求3E系统中能源子系统、经济子系统和环境子系统在演化过程中相互协调, 共同发展, 这是3E系统发展的最佳模式, 它提倡人与自然的和谐与统一, 既强调人类追求美好生活而拥有物质产品的生活权, 也反对人类凭借技术和资金投入, 以浪费资源、破坏生态系统和污染环境的方式来实现人们所崇尚的发展权, 要求合理开发和利用能源, 实行环境保护的经济发展模式。3E系统的可持续发展机制要求: (1) 转变经济增长方式, 实行节约型模式, 调整产业结构, 逐渐从能源和排放密集型的重工业过渡到以第三产业在国民经济占主导地位的阶段。调整产业结构, 无论是对能源还是对环境意义深远, 因为同等规模或总量的经济, 处于同样的技术水平, 如果产业结构不同, 不仅能源消耗不同, 而且碳排放量可能相去甚远; (2) 尽管在短期无法改变中国以煤炭主的能源消费结构, 但是从长期看, 必须要改变这种能源结构, 大力发展清洁能源。2010年, 煤炭消费在一次能源消费中占比65%, 尽管煤炭比重有所降低, 但是与美国和日本相比依然很大, 为了应对全球气候变暖, 减少温室气体排放必须改变以煤炭为主的能源结构, 另外通过进一步开发核电、水电和其他可再生能源, 降低化石能源资源的压力, 提高能源利用效率, 减轻环境压力。
3 3E系统内部关系的实证分析
3.1 理论分析及模型构建
3E系统内部存在着错综复杂的关系, 而且每个子系统又受到许多因素的影响。能源的生产和消费受到经济发展水平的影响, 能源和经济增长之间的关系也一直是经济领域学者研究的热门主题 (Granger, Kraft, 1978;林伯强, 2004) 。尽管目前在能源与环境研究领域中, 大部分文献主要侧重能源对环境的影响, 如化石能源的开采、加工和消费等会产生大量的污染物, 但是随着温室气体减排意愿和环保意识的增强, 环境因素反过来也会对能源也会产生影响, 面临国际社会对碳减排的呼声日益高涨, 从长期来看必须要调整能源消费结构, 减少煤炭等不可再生的化石能源, 而大力发展清洁能源。因此, 纳入能源子系统的因素有, 经济发展水平, 环境因素、能源利用效率、产业结构和能源技术进步, 而影响经济发展水平的因素主要有能源因素、劳动力、资本投入和技术进步;能源因素、经济发展水平、能源消费结构、产业结构和环境污染控制程度作为环境子系统的主要影响因素。为了能很好地刻画3E系统内部关系及其主要影响因素, 建立了包含能源、经济和环境组成的联立方程模型, 来考察我国3E系统内部子系统之间的内在联系及各因素的作用大小, 具体模型如下:
其中ENE、ECO、ENV、INTE、STRU、EFF、L、K、T、COAL、CONTR分别表示能源指标、经济发展水平、环境指标、能源利用效率、产业结构、能源利用技术水平、劳动力、资本投入、技术进步、能源消费结构效应及其环境污染控制, 以上各变量在计算过程中, 均取对数。
3.2 变量选取及数据说明
根据数据的可得性和可比性, 本文选取我国1998～2010年数据对3E系统内的相互关系进行分析, 所有数据来自《中国统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》等, 并经过计算整理得到, 以下详细说明各变量的选取及其计算方法。
在能源统计中, 有电热当量法和发电煤耗法2种计算方法, 尽管两者之间存在明显的差别, 但是由于我国长期采用年平均火力发电煤耗将电力换算成标准煤的数据来应用, 因此, 选取了以发电煤耗法计算的能源消费总量来反映能源消费水平。
经济发展水平采用GDP来衡量, 并且考虑到价格水平的影响, 根据统计年鉴中的定基GDP价格指数, 把当年GDP换算成以2000年为基期的不变价格衡量的GDP。
对于环境子系统而言, 温室气体的排放是一个非常关键的指标, 本文选用CO2排放量作为环境指标, 然而由于目前我国统计机构还没有公布CO2排放量数据, 因此采用二氧化碳信息中心的数据。由于缺少2010年CO2排放量, 本文采用GM (1, 1) 模型进行一步预测得到2010年的数据。
能源利用效率, 以能源强度指标来衡量, 它等于能源消费总量除以GDP总量, 其中, GDP总量采用2000年不变价格。
产业结构, 以第三产业在GDP中的占比来衡量。在我国的一次能源消费结构中, 煤炭的比重最大。
能源技术水平, 根据数据的可得性, 采用能源加工转化率作为其技术进步指标。
劳动力数据使用年底从业人员数来衡量。
