中国经济和能源之间协调发展关系研究,本文主要内容关键词为:中国经济论文,协调发展论文,能源论文,关系论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
DOI:10.3969/j.issn.1004-910X.2015.01.007 [中图分类号]F062.1[文献标识码]A 经济(Economy)、能源(Energy)和环境(Environment)简称3E系统,有关3E系统国内外学者都做了大量的工作。如:早在1999年,为了研究欧盟国家3E间的内在关系,MayeresI和Van Regemorter D[1]开发了GEM-E3模型用于3E系统的规划研究;后来Ciscar[2]对该模型进行了优化和改进。Carla Oliveira和Carlos Henggeler Antunes[3]利用线性规划模型研究了3E系统之间的关系;A.Lazzaretto和A.Toffolo[4]利用热力学研究方法研究3E系统中任意两系统间的耦合以及3E系统的协调耦合情况;Nick D.Hanley等[5]重点考虑苏格兰国家的3E系统中能源效率与经济和环境的影响关系,指出:应该采用互补性的政策以防单一提高能源效率而导致环境污染。John Byrme建立了3E系统的一个评价模型,利用该模型可以确立能源、环境与经济之间的定量关系。 在国内方面,也有一些学者对3E系统进行相关研究。如:袁建华等[6]学者从中国的实际出发构建出人口、资源、环境与经济思维一体的分析模型进行了全方位的分析;张阿玲等[7]对INET模型进行改进后,并把改进的模型用于3E系统进行分析;王俊峰[8]分析了我国的能源、经济与环境之间的相互关系,提出了基于三者平衡发展的我国能源结构优化政策与建议;陆海波[9]构建系统动力学模型对3E系统进行了详细分析;赵芳[10]利用主成分分析和模糊数学对我国3E系统协调度进行测算;罗建玲等[11]对陕西省10个市的资源、环境与经济的协调度进行测定。 尽管目前关于3E系统的研究已取得了一定的进展,但是很多模型缺少能源、经济和环境所涉及各子系统内在的相互制约关系的研究。我国对于环境与经济协调性分析早在20世纪90年代就有所见[12-14];近年来,能源与环境之间的协调关系的研究也有所见[15,16]。经济与能源之间的关系研究主要集中于因果关系和协整等[17-20],对于经济和能源系统之间协调性研究却很少见,而经济与能源协调发展是3E协调发展的重要方面。因此本文着重研究经济与能源之间的协调关系。 1 协调度理论模型 自从2001年由世界著名学者合写的一篇关于可持续发展问题的文章发表于《Science》[21]之后,能源、经济与环境的协调关系引起更多人的关注。综合国内外研究,关于协调度的研究主要有三类:耦合协调度模型、灰色关联模型、熵变方程法。下面介绍着几种协调度模型理论。 1.1 一般耦合协调度模型 关于一般耦合协调度的发展,我国最先是由杨士弘先生在总结引用张陆彪关于生态经济效益协调发展研究的基础上提出来的[22]。而且他把一般耦合协调度和协调等级划分出了七类等级标准。廖重斌在他的基础上进一步细分出30种基本类型的评判标准。一般耦合协调度模型的理论一般如下: 显然,0≤C≤1,C=1时耦合度最大,C=0时耦合度最小。为了能更准确地反应能源经济整体功能的大小,在耦合度的基础上进一步定义有耦合协调发展系数: 式中,D为耦合协调发展系数,C为耦合度T为综合评价指数,a、b为待定系数。以上是两系统之间的耦合协调度模型,若有m个系统,则m系统之间的耦合协调度计算为: 为i项因素的指标值,k为调节系数,一般应k≥2。 1.2 灰色耦合协调模型 由于指标的原始数据量纲不同,为了能够进行时空比较,在进行关联分析之前,一般采取极差标准化的方法对数据进行无量纲化处理: 式中,分别为t时刻经济与能源指标的标准化值。