劉子蘭，姚 健

一、引 言

近年來，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，家庭部門已經(jīng)成為繼工業(yè)部門后第二大能源消費部門。同時，作為一個發(fā)展中大國，中國積極參與了聯(lián)合國《2030可持續(xù)發(fā)展議程》，高度重視節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境建設。習近平在2018年4月2日主持召開的中央財經(jīng)委員會第一次會議指出，“打好污染防治攻堅戰(zhàn)，要明確目標任務，到2020年使主要污染物排放總量大幅減少，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體改善。”①要解決污染問題的根本之策是全面推動綠色發(fā)展。就能源消費領域而言，重點是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，倡導簡約適度、綠色低碳的生活方式，反對奢侈浪費和不合理消費②。根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》(2018)數(shù)據(jù)顯示，2016年，全國居民能源消費高達54 209萬噸標準煤，約占能源消費總量的12.44%。為更加直觀地反映居民能源消費情況，圖1給出了1984—2016年全國居民人均生活能源消費及各項能源人均消費量的趨勢圖。

如圖1所示，1984—1997年，居民人均生活能源消費處于平穩(wěn)階段。自1998年以后，人均能源消費量迅速增長，到2016年達到393.2千克標準煤。從各項能源人均消費情況來看，電力和天然氣的人均消費量與人均能源消費保持相同趨勢，尤其近幾年增長迅猛；液化石油氣則在波動中表現(xiàn)出增長趨勢；而煤炭消費量在經(jīng)歷了1984—1988年的增長之后便明顯下降，自2000年以來平穩(wěn)略有下降趨勢；煤氣消費量表現(xiàn)出與煤炭相似的過程，在1984—2007年增長之后迅速下降。可見，居民生活能源消費正由煤炭、煤氣等傳統(tǒng)能源向電力、天然氣等現(xiàn)代能源轉(zhuǎn)變[1]。能源消費攸關國計民生，本文將從家庭層面分析能源消費結(jié)構(gòu)的特征，并測算消費需求的支出彈性和價格彈性，為國家制定家庭能源消費政策提供一定的參考依據(jù)。

圖1 人均生活能源消費量(數(shù)據(jù)來源：《中國統(tǒng)計年鑒》2018)

二、文獻綜述

部分學者采用宏觀統(tǒng)計數(shù)據(jù)對居民能源消費結(jié)構(gòu)和消費需求進行了研究。羅光華等(2010)研究了我國居民生活能源消費總量和消費結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律[2]；Wang等(2012)采用1994—2009年全國28個省市宏觀數(shù)據(jù)估計了居民交通乘車能源消費的需求彈性[3]。然而，若對家庭能源消費的異質(zhì)性進行分析，需要借助家戶微觀調(diào)查數(shù)據(jù)。本文主要整理了國內(nèi)外使用微觀數(shù)據(jù)研究家庭能源消費結(jié)構(gòu)及需求彈性的相關文獻。

部分學者采用了擴展線性支出系統(tǒng)(ELES)模型分析居民能源消費結(jié)構(gòu)。張海鵬等(2010)基于雙擴展的線性支出系統(tǒng)模型，采用全國8省的微觀調(diào)查數(shù)據(jù)研究了林區(qū)農(nóng)村家庭生活能源消費結(jié)構(gòu)[4]；林曉珊(2018)采用CFPS2012數(shù)據(jù)實證分析了家庭老齡化與能源消費結(jié)構(gòu)之間的關系[5];張馨和牛叔文(2013)采用黃土高原西部地區(qū)城鄉(xiāng)家庭的生活能源消費調(diào)查數(shù)據(jù)，利用ELES模型分析了居民家庭能源消費需求[6]。

也有一些學者采用回歸分析研究居民能源需求。秦萍等(2014)采用2010年北京市居民工作出行調(diào)研數(shù)據(jù)估算了居民交通需求彈性[7]；Akpalu等(2011)以加納(Ghana)為例，使用家戶調(diào)查數(shù)據(jù)研究了發(fā)展中國家家庭烹飪?nèi)剂系南M需求[8]；Shi等(2012)使用CFPS 2008、2009在北京、上海和廣東三地的預調(diào)查數(shù)據(jù)對居民家庭電力需求彈性進行了分析[9]；Zhou & Teng(2013)使用2007—2009年四川省的城市住戶調(diào)查數(shù)據(jù)分析居民家庭電力需求彈性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，居民電力需求的收入和價格缺乏彈性[10]；魏楚和韓曉(2018)基于已有文獻采用Meta分析方法研究表明，我國農(nóng)村家庭能源消費結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變，薪柴/秸稈等生物質(zhì)能消費量顯著減少，電力等商品能源顯著增加[11]；王利用等(2018)利用多值Logit模型重點分析了湖北省不同收入水平村鎮(zhèn)居民家庭能源消費結(jié)構(gòu)及選擇偏好[12]；也有學者使用微觀數(shù)據(jù)研究了階梯電價下居民電力需求(張昕竹和劉自敏，2015)[13]。