资本投入以固定资本存量来衡量, 由于目前我国还没有直接给出资本存量数据, 因此必须对资本存量进行估算。1998～2008年数据来自中国经济增长与宏观稳定课题组的数据, 2009年和2010年的固定资本存量根据永续盘存法计算得到, 折旧率取9.6%。
技术进步是经济增长的重要动力源泉, 本文以研发经费内部支出作为其代理变量。
能源消费结构, 以煤炭在一次能源消费中的占比来衡量。在我国的一次能源消费结构中, 煤炭的比重最大。
环境污染控制以环境污染治理投资来度量。
3.4 实证结果分析
在对模型估计之前, 进行Hausman内生性检验, 结果显示整个系统具有较强的联立性, 因此采用联立方程可以消除内生性给参数估计带来的影响, 能更加准确地反映能源、经济和环境之间的相互作用机制。
本文使用GMM法来估计联立方程, 它可以通过使用外生变量作为内生变量的工具变量, 从整体上对系统中残差的协方差矩阵进行限制, 从而能够得到稳健的估计量。结合变量的经济意义, 依次剔除不显著变量, 联立方程估计结果见表1。
注:小括号里的数据是参数估计的t值, 其中***、**、*分别表示在1%、5%和10%的水平下显著。
从模型估计结果来看, 所有估计参数都是在1%水平下显著, 样本决定系数都达到0.9以上, 变量对方程的解释能力很强。在能源子系统方程中, 能源消费量的快速增长, 主要影响因素是经济发展水平, 弹性系数达到1.12, 说明能源对经济发展变动非常敏感, 随着经济增长, 能源消费将会越来越大, 主要原因是: (1) 由于我国正处于工业化和城镇化的重要发展阶段, 国民经济对能源需求巨大, 经济的飞速发展必然带动能源消费快速增长; (2) 我国的产业结构顺序是二三一, 从1970年开始, 第二产业在GDP中所占的比重最大, 而且工业在第二产业中所占比例达到40%以上, 工业是能源等资源消耗大户, 它对能源的依赖性非常强。
环境和能源之间存在负相关关系, 这说明了在温室气体减排作为约束性指标纳入到国民经济和社会发展中长期规划以后, 需要更多的能源为温室气体减排提供动力支持。
能源强度, 它放映了能源使用效率, 能源强度越小, 则能源利用效率越高, 反之则越低。能源强度降低1%, 能够减少能源消费1.08%, 能源强度对能源消费非常敏感, 这说明随着进一步降低能源强度, 能够减少更多的能源消费, 因此降低能源强度对于节能具有重要的意义。从1978～2010年我国能源强度持续下降, 以2000年不变价格计算, 能源强度由1978年的4.377吨标煤/万元降低到2010年的1.209吨标煤/万元, 对节约能源资源做出了重要贡献。
在经济子系统中, 能源和资本投入都促进了经济发展, 我国经济发展取得了举世瞩目的成就, 以2000年不变价格计算, 2007年GDP突破20万亿, 2010年达到26.9万亿。其中能源消费增加1%, 经济增长0.56%, 能源已经成为一种重要的投入要素, 为经济发展提供动力支持, 然而由于能源资源的有限性, 特别是不可再生的化石能源, 经济发展将会遭遇能源瓶颈因素;正如古典经济增长模型所阐述, 资本在经济发展中发挥了重要作用, 资本投入增加1%, 经济增长0.57%, 同时也应看到, 资本和能源对经济增长的弹性系数均小于1, 依靠增加生产要素投入而发展经济, 只能是粗放式的发展模式;另外, 环境污染与经济发展存在负相关关系, 说明了环境污染的增加会导致降低经济发展速度。因此, 治理环境污染, 减少温室气体排放, 不仅顺应公众对提高环境质量的呼声, 而且还能促进经济发展。
在环境子系统中, 能源消费和经济发展对环境污染具有正向作用。能源消费增加1%, 环境污染增加0.65%, 因为: (1) 能源的开采对自然界产生一定的破坏作用, 其产生的废弃物对环境造成一定程度的污染; (2) 能源的消费, 特别是化石能源的消费, 产生大量的废气, 如CO2, SO2等, 严重污染了空气。经济发展增长1%, 环境污染增加0.57, 经济发展, 需要从自然界索取资源, 必然对自然界产生负面影响, 而发展是3E系统的演化方向, 因此, 经济的发展也为改善环境质量提供资金、技术和人才等。产业结构对环境质量具有正向作用, 第三产业占GDP的比重提高1%, 环境污染将减少1.69, 反映了改善产业结构, 能够大幅提高环境质量, 减少污染。
4 结论与政策建议
