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第五节
城镇化对能源消费影响的研究综述

在城镇化对能源消费的影响研究中,学者们研究了城镇化与能源消费的关系、城镇化影响能源消费的具体路径,城镇化对工业能源消费和居民生活能源消费的影响。

一 城镇化与能源消费的关系

1.城镇化发展增加了能源消费

Sathaye & Meyers(1985)认为,城镇化影响了能源配置和消费方式,促进居民收入水平提高和生活方式转变,使居民实现了由传统能源向现代化能源的变迁,在提高能源使用效率的同时降低了能源消费总量,但城镇居民家用电器的普及却增加了能源消费总量。Jones(1991)利用国家层面的面板数据进行实证研究,发现城镇化发展与能源消耗成正比。Parikh & Shukla(1992)使用发展中国家和发达国家1965—1987年数据,发现能源消费的城镇化弹性大致在0.28—0.47。York(2007)分析了欧盟国家多年能源消费的决定因素,发现能源消费的城镇化弹性大致在0.29—0.56,收入弹性在0.52—0.69。Vringer等人(2007)研究了家庭收入水平与能源消费之间的关系,发现相比低收入者,高收入家庭往往消费更多的能源。Mishra等人(2009)发现城镇化和能源消费之间的正相关关系在发达国家和发展中国家都非常明显。Liddle & Lung(2010)使用STIRPAT模型和17个发达国家在1960—2005年数据,发现城镇化与居民生活能源消费呈正相关关系。Clement & Schultz(2011)表示美国1960—1990年石油消费随着城市化和经济增长而增加,其中影响最大的是人口因素。城市化发展水平更高的州的能源消耗会超过人口密度较低的州。Bakirtas & Akpolat(2018)利用1971—2014年新兴市场国家的数据,证明存在城市化影响能源消费的单向因果关系。

在我国,Shen等人(2005)利用时间序列数据的研究发现我国城镇化发展与石油、煤炭、天然气等传统能源消费之间的相关系数高达0.7,而且能源消耗越剧烈带来的经济效应越突出。刘耀彬(2007)、许冬兰和李琰(2010)、袁晓玲等(2011)、刘露(2014)等都发现城镇化和能源消费之间存在长期均衡的协整关系。张雷和黄园淅(2010)、张力和田大钢(2013)指出能源消费结构没有与城镇化水平同步演进,能源产出效率提高有限,甚至出现一定程度的倒退,因此城镇化发展增加了能源消费。张传平和周倩倩(2013)以1980—2011年的时间序列为研究对象,利用协整模型和误差修正模型,实证分析了我国能源消费与城镇化水平等主要影响因素之间的长期均衡和短期波动关系,得出我国能源消费总量与城镇化水平之间存在协整关系,并且长期内城镇化水平变动对能源消费产生正向影响。周敏等(2018)认为人口扩张与经济增长导致城镇化扩大了能源消费,但趋势减弱。

2.城镇化缓解甚至降低了能源需求

Sathaye & Meyers(1985)认为城镇化导致居民收入增加和生活方式改变,会提高能源利用效率。Wei等人(2003)提出城镇化可优化产业组织结构、产品结构,提高资源配置效率,降低能源消费。Richard等人(1993)和Gates & Yin(2004)认为城镇化导致能源消费结构发生转变,从而提高了能源利用效率。Pachauri & Jiang(2008)的研究表明,由于低效固态燃烧能源(如生物质和原煤)向清洁、高效能源(如天然气、电力等)的转变,使得城镇的人均能源消费要低于农村。Poumanyvong & Kaneko(2010)使用99个国家1975—2005年数据,发现城镇化对能源消费的影响随经济发展阶段呈现不同特征。DeFries & Pandey(2009)利用20世纪90年代和21世纪前十年现有人口普查数据研究了印度的城市化、家庭能源和森林覆盖之间的关系,发现城镇化会鼓励更多地利用现代更有效率的紧凑能源代替传统能源,并能提高公共设施利用率。

成金华等(2009)、刘洪昌和武博(2010)、许力飞(2014)等都认为城镇化可以改善能源消费结构、降低能源消费强度、提高能源利用效率。王晓岭等(2012)基于1990—2009年时间序列数据发现城镇化水平的提高对能源强度的下降具有较强的促进作用。Liu(2013)认为城镇化进程的加速减少了经济对能源密集型产业的过度依赖,导致能源消费下降。Wang(2013)认为城镇化中的规模经济和技术优势降低了能源消费。

3.城镇化对能源消费的影响存在异质性

一些学者认为二者关系复杂,应该分地区分类型讨论。很多学者强调城镇化对能源消费的影响依赖于城镇化的特定特征,国外学者认为城市化发展阶段(Nakicenovic等人,2000)、城市发展模式(Poumanyvong & Kaneko,2010)、城市居民收入和发展水平(Al-mulali等人,2013)、城市发展形态(Salim & Shafiei,2014)等因素都导致城镇化对能源消费影响的差异性。而在我国,刘耀彬(2007)、王妍和石敏俊(2009)、成金华等(2013)也认为城镇化的不同阶段、不同区域、不同发展水平以及人口规模、城市机制和城市形态的不同都会导致城镇化进程中的能源消费出现较大差别。