還有學者采用近似理想需求系統(tǒng)模型(LA-AIDS)分析居民能源消費結(jié)構(gòu)及需求彈性。Gundimeda & K?hlin(2008)基于LA-AIDS模型，使用印度住戶調(diào)查數(shù)據(jù)分城鄉(xiāng)和不同收入組研究了家庭電力、液化石油氣、煤油和薪柴等燃料的消費需求彈性[14]；Ngui等(2011)使用LA-AIDS模型分析了肯尼亞(Kenya)3 665戶家庭的能源需求彈性[15]；Arthur等(2012)使用2002—2003年家戶調(diào)查數(shù)據(jù)分城鄉(xiāng)估計了莫桑比亞(Mozambique)家庭能源消費彈性[16]；Guta(2012)使用埃塞俄比亞(Ethiopian)農(nóng)村居民的追蹤調(diào)查數(shù)據(jù)，運用LA-AIDS模型估計了家庭能源需求彈性[17]；Sun & Ouyang(2016)使用我國1 032戶家庭調(diào)查數(shù)據(jù)研究了居民電力、天然氣和交通能源需求價格和支出彈性，并分析了不同收入組之間的異質(zhì)性[18]；Irfan等(2018)運用LA-AIDS模型分析了巴基斯坦(Pakistan)居民對天然氣、液化石油氣、薪柴、煤油和動植物殘渣等能源的消費結(jié)構(gòu)[19]。

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，盡管很多學者研究了居民能源消費結(jié)構(gòu)，但是采用LA-AIDS模型且使用微觀調(diào)查數(shù)據(jù)對我國居民家庭能源消費結(jié)構(gòu)進行研究的文獻甚少。因此，本文采用中國人民大學“中國家庭能源消費調(diào)查(CRECS)”數(shù)據(jù)庫，運用LA-AIDS模型和似不相關回歸(Seemingly Unrelated Regression，簡稱SUR)對居民家庭能源消費結(jié)構(gòu)及消費需求價格和支出彈性進行分析。

三、模型與數(shù)據(jù)說明

1.模型介紹

AIDS模型即近似理想的需求模型(Almost Ideal Demand System)，是Deaton & Muellbauer(1980)[20]提出的假設消費者行為滿足價格獨立廣義對數(shù)偏好，求解如何以最小的支出達到給定的效用水平的模型，其基本形式如下：

(1)

其中，ωi為第i種能源的消費支出在總能源消費支出中所占比重，x為人均總消費支出，pj為第j種能源的價格，p為價格指數(shù)，其計算公式為：

(2)

然而，由于價格彈性p測算難度過大，多數(shù)學者采用Stone價格指數(shù)代替，Stone價格指數(shù)的計算公式為：

(3)

將其代入式(1)，得到的AIDS模型被稱為LA-AIDS模型，其形式為：

(4)

就此，本文得到以下計量模型：

(5)

其中，ωi為第i種能源的消費支出在總能源消費支出中所占比重，pj為第j種能源的價格，x為人均總消費支出，p′為Stone價格指數(shù)，μi為誤差項。

(6)

希克斯價格彈性系數(shù)(Green & Alston，1990)[20]：

(7)