能源、经济和环境组成的3E系统是一个有机整体, 本文把它们纳入到一个统一的研究框架中, 从系统演化视角阐述了3E系统存在的3种作用机制, 分别是自发增长机制、平衡机制和可持续发展机制。然后利用1998～2010年中国时间序列数据, 通过建立联立方程组模型分析了能源、经济和环境之间的相互作用, 实证结果表明: (1) 一方面能源和资本促进了经济增长, 然而能源对经济增长的弹性系数比较小, 经济发展将会受到能源有限性的影响, 另一方面, 能源消费对经济发展非常敏感, 经济发展促使能源消费更快增长; (2) 能源消费和经济发展都加剧了环境污染, 而减少温室气体排放, 改善环境质量需要更多的能源提供动力支持, 而且环境污染的增加将会影响经济发展速度; (3) 降低能源强度, 提高能源利用效率有助于减少能源消费, 大力发展第三产业也有助于改善环境质量, 减少污染物的排放。综上所述, 可以得到以下几点启示性的政策建议:
4.1 转变经济增长模式, 实行可持续发展
能源和资本等生产要素在经济发展中发挥了积极作用, 但是这些要素都具有有限性属性, 所以从长期来看, 依靠生产要素投入难以维持经济高速发展, 必须转变经济增长模式, 实行可持续发展。
4.2 降低能源强度, 进一步提高能源利用效率
随着经济社会的进一步发展, 工业化和城镇化进程的深入推进, 能源问题日益成为我国社会经济可持续发展的重要瓶颈, 降低能源强度是解决这一瓶颈问题的有效办法, 因此, 在“十一五”规划中明确提出了节能降耗的目标。降低能源强度, 不仅能够节约更多的能源, 而且成为我国能源消费增长速度减缓的根本原因 (史丹, 2002) , 这对我国建设节约型社会具有重要的战略意义。尽管我国在降低能源强度方面取得了丰硕的成果, 但是与日本和欧盟相比, 能源强度还有进一步降低的空间, 有关研究表明, 随着石油和电力对煤炭的替代, 能源消费强度能够明显下降。
4.3 大力发展第三产业, 促进产业结构调整
优化产业结构, 最重要的是加快发展第三产业, 提高第三产业在国民经济中的比重, 促使高能耗高排放的部门向低能耗低排放的部门转化, 这样不仅减少了能源需求, 而且能够显著地改善环境质量。大力发展第三产业, 必须重视产业政策的引导作用, 制定和完善发展第三产业的优惠措施, 同时警惕一味追求GDP的地方政府竞相发展重化工业。
4.4 积极治理环境污染, 实行环境保护的发展政策
能源-经济-环境系统 篇6
“十一五”时期,我国经济发展取得了举世瞩目的成就,2010年国内生产总值达到39.8万亿元,居世界第二位,年均经济增长率达11.2%[1],人均国内生产总值增长率10.6%,分别远高于“十一五”时期的规划目标7.5%和6.6%。与此同时,“十一五”规划期间单位国内生产总值能源消耗累计降低了19.1%,略低于规划目标的累计降低20%;SO2排放总量累计减少14.29%,化学需氧量累计减少12.45%,分别都高于“十一五”规划目标的主要污染物排放总量累计降低10%。在未来“十二五”规划中,要求我国单位国内生产总值能源消耗累计降低16%和单位国内生产总值CO2排放量累计降低17%;SO2和CO2排放量累计降低8%,并增加要求氨氮和氮氧化物排放量累计降低10%。那么是否能实现和如何达到“十二五”规划中能源消耗和主要污染物降低的目标?“十一五”期间节能减排的效果和因素是什么?这些节能减排的因素在“十二五”规划期间的潜力多大?这些问题是值得研究的重大问题。本文将分析2005~2009年间我国工业能源消耗和SO2排放量的影响因素,把经济增长引起的能源消耗和SO2排放变化的影响因素具体分解为规模效应、结构效用和技术效应,着重分析这些因素的作用大小、变化趋势以及未来的节能减排潜力。
1 能源消耗和污染物排放影响因素分解
一般来说,经济增长将导致能源需求和污染排放的增长,但是经济的增长不一定引起能源需求和污染排放的增长,能源需求和污染排放的增加还受到的生产中的能源利用效率、污染控制技术、以及经济增长结构的影响[2]。正如思德纳指出:造成环境压力的决定因素中,经济的增长不是唯一的决定因素,而采用的技术以及经济增长的结构具有关键作用。
数据来源:作者计算和中国统计年鉴、能源统计年鉴
2005~2009年,我国工业总产值年均增长率为19.54%[3],而终端能源消耗总量的年均增长率为6.62%,SO2排放量的年均增长率为-3.5%。可以看出:“十一五”期间,我国工业总产值大幅增长,虽然工业能耗消费量有所增长,但是增长速度放慢且明显低于工业总产值的增长速度;对于SO2排放量,除了2005~2006年出现增加,其余年份都是负增长。所以经济增长不一定就带来污染排放的增加。为了更清楚的理解能源消耗和污染排放变化的影响因素,本文将从生产规模、产业结构和排污技术水平(能源利用效率)的分解,定量分析“十一五”期间我国能源消耗和SO2污染排放量变化的影响因素。