Liu(2009)发现,城镇化对能源消费有正向影响,但由于产业结构改进和技术进步,其影响的重要性递减。王蕾和魏后凯(2014)的研究表明,在全国层面,我国城镇化、工业化对能源消费的净效应为正,并且城镇化的影响作用更加明显。东部、中部、西部地区城镇化对能源消费的净效应都为正,其中,中部地区影响程度最大,意味着中部地区城镇化转型面临的能源消费压力最大。程开明等(2016)认为当前城镇化提高了能耗强度,但是东、中、西部呈现出不同的模式。严翔等(2018)认为经济落后地区与经济发达地区的城镇化发展与传统能耗之间的关系较弱,而快速发展中的区域城镇化对能源消费依赖程度高。周敏等(2018)将城镇化影响能源消费的直接效应表现为扩张效应和质量效应,城镇化带来的人口聚集、需求增长、产业联动等变化导致能源消费增加,而产业技术人才聚集带来技术进步,促进了新能源的出现和应用;城镇化的扩张效应带来的促进作用和质量效应带来的抑制作用交替出现可能造成二者之间非线性关系。付云云和沈永昌(2019)利用2006—2016年全国30个省份的面板数据,运用PSTR模型进行深入研究,发现我国城镇化对能源消费存在先负后正的影响,即两者存在“U”形关系;人口因素对能源消费的促进作用最为明显,且弹性系数值最大,而经济发展和产业结构对能源消费的影响也不是单纯的线性关系,而是呈现倒“U”形关系;目前我国还处于城镇化对能源消费的影响为负的阶段。

李标等(2015)认为我国城镇化短期内降低但长期内提高了能源强度。关雪凌和周敏(2015)研究发现,城镇化的发展不仅能够带动经济增长,而且对能源消费有刺激和抑制的两重作用,二者之间符合环境库兹涅茨曲线的变化规律。程开明(2016)发现,科技创新会直接或间接地影响城镇化与生产、生活部门的能源要素需求,通过加大科技占比内容,能够优化城镇的能源消费结构。经济发展过程中消耗各类资源,会对生态环境造成一定压力,当压力达到能承受的最大值后会逐渐回落,即表现为环境库兹涅茨曲线。

而Jiang(2006)指出能源消费的主要影响因素是工业化,城镇化的影响并不显著。Sandusky(2013)认为城镇化对能源利用效率的影响结果并不确定。王珂英和张鸿武(2016)认为由于生产消费等经济活动的增加、高度集中化以及规模经济的综合作用,城镇化对能源强度的影响并不确定。

二 城镇化对能源消费的影响路径

城镇化可以通过改变社会结构、基础设施建设、地区间劳动、资本、技术等要素的流动方式来影响能源消费。Hackett等人(1991)指出,物质社会结构对能源消费有重大影响。Jones(1989)认为,城镇化是推动能源消费的主要力量,城镇化的迅速发展会影响到运输系统、城市煤气和电力分配系统等城市的基础设施规划,从而影响到能源消耗的增长率。Lutzenhiser等人(2002)的研究表明,能源使用的宏观模式受到财富和物质文化配置的强烈影响。Salim & Shafiei(2014)分析了OECD国家的数据,发现城镇化对不可再生能源消费具有正面影响,而人口密度对不可再生能源有负面影响。另外,多位学者还从经济增长和居民生活水平改善(Mishr,2009)、居民生活方式和家庭能源消费结构改变(Reiss & White,2005;O'Neill,2012)、基础设施建设、交通能源消费、商业能源消费、住宅能源消费(Banuri,2001;Poumanyvong等人,2012;Gates&Yin,2004;Salim & Shafiei,2014)、城市人口特征、城市密度、城市空间结构、城市规模(Parikh & Shukla,1995;Liddle,2004)等多方面分析了城镇化影响能源消费的渠道。

在我国,学者从人口城镇化、收入增加、贫困人口脱贫、生活方式转变、消费结构变化(耿海青等,2004;魏一鸣等,2007;傅崇辉等,2013;许力飞,2014)、城市建筑业、住宅、交通业的能源消费(黄成等,2005;仇保兴,2010;宁亚东等,2013)、城市密度化和紧凑度等城市发展形态(范进,2011;程开明,2011)、产业结构的变动(关雪凌、周敏,2015)等多个方面讨论了城镇化对能源消费的影响。

此外,肖宏伟(2014)利用空间计量模型测算了城镇化及其他影响因素对能源消费的影响程度,并将影响效应分解为直接效应和间接效应,研究得出区域间能源消费存在一定的示范效应,相邻区域能源消费减少1%,本区域能源消费减少0.458%。谢地和李梓旗(2019)选取了教育水平、技术进步水平和土地出让金收入作为人口城镇化、产业城镇化和土地城镇化的中介变量,并利用1995—2014年的省级面板数据建立中介效应模型进行实证检验,发现人口城镇化部分通过教育水平来影响能源消费,产业城镇化通过技术水平的变化对能源消费产生影响,而土地城镇化部分通过土地出让金收入影响能源消费。

