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关键词:LMDI方法;生产效应;结构效应;效率效应
一、引言
当今社会越来越关注能源的利用问题,节能减排也成为世界探讨的热点话题。中国乃至世界人口的不断增加,人们对高物质生活的追求和经济的高速发展,对能源和资源的需求量也是越来越大。作为发展中大国,我国的技术和产业结构等还不完善,能源的消耗是必不可少的。2010年我国单位GDP能耗是世界平均水平的2.2倍,主要矿产资源对外依存度逐年提高,石油、铁矿石等均已超过50%。这种高能耗的经济发展模式与我国提出的可持续发展战略背道而驰。在“十一五”期间,我国高度重视能源高消耗问题,对我国能源使用和利用率等方面采取了一系列的措施,使得全国的单位GDP能耗下降19.1%,我国以能源消费年均6.6%的增速支撑了国民经济年均11.2%的增速。由于我国工业能源的消耗比例较大,整个社会中有70%左右能源消耗出自工业,并且全球环境污染加重的主要原因也出自于工业能耗的废物产出。本文采用迪氏对数指数分解法对云南工业能耗的增长量从生产扩大、经济结构调整和能耗强度三个角度综合进行定量分析。
二、理论综述
其中E0为基期年份的能源消费总量;ET为报告期年份的能耗消费总量; E为加法分解,D为乘法分解。
能源消费的产出效应是由生产规模扩大和产能增加所引起的能源消费增长。结构效应和效率效应为能源消耗强度。能源消费的结构效应是指在产业生产时调节各产业的结构时对能源消费的影响。能源消费的效率效应也称强度效应,是反应在生产时各产业间的效率情况,指产业内部由于技术进步、组织改进或设备更新等原因所引起的本部门单位能耗的下降。对各效应进行计算如下:
三、实例分析
(一)进入“十二五”后云南省的工业产值与能源消费情况
自2010年云南省的工业产值与能源增加值都呈上升趋势。且二者上升趋势大致相同。2012年较2011年相比工业生产总量增长有所减缓,能源消耗的增长速度更快。三年的生产总值与能源消费量的差口是越来越大,由2010年二者相差17023639个单位到2012年二者间差距拉大为29114926个单位。在这三年中能消费总量增加了23.87%,生产总值增加了35.95%,可见在“十二五”期间云南省在产出方面对减少能源消耗做出了一定的贡献。产出效应由2011年到2012年下降约2374%,节省能源为2246473个单位。2012年的产出效应的分解值较2011年少,即随工业产出量的增加而引起的能源消耗量的增加量在减少。通过表2也可看出2012年的总效应、结构效应和效率效应均不理想,在结构调整方面并没有使能耗降低,而效率效应对减少能耗的贡献也低于上一年。
在对云南省工业能源消耗量进行乘积分解可知,2011-2012年的结构效应和效率效应分别为105.46%和85.80%,表明这期间,结构变化使得能源消费增加,而效率效应使得能源消费减少,产出效应为139.02%,三者的共同作用使得能源总效应为123.88%,略低于产出效应。
(二)主要部门的能源分解
选取12个主要部门,其总产量占云南省生产总量的86%左右,能消总量高达云南省整体的95%以上。通过对这12个工业生产部门的能源消耗分解可以说明云南省在“十二五”初期这三年的工业调整对能源消耗方面的变化情况。
1、总效应
对云南省主要部门的LMDI分解中的总效应呈此消彼长的趋势。其中能源消耗量增长幅度最大的为黑色金属冶炼及压延加工业,而减少能耗最明显的是电力、热力的生产和供应业。但并不能通过总效应就说明电力、热力的生产和供应业在“十二五”初期做出了积极的调整。总效应增长比较明显的有黑色金属冶炼及压延加工业、煤炭开采和洗选业及非金属矿物制品业。
2、产出效应
