数据来源与理论模型
能源消费碳排放的计算方法能源指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可做功的物质的统称。目前，使用的主要能源包括煤炭、原油、天然气、煤气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。在计算能源消费碳排放时，为避免直接利用一次能源时产生较大误差，而采用《中国能源统计年鉴》中各省能源平衡表中的终端能源消费量数据，包括原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、焦炭、焦炉煤气、其他煤气、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、炼厂干气、天然气等18项化石能源消费数据计算传统能源所造成的碳排放。能源消费碳排放的计算公式如下:C=∑18i=1Qpi×u×NCVi×(Cfi×VCO2+Mfi×VCH4)(1)其中:C为化石能源消费造成的碳排放总量，单位为104t;Qpi为第i种能源的终端消费量，单位为104t;u为单位转化系数，将t转化为Gg，为10－3;NCVi为能源净发热值，单位为TJ/Gg;Cfi为缺省CO2排放因子，单位为t/TJ;Mfi为缺省CH4排放因子，单位为t/TJ;NCVi、Cfi、Mfi均采用IPCC指南2007［29］的给定值;VCO2为CO2所含碳量，为12/44;VCH4为CH4所含碳量，为12/16。区域碳汇能力的计算方法典型的陆地生态系统中，土地碳汇主要包括植物光合作用和化石燃料沉积等过程，植物光合作用合成有机物固定二氧化碳并释放氧气。在此，仅考虑植物的光合作用作为陆地生态系统的碳汇。在不同的土地利用方式中，林地和草地为主要碳汇(碳的吸收源)，根据林地和草地的碳吸收系数，可以将林地和草地的面积转化为碳的吸收量［3］。在此，将林地和草地的碳吸收量近似看作陆地生态系统中碳的生态容量。区域碳汇能力的计算公式如下:CA=∑ni=1Ti×si(2)其中:CA为区域碳汇能力;Ti为第i种土地利用方式的面积，包括林地和草地面积;si为第i种土地利用方式的碳的吸收系数，林地和草地的碳汇系数来源于方精云等［2］的研究成果。2.4碳排放公平性评价模型的构建本文结合能源消费碳排放的特征，以30个省、自治区、直辖市(由于缺乏、台湾、图1碳排放洛伦兹曲线Fig.1CarbonemissionLorenzeCurve香港和澳门的部分统计数据，故本文的计算和分析不包括上述地区)为评价单元，定义洛伦兹曲线为不同单元能源消费碳排放曲线，为碳排放实际分配曲线，连接45°对角线为能源消费碳排放的绝对公平曲线，如图1所示，据此构建省级区域碳排放公平性评价模型。设实际碳排放分配曲线与绝对公平碳排放分配曲线之间的面积为A，实际碳排放分配曲线与OX轴之间的面积为B，那么碳排放基尼系数=A/(A+B)，碳排放基尼系数反映的是依据不同的参考因子，碳排放分配的公平程度。A面积越小，基尼系数越小，碳排放分配越公平，反之，A越大，基尼系数越大，碳排放分配越不公平。当碳排放基尼系数为0时，实际碳排放分配曲线也就与绝对公平碳排放分配曲线重合，表示碳排放分配绝对公平。当基尼系数为1时，B为0，表示碳排放分配完全不公平。在用基尼系数测度碳排放分配的公平程度时，采用国际惯例，基尼系数在0.2以下表示碳排放分配“高度平均或绝对平均”;0.2～0.3之间表示“相对平均”;0.3～0.4之间为“比较合理”;0.4～0.5为“差距偏大”;0.5以上为“高度不平均”。通常以0.4作为分配差距的“警戒线”。采用梯形法求取碳排放基尼系数:基尼系数=1－∑ni=1(Xi－Xi－1)(Yi+Yi－1)(3)其中:Xi为参考因子的累积百分比，Yi为碳排放的累积百分比。当i=1时，Xi－1、Yi－1均视为0。碳排放生态压力模型碳排放生态压力模型以纵轴OY表示各个行政单元碳排放量占全国的累积百分比，横轴OX表示各个行政单元的主要碳汇对碳的吸收量的累积百分比。其构建意义在于以各个行政单元主要碳汇对碳的吸收量为参照，基于排放一定比例的碳需要贡献相应比例的碳吸收量，则从生态角度来说在假设碳排放绝对平均的基础上，若某一区域碳排放的比例大于主要碳汇对碳吸收量的贡献率，则其侵害了其他区域的利益，使其他区域为其承担了过量碳排放导致的生态环境影响;反之，则有相对较高的生态容量，而相对较低的碳排放量，对减轻碳排放对生态环境的压力有重要贡献。为此，这里提出生态承载系数用于衡量各区域碳生态容量贡献的公平性。