本文假设以工业各部门总产值之和表示生产规模、以总产值的部门结构表示产业结构、以单位总产值的能源消耗(污染排放量)表示能源利用技术(排污技术)[4]。设各部门总产值为Y,i部门总产值为
根据公式:
利用因素分解的方法,将污染排放量(能源消耗)的变化分解为3个因素,具体见表2。
利用上述方法,本文以能源消耗和SO2排放为例,分析了生产规模、产业结构以及污染排放技术(能源利用效率)的变化对环境(能源消耗)的影响。具体结构见表3和表4。
数据来源:统计年鉴,能源统计年鉴注:工业总产值利用工业品价格指数调整的,百分比都表示相对于对应基期的数值。
数据来源:统计年鉴,环境统计年鉴注:工业总产值利用工业品价格指数调整的,百分比都表示相对于对应基期的数值。
2 工业终端能源消耗和SO2排放的影响因素分析
上部分内容把影响工业终端能源消耗和SO2排放变化量的因素具体分解为规模效应、结构效应、技术效应。本部分将具体分析这三大因素。
2.1 经济发展对于能源消耗和SO2排放的规模效应
所谓的规模效应是指:如果保持经济产业结构和能源消耗强度不变,经济增长引起能源消耗(污染物排放)的增加量[5]。“十一五”期间,我国年均经济增长率达11.2%。同时,从2005~2009年,我国工业总产值[6]。由于数据的限制,本文只从工业内部结构的变化来分析结构变化对能源消耗和SO2排放的影响。
2.2.1 经济发展对能源消耗的结构效应
从能源消耗变化来看,表3的分解数据可以看出工业内部结构变化对工业部门能源消耗的影响,2005~2009年,由工业内部结构变化引起工业部门能源消耗量减少19.10百万吨标煤,接近2005~2009年间能源实际消耗增加量的4.12%,相当于2005年工业部门能源消耗量的1.2%。从具体每年的变化情况来看,如果仅考虑工业内部结构变化效应,2005~2006年、2006~2007年、2007~2008年、2008~2009年的工业能源消耗量的增长率将分别为:-0.39%、-0.27%、-2.04%、0.85%。因此,总体上来看,“十一五”期间,工业内部结构向能源消耗小的部门变化的趋势,一定程度上抑制了能源消耗的增加。值得注意的是,2008~2009年间工业内部结构变化并没有减少能源的消耗,反而增加了能源的消耗。这可能与2007年全球金融危机后,为了应对国际金融风险和国内不利的经济形势,实施积极的财政和货币政策,引起了一些高耗能行业的投资,使得我国工业内部结构发生了逆转,从而增加了我国能源的消耗。
以下从能源消耗强度角度看工业部门结构变化。根据工业部门能源消耗强度大小,把工业部门分为高耗能、中耗能和低耗能部门[7],中国需要采取多种政策措施促进新技术的研究、开发和应用,必须在技术进步和结构调整方面加大力度;政府应该通过各种经济手段包括税收、财政等政策鼓励企业提高能源利用效率、改进污染排放技术,继续发挥技术效应在抑制能源消耗和污染排放的主导作用;同时,还应通过相关的产业政策和投资政策引导工业内部结构向低能耗和清洁化方向发展。
参考文献
[1].国家统计局.2010年国民经济和社会发展统计公报.2011
[2].何建武,李善同.近年来经济增长对于环境影响的因素分析[J].发展研究,2008,(8):6~9
[3].国家统计局.2009年国民经济和社会发展统计公报.2010
[4].齐志新.工业轻重结构变化对能源消费的影响[J].中国工业经济,2007,227(2):35~42
[5].史丹.产业结构变动对能源消费的影响[J].经济理论与经济管理,2003,(8):30~32
[6].何建坤,张希良.我国产业结构变化对GDP能源强度上升的影响及趋势分析[J].环境保护,2005,(6):37~41
能源-经济-环境系统 篇7
关键词：低碳经济,协调发展度,GMM
引言
2007年, 胡锦涛主席在亚太经合组织 (APEC) 第十五次领导人非正式会议上, 明确主张发展低碳经济。作为世界上人口规模最大的经济体, 自改革开放以来, 中国经济一直保持着高速增长, 但人们也越来越意识到经济的快速增长是以能源的过度消耗和环境的严重污染为代价的。节约能源和保护环境也已刻不容缓, 它是落实科学发展观, 解决中国面临的能源和环境双重压力, 建立环境友好型和资源节约型社会, 实现可持续发展的必然要求。中国政府在“十一五”规划中明确提出, 2010年单位国内生产总值能耗强度比2005年降低20%。但是这一目标并没有完成。