在2011年到2012年工业能源的产出效应是呈下降趋势。加法分解后,化学原料及化学制品制造业、黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、有色金属冶炼压延加工业四项在2012年的生产效应合计占主要部门的79.33%。产出效应下降的原因主要是这些高能耗的产业占总体比重较大。这四项产业部门由于产量的不断增加所引致的能源消耗的增加量同比均有所减少,其中黑色金属冶炼及压延加工业下降最为明显。在产出效应中唯有农副食品加工业是随产量的增加而使能耗增加,而农副食品加工业的产出效应所占比重较少仅2%以下。从总体上看产出效应对减少能源消耗起到了积极的作用。
3、结构效应
“十二五”初期,云南省工业内部的产业结构调整使总能耗增长。云南省工业的结构效应上浮94.52%。对于减少能耗有利的产业结构调整有烟草制品业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、化学原料及化学制品制造业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业和电力、热力的生产和供应业,其中节能最明显的是有色金属冶炼及压延加工业,2012年对有色金属冶炼及压延加工业产业的结构调整使能耗减少,在总效应中有色金属冶炼及压延加工业的能耗增加值减缓。在对产业结构的调整中,使能源消耗的增加值比2011年更高的产业为煤炭开采和洗选业、医药制造业、农副食品加工业和非金属矿物制品业,其中非金属矿物质品业在结构调整中最为失败,使能耗产生了巨大的增加。并且总量变动的结构效应也反应出2012年进行的产业结构调整使能源消耗增长量值更大。
4、效率效用
主要部门的效率效应多数为负值,使能耗得到降低。效率效应在2012年相对2011年减少能耗贡献较大的产业有农副食品加工业、非金属矿物质品业和电力、热力的生产和供应业,像黑色金属矿采选业、烟草制品业和医药制品业的效率效应也对降低能源消耗起到了一定作用,但效果不是很明显。化学原料和化学制品业、有色金属冶炼及压延加工业是基于2011年的效率效应对减少能源消耗量很大,在2012年难以突破,但仍节约了大量的能源。其他部门对能耗的降低并没有起到积极的作用,炼焦及核燃料加工业、石油加工和黑色金属冶炼及压延加工业的效率效应增加最为明显。并且产业总计的效率效应2012年也不如2011年对能源消费减少的多。
(三)结构变化与效率变化
1、产业部门结构变化
在2010年至2012年间这十大工业主要部门中,烟草制品业的工业增加值有大幅速度的下降,其他部门产业增加值都没有下降的趋势,其中有色金属冶炼及压延加工业、化学原料及化学制品制造业、煤炭开采和洗选业、农副食品加工业和医药制造业,这五个部门的产业增加值有所提升。云南省烟草制品业的工业产值比重是最大的,在这三年间呈下降趋势,而烟草制品业的能耗是最低的。产值增加比较大的化学原料及化学制品制造业是一个能耗较高的行业。农业食品加工业的产业增加值比重在上升的同时,其单位能耗也在增加。通过以上分析可以判断云南省在“十二五”开始期间对云南省工业结构做出的调整并不利于降低云南省的工业能源消费量。
2、主要能耗部门的能源消耗强度变化
每个部门因其产业性质存在差别,单位能耗不同。烟草制品业和医药制造业是能耗小产值大的成熟的工业部门。从总体上看,能源消耗强度在逐年下降;按部门来看,这能源消耗最多的十大工业部门的能源消耗强度除农副食品加工业有明显的上升外其余部门大体都呈下降趋势。其中非金属矿物制品业的能源消耗强度下降幅度最大,但由于其基数比较大,所以该部门的能源消耗强度依然很大。也就是说非金属矿物制品业的能源消耗强度的提升空间很大。农副食品加工业的能耗强度是最应注意的,在这三年增长趋势凶猛,应着重关注农副食品加工
四、结论
通过对“十二五”初期的云南工业能源消耗分解得出以下结论。第一,云南省的主要工业能源消耗是由扩大生产规模导致的,生产效应与总效应的大体趋势一致,二者间存在一定的相关性。第二,结构效应也是导致能源消耗增加的主要方面,一些工业增加值较大的产业单位能耗较低,而单位能耗较高的产业增加值又比较低。这种产业结构不利于能源消耗的降低。第三,效率效用是遏制能源消耗的最有力因素。多数产业的效率在随着技术的开发和能源的有效利用方面的加以改善,从而能源消耗也在逐渐减低。