生态承载系数(EcologicalSupportCoefficient，ESC)=主要碳汇对碳吸收量的比例/碳排放比例:ESC=CAiCACiC(4)其中:CAi、CA为各区域和全国主要碳汇对碳的吸收量;Ci、C为各区域和全国的碳排放量。由以上分析可知，若ESC＞1，则表明某一区域主要碳汇对碳的吸收的贡献率大于碳排放的贡献率，说明其具有相对较高的碳的生态容量，对其他区域有贡献;反之，若ESC＜1，则表明某一区域主要碳汇对碳的吸收的贡献率小于碳排放的贡献率，说明其具有相对较低的碳的生态容量，由于碳排放带来温室效应具有外部性的特征，碳排放造成的生态环境影响需要其他区域共同承担，侵害了其他区域的利益。碳排放经济效率模型碳排放经济效率模型以纵轴OY表示各个行政单元碳排放量占全国的累积百分比，横轴OX表示各个行政单元的GDP累积百分比。其构建意义在于以各个行政单元的GDP为参照，基于排放一定比例的碳需要贡献相应比例的GDP，则从经济角度来说在假设碳排放绝对平均的基础上，若某一区域碳排放的比例大于GDP的贡献率，则属于经济效率较为低下，对碳的排放侵占了其他区域的利益;反之，则经济效率较高，对其他区域有贡献。为此，这里提出经济贡献系数用于衡量各区域间碳排放经济贡献的公平性。经济贡献系数(EconomyContributiveCoefficient，ECC)=经济贡献率/碳排放占全国的比例ECC=GiGCiC(5)其中:Gi、G为各区域和全国的GDP;Ci、C为各区域和全国的碳排放量。由以上分析可知，若ECC＞1，则表明某一区域经济贡献率大于能源消费碳排放的贡献率，说明其具有较高的经济效率和能源利用效率;反之，若ECC＜1，则表明某一区域经济贡献率小于能源消费碳排放的贡献率，说明其具有相对较低的经济效率和能源利用效率，侵害了其他区域的利益。
我国能源消费碳排放时序演变分析
能源消费碳排放的变化趋势分析从计算得到的碳排放量变化趋势线可以看出，从1996年到2008年我国能源消费碳排放总量呈现明显的上涨趋势。分析碳排放的年变化量可知，从1996年到1999年期间，从总的趋势上来看呈上涨趋势，但呈现波动变化，在1999年出现了一次负增长;从2000年到2002年期间，上涨趋势较为平缓;从2003年到2007年期间，经济发展速度加快，能源需求旺盛，碳排放上涨趋势尤为明显，年均涨幅远远高于前一时段，是前一时段的7倍左右，呈现急剧上涨趋势;2008年的上涨幅度出现了急剧下降，年涨幅仅为前一时段年均涨幅的1/3，暂不将其归入前一时段。因此，根据碳排放年均变化量，可将我国1996—2007年的碳排放趋势大致分为3个时期:1996—1999年，波动增长期;2000—2002年，缓慢增长期;2003—2007年，高速增长期。随着碳减排力度加大和科技进步，可以预见，我国未来的碳排放增长将趋于平缓，甚至将呈现下降趋势。
Fig.2ThetimesequencecurveofcarbonemissionandGDPinChinafrom1996to20083.2能源消费碳排放与经济发展的关系分析为分析我国能源消费碳排放与我国经济发展之间的关系，选用能源消费碳排放弹性系数和能源消费碳排放强度两个指标。弹性系数通常用于衡量一定时期内，一个经济变量的增长幅度对另一个经济变量的增长幅度的依存关系。根据弹性系数的内涵，提出能源消费碳排放弹性系数的概念，即能源消费碳排放量的变化率与经济生产总值变化率之比，表明国民经济每增长一个百分点会导致碳排放量增加多少个百分点，其计算公式如下:E=ΔC(i，i－1)/Ci－1ΔY(i，i－1)/Yi－1(6)其中:E为能源消费碳排放弹性系数;ΔC(i，i－1)为第i－1年到第i年碳排放量的变化量;Ci－1为第i－1年的碳排放量;ΔY(i，i－1)为第i－1年到第i年国内生产总值的变化量;Yi－1为第i－1年的国内生产总值。能源消费碳排放强度是指单位国内生产总值的能源消费碳排放量，综合反映了一个区域的能源利用效率等，是衡量经济增长质量的重要指标之一。D=CY(7)其中:D为能源消费碳排放强度;C为区域碳排放量;Y为区域地区实际生产总值。计算得到我国从1996—2008年能源消费碳排放强度和弹性系数曲线，如图3所示。从1996年到2002年，我国的能源消费碳排放强度呈明显下降趋势，从总体趋势上看，除2003年到2005年略微上升外，1996年到2008年的能源消费碳排放强度呈显著下降趋势，综合反映出13a来我国能源利用效率有所提高。由碳排放弹性系数曲线可知，从2003年到2005年，碳排放量快速上涨，弹性系数大于1，即每增加1个单位的GDP，所引起的碳排放量大于1个单位;其余年份弹性系数均小于1，即每增加1个单位的GDP，所引起的碳排放增量均小于1个单位。从1996年到2001年，除部分年份波动外，我国的碳排放弹性系数呈逐年下降趋势;从2002年到2004年，弹性系数呈上涨趋势，能源消费碳排放量急速提高，经济发展速度过快，边际能源消费量偏高，呈现非理性发展;从2005年到2008年，弹性系数呈明显下降趋势，其中，2008年的碳排放弹性系数仅为0.2813，说明我国在快速工业化和经济发展达到一定阶段后，依靠科学技术进步，边际能源消费碳排放量逐渐降低。