2.數(shù)據(jù)說明

本文采用中國人民大學“中國家庭能源消費調(diào)查(CRECS)2012”數(shù)據(jù)對居民家庭能源消費結(jié)構(gòu)以及需求支出和價格彈性進行估計。CRECS 2012年的數(shù)據(jù)于2016年10月15號正式公布。該數(shù)據(jù)通過 2012年12月至2013年3月在全國26個省市對1 542戶家庭調(diào)查完成。之后再對每個調(diào)查員的問卷按照10%的比例進行隨機抽樣回訪，在驗證完問卷有效性和真實性后，最終形成1 450戶家庭。其中，城市樣本占64%，鎮(zhèn)樣本占16%，農(nóng)村樣本占20%。為了便于研究，將城市和鎮(zhèn)合并為城鎮(zhèn)組，城鎮(zhèn)樣本和農(nóng)村樣本占比分別為80%和20%。該調(diào)查包括了6個部分，分別是家庭特征、住宅特征、廚房和家用電器、供暖與制冷、居民交通以及燃料使用等(鄭新業(yè)等，2014)[22]。調(diào)查涉及的能源包括煤、電力、天然氣、液化石油氣、薪柴/秸稈、集中供暖和太陽能7大類。同時，調(diào)查還涉及了家庭私人交通能源消費，主要包括柴油和其他燃料油等。然而，調(diào)查問卷中沒有家庭太陽能消費支出的數(shù)據(jù)，但給出了柴油和其他燃料油的消費支出數(shù)據(jù)。因此，本文僅研究除太陽能外的其他8類能源消費需求。

需要說明的是，由于使用LA-AIDS模型需要各種能源的價格，而CRECS 2012并沒有報告各項能源的價格，所以，本文使用各項能源的家庭年消費支出除以家庭年消費量表示各項能源價格，而集中供暖并沒有家庭消費量的數(shù)據(jù)，因而其價格則用集中供暖消費支出除以住房建筑面積表示(由于大多數(shù)家庭的集中供暖支出都是以住房面積為單位進行支付)。此外，本文剔除了樣本中家庭總能源及各項能源消費支出中1%最高和最低值的異常值，最終共得到1 306個觀測值。表1、表2給出了相關能源消費量與消費支出的描述性統(tǒng)計。

表1 居民家庭能源消費量/年

表2 居民家庭能源消費支出/元

從描述性統(tǒng)計可以看出，居民家庭電力年消費量均值為1 677.9 kw/h，家庭電力年消費支出均值為886.1元；薪柴/秸稈的消費量為1 201.3 kg，消費支出均值為401.1元；煤炭消費量為917.5 kg，消費支出均值為724.5元；天然氣消費量為246.9 m3，消費支出均值為516.2元；液化石油氣的消費量為76.3 kg，消費支出均值為531.3元。就家庭私人交通能源消費而言，其他燃料油消費量多于柴油消費量，且平均消費支出也更多。

四、居民家庭能源消費結(jié)構(gòu)分析

本文使用的LA-AIDS模型是由8個方程組成的線性回歸系統(tǒng)，雖然各個方程的變量之間沒有相互聯(lián)系，但是其擾動項之間可能存在著相關性。而使用似不相關回歸模型將這些方程同時進行聯(lián)合估計可能提高估計的效率。因此，本文對式(5)采用似不相關回歸進行估計。考慮到收支總和約束，為避免共線性問題，我們首先刪去了最后一個方程，得到回歸結(jié)果后，再通過可加性和齊次性等約束條件計算得到被刪除方程的參數(shù)。表3給出了SUR回歸結(jié)果。

通過回歸估計結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：(1)由于公式(5)中x/p′表示家庭人均真實消費支出，所以，表3中l(wèi)n(x/p′)的系數(shù)βi表示某一項能源消費占總支出比重隨著支出增加而變動的份額。從上述估計結(jié)果來看，樣本期內(nèi)，隨著人均真實支出的增加，居民會顯著增加對電力、煤炭和薪柴/秸稈等能源消費支出比例，而顯著降低對集中供暖、天然氣、液化石油氣及燃料油等能源消費支出比例。(2)公式(5)中的系數(shù)γij反映的是在能源支出不變的情況下，某一項能源價格的變動引起居民對各類能源的消費支出比例發(fā)生變化。具體而言，當電力價格升高時，居民會提高電力、煤炭和薪柴/秸稈的支出比例，降低集中供暖、天然氣、液化石油氣及燃料油的消費支出比例；當集中供暖價格提高時，居民會提高集中供暖消費支出比例，而降低電力、天然氣、液化石油氣、煤炭和燃料油的消費支出比例；當天然氣價格升高時，居民會增加其消費支出的比例，而降低電力、集中供暖、液化石油氣、煤炭及燃料油的消費支出比例；當液化石油氣價格升高時，居民會增加液化石油氣、煤炭、薪柴/秸稈的消費支出比例，而降低電力、集中供暖和天然氣等能源消費支出比例；當柴油和其他燃料油價格上升時，居民會增加其消費支出比例，而降低對其他能源的消費支出比例；當煤炭價格升高時，居民會降低對煤炭的消費支出比例，而增加電力、液化石油氣及薪柴/秸稈的消費支出比例；當薪柴/秸稈的價格升高時，居民會降低薪柴/秸稈和柴油的消費支出比例，而增加對電力、煤炭、天然氣和液化石油氣的消費支出比例。