云南省在“十二五”期间转变工业发展方式,调整工业经济结构中,云南工业发展层次低、效率和质量不高、产能过剩并存、能耗高、科技准备水平低、人才不足等问题是导致在“十二五”初期云南工业能源消耗降低不理想的主要原因。煤炭开采和洗选业在结构效用和效率效应中均没有起到积极的作用。其产业增加值比重为直线上升趋势,能耗强度有所减缓。建议云南在工业调整期培养新的经济点,同时通过优化提升现有化工、冶金、有色等传统矿业、烟草、制糖等轻工业,提高传统优势产业的效应和质量。(作者单位:云南财经大学)
参考文献
[1]富民.基于迪氏对数指标分解法(LMDI)的工业能耗分解研究.求索.2008-8
[2]张黎.基于LMDI的中国能源消费的影响因素分解分析.研究与探索.2013-10
[3]向其凤、马晓兰.云南工业能源消费的效应分解分析.云南财经大学学报.2009-3
关键词:交通运输;能源消耗;研究综述
交通行业在经济不断发展的带动下蓬勃发展,但由于其行业存在这特殊性,使得整个行业的能源消耗不断增加,增加了成本消耗的同时,还不利于自然环境的保护,同时不利于我国国民经济长远的可持续发展,从而进入一个无限循环的死胡同。因此,相关的图交通部门必须要对我国交通实际情况展开合理的调查和科学的分析,从而选择最合理有效的来减少交通的能耗,促进我国国民经济更加高速的发展。
1公路运输能源消耗
在中国,公路交通运输是受众范围最广的一种交通费,主要通过汽车以及货车拉载乘客和货物来展开出行的,具有灵活便捷,快速,承载量小等特点。并且受我国具体公路交通情况影响,我国公路运输也发生了翻天覆地的变化。短途、小型的乘客汽车数量呈现出大幅度的增加,私人用的小型乘客车的数量也不断地增长,而小型货载车辆则明显减少,主要是因为社会整体需求发生变化而导致的。而公路运输的能耗则呈现出不断上涨的趋势。根据相关专家对于公路运输消耗的研究报告总结来看,大多数研究专家认为造成公路能源消耗上账的原因多种多样,主要有这样几种因素:公路数量的变化,汽车数量以及构成结构的变化、人们节能意识的转变以及公路自身呈现出来的特点等。并且根据实际情况提出了一些降低公路能源消耗的措施,其中主要涉及新能源的使用、法律法规的完善和更新、汽车生产技术的改进、交通运输结构的优化改善等多个方面的方法。并且在不同的节能方法使用中,需要根据不同的情况来选择不同的措施加以改善,从而从整体降低公路运输能源消耗水平。但是纵观所有交通运输来看,公路运输能源消耗量较大,所以许多研究学者深入研究整体交通运输成本问题,并且根据环境问题提出一些针对性的解决办法,包括短途绿色出行、海上高速公路等。这样不仅能够保护周边环境,降低公路能源消耗,还能推动公路不断发展。
2铁路运输能源消耗
与公路不通,铁路属于专线的叫运输方式。比公路的运输量大,并且不容易受到气候环境的影响。并且在所有的交通运输能源消耗中,铁路的消耗是最低的。所以,与其他运输方式相比,铁路具有较为光明的发展前景。然而这只是学者在横向研究比较中得出的结论,并没有深入对铁路展开纵向的运输研究,没有深入到铁路运输能耗的本质。现阶段在研究铁路能源消耗的内容较多,主要集中在消耗的整体情况、铁路运输的结构以及铁路运输消耗能源结构等,并且将铁路运输与公路和水路运输相比较。最后得出大力提倡铁路运输发展的结论,这样才能促进我国交通事业更进一步的发展。同时也提出一些建设性意见,因为铁路运输受多个方面的影响,仍然在运输过程中存在着能源浪费的情况。因此,这就要相关管理部门完善法律法规,加强管理和检测,提高工作人员的节能意识,最终提高全体铁路的节能水平。3城市交通运输能源消耗城市交通主要指的是在城市内部运行的公共交通设施,以城市公共客运为基础。因为城市交通所面向的消费群体为城市人群,所以城市交通运输受到城市内部各方面的高度影响,例如城市道路的拥堵情况,城市线路的安排设置等。