我国能源消费碳排放公平性分析
史丹[1]论证了在我国能源弹性系数的局限性，以及利用回归分析验证了各部门不同能源消费变动和增长速率对能源消费的影响。史丹等[2]得出自改革开放以来，虽然我国工业化发展迅猛，但能源消费强度并没有出现大幅度上升。曾波等[3]得出高能耗的第二产业拉动了我国经济增长，在能源消费总量中，第二产业能耗量排在首位。李相锋[4]、姚景源[5]得出我国能源消费结构与经济结构呈正相关，经济发展模式属于高能源消耗型。周江等[6]运用面板数据模型，得出在我国工业对能源消费结构的影响最大。我国众多学者在能源消费结构与产业结构关系领域进行了诸多研究，但是并没有找出当前以及未来一段时间，我国哪个部门所需何种能源消费需求量增幅较大，继而优先发展哪种能源的基础设施建设。本文将能源分为煤炭、成品油、电力进行考量,从第一产业、工业、建筑业以及第三产业来研究产业结构，本文将采用矩阵分析方法进行实证研究，以及论证产业结构对能源消费的影响，并给出相应建议和对策。
2矩阵分析方法实证分析
从分析能源消费的内部来说，煤炭消费以能源消费总量的66%位居第一，成品油以能源消费总量的18.4%位居第二，电力以能源消费总量的10%位居第三，以上三种能源占能源消费总量的94.4%。综上所述，这三种能源的消费增长速度来表示能源消费是可行的。
从产业方面来说，由于各个产业的能源消费种类不同，而且各产业部门不同能源消费的增长速度也是有区别的。因此各产业部门的能源消费状况用结构积的方式来表示也是可行的。用E代表能源消费增长的结构积，V代表各个产业产值的年平均增长速度的矩阵，D表示各产业部门年平均一种能源消费的增长速度矩阵。用矩阵公式表示为：产业的能源消费结构积=产业能源消费增长率×产业产值增长率通过综合分析第一产业、工业、建筑业、第三产业的能源消费，建筑业的能源综合结构积以5186.781997位于首位，位于第二位的第三产业的能源综合结构积以4720.754426略低于第二产业，工业能源综合结构积以3570.898706位于第三位，第一产业能源综合结构积以2467.776049位于第四位。换言之，能源消费的大户是建筑业，而传统的第一产业对于能源消费的诉求则不那么强烈。更进一步研究产业内部的能源消费情况，不难发现建筑业以及第三产业内部电力的结构积很大，成品油的结构积次之，但远高于煤炭。略逊于建筑业和第三产业，自第二次工业革命以来起主导作用的工业也具有较大的电力结构积。
再看其他几种极为重要的战略资源——石油，第三产业以及建筑业显然比工业更易受到其影响，而煤炭能源消费的控制对于工业的影响要远大于对其他三个产业的影响。总的来看，除了相对稳定的第一产业，其他生产部门显然与能源结构干涉甚深。改动矩阵，将第一产业、工业、建筑业以及第三产业合并，得出表1，即2001-2013年不同能源的结构积。由不同能源消费结构积对比可以看到，矩阵结构积最高的为电力能源，代表成品油的矩阵结构积位于第二，这表明，在2001-2013年间，我国消费增长速度最快的是电力能源，其次是成品油，而且电力消费增长的速度远远高于成品油。
3政策建议
1.1变量平稳性检验在对煤炭、石油、天然气、电力四种能源消费与GDP增长关系进行计量分析前，首先要进行变量的平稳性检验，本文选用ADF单位根指标来检验各变量的平稳性。只有平稳的时间序列（即单整序列）才能进行相应的回归分析，否则就会产生伪回归问题，进而造成错误的结论。因此，下面将分别对GDP增长率，煤炭、石油、天然气和电力消费增长率的时间序列进行单位根检验，只要检验结果表明这五个变量都是单整序列，接下来就可以对它们进行其它检验和回归分析。为了研究的方便，以下分别利用YGDP、XC、XO、XG、XE来表示GDP增长率、煤炭消费增长率、石油消费增长率、天然气消费增长率以及电力消费增长率，并且这五个变量的ADF单位根检验结果如表1所示。注：表示对应的一阶差分序列。从表2可以看出，YGDP、XC、XO、XG、XE数据序列除了XG序列是非平稳的，其它序列都是平稳的，但是各序列皆在一阶差分下平稳，表明YGDP、XC、XO、XG、XE都是一阶单整序列，即I(1)，因此可以对它们之间的关系进行下一步分析。