表3 居民家庭能源消費LA-AIDS模型估計結(jié)果

注：表中 ***、**、* 分別表示1%、5%、10%的顯著性水平，括號內(nèi)為標準誤；其中，lnpelec、lnpdist、lnpnatgas、lnpLPG、lnpcoal、lnpwood、lnpdiesel、lnpotherfuel分別為電力、集中供暖、天然氣、液化石油氣、煤炭、薪柴/秸稈、柴油、其他燃料油的價格對數(shù)項

五、居民家庭能源消費需求彈性分析

長期以來，學界普遍認為收入是影響家庭能源消費的最重要的因素。隨著收入水平的提高，家庭能源消費逐漸從傳統(tǒng)能源過渡為現(xiàn)代化能源。此外，價格也常被認為是影響家庭能源消費的重要因素。因此，本文根據(jù)上一節(jié)估計得到的系數(shù)和公式(6)、(7)進一步分析居民家庭能源需求的支出彈性、價格彈性。結(jié)果如表4、表5所示。

表4中，各項能源消費支出比重使用全體樣本的均值表示，由居民各項能源消費支出彈性、支出比重可以得到以下結(jié)論：(1)全國居民8項能源消費的支出彈性均為正值，表明8項能源都隨著家庭總能源消費支出的增加而增加。其中，電力、煤炭、薪柴/秸稈的支出彈性大于1，這意味著這3項能源消費支出的增加比例大于家庭總能源消費支出增加比例。例如，電力支出彈性為1.1871，意味著如果家庭能源消費支出增加10%，那么電力消費支出增加約11.9%。這可能是因為家庭照明、取暖、烹飪等多使用電能。(2)集中供暖、液化石油氣、天然氣、柴油及其他燃料油的支出彈性小于1。由于集中供暖、天然氣的消費多集中在城鎮(zhèn)家庭，一方面，集中供暖的支出相對穩(wěn)定，另一方面，城鎮(zhèn)家庭多依靠天然氣烹飪，因而表現(xiàn)出“必需品”的特征，其支出彈性小于1。(3)從全國居民各項能源消費支出比重來看，電力、集中供暖、天然氣和液化石油氣4項消費占了總能源消費支出的近90%?？梢?，居民家庭在電力、天然氣、液化氣等現(xiàn)代能源上消費得更多。分城鎮(zhèn)和農(nóng)村來看，城鎮(zhèn)居民集中供暖和天然氣的支出比重明顯大于農(nóng)村居民，而液化石油氣和煤炭的支出比重明顯小于農(nóng)村居民。此外，城鄉(xiāng)居民集中供暖和柴油兩項支出彈性表現(xiàn)出明顯的差異，城鎮(zhèn)居民集中供暖支出彈性為正值，表明城鎮(zhèn)居民隨總支出的增加會增加集中供暖的支出；農(nóng)村居民集中供暖支出彈性為負值，表明農(nóng)村居民隨總支出的增加而減少集中供暖的支出。而柴油消費則表現(xiàn)相反。

表4 居民家庭能源消費支出彈性

表5 居民家庭能源消費自價格彈性和交叉價格彈性

從表5可知，電力、液化石油氣、煤炭、薪柴/秸稈的自價格彈性為負值，表明這4種能源消費品價格的上漲(下降)會減少(增加)其消費需求量。值得注意的是，集中供暖、天然氣、柴油和其他燃料油的自價格彈性為正值，表明這幾項能源消費品的價格上漲(下降)反而會增加(減少)其消費需求量。這可能與消費者收入、能源消費用途、消費偏好及居住地域有關。從彈性系數(shù)值來看，集中供暖、電力和液化石油氣的自價格彈性的絕對值小于1，表明這3項能源是缺乏彈性的，其對價格的反應欠敏感。而天然氣、煤炭、薪柴/秸稈、柴油和其他燃料油的自價格彈性的絕對值均大于1，表明這些能源富有彈性，其需求量的變動率大于價格的變動率，即需求量對于價格變動的反應是敏感的。尤其薪柴/秸稈的自價格彈性達-20.504，表明薪柴/秸稈價格每提高1%，其需求量會下降20.5%。