在具体的实际运行过程中,城市交通运输工具的种类较多,不仅包括民用交通工具,还包括公共交通工具,例如公共汽车,电动车、摩托车、自行车等非机动车。不同的公共交通工具对能源需求不同,多数公共交通使用的是柴油和天然气以及电力能源带动,其中天然气和电力属于可再生能源,是清洁能源。而随着人们收入水平不断提高,私家车的数量不断增加,对于汽油等非可再生能源的消耗不断增加,从而导致城市交通能源消耗比例上升。由于交通运输业自身特性,与其他行业相比,交通运输业能源消耗水平较高,对柴油、汽油以及燃料油等油类资源的消耗水平远远高出其他行业,从而增加了交通运输的整体成本,对我国社会经济更好发展造成了较大影响。一些研究学者在对城市交通能源消耗水平进行深入研究后,建议对私家车整体数量进行限制,大力建设公共客运,从而改善城市交通整体能源消耗结构,降低城市交通能源消耗水平。有些研究学者在对城市实际交通情况以及交通行业未来发展需求进行合理分析后,阐述了一些影响城市交通能源消耗水平的因素,并建议对城市交通结构进行优化,从而降低城市交通能源消耗水平。
结束语
降低交通运输的能源消耗不仅是在能源消费量上有所下降,更应该是能源的充分利用和能源利用效率的提高。基于国内学者对交通运输能源消耗的相关研究的特点,今后可从以下几个方面进行交通运输降耗的研究的拓展方向:第一,增强弱势研究。对航空、水路交通运输方式的能耗问题加强其研究力度。不同地区受客观地理环境影响,交通运输中重要依托方式也会因地制宜。加强水路运输能耗的深入探究,可为其提供理论的降耗支持。第二,切入物流角度。伴随现代物流在区域经济发展中的重要作用,现代物流要求低成本和快捷性等,通过物流的发展带动和促进交通运输方式整合,降低交通运输系统能耗,提高交通运输系统效率。第三,增加实证研究。鼓励增加实证研究检测,及时反馈降耗对策和途径在实际操作过程出现的问题,对提出的降耗策略和途径不断优化,促进相关降耗措施更具有针对性。能够加快理论应用到实践的速率。第四,优化交通运输结构。交通运输的发展,不仅带来能源消耗问题,同时也产生生态环境影响。因此,在资源节约型和环境友好型的前提下,宏观控制交通系统,优化系统结构,提升社会服务水平,优化现代交通系统可持续发展。第五,健全降耗评价体系。建立可操作、具有实用性和适用性的降耗评价体系,可将降耗成效具体量化,可以明确交通运输系统中依然存在降耗空间的方面,推进降耗过程循序渐进。第六,控制民用汽车和居民出行。
参考文献
[1]贾顺平等.交通运输与能源消耗相关研究综述[J].奥通运输系统工程与信息,2009,9(3):6-16.
[2]刘娟.交通运输与能源消耗相关研究综述[J].城市建设理论研究:电子版,2016,6(8).
关键词 :能源消耗;经济增长;格兰杰因果分析;典型资源型地区
中图分类号:F062.1 文献标识码: A 文章编号: 1002-2104(2016)12-0164-07
能源是经济发展所必须的能量输入要素,对一国经济的发展起着决定性的作用。有研究发现,在未来10―20年,能源供给与生态环境污染将成为制约中国社经济发展的瓶颈之一[1]。中国资源型地区凭借资源禀赋优势,经济发展多依赖资源开采与初级加工产业,如果资源型地区经济发展仍然维持这种粗放式的能源消耗模式,那么必将会对地区自然生态系统造成不可逆转的破坏,从而直接降低中国社会的可持续发展能力。因此,厘清中国资源型地区经济发展背后的能源消耗现状,能够帮助我们直面中国资源型地区经济发展问题,及时调整产业结构、加快经济与能消的脱钩发展,为中国资源型地区未来经济发展的路径选择提供参考,最终实现全社会的可持续发展目标,具有重要的理论与现实意义。
1 能源消耗与经济增长关系研究综述