一、环境、能源与经济协调发展的指标体系构建及评价分析
1. 测算公式。
在对协调发展度的统计测量中, 采用乘法合成模型:Y (t) =D (t) *C (t) 。其中, Y (t) 表示第t期环境、能源与经济协调发展度指标, D (t) 表示第t期环境、能源与经济总系统的整体发展水平, C (t) 表示第t期环境、能源与经济总系统的整体协调水平。对于环境、能源与经济总系统的整体发展度D, 采用加权几何平均合成模型。对于环境、能源与经济总系统的整体协调度C, 采用几何平均的合成方法计算。
2. 指标体系构建和权重确定。
本文考虑将主观赋权法中的层次分析法和客观赋权法中的变异系数法这两种方法有机结合起来, 使所确定的权重能够同时反映主客观两个方面的信息。
3. 评价分析。
根据上文测算的2003—2008年全国各地区发展度、协调度平均值数据绘制散点图 (见下图) :
图中以全国的发展度与协调度为轴点, 分别作水平和垂直两条线, 将30个地区的散点图分为四个象限。第一象限内为高发展高协调地区, 第二象限内为高发展低协调地区, 第三象限内为低发展低协调地区, 第四象限内为低发展高协调地区。
二、环境、能源与经济协调发展度的系统GMM实证分析
1. 数理模型。
本文借鉴Fisher-Vanden (2004) 在CobbDouglas成本函数的基础上研究能源效率影响因素, 在此基础上建立计量模型:
JS1、JS2、JS3分别代表各地区大中型工业企业科技经费内部支出、技术改造经费支出、技术引进经费支出;IND2、IND3分别表示第二产业和第三产业占国内生产总值的比重;FDI为外国直接投资;GY表示国有化率, 具体是由国有控股工业企业的总产值占工业总产值的比重计算而得;P表示各地区原材料、燃料、动力购进价格指数。
2. 实证结果。
本文选用系统广义矩估计法, 采用STA-TA10.0计量软件。最后得出以下结论: (1) 技术进步对协调发展度有着显著的影响。自主研发是提高协调发展度的重要方法。自主研发对协调发展度的改善有着显著的贡献;技术改造对协调发展度有着显著的不利影响。这是因为技术改造支出主要集中在国有企业, 特别是受国家政策扶持的大中型国有企业, 这一经费也主要来源于国家财政拨款或银行优惠贷款, 这就决定了投资的低效率;技术引进是改善协调发展度的重要途径。技术引进能很好得利用国外的先进技术, 技术引进对协调发展度提高有显著的效果。 (2) 产业结构是影响协调发展度的重要因素。从第二产业比重对协调发展度还是有一定的负向影响的。第二产业中的工业, 尤其是工业中的冶金、化工等高能耗的重工业。第三产业比重对协调发展度有着显著的正向影响。这是因为, 第三产业以服务业和商业为主, 相对于第二产业, 能耗强度和环境污染小, 其比重的加大, 有利于协调发展度的提高。 (3) 能源价格的提升对协调发展度有着正向影响。这一结果符合一般结论。通常来说, 能源价格的提升, 有利于能源的节约, 会起到降低能耗强度的作用。由于中国能源价格存在严重的管制, 没有完全市场化, 能源价格的调节作用没有得到完全的发挥。 (4) 无迹象表明FDI能改善中国的协调发展度。一般认为, FDI会对一国的技术产生溢出效应, 推动国家技术水平的提升, 从而改善中国的协调发展度。但也有不同的观点认为, 西方发达国家将一些高污染、高能耗的产业向发展中国家转嫁。从系统GMM估计结果来看, FDI对协调发展度没有显著的影响。 (5) 国有化率的变动对协调发展度没有显著的影响。
改革开放以来, 国有及控股企业比重不断下降。系统GMM估计结果表明, 国有化率的变动对协调发展度影响不大。一般观点认为, 外资企业、港澳台企业、民营企业的发展壮大有利于效率的提高。但也必须看到, 国有及控股企业规模较大, 技术先进, 社会责任感强, 污染排放依章办事, 反而在一定程度上能提高协调发展度。
参考文献
[1]李廉水, 周勇.技术进步能提高能源效率吗?——基于中国工业部门的实证检验[J].管理世界, 2006, (10) .
[2]刘畅, 孔宪丽, 高铁梅.中国工业行业能源消耗强度变动及影响因素的实证分析[J].资源科学, 2008, (9) .