從表5交叉價格彈性系數(shù)來看，各項能源的價格和需求量之間互相影響。主要表現(xiàn)在：(1)集中供暖的價格變動對薪柴/秸稈的影響最大，集中供暖價格上漲會使薪柴/秸稈的需求量增加，顯然，集中供暖與薪柴/秸稈之間存在明顯的替代關系；(2)液化石油氣價格波動對電力、煤炭需求量的影響較大，煤炭價格波動對電力和薪柴/秸稈的需求量影響較大，薪柴/秸稈的價格波動對電力和煤炭的需求量影響較大，且均表現(xiàn)為前者價格上漲同時也會增加后者的需求量，即前者對后者存在替代關系；(3)柴油價格的上升會減少其他燃料油的需求量，其他燃料油價上升會減少柴油的需求量，二者之間表現(xiàn)出互補關系。

六、結(jié)論與政策建議

本文采用LA-AIDS模型分析了我國居民家庭能源消費結(jié)構(gòu)，并對居民家庭能源的支出彈性和價格彈性進行了測算。研究表明：(1)樣本期內(nèi)，隨著人均真實支出的增加，居民會顯著增加對電力和煤炭等能源的消費支出比例，而顯著降低對集中供暖、液化石油氣及燃料油等能源的消費支出比例。(2)從支出彈性來看，在居民8項能源消費中，電力、煤炭、薪柴/秸稈的支出彈性大于1；集中供暖、天然氣、液化石油氣、柴油及其他燃料油的支出彈性小于1。(3)從各項能源消費支出比重來看，電力、集中供暖、天然氣和液化石油氣4項能源消費占了總能源消費支出的近90%，煤炭、薪柴/秸稈、柴油和其他燃料油消費支出約占總能源消費支出的10%。(4)從自價格彈性來看，電力、液化石油氣、煤炭、薪柴/秸稈的自價格彈性為負值；集中供暖、天然氣、柴油和其他燃料油的自價格彈性為正值，其中，集中供暖、電力和液化石油氣的自價格彈性絕對值小于1，而天然氣、煤炭、薪柴/秸稈、柴油和其他燃料油的自價格彈性的絕對值均大于1。(5)從互價格彈性系數(shù)來看，各項能源的價格和需求量之間互相影響，尤其表現(xiàn)在電力等現(xiàn)代能源和煤炭、薪柴/秸稈等傳統(tǒng)能源之間的替代關系。針對實證結(jié)果，本文提出以下政策建議：

第一，由于居民各項能源消費的支出彈性均為正值，能源消費需求隨著收入增加呈上升趨勢，因此，應深化能源領域供給側(cè)改革，提高生活能源供給質(zhì)量，提升能源普遍服務水平，增強普遍服務能力以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源消費需求。

第二，理順居民用氣門站價格，鼓勵使用清潔能源。依據(jù)測算結(jié)果，天然氣的自價格彈性為正值，且大于1，即居民天然氣消費富有價格彈性，且天然氣價格的上漲會增加其消費需求量。而天然氣的支出彈性小于1，尤其農(nóng)村地區(qū)僅為0.264 7，處于較低的水平，意味著居民天然氣消費支出增加比例小于其總支出增加比例。因此，政府應理順居民用氣門站價格以合理引導天然氣的消費③，逐步將天然氣培育成為現(xiàn)代清潔能源體系的主體能源之一。

第三，由各項能源的交叉價格彈性可以反映出各項能源的價格和需求量之間相互影響，如電力對煤炭和薪柴/秸稈的替代關系，柴油對其他燃料油的互補關系等?；诖?，未來相關部門應深化居民用能價格改革，逐步建立并完善反映供求變化的彈性價格機制，以優(yōu)化居民能源消費結(jié)構(gòu)，逐步實現(xiàn)家庭能源消費從傳統(tǒng)能源向清潔高效現(xiàn)代化能源的轉(zhuǎn)變。

本文基于截面數(shù)據(jù)分析了我國居民能源消費結(jié)構(gòu)的特征及能源需求彈性，進行動態(tài)追蹤研究并關注居民家庭能源消費結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化規(guī)律是未來進一步研究的方向。

注釋：

① 習近平2018年4月2日主持召開中央財經(jīng)委員會首次會議的講話。

② 習近平在2018年5月18日至19日全國生態(tài)環(huán)境保護大會的講話。

③ 2018年5月25日，國家發(fā)展改革委發(fā)布《關于理順居民用氣門站價格的通知》。