Kraft J和Kraft A开创性的对美国能源消耗与经济增长之间的关系进行分析,发现GNP对能源消耗存在单向因果关系[2]。此后,对于能耗消耗与经济增长之间的关系研究成为发达国家和地区认识自身实际发展,调整产业的能源利用结构,调控经济与能源脱钩发展的有效手段。Hhan Ozturk,Alper Aslan和Huseyin Kalyoncu[3]对全球51个国家1965―2005年的能源消费与经济增长数据进行分析,发现能源消费与经济增长之间存在长期协整关系,对低收入国家而言,存在从GDP到能源消费的单向因果关系,对中等收入国家而言,存在GDP与能源消费的双向因果关系。Chontanawat[4]等人通过对世界上125个国家(其中30个OECD国家和95个非OECD国家)的能源消耗和GDP数据进行研究,发现20个OECD国家和36个非OECD国家存在从能源消耗到GDP的单向因果关系。Henryk Gurgul和Lukasz Lach[5]利用2000―2009年的季度数据分析波兰总能源消耗与经济增长之间的关系,发现波兰存在从能源消耗到经济增长的单向因果关系。
我国关于能源消耗与经济增长之间关系的研究起步较晚但成果丰硕。王崇梅[6]利用脱钩指数(Decoupling Index)研究我国经济增长与能源消耗脱钩发展情况,认为1990―2007年间中国经济与能源消耗基本实现相对脱钩。杨宜勇[7]等人采用VECM对中国1952―2008年能源消耗与GDP数据进行分析,发现能源消耗与GDP存在双向的因果关系。Qiang Hou[8]利用Hsiao’s因果关系对中国1953―2006年能源消耗和经济增长之间关系进行检验,发现两者存在双向因果关系。龙少波[9]等人利用双变量线性与非线性Granger因果关系检验以及基于扩展的新古典生产函数的线性与非线性Granger因果关系检验我国1953―2013年的能源消耗与经济增长之间的关系,认为我国存在从能源消耗到经济增长的单向非线性关系。肖涛[10]等人认为从长期来看,东北、北部沿海与南部沿海和黄河中游地区的能源消耗与经济增长存在双向因果关系,而长江中游、西北和西南地区仅存在单向因果关系。庞家辛[11]等人利用脱钩指数对甘肃省能源消耗与经济增长的关系进行了分析,认为甘肃省近20年两者之间已经实现相对脱钩。
纵观目前的研究成果,学术界对于资源型地区的能源消耗与经济增长之间的探讨几乎空白。资源型地区作为能源的提供者与消费者,经济发展与能源消耗在长期相互影响下形成了怎样的因果关系?这种关系的未来走向如何?这些问题都成为国家与地方政府关注的焦点,事关我国未来经济发展走向,研究意义重大。
2 数据来源与研究方法
2.1 典型资源型地区选择依据
《全国资源型城市可持续发展规划(2013―2020年)》明确提出中国拥有资源型城市262座,涵盖中国24个省市自治区直辖市,涉及化石能源、矿产资源、林木资源等各种类型。本文以山西省、黑龙江省、辽宁省、吉林省为例,分析其能源消耗与经济增长的动态关系,以期为中国其他资源型城市未来的经济转型提供路径参考。选择依据如下:
(1)涉及面广影响力大。山西省与东北三省分别拥有资源型城市13座与37座,占据中国资源型城市的19%。山西省是全国的能源重化工基地,主导产业为煤炭、化工等资源导向型产业,原煤产量占能源总产量的99%左右[12]。东北三省是中国重要的重工业基地、装备制造业基地,煤炭和石油储备丰富,是能源输出重要地区[13],但是能源消费问题同样严重,辽宁省历年能源消费总量均占全国能源消费量的5%以上,且能源消费总量随着城市化和工业化进程的加快逐年增加[14]。
(2)能源与煤炭消耗持续加重。图1反映了山西省以及东北三省1985―2014年近30年的GDP、能源消耗、煤炭消耗的变化趋势。可以看出,山西省与东北三省的能源与煤炭消耗均呈现整体上升的趋势。从不同阶段来看,四个资源型省份的能源与煤炭消耗大致分为三个阶段,一是1985―1991年的缓慢上升期;二是1992―2000年的平稳上升期;三是2001―2014年的剧烈上升期。以能源消耗量为例,山西省、黑龙江省、吉林省、辽宁省在2014年的消耗量分别为1985年的4.8倍、2.1倍、3.2倍、3.3倍。