1.2协整检验通过对残差（residual）进行ADF检验判断其平稳性，以检验YGDP、XC、XO、XG、XE之间是否存在协整关系，检验结果如表2所示。由表2可知，YGDP、XC、XO、XG、XE序列通过了协整检验，表明它们之间存在长期稳定的均衡关系。
1.3相关关系分析根据表2的检验结果，YGDP、XC、XO、XG、XE序列之间存在协整关系，因此可以建立的各变量间的线性模型，如下所示：（1）对模型（1）进行最小二乘（OLS）回归分析，回归结果如表3所示。其中，根据DW值可以判断，变量之间存在自相关性，并且XG与XE的系数不显著，XG也没通过符号检验。由表4可知，R2值达到0.69263，模型整体拟合优度较高，模型中的解释变量对被解释变量具有很好的解释能力；F值为8.93125，方程通过了显著性检验，DW值也在合理的区间范围内，各变量之间已经不存在自相关性。根据表4的结果，煤炭消费增长率（XC）在1%水平下呈现出显著性，石油消费增长率（XO）、天然气消费增长率（XG）与电力消费增长率（XE）都在10%的水平下呈现出显著性，并且煤炭、石油、天然气和电力消费增长率都通过了符号检验，表明这四个因素会显著地促进经济增长，而不是相反。根据四个变量系数的大小，得出我国经济增长过程中的能源支持，首先是煤炭，其次是电力，然后是石油和天然气。
2结论与建议
通过上文的实证分析可以看出，消费煤炭等不可再生资源依旧是我国经济增长的主要来源，我国经济发展过程中高耗能、低能效的现象还是十分突出，坚持开发新能源、降低污染依旧是我国经济发展的重中之重。另一方面，能源制约经济发展这一瓶颈问题始终得不到有效改善也与能源消费结构相关，为了解决这一问题必须加大力度开发可再生清洁能源与新能源，如水电资源、风电、核电等。坚持可持续发展就应该改善我国低效的能源消费结构，拓展能源的来源，降低污染排放，提高能源的利用效率。首先，国家应该坚定经济转型的思路，把我国传统的粗放型工业经济一步一步调整为集约型经济，要把节约资源和有效的利用现有能源作为经济转型过程中的既定目标，只有坚持走这条道路才能又快又好的转变经济增长方式，实现这一目标势必要求我们节能降耗。
第二，加快产业结构的优化升级，以科技等新兴产业发展为主线的第三产业结构将会改变现有的能源消费结构，尽可能的降低不可再生资源的过度开发和利用。限制能源消耗高、利用资源和生产的效率均低、污染排放高的产业发展，进一步发展第二、三产业，促使产业结构优化升级，大力推进能源消费结构的转变，坚决淘汰严重耗费能源和污染环境的产业。现今的经济发展受金融危机影响，经济增长速度变缓，要稳定经济增速，平稳发展路径就必须走出高投入、高消耗、高排放、低效率的发展误区，开辟崭新的能源消费模式。
建立能源供需预警系统，建立全社会可持续发展能源需求目标管理系统，探索一条适合可持续发展的能源消费模式，对能源需求进行合理引导和管理，合理控制能源消费总量，是落实全面、协调、可持续的科学发展观的具体体现。■如果不加快能源行业体制改革的步伐，不打破垄断，构建政府监管下的开放、竞争、有序的能源市场体系，就会给低效率、高污染的能源建设项目提供发展的空间，带来不利于社会效益和环境保护的后果.■在经济体制改革没有到位，环境成本、社会成本不能内部化的情况下，要探索新的机制保证新投产的项目符合节能和环保标准，是我们必须解决的一大难题。2011年上半年能源形势回顾2002年下半年以来，我国能源供求关系发生了重大变化，能源供不应求的局面再度出现。据统计，2003年全国有21个省市拉闸限电，今年第一季度，我国拉闸限电的省市扩大到23个，预计今年夏天拉闸限电现象还将更严重；受运输能力的限制，陕西、山西等产煤大省出现供煤不足的情况，也加剧了能源供求矛盾；煤炭供应不足，使得缺煤少油的东南沿海地区不得不依靠柴油机组发电，又使一些地方的油品供应紧张起来。上述连锁反应已对我国经济的稳定持续增长带来了很大冲击。当前我国能源供求紧张主要表现在电力上。2003年，全社会用电量达18910亿千瓦时，比上年增长15.8%；2011年上半年，我国电力需求继续高速增长，1－4月份全社会用电量达6500亿KWH，同比增长16.1%，用电紧张进一步加剧。随着夏季用电高峰的临近，全国用电负荷仍持续攀升。