三 城镇化对工业能源消费和居民生活能源消费的影响

1.城镇化对工业能源消费的影响

工业能源消费是能源消费中占比最大的一部分。城镇化发展会刺激对工业产能的需求,也会促进产业聚集、技术创新等,对工业能源的使用和能源效率都产生了显著影响。刘耀彬(2007)发现我国城镇化水平的持续提高是导致工业全要素能源效率改善的格兰杰因果原因,而工业全要素能源效率的增长却不是城镇化水平提高的直接推动原因。洪丽璇等(2011)对99个地级以上城市在2001—2006年工业能源消费变化量进行分解,发现经济规模扩大会导致城市工业能源消费快速增长。宋炜(2016)利用2000—2014年工业层面的数据估计城镇化对工业全要素能源效率的影响,发现城镇化率每提高1%会导致工业全要素能源效率提高1.21%。马海良等(2017)研究了长江经济带城镇化对工业能源消费的门槛效应,发现在城镇化发展前期,城镇化带来人口和资源的聚集,优化了资源的配置并提升了利用效率,从而抑制了工业能源消费;在城镇化发展到一定程度,城镇化的扩张推动工业化的迅速发展,促使资源能源过度消耗,增加工业能源消费。

2.城镇化对居民生活能源消费的影响

居民消费已成为仅次于工业的第二大能源消费领域。研究学者从宏观和微观两个方面分析了城镇化对居民直接和间接能源消费的影响。从宏观视角来看,冯玲等(2011)对1999—2007年我国城镇居民生活直接、间接能源消费进行测算,发现这一时期我国城镇居民人均生活总能耗逐年增加,而且间接能耗高于直接能耗。李艳梅和杨涛(2013)利用时间序列数据对城乡家庭直接能源消费的影响因素进行分析,发现在样本前期,能源消费强度下降与家庭规模缩小的节能效应大于消费水平提高导致的增能效应,而在后期情况正好相反。秦翊和侯莉(2013)利用投入产出法和宏观数据对1995—2010年城镇居民家庭间接能耗以及影响因素进行研究,发现居民可支配收入是影响城镇居民能源消费最重要的因素。樊静丽等(2015)探讨了2000—2011年城镇化对居民生活直接用能的影响,发现城镇化进程对东、中、西部和东北区域居民生活直接用能的贡献分别为4.25%、20.6%、4.1%、0.01%。王雪松等(2016)通过对居民间接CO 2 消费结构的研究发现随着城镇化的发展,居民消费从以食品为主导的消费转变为以食品、居住和交通为主导的消费。

Yang等人(2018)表明,城镇化对居民消费的影响在不同的人均收入阶段的城镇化阶段具有异质性。城镇化率的提高导致城乡居民用电量增加,特别是农村居民。沈可和史倩(2018)基于省级面板数据实证分析了人口结构与家庭规模对生活能源消费量的影响,发现城镇化率的提高与人均生活能耗之间存在“U”形关系,而老龄化趋势和家庭规模缩小对人均生活用能具有显著的促进作用。刘晓瑞和孙涛(2019)将城镇化分为人口城镇化和空间城镇化,基于我国30个省份的面板数据发现东部地区人口城镇化对人均能源消费水平的促进作用强于中、西部地区,但东部地区空间城镇化对人均能源消费水平的促进作用弱于中、西部地区。谢地和李梓旗(2019)从人口城镇化、产业城镇化和土地城镇化等视角,使用省级面板数据,以教育水平、技术进步水平和土地出让金收入为中介变量,分析了城镇化对能源消费总量及其结构影响的传导机制,发现不同测度视角下的城镇化水平对能源消费总量和消费结构的影响具有差异性的中介效应。

在微观视角方面,张妮妮等(2011)利用2005年我国9省农村固定观察点的样本数据,实证分析了我国农户生活能源消费模式的选择行为,发现家庭的收入、生产方式、受教育程度、所在区域、气候因素、房屋结构等都是影响农户生活能源消费模式变化的主要因素。刘静和朱立志(2011)基于调查数据,对河北、湖南、新疆三个地区农户能源消费进行分析,发现家庭人均财富、能源价格、能源可获得性以及户主受教育程度是影响农户能源消费和能源结构变化的主要因素。牛云翥等(2013)基于调查数据的分析发现黄土高原西部地区城乡居民家庭实物用能量不存在显著差异,但是从大中城市、县城到农村的有效用能呈现明显的阶梯下降的特征。孙岩和江凌(2013)通过调查数据研究了沈阳市和大连市的家庭能源消费行为,发现具有所在城市、性别、年龄、家庭人口数、家庭类型、家庭收入等不同特征的家庭,其能源消费也存在异质性。傅崇辉等(2013)基于调查数据和宏观数据对生活能源消费与人口敏感性之间的关系进行理论建模和实证检验,发现人口自然变动、城镇化和老龄化对生活能源消费具有显著的敏感性。 B+f3UPO/u1GhOZnfuNX6Pk96VQGK8PImungKQmhUFWnVzH9lwp5/Vhnw1L8N4XoV

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