该模型可以定量判断经济与能源系统耦合的协调程度。其计算公式为: C(t)称为经济与能源系统耦合度,它反映了系统发展过程中经济与能源相对变化的情况。 1.3 熵变方程法 对于一个耗散结构系统,它遵循熵变方程: 如果将计算出的的数据放入坐标系中,只需看其落入坐标系中那个区域,就可以容易地判断出能源经济系统发展是否协调。因此在下面的实证中我们利用图形来直观的查看经济与能源系统的协调性。 常规单一的评价方法,不能全面地反映能源—经济系统的协调发展状况。为此这里我们采用主成分分析与其他方法相结合的综合评价方法。 2 中国能源、经济系统评价指标构建及评价 结合我国能源、经济系统的具体情况,依据构建指标体系的系统性、科学性、综合性、稳定性和数据的可得性等原则,综合国内外其他有关能源经济系统或3E系统的指标选择,本文分别构建了能源评价系统的8个指标和经济评价系统的11个指标,见图1。 2.1 中国能源综合评价 对选取的能源综合评价指标首先进行Kaiser-Meyer-Olkin(KMO)和Bartlett的检验,经检验知,KMO测度为0.646(>0.5)和Bartlett的球形度检验近似卡方统计量的显著性概率为0.000(<0.01)。两个均通过检验,说明所选取的中国能源评价指标内部之间具有共同因子存在,可以进行主成分分析。本文利用SPSS19软件进行主成分分析,根据主成分分析的步骤,碎石图(图2)如下。 图2 特征根数值衰减折线图 通过计算可得特征向量矩阵,但由于在利用SPSS软件做主成分分析时,由特征向量矩阵得到的主成分与成分得分系数矩阵得到的主成分的本质是一样。因此,为简化计算,这里用成分得分系数矩阵得到能源综合评价指标的第一、第二主成分为: 用主成分的方差贡献率为权重得到能源综合评价指标得分公式: 图3 1991~2011年我国能源综合评价得分 由图3可知,我国在90年代以后能源综合得分总体上呈现上升趋势,能源持续稳定发展。据Statistical Review of World Energy(1994)表明:世界能源消费在经历3年的停滞之后,于1994年重新恢复增长。在世界能源消费全局增长的情况下,带动中国能源消费的增长,从而出现了如图3所示的我国能源综合得分在1994~1995年期间突然增加比较大。 2.2 中国经济综合评价 类似于以上步骤,对选取的经济综合评价指标进行相似分析,得到结果如下:我国经济综合评价指标的第一、第二主成分为: 用主成分的方差贡献率为权重得到能源综合评价指标得分公式: 图4 1991~2011年我国经济综合评价得分 由图4可知,我国在90年代以后经济综合得分总体上呈现稳定上升趋势,尤其是进入21世纪之后,我国经济得分迅速增长,这与21世纪我国的经济快速发展息息相关。 3 中国能源、经济系统协调性分析 根据上面所构建的能源、经济系统评价指标,作为我国能源、经济系统协调发展的评价指标。上述所列的几种协调发展模型,因各自都有其优缺点,故本章利用多个模型验证我国能源、经济系统发展协调状况。 3.1 中国能源、经济系统一般耦合协调分析 本文利用一般耦合协调度模型,参考前人的一些评价标准,设定了如表1协调度的等级及其划分标准。表中f(X)代表能源综合效益函数,g(Y)为经济综合效益函数。 考虑经济与能源的发展同等重要,所以这里取a=0.5,b=0.5;能源系统指标与经济系统指标的权重取其平均数,即=1/8,=1/11。按公式(1)和公式(5)计算结果见表2。 3.2 基于熵变方程法的中国能源、经济系统相对协调性分析 利用上面主成分分析得到的我国能源综合指数和我国经济综合评价得分,来判断1991~2011年我国能源、经济系统相对协调性分析。