(3)经济发展下行压力巨大。随着国际资源价格的下跌与中国能源利用结构的调整,资源型地区的经济发展受到沉重打击,主要表现为经济增长动力不足。由图1可以看出研究区的能源消耗与煤炭消耗在2012年之后均出现放缓的节奏,但另一方面2014年山西省、黑龙江省、吉林省与辽宁省的GDP增速也分别下降为4.9%、5.6%、6.5%与5.8%,GDP增速在中国31个省市排名分列后5位[15],这一现象说明资源型地区的经济发展仍然与能源消耗关系密切。经济变化与能源消耗联系的紧密也成为笔者将山西省与东北三省作为本次研究对象的主要依据。
2.2 数据来源与数据处理
本文采用中国典型资源型地区山西省、黑龙江省、辽宁省、吉林省1985―2014年GDP总量作为反映经济增长的指标;采用1985―2014年各地区能源与煤炭利用总量作为研究区能源消耗的指标,变量及符号见表1。其中,GDP指标数据来自《山西省统计年鉴》(1986―2015年)、《黑龙江省统计年鉴》(1986―2015年)、《辽宁省统计年鉴》(1986―2015年)、《吉林省统计年鉴》(1986―2015年),2项能源指标来自《中国能源统计年鉴》(1989―2015年)。
为进一步减小数据的波动性,对上述指标变量进行对数化处理。变量取对数是为了消除时间序列的异方差现象,可以将可能的非线性关系转化为线性关系,减少变量的极端值、非正态分布以及异方差性[16]。
2.3 研究方法
本文首先根据研究对象,建立生产总值(GDP)与能源消耗(NYXH)、生产总值(GDP)与煤炭消耗(MTXH)、能源消耗(NYXH) 与煤炭消耗(MTXH)三组变量关系,在此基础上进行EG两步法协整检验(Cointegration test)[16-17],格兰杰因果检验(Granger test)[18],分析1985―2014年间中国典型资源型地区能源消耗与经济增长之间的关系,发现其中存在制约经济增长的主要因素,从而优化中国资源型地区的经济发展路径,为实现经济增长和能源利用脱钩发展提供政策建议。
3 研究结果
3.1 平稳性检验
当两组变量均为非平稳时间序列时,对其进行格兰杰因果关系检验容易得出伪结果,影响判断准确率,因此首先要对时间序列数据进行平稳性检验以排除“伪回归”的可能性。本文采用扩展迪基――富勒检验(ADF)对变量进行平稳性检验。ADF检验的具体方法参照文献[19]。本文分别对山西省、黑龙江省、吉林省、辽宁省的lnGDP、lnNYXH、lnMTXH进行平稳性检验。运用ADF单位根检验法得出的检验结果见表2。
结果表明:山西省、黑龙江省、吉林省序列lnGDP、lnNYXH、lnMTXH为非平稳序列,辽宁省的lnGDP、lnNYXH为非平稳序列。进而对各变量的一阶差分序列进行平稳性检验,结果显示研究区的ΔlnGDP、ΔlnNYXH、ΔlnMTXH在ADF值小于10%的显著性水平下均是一阶单整序列,说明山西省、东北三省的GDP、能源消耗、煤炭消耗的原始数列是一阶单整序列,满足协整检验的前提。
3.2 协整检验
如果两个序列是非平稳序列,在进行回归分析之前要需要对其进行差分处理,但是差分存在导致两个序列之间关系信息损失的可能性,所以Engle和Granger提出了协整理论,目的是消除对非平稳变量的时间序列进行回归而造成错误的情况[17]。笔者在此采用EG两步法对生产总值(GDP)与能源消耗(NYXH)、生产总值(GDP)与煤炭消耗(MTXH)、能源消耗(NYXH) 与煤炭消耗(MTXH)三组变量关系进行协整检验。EG两步法的具体检验模型与步骤参照文献[16]。检验上述模型的三组变量的残差序列et是否为平稳序列,检验结果见表3。
由表3可知,山西省、黑龙江省、吉林省、辽宁省不同变量组的残差序列ADF检验统计值均小于相对应的临界值,可认为各省的三组变量估计残差序列et为平稳序列。因此我们可以得出中国典型资源型地区的GDP与能源消耗、GDP与煤炭消耗、能源消耗与煤炭消耗存