能源-经济-环境系统 篇8
目前,学者对国内协调发展评价还主要集中在经济和环境两个方面,对能源、经济、环境三者之间的研究较少。张秀生(2008)通过对内蒙古地区经济发展进行分析研究,要求内蒙古地区要改变产业模式,提高能源利用率,开发新型能源。关海波(2010)依据内蒙古地区历史数据,建立起计量模型,分析了GDP增长与环境之间的关系。周婧(2011)利用系统动力学原理对苏州的能源—经济—环境系统进行研究,发现能源消费的降低,能够促进经济的良性发展。王俊岭(2012)建立了3E系统的评价模型,以河北省为例分析了各个系统之间的相互关系。雷明(2013)基于市场资本的角度,对30个省份的能源、经济、环境系统进行分析评价,并根据其个省份的评价提出针对性的策略。
通过查看相关文献发现,研究内蒙古地区三者之间相互作用关系的文章少之又少,因此对内蒙古地区进行全面的分析评价有利于发现问题,对当地发展具有重要意义。本文构建能源、经济、环境系统模型,运用了数据分析,通过查找内蒙古地区各年度的《内蒙古统计年鉴》整理出内蒙古地区的经济,能源,环境的相关数据,对其协调度进行评价。
一、内蒙古能源、经济和环境协调发展评价
本文通过构建能源、经济和环境协调发展评价模型和相关评价指标,使用2007年至2012年内蒙古地区发展过程中的各种数据,对内蒙古地区的协调发展进行评价。
(一)评价指标及其权重的确定
能源、经济、环境三个子系统共同构成了3E系统。因此应从三个子系统中选取对其具有重要意义的指标进行分析,进而得出较为精确地评价结果。在本文中选取了21个典型指标进行分析,如表1。
通过查询内蒙古统计年鉴,寻找出本文研究所需要的指标数据,并运用到上述3E系统协调度评价模型上。为了能够更好地依据上述指标进行评价,应该确定个指标的权重。通过运用层次分析法,确定了指标的主观权重,其权重用WS.;运用主成分分析方法确定了指标的客观权重,用WO表示。
通过这两种方法的结合使用,使得评价者的主观想法和客观实际情况相互补充,同时更加科学的利用了各项数据。假设主观权重和客观权重的比例均为0.5,那么指标的最终权重WF为:
(二)评价模型的建立
该模型依据以选取的指标作为基础,通过计算指标的发展速度以及指标的权重,进而得出子系统的发展水平。子系统的发展水平又与整体的发展水平密切相关,从而得出系统整体的发展水平。同时,根据各子系统的发展水平,我们能够计算各系统基于协调度模型的协调水平,然后计算整体的协调度水平。
假设能源系统、经济系统、环境系统的发展水平分别为系统整体的发展水平用E*表示。Hi代表单个子系统的协调度,Hs反应3E系统整体的协调度。
1、各系统发展水平的计算
对该指标体系的发展水平测算应规范化。本文运用计量学中的相关方法对指标进行规范化,指标的规范化值选用Zi表示。
正向指标计算方法:
逆向指标计算方法:
依据规范化指标Zi和它所占的权重wfi,可以计算出各子系统的发展水平。以能源系统发展水平测算为例,其计算公式为:
以公式(3.4)为基础,我们可以分别得到其他子系统的发展水平。
2、协调度的计算
在计算各子系统与整体系统协调度之前,我们应该首先计算出各自的发展速度,进而计算出相应的协调度。
通过公式(3.5),我们可以测算出环境系统的发展速度Vc。同样,通过变换数据,我们可以分别算出其他子系统以及整体的发展速度。然后基于各自发展速度进一步计算其协调度。假设用Hi表示子系统的协调度,则:
然后根据公式(3.6)测算出的子系统协调度Hi,我们可以进一步计算3E系统的整体协调度,用Hs表示。
基于公式(3.7),我们可以计算出系统整体的协调度Hs。
(三)分析评价
本文为了对内蒙古地区协调发展进行评价,通过查找2007—2012年内蒙古地区的相关数据,运用上述模型对内蒙古地区能源、经济、环境协调发展进行综合评价。运用模型中选取的指标体系和研究方法对2007—2012年内蒙古地区各年度的能源、经济、环境各个系统的发展水平和整体的发展水平进行计算,通过公式(3.4),得出了表2中的计算结果。
利用表3.2中的各项数据,并通过公式(3.5)进一步计算,我们得出各年度内蒙古地区能源、经济、环境系统发展速度。如表3所示:
在根据表3.3中的数据进一步计算,通过公式(3.6)和公式(3.7),得出对内蒙古3E系统协调度的最终评价值。如表4所示:
根据表3.4,我们可以绘制出内蒙古地区3E系统协调度的趋势图,如图3.1所示:
由于该模型的协调度水平位于0和1之间,且当协调度水平为1时,该地区的协调发展水平最好。我们从图3.1中可以清晰地看出2007年至2012年,内蒙古地区的整体协调度水平呈现不断下滑趋势。其中2012年内蒙古地区的协调水平仅为0.1214,已经处于非常低的水平,内蒙古地区的协调度水平非常低。再结合表3.2和表3.4,我们可以发现,在内蒙古地区能源和经济系统的发展水平不断的增长,但环境系统却是在持续的负增长。能源和经济系统的协调度却一直下降与其发展水平走势相矛盾。表明内蒙古地区能源系统和经济系统的在高速发展存在一些问题,制约了内蒙古地区能源、经济、环境系统的协调发展。
我们通过对内蒙古地区近五年来各种数据进行分析,发现了内蒙古地区整体协调度水平下降存在三个原因。
1、过度开发利用煤炭资源
内蒙古地区的煤炭开采量由2007年的2.6亿吨猛增到2012年的10.1亿吨。但是煤炭大规模开采并没有带来区域经济的迅猛增长,GDP增长相对于煤炭增长处于一个比较低的状态。然而却对环境造成了严重的破坏。
2、产业结构不合理
通过图3.2我们可以发现在2007年至2012年,内蒙古地区的经济发展过程中,第一产业比重持续下降,而第二产业比重不断上涨,第三产业总体呈下降趋势,这表明内蒙古地区经济正在畸形发展。相对于成熟经济结构,内蒙古地区相对比较依赖于能源,这种发展模式显然存在着问题。
3、污染物的大量排放
近年来,内蒙古地区资源的大量挥霍,对和环境的破坏超过了其恢复能力。通过表3.5我们可以清楚地看出,2007年至2009年内蒙古地区的污染物排放只有少量的增加,基本保持在一个正常水平。但是从2009年之后,各种工业污染物的排放量有了明显增长,几乎成几何增长,2011年和2012年污染物排放量较前几年增长超过一倍,对环境造成严重的破坏。
(四)评价结果
通过上述分析可以发现,内蒙古地区整体协调度水平持续下降,能源、经济和环境系统发展不协调。在内蒙古地区能源和经济系统的发展水平不断的增长,但环境系统却是在持续的负增长。内蒙古地区通过简单粗放的能源开采和发展模式,以生态环境为代价,促进当地经济的高速发展。在这种发展模式下,内蒙古地区在协调发展道路中产生了一些问题:内蒙古地区的经济发展过度依赖煤炭资源,使得经济对风险的抵抗能力弱;第三产业发展速度缓慢;煤炭资源的大量开采与利用所造成的环境污染超过环境的自我修复能力,对自然环境的破坏严重。为了促进当地能源、经济和环境系统的协调发展,应改变当地的发展模式。
二、结论与政策建议
本文通过建立能源、经济、环境协调度评价模型,运用计量学的一些方法,并利用2007年至2012年的内蒙古地区的相关数据进行分析,对内蒙古能源、经济、环境协调发展得出的结论是:从2007年到2012年,内蒙古地区能源和经济持续高速增长,但是内蒙古能源、经济、环境的整体协调度水平却持续下降;内蒙古地区环境污染问题严重,当地经济发展以环境为代价,对环境造成了严重破坏。
针对内蒙古地区能源、经济和环境协调发展中存在的问题,提出了一些相应的政策建议:
(一)开发利用新型能源,降低煤炭消耗
在内蒙古地区能源消费结构,能源主要是煤炭,相对于石油和天然气,煤炭燃烧使用所释放二氧化碳、二氧化硫等气体较高,同时煤炭燃烧产生的各种废渣大量堆积容易造成地表坍塌。所以要及时的调整内蒙古地区的能源结构,逐渐减少煤炭的开发,降低煤炭在内蒙古总能源中的比例,逐步开发和利用新型环保能源和替代能源上。
(二)发展第三产业,促进产业转型
近年来内蒙古地区过度依赖煤炭资源促进全区经济发展,第二产业对内蒙古经济发展起着巨大的推动作用,同时经济对抵御市场风险的能力较差。因此要促进第三产业的发展,加快产业转型,同事创新技术,发展创新型企业,推进地区服务业的发展。
(三)提高环境监管力度,建立各种保护机制
内蒙古政府要建立起相应的环保制度,以应对日益严重的环境问题。要加强政府相关部门的监管力度,规范煤炭及其相关产业生产开采的资格。要鼓励企业技术的不断创新,制定相应的奖励机制。政府部门还要增加环保力度,建立相应的金融制度保证环保资金的及时投入。
摘要：改革开放带动了我国经济持续高速发展,逐渐满足人民物质需要,但是也造成了各种各样的能源与环境问题。由于能源禀赋的差异,能源对于区域经济及环境的影响是不同的。内蒙古作为全国主要的能源基地之一,其能源、经济和环境三者的影响和整体是否遵循了协调可持续发展是具有代表性并值得关注的。本文通过构建能源、经济和环境协调发展评价模型和相关评价指标,使用2007年至2012年内蒙古地区发展过程中的各种数据,对内蒙古地区的协调发展进行评价并提出政策建议。
关键词：能源,经济,环境,协调发展
参考文献
[1]张秀生,杨刚强.内蒙古能源经济形势与可持续发展[J].中国能源,2008
[2]关海波.内蒙古环境质量与经济增长的库兹涅茨关系验证及成因分析[J].经济论坛,2010
[3]周婧,贺晟晨,王远,高倩,陆根法.基于SD方法的苏州市经济—能源—环境系统模拟研究[J].能源环境保护,2011