预计全年电力需求为20910亿KWH，比上年增长11%左右；而同期电源投产容量将相对不足，估计全年有2000万KW以上缺口，全国电力供需形势将比2003年更为严峻。造成我国能源供求紧张的原因是多方面的，一方面在于近两三年拉动我国经济增长的钢铁、水泥、电解铝等高能耗行业发展过于迅猛，这些行业的电力消费占全国电力总消费的30%左右，而符合新型工业化要求的产业投资增速不快或不足；居民消费结构升级换代，使得"住"、"行"能源消耗增多，如2003年北京地区电力负荷833万千瓦，而盛夏季节的总空调负荷约300－400万千瓦，空调用电占全市总用电量的7－10%；另一方面，与前几年能源建设速度趋缓也有相当关系。如2000年以来我国电力工业开始提速发展，2003年全国发电装机容量达到38450万千瓦，与2000年相比，增长了20.4%，但同期电力需求却增长40.4%。上半年政府在能源消费领域采取的新举措及其效果（一）举措为了保证国民经济的长期、平稳、快速发展，2003年下半年以来，我国政府适时进行宏观调控，与能源消费领域相关的政策措施和活动主要包括：1、自去年以来，我国政府进一步强化了土地审批手续和银行贷款条件，充分利用土地政策和金融政策。如：国务院4月份通知，决定适当提高钢铁、电解铝、水泥、房地产开发固定资产投资项目资本金比例。钢铁由25%及以上提高到40%及以上；水泥、电解铝、房地产开发（不含经济适用房项目）均由20%及以上提高到35%及以上。提高市场准入门槛，抑制部分高耗能行业的盲目投资和低水平重复，目的是减少不合理的能源需求。国家发改委等9部委2011年5月联合发文，要求各地暂停审批新的焦炭生产项目，遏制焦炭行业的无序扩张。2、2003年10月12日我国政府《财政部、税务总局关于调整出口退税率的通知》，规定自2011年1
日前，国家发改委主任马凯表示，中国将加快研究制定鼓励发展节能车型的财税政策。目前，我国排量在1.0L以下的微型轿车税率为3%，排量为1.0L到2.2L普通轿车的税率为5%，排量2.2L以上的高级轿车税率为8%。根据财政部透露的信息，可能完全取消1.0L小排量车的消费税，而大幅度增加2.2L以上大排量车的税率，预计最高可能达到27％。 国家的初衷是希望通过大幅度提高大排量消费税了遏制高耗油汽车的发展，引导消费行为，靠税制来控制石油资源消费增加过快的趋势。政府积极通过税收杠杆推动节能型社会的努力值得称赞。但是这一政策能否达到有效遏制大排量汽车的消费和控制燃油消费增长问题，还值得大家进一步讨论。 媒体最近提供了一组数据显示，美国每辆汽车（不含农用车和摩托车）每年消是1.8吨燃油，欧盟1.5吨，日本只有1.1吨，而中国竟然高达2.3吨。美国汽车尽管排量远远大于世界其他国家，汽车平均行驶距离也比较远，但是汽车饱有量高，一个家庭平均拥有两辆以上汽车，这就导致使用率比较低。欧盟的汽车尺寸和排量都比较小，单程行驶距离也比较远，但汽车饱有量相对低于美国，致使使用率略高于美国。日本汽车比较节油，每个家庭平均只有一辆汽车，而且日本家庭的汽车使用率非常低，许多家庭仅在周末使用，所以被形容为“是为了看的汽车”，每辆汽车的燃油消耗低也就并不奇怪了。但是，虽然中国家庭的汽车饱有量更低，但排量甚至比日本、欧洲更小，由于收入限制，使用率虽然高于日本，但比许多国家要低，所以中国家庭的汽车不论如何也不可能消耗2.3吨燃料。 计算一下就可以知道，一辆中国典型的家庭轿车，例如：排量1.0的夏利或者1.4的POLO，百公里平均油耗约6公升，要想一年消耗2.3吨油，365天每天不停，平均日需要行驶130公里，一年支出1.2万元的汽油费，这是不可思议的。即便是一辆排量1.8的帕萨特或2.3的本田雅阁。百公里平均油耗11公升，每天也要行驶70～80公里，所以家庭轿车不可能是造成中国单车油耗高的主要原因。那么是什么原因导致中国每辆汽车平均消耗2.3吨油？其实你到中国的各级政府机构和国有企业院子里去看一看，就会一目了然。 政府机构和国有企业，特别是一些垄断企业，不仅车子多、排量大；而且，有专职司机，汽车的利用率极高，每日行驶里程也多得出奇。虽然中国的汽车不是世界最多，但可以肯定，中国的公车世界之最，因为中国行政管理系统的层次之多、机构之多是人类有史以来仅见的。虽然中国只是一个人均刚刚超过1000美元的发展中国家，除了一些产油国和美国警察以外，中国公车的品质和排量恐怕也是世界少见的。为什么会出现这种局面，因为中国的政府官员和国有企业领导并不需要为购车支出和燃油费用担心，多年来政府税收远远高于GDP增幅，政府的资金十分充足。即便政府没有钱，也会有企业积极帮助代交。 