中国区域能源利用效率与经济水平协调发展研究

　　摘要：能源资源的稀缺性和战略性不断增强，社会经济与提高能源效率协调一致发展日益受到重视。论文通过构建多指标综合评价体系，运用全局主成分分析方法对我国八大经济区经济发展水平（2000年-2010年）和能源效率水平（2000年-2009年）进行系统的评价，借助ArcGIS空间分析技术和协调发展评价模型对两者发展过程中的时空差异、演变特征及协调关系进行深入分析。研究表明：①中国区域经济发展和能源效率水平不断提高，经济发展和能源效率高水平区都呈线状分布，两者都具有由东部沿海向中西部内陆递减的趋势；②中国区域经济发展与能源利用效率的协调性不断增强，经济发展水平越高两者之间的协调度越高，高协调度区域表现出沿海、沿江分布的特点；③高协调度省区由点线状向线状和面状扩展，东部沿海、北部沿海、黄河中游和西北地区省份协调度增长最为明显，东北、长江中游、和西南地区省份也有所增长。

　　关键词：经济发展；能源效率；全局主成分分析；协调发展

　　1、引言

　　改革开放以来，中国经济保持持续快速增长，除特殊年份经济增长率长期居高不下，目前，中国已经成为仅次于美国的世界第二大经济体。2003年中国经济发展迎来“缪尔达尔转折点”，区域经济发展水平差距不断拉大，目前中国经济发展仍在这个重要转折点上徘徊而难以跨越。随着经济快速发展，中国能源消耗日益攀升。自2000年起，中国年均能源消费以高于10%的速度迅速增长，2010年中国能源消费总量增长1.23倍达到32.49亿t标准煤。预计2035年中国的能源消费将比第二大能源消费国美国的能源消费高出将近70%。在保持经济快速发展的同时提高能效显得尤为重要。

　　随着能源资源的重要性日益增加以及资源短缺，能源消费受到广泛关注。能源消费的最终目的是服务于经济发展和人民生活的需要，因此关于能源消费与经济发展的关系，特别是能源消费与经济增长的因果关系取得了比较丰富的研究成果。相关研究成果可分为四类，即认为两者之间具有单向因果关系，双向因果和协整关系，不存在因果关系或不存在显著因果关系，基于不同时间、空间、能源种类的复杂性和变化性因果关系。上述研究基本都选用GDP和能源消费总量这两项单一化指标验证经济增长与能源消费的因果关系以及其时空变化，在王迪的研究中选用了非单一化指标，但对指标的选取仍然不能全面和完整地反映经济发展水平和能源效率水平。鉴于此，本文通过构建多指标综合评价体系，对我国八大经济区经济发展水平和能源效率水平进行系统评价，并对其发展过程中的时空差异特征及协调关系进行深入分析，以期为相关研究的深入和政策制定提供一定参考借鉴。

　　国务院发展研究中心指出传统的区域划分方法已经不合时宜，基于资源优势、基础条件、继承发展和改革创新，在《地区协调发展的战略和政策》报告中提出八大综合经济区的区域划分设想。即东北综合经济区辽宁、吉林、黑龙江；北部沿海综合经济区北京、天津、河北、山东；东部沿海综合经济区上海、江苏、浙江；南部沿海经济区福建、广东、海南；黄河中游综合经济区陕西、山西、河南、内蒙古；长江中游综合经济区湖北、湖南、江西、安徽；大西南综合经济区云南、贵州、四川、重庆、广西；大西北综合经济区甘肃、青海、宁夏、西藏、新疆。本文基于国务院发展研究中心发布的八大综合经济区区域划分方法，对中国能源利用效率与经济协调发展的水平进行研究。