[4]王俊岭,李耀炜,岳建芳.河北省能源—经济—环境(3E)系统协调度评价指标体系构建研究[J].河北企业,2012
能源-经济-环境系统 篇9
关键词：能源-经济-环境,DEA,技术有效性,规模有效性
一、引言
能源-经济-环境协调研究主要是指为实现社会发展系统中能源、经济、环境三个子系统之间综合平衡与协调发展, 对各子系统之间交互作用程度测算方法和模型的研究。
近年来, 河北省经济社会有了很大的发展, 但是随着经济的迅速发展, 能源、环境的瓶颈制约矛盾也越来越突出。河北省的能源消费量逐年递增, 并呈加快趋势, 但河北省能源利用效率则相对较低;同时, 由于经济增长方式粗放, 环境污染在某些地方和领域还比较普遍。因此, 探讨一条既保证河北能源供应、生态平衡以支撑经济发展, 又保证河北经济持续、稳定、快速发展的道路, 是河北面临的迫切问题。
目前国内对河北省能源-经济-环境协调评价研究还比较少, 而且大多只是从某个角度为切入点来分析, 并没有系统的分析河北省能源-经济-环境协调度评价。
二、DEA评价方法
数据包络分析 (Data Envelopment Analysis, DEA) , 是1978年美国著名运筹学家查恩斯 (A.Charnes) 、库伯 (W.Cooper) 等人创建的一种进行多目标决策的系统分析方法, 此方法特别适用于多输入多输出的复杂系统分析。
设有n个部门或决策单元 (D M U) , 每个决策单元DMUj (j=1, 2, …, m) 使用m种输入Xij (i=1, 2, …, m) 得到s种输出Ykj (k=1, 2, …, s) , 某一决策单元的效率用 (1) 式决定:
hj为第j个评价单元D M Uj的相对有效性指数。式中, vi (i=1, 2, …, m) 和uk (k=1, 2, …, s) 分别是对第i种类型输入的权重和对第k种类型输出的权重。
对DMUj0进行评估, 就可以构造所谓C2R模型。C2R模型以将要评价的决策单元DMUj0的效率指数hj为目标, 以所有决策单元的效率指数hj≤1为约束, 构成最优化模型 (P) , 如式 (2) :
模型 (P) 是一个分式规划问题, 通过Charnes Cooper变换可以把式 (P) 转变为线性规划模型, 并根据线性规划对偶理论求出它的对偶规划模型, 式 (3) 是引入松弛变量以及非阿基米德无穷小后的对偶规划模型 (Di) 。
定理1:设ε为非阿基米德无穷小, 规划问题 (Di) 的最优解为:
(1) 若:也表明DMU的生产活动非同时技术效率最佳和规模效益不变。
(2) 若:则DMUj0为规模收益递增, 即规模经济;, 则DMUj0为规模收益不变, 即规模经济不变;若则DMUj0为规模收益递减, 即规模不经济。
三、河北省能源-经济-环境协调评价指标体系的确定
根据数据口径的统一性、可比性原则, 同时考虑可得性, 并结合河北省的实际情况, 设置输人输出指标和决策单元。其中, 输入指标为:地区生产总值GDP、能源消费总量;输出指标为:废水排放总量、工业烟尘排放总量。
本文选取河北省2000年~2008年九年为决策单元, 数据均来源于2001-2009年的《河北省经济年鉴》和《中国统计年鉴》。
四、河北省能源-经济-环境协调评价实证分析
根据DEA方法的C2R模型模型, 运用DEA-SOLVE-LV软件进行运算, 得出河北省2000年~2008年的能源-经济-环境投入产出效率技术有效性和规模有效性评价结果, 见表。
由以上的计算结果可以看出, 河北省能源-经济-环境投入产出效率技术有效的年份是2000年、2001年、2004年、2006年、2008年, 其它年份投入产出效率技术无效, 因此河北省能源-经济-环境投入产出效率有明显的波动性, 但总体评价值都比较高, 这表明河北省份能源、环境和经济的协调发展状况很好, 经济生产方式正积极由以投入为主的规模型向高效集约型转变, 逐步转变以资源消耗、环境污染为代价而换取经济增长的传统非协调发展观。即使它们的能源投入和经济投入大的情况下, 仍能使得对环境造成的污染控制到尽量小。但是规模报酬除了2000年跟2001年是不变的, 其他年份都是递减的, 因此, 河北省份今后需要进一步加强能源基础设施建设, 提高综合能源的利用率。
五、总结
通过上面的实证分析表明, 本文采用DEA综合评价方法能有效地解决区域能源-经济-环境协调度的定量化评价问题, 为评估多层次复杂系统提供了一种新的思路和方法。评价结果可以反映能源-经济-环境系统协调发展的状况, 并找出河北省能源-经济-环境系统发展过程中存在的主要问题, 为河北省能源、经济、环境协调发展机制的建设提供数据支持与决策依据。
参考文献
[1]李艳:环境一经济系统协调发展分析与评价研究.[河北工业大学硕士论文], 2001