因此，我们不得不置疑，通过增加大排量汽车的消费税能否达到有效遏制高耗油汽车的发展。凯蒂拉克从来没有在美国境外生产，但是他们选种了中国，奔驰和宝马也将在中国生产，这些只考虑性能，不关注油耗的汽车为什么都看中了中国？难道他们是希望将这些车销售给中国一部分“先富起来”的个体户？其实，行内人都明白，他们都寄希望重演“奥迪”公司的“春天的故事”，因为只要成为“国产品牌”，哪怕仅仅是组装一下，就可以名正言顺地以极为理想的价格，大量销售给购买力极强的中国各级政府机构和国有企业，这才是他们真正的市场目标。 排量限制对于未来购买者或汽车制造者也不是一个不可逾越的难题，奥迪2.0T增压涡轮发动机已经可以达到200马力，性能指标比老款A6的2.8 V6的发动机还要强劲，虽然不见得比奥迪2.8省油，但可以避税。同样的技术其他厂家也能提供，如果一个增压涡轮还不能满足动力要求，厂家可以装两个，至少可以再增加30～40马力。可见，按照排量限制汽车等级以达到节油目的是不科学的。即便国家决心限制高油耗汽车，也应该以实际油耗为标准，通过指定机构按照统一规范测定，而不应该以排量为指标。 “能源短缺催生智慧型政府”，世界经历了两次能源危机之后，各国政府都创造性地制定了一系列的法律、
■建立能源供需预警系统，建立全社会可持续发展能源需求目标管理系统，探索一条适合可持续发展的能源消费模式，对能源需求进行合理引导和管理，合理控制能源消费总量，是落实全面、协调、可持续的科学发展观的具体体现。■如果不加快能源行业体制改革的步伐，不打破垄断，构建政府监管下的开放、竞争、有序的能源市场体系，就会给低效率、高污染的能源建设项目提供发展的空间，带来不利于社会效益和环境保护的后果.■在经济体制改革没有到位，环境成本、社会成本不能内部化的情况下，要探索新的机制保证新投产的项目符合节能和环保标准，是我们必须解决的一大难题。2011年上半年能源形势回顾2002年下半年以来，我国能源供求关系发生了重大变化，能源供不应求的局面再度出现。据统计，2003年全国有21个省市拉闸限电，今年第一季度，我国拉闸限电的省市扩大到23个，预计今年夏天拉闸限电现象还将更严重；受运输能力的限制，陕西、山西等产煤大省出现供煤不足的情况，也加剧了能源供求矛盾；煤炭供应不足，使得缺煤少油的东南沿海地区不得不依靠柴油机组发电，又使一些地方的油品供应紧张起来。上述连锁反应已对我国经济的稳定持续增长带来了很大冲击。当前我国能源供求紧张主要表现在电力上。2003年，全社会用电量达18910亿千瓦时，比上年增长15.8%；2011年上半年，我国电力需求继续高速增长，1－4月份全社会用电量达6500亿KWH，同比增长16.1%，用电紧张进一步加剧。随着夏季用电高峰的临近，全国用电负荷仍持续攀升。预计全年电力需求为20910亿KWH，比上年增长11%左右；而同期电源投产容量将相对不足，估计全年有2000万KW以上缺口，全国电力供需形势将比2003年更为严峻。造成我国能源供求紧张的原因是多方面的，一方面在于近两三年拉动我国经济增长的钢铁、水泥、电解铝等高能耗行业发展过于迅猛，这些行业的电力消费占全国电力总消费的30%左右，而符合新型工业化要求的产业投资增速不快或不足；居民消费结构升级换代，使得"住"、"行"能源消耗增多，如2003年北京地区电力负荷833万千瓦，而盛夏季节的总空调负荷约300－400万千瓦，空调用电占全市总用电量的7－10%；另一方面，与前几年能源建设速度趋缓也有相当关系。如2000年以来我国电力工业开始提速发展，2003年全国发电装机容量达到38450万千瓦，与2000年相比，增长了20.4%，但同期电力需求却增长40.4%。上半年政府在能源消费领域采取的新举措及其效果（一）举措为了保证国民经济的长期、平稳、快速发展，2003年下半年以来，我国政府适时进行宏观调控，与能源消费领域相关的政策措施和活动主要包括：1、自去年以来，我国政府进一步强化了土地审批手续和银行贷款条件，充分利用土地政策和金融政策。如：国务院4月份通知，决定适当提高钢铁、电解铝、水泥、房地产开发固定资产投资项目资本金比例。钢铁由25%及以上提高到40%及以上；水泥、电解铝、房地产开发（不含经济适用房项目）均由20%及以上提高到35%及以上。提高市场准入门槛，抑制部分高耗能行业的盲目投资和低水平重复，目的是减少不合理的能源需求。国家发改委等9部委2011年5月联合发文，要求各地暂停审批新的焦炭生产项目，遏制焦炭行业的无序扩张。2、2003年10月12日我国政府《财政部、税务总局关于调整出口退税率的通知》，规定自2011年1月1