由前面的熵变方程法的原理,设E(t)代表能源综合发展指数,I(t)代表经济综合发展指数;ΔE(t)反映能源综合发展状况,ΔI(t)反映经济综合状况变化。根据公式(10)和(11),以1991年为基准年,取Δt=1,ε=5%,计算出ΔE(t)、ΔI(t),结合熵变方程法耦合判别标准作图如下。 图5 1991~2011年我国经济和能源系统协调状况图 由图5可知: (1)在所研究的区域内,除了1996年、1997年、1999年之外,其他年份都满足,均在第一象限,表明该年份我国经济与能源系统向协调方向发展,即我国经济的在迅速发展的同时,能源系统也是不断改善的,两者处于相对协调发展状态。 (2)在1996年、1997年、1999年中,,落在第二象限的冲突区,表明这几年我国经济与能源发展基本不协调。在经济改善的同时,能源发展呈下降趋势。 3.3 基于灰色关联的中国经济、能源系统协调性分析 基于前面介绍的灰色关联协调理论,利用公式(6)对X(能源)系统和Y(经济)系统的指标分别进行无量纲化处理,然后利用公式(7)计算出能源经济系统指标间的关联度矩阵(见表3)。 灰色关联度用来分析变量之间的相关性,一般认为,关联度大于0.6为显著。从表中可以看出:整体而言,所研究的两个系统的指标间具有较强的关联性。说明所研究的两系统内部之间是相互作用,相互影响的。其中关联系数越大,说明所对应的两系统的指标间影响越大。就单个指标而言,经济系统中实际利用外资率指标与能源系统各指标间均显著相关,其中居民消费水平除了跟能源系统中的能源消费弹性系数这个指标的关联度稍微小一点之外,与能源系统其他指标间具有很强的显著相关性。GDP、人均GDP与能源系统的各指标之间具有显著的相关性。而经济系统中第二产业对GDP的贡献率以及工业对GDP的贡献率这两个指标与能源系统的各指标的关联度相对都比较小,其对能源系统指标的关联度的平均值分别只有0.5768、0.5670。能源系统中的即能源消费总量及人均能源消费总量与经济系统各指标间显著相关,其中能源弹性系数与经济系统的各指标间的关联度最小,其与经济系统间的平均关联度只有0.5998。 利用表3以及公式(8)计算出1991~2011年期间经济与能源系统的灰色耦合协调度,并作出相应的曲线图与一般耦合协调度的曲线图进行比较(见图6)。 图6 1991~2011年我国能源、经济耦合协调度变化 由图6可知,虽然灰色耦合协调度的整体数均都大于一般耦合协调度值,但两种模型得出的耦合协调度的变化情况基本一致。且各模型根据各自的协调判别标准,得出的协调状况也基本一致。 4 小结 本文根据中国的实情和指标建立的各项原则并结合指标数据可获得性建立了能源、经济系统的综合评价指标。并对能源、经济各自的子系统中的各项指标进行主成分分析。由于目前常用的3种协调度模型各自具有一定的优缺点,因此本文利用这3个协调度模型分别计算了我国1991~2011年期间能源、经济的协调度以及耦合协调度。通过以上的分析及计算得出:3种模型计算所得出的关于中国能源与能源系统的协调发展状况的结论基本一致。从20世纪90年代初到目前,其经济与能源系统发展愈来愈协调,尤其是2001年之后两系统的协调度逐渐好转,基本处于协调状况。中国的经济与能源之间的协调发展大体经历了以下几个阶段:1991~1993年虽然二者的协调度不断增大,但两者基本处于不协调状态,1995~2000年两系统的耦合度呈现波浪式下降,但该期间两者处于基本协调状态;2001~2011年两者的耦合协调度不断增大,且两系统的协调性也逐渐增强。从中国经济与能源系统一般耦合协调发展情况可知,经济与能源系统之间的协调还可进一步提高。中国经济与能源协调发展关系研究_综合评价论文
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