　　2、研究方法

　　2.1全局主成分分析

　　主成分分析是考察多个变量间相关性的一种多元统计方法。运用主成分分析方法可以进行数据压缩并对相关数据做出解释，它从原始变量中导出少数几个主成分量，使它们尽可能多地保留原始变量的信息，且彼此间互不相关。全局主成分分析是通过建立时序立体数据表，在传统的主成分分析的基础上对指标、空间、时间三维时序立体数据进行分析，避免对每张数据表分别进行主成分分析时造成数据无法比较的缺陷。将所统计年份的数据表按时间纵向展开形成一张全局时序立体数据表，然后再运用SPSS18.0统计软件对该全局时序立体表中的数据做经典主成分分析。当前n个主成分的累计贡献率≥85%时，则表示前n个主成分基本包含全部测量指标所具有信息。用公式表示为：Sj=λ1λ1+λ2+....+λnF1+λ2λ1+λ2+...+λnF2+....+λnλ1+λ2+...+λnFn（1）式中Sj为某年度第j个评价单元的综合因子得分，代表该区的综合评价水平值，当Sj为正值时表明其评价水平高于评价范围内的平均水平，为负值时表明要低于评价范围内的平均水平；Fn为累计贡献率≥85%的前n个主成分的得分；λn为累计贡献率≥85%的前n个主成分的贡献率（初始特征值），0<λn≤1。

　　2.2协调发展评价模型

　　协调度可定量化的反映系统或系统内部要素之间在发展过程中的协调状况，为系统由无序走向有序提供量化参考。当前中国社会经济发展对提高能效提出更高要求，经济发展水平与能源利用效率的协调状况很大程度上反映了社会发展的先进程度，协调度越高，两个系统的协调状况越好，反之两者越不协调。协调度的计算公式为：C=[4×f(x)g(y)]2[f(x)+g(y)]4×f(x)+g(y)2（2）式中C代表经济发展水平与能源利用效率的协调度；f(x)、g(y)分别为经济发展水平和能源利用效率水平的综合评价值。协调度C的取值介于0~1之间，当C=1时，经济发展与能源利用效率实现最佳协调，C越趋向于0，经济发展与能源利用效率的耦合度越小，两者越不协调。

　　3、指标选取与数据来源

　　3.1指标选取

　　指标选取对于做出客观合理的评价至关重要，现阶段不同尺度范围的经济水平评价大多基于经济规模、经济效益、经济结构和生活质量。本文对八大经济区经济发展水平进行评价时，在考虑上述评价指标的基础上，同时加入了反映当前和未来经济发展潜力的可持续性指标。目前，对能源效率进行定量评价的研究较为少见，本文通过梳理近期关于能源效率的研究成果，结合有关专家的意见，同时考虑指标数据的可获取性，选取如下能源效率评价指标。

　　3.2数据来源

　　本文采用的相关数据均来自于历年《中国统计年鉴》（2001年-2011年）和《中国能源统计年鉴》（2001年-2010年）（缺少西藏、香港、澳门和台湾地区数据，其不包括在该评价范围之内）。能源利用效率评价中万元GDP能源消耗、万元工业产值能源消耗、单位固定资产投资能源消耗、人均生活二氧化硫排放和人均生活烟尘排放为反向指标，因此进行方法分析前需首先对上述指标数据取倒数值。

　　4、中国经济发展与能源

　　利用效率水平的时空演变特征分析基于本文构建的经济发展水平评价指标体系和能源效率水平评价指标体系，运用全局主成分分析方法对各经济区经济发展和能源利用效率水平进行评价，得到中国各区域经济发展水平指数和能效水平指数。基于上述评价指数，对中国各经济区经济发展与能源利用效率水平的时空演变特征进行分析。

　　4.1时间演变特征

　　总体而言，2000年-2010年中国各地区经济发展水平呈明显的上升状态，较之其它经济区，东部沿海和北部沿海综合经济区经济发展水平占据绝对优势地位，大致表现为东部沿海综合经济区>北部沿海综合经济区>南部沿海经济区>东北综合经济区>黄河中游综合经济区>长江中游、大西南和大西北综合经济区。八大经济区中大西北综合经济区的经济发展出现小幅波动，其它经济区基本处于稳步上升的态势。根据中国各区域经济发展水平评价指数，可以看出，2006年-2010年中国各地区的经济发展明显加快，其中东部沿海和北部沿海综合经济区的经济发展最快，经济发展水平综合评价值分别增长一倍多，由1.31和1.06上升至2.65和2.57，与其它经济区之间的差距不断拉大。