关键词 能源缺口；能源安全；新能源；能源供求
中图分类号 F206 文献标识码 A 文章编号 1002—2104（2012）10—0137—07 doi：10.3969/j.issn.1002—2104.2012.10.020
能源最优利用问题的研究始于自然资源经济学的创始人霍特林（Hotelling）于1931年提出的“霍特林法则（Hotellings Rule）”：为了确保不可再生能源利用的效用最大化，能源价格增长的速度应该等于社会贴现率[1] 。1970年代的石油危机引发了西方学者对这一问题的新一轮研究热潮，主要的成果体现在理论方面，许多学者利用动态最优化理论和不确定性等理论工具，将霍特林所开创的研究领域的广度和深度都进行了拓展[3—9]。但是，霍特林所得出的确保能源最优消费的核心结论并没有被动摇，而是得以发展为各种不同的表现形式，同时也得到了更多的实证检验[2，10]。进入21世纪以来，随着中国经济的快速发展，不断增长的能源消费需求与较低水平的能源占有量之间的矛盾已成为制约国民经济快速发展的一个重要问题。“有水快流”式的粗放开发模式、较高的石油对外依存度以及相对较低的新能源和可再生能源的利用水平是当前中国能源利用中的三大问题。虽然国内学者也就能源紧缺问题做了大量研究，但目前的研究主要集中在对国内能源供需水平的数值测算和预测[13—14]以及政策分析等层面[11，14]，而针对当前能源利用中的主要矛盾从理论高度分析能源开发利用问题的研究还比较缺乏。本文通过建立严谨的数理模型框架，针对前述能源利用中的主要问题，阐明中国“能源缺口”的成因，并从理论上分析两种根本上消除中国“能源缺口”的可行办法：发展新能源，以及提高能源利用效率。本文的理论分析可以帮助我们加深对中国能源问题的理解，同时也为今后进一步的实证分析提供了相应的理论依据。
1 理论分析：基本模型的建立
“能源安全”是一个综合概念，包括能源生产安全、消费安全、运输安全等等方面。本文着重从能源消费安全方面进行分析，即能否在经济体可承受的合理价格之下，持续、足量地满足经济体的能源需求。近年来，对能源安全的探讨扩展到使用安全方面，即能源使用不能对人们赖以生存的环境造成破坏。对于世界上多数能源消费大国来说，保障能源持续、及时和足量地满足国民经济和社会发展的需要，并且保持价格的可接受性，成为了一项重要的政治和经济任务。
为了从经济层面更好地量化“能源安全”这一指标，本文用“能源最优消费路径缺口”的大小来表现“能源安全”的严重程度。在下面的分析中，“能源最优消费路径缺口”（以下简称“能源缺口”）的定义为，在至少满足每一时期最基本能源消费需求的前提下，为了保证能源消费的社会福利最大化，由能源最优消费路径所决定的能源消费量与维持一定产出所必须的最低能源消费量之间的差距。建模过程中未涉及开采成本因素。具体地，我们可以用以下公式来表示“能源缺口”的大小：
能源缺口（t）=维持一定产出所必须的最低能源消费量—能源最优消费量
（1）
这里括号中的t意为第t个时期。能源缺口的数值越大，说明按照最优路径求出的能源最优消费量较能源最低要求消费量之间的差距越大，因而能源供给的形势越严峻，“能源安全”的程度也就越低。式中的能源最优消费量很可能与能源实际消费量并不相同，因而此处我们定义的“能源最优消费缺口”与国内学者分析时常用的“能源缺口”（能源的实际需求量高出实际供给量之间的差额）的概念并不相同。
张生玲等：中国能源安全分析：基于最优消费路径视角
3）
这样的需求函数形式与一些学者的实证结果相符合。如Cooper（2003）和滕泰等（2006）的实证结果表明，包括中国在内的主要经济体的石油价格弹性都非常低，因此可以设定两个时期的线性能源消费需求函数的斜率不变[12—15]。此外，根据Cooper的测算，石油需求的长期需求弹性要高于短期需求弹性。较高的长期需求弹性可能反映了化石能源利用效率的提高和新能源得以更广泛地利用后对化石能源依赖性的降低。当未来时期的需求不确定性z>0时，根据我们的需求函数得出的长期需求价格弹性就会比短期需求价格弹性更高。
在供给方面，能源总供给量由三个方面共同决定：国内能源总储量Q，当期能源进口量Qim1和未来时期能源进口量（1—x）Qim2。国内能源总储量是一定的，当期能源进口量也已经确定，唯一存在不确定性的就是未来时期能源进口的数量。这里用x表示未来时期能源进口的风险因子，Qim2为未来时期潜在能源进口最大可能水平。X的取值范围介于0和1之间。因而两个时期能源消费的约束条件为
（4）
【关键词】经济增长 能源消费 研究现状
一、引言
1973年爆发的“石油危机”，促使人们开始关注能源消费与经济增长关系的研究。能源是国家的经济命脉，也是一国经济发展的物质基础。在经济增长中，对于能源的消费占主要地位。因此在能源消费的制约下，我们应研究如何保障经济持续增长，正确认识经济增长与能源消费之间的关系。
二、国外研究现状
国外真正对能源经济问题的研究最具代表性的是梅多斯等人，在《增长与极限》一文中，他着重强调了能源对经济增长和社会发展的制约作用，通过研究世界人口、工业发展、污染、粮食生产和资源消耗五种因素之间的变动和相互关系，建立了“世界末日模型”，结论是如果维持现有的人口增长率和资源消耗速度不变的话，世界资源将会耗竭。之后的两次石油危机印证的梅多斯等人的结论。
（一） 国外研究的结果，可以根据其经济增长理论基础的差异分为技术内生和外生。在假定外生的技术进步研究中， Dasgupta and Heal 拓展的Ramsey模型得出在最优的增长路径上最终能源消费将减少。Nordhaus在经济增长模型中考虑了技术进步对可耗竭资源约束作用的弥补，并对技术进步的增长率施加了限制，从而实现了经济的可持续增长。
（二）Bovenberg假定技术进步是内生的，并在内生经济增长模型中加入环境这一因素，分析了环境政策对短期和长期经济增长的影响，以及这两种影响之间存在的差异。Grimaud and Rouge在内生增长模型中包括了可耗竭资源，并假设技术的进步取决于用于研发的劳动力和已有创新，对最优的经济增长路径进行分析。Grimaud and Rouge将生产部门分为最终产品部门和研发部门，假设了简单的内生技术进步，分析了污染、技术进步和经济增长之间的关系。
（三）国外学者选用不同的时间序列对能源消费和经济增长之间的关系进行了分析。研究的结果显示，GDP和能源消费存在着单向因果关系，双向因果关系，反向因果关系、不存在因果关系以及协整关系。
Kraft进行的实证研究和Erol对英国、法国等国的分析得出GDP与能源消费间存在单向因果关系；Erol的分析得出菲律宾和泰国的能源消费与GDP之间存在双向的因果关系。George采用希腊1960-1996年能源消费、GDP和CPI的数据，证明了其存在双向因果关系。Masih在一个多元计量经济模型框架内发现，印度尼西亚的GDP与能源消费存在反向因果关系；在Kraft的研究之上，Yu将样本空间从1974年扩展至1979，却发现GNP和能源消费之间并不存在因果关系。Stern使用单方程静态协整分析法以及多元动态协整分析法进行实证研究并发现了长期均衡关系。Soytas着重研究了韩国、日本等G7国家发现能源消费和GDP之间存在协整关系。
三、国内研究现状
能源问题一直是我国经济发展中的焦点和热点问题，最新资料表明，中国已经成为全球第二大能源消费国，是世界上能源消费增长最快的国家。国内经济增长与能源消费的相关性研究从定性和定量两方面展开。
（一）在定性方面，赵嫒认为，一个国家或地区国民经经济的增长速度同能源消费增长速度保持上正比例关系。隗斌贤则认为能源与经济增长的关系主要体现为两个方面：一是经济增长对能源的依赖性，二是能源的发展以经济增长为前提。
（二）在定量方面，我国学者的研究大多基于传统经济理论模型的扩展。赵丽霞和魏巍贤采用多变量的自回归方法，将能源作为新变量引入Cobb ―Douglas生产函数，得出我国能源消费与经济增长呈正相关的结论。赵进文，范继涛率先将非线性STR模型技术应用于此研究，得出我国经济增长对能源消费的影响具有非线性特征，经济增长对能源消费影响具有非对称性，以及经济增长对能源消费有明显的阶段性特征。欧晓万运用协整理论对我国1978～2006年的数据进行的分析表明经济增长与能源消费之间存在协整关系。
四、结论
以上文献的研究多数基于统计数据分析或者因果关系判断，总结得出能源消费与经济增长主要存在四种格兰杰因果关系：1）双向因果关系；2）单向因果关系；3）不存在因果关系；4）协整关系。
问题是，基于统计数据分析或者因果关系判断的分析方法，对于本来的指导意义不大，或者在短期内也许有效，但是当经济增长仍然按照原来的趋势发展下去的话，对于经济增长的长期趋势预测无能为力。事实上，越来越多的决策者意识到，利用这样的建模方式来分析问题，往往不仅不能够解决目前的问题，反而会使这些问题更加严重。
参考文献：
[1]欧晓万.经济增长与能源消费关系研究[J].经济研究，2008， 08.
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