　　2000年-2009年中国各地区能源效率总体处于上升状态。八大经济区能源效率水平存在一定地域差异，大致表现为东部沿海综合经济区>南部沿海经济区>北部沿海经济区>长江中游综合经济区>东北综合经济区>大西南综合经济区>黄河中游综合经济区>大西北综合经济区，东北、大西南、黄河中游和大西北综合经济区能源效率水平最低，总体上处于全国平均水平之下，但同其它经济区一样具有较快的增长速度。2000年-2009年，较之北方地区南方地区在提高能源效率方面更具活力。

　　4.2空间分布特征

　　以2009年中国八大经济区经济发展和能源效率水平的评价值为基底数据，运用ArcGIS软件进行评价水平等级的划分，得出中国经济水平与能源效率水平的空间布局特征。从图5可以看出，东部沿海和北部沿海综合经济区的经济发展水平最高，南部沿海经济区、东北和黄河中游综合经济区的经济发展水平次之，长江中游、大西北和大西南综合经济区的经济发展水平最低。如图6所示，南部沿海经济区、东部和北部沿海综合经济区的能源效率水平最高，其次为长江中游和东北综合经济区，大西南、黄河中游和大西北综合经济区位居末位。从空间布局上看，经济发展和能源效率高水平区都呈线状分布，两者的水平都具有由东部沿海向中西部内陆递减的趋势。

　　5、中国能源利用效率与经济发展水平协调度分析

　　社会经济不断向前发展，一系列与可持续发展目标严重不符的资源环境问题随之出现，日益严重的资源环境问题对能源利用效率提出更高要求，反过来高能源利用效率又成为社会经济发展的引擎加速器，两者在相互作用过程中具有内在的协调需求。

　　5.1中国能源利用效率与经济发展协调度时间演进态势

　　运用全局主成分分析方法对经济发展和能源利用效率水平进行评价，得到的评价结果为各区域的相对值，而非绝对值，鉴于存在负值，在进行协调分析之前，先对两者的综合评价值进行极值标准化处理。对经过标准化处理后的数据运用上述协调度计算公式（2），得出2000年-2009年中国各经济区经济发展与能源利用效率的协调度。中国各经济区经济发展与能源利用效率协调度总体呈正向发展趋势，两者间协调性不断增强。

　　随着我国社会经济快速发展，资源环境问题越来越突出，中央、地方和企业对节能减排工作高度重视，不断加强技术进步支持，稳步提升我国能源利用效率，使之与社会经济发展相协调。东部沿海、北部沿海、南部沿海和东北四大综合经济区的经济发展与能源效率协调度保持稳步相似比例上涨，东部沿海和北部沿海综合经济区的协调度最高，南部沿海经济区和东北综合经济区的协调度居中，黄河中游、长江中游、大西南和大西北综合经济区的协调度最低，且相互间差异不大，其中大西北综合经济区经济发展与能源效率的协调度表现出小幅波动性。总体来看，经济发展与能源效率的协调度同经济发展水平之间具有极高的相关性，经济发展水平越高两者之间的协调度越高。

　　2000年-2009年中国经济发展与能源效率的协调度大幅增加，各经济区协调度的增加值均在0.4以上，其中黄河中游综合经济区的增加值最高为0.67，大西北、大西南、长江中游和南部沿海经济区的增加值次之，介于0.51~0.57之间，北部沿海、东部沿海和东北综合经济区的增加值最低，介于0.4~0.5之间。经济发展低水平经济区比高水平经济区表现出更高的协调度增加值，虽然具有更多局限性，但经济发展相对落后地区也极为重视促发展和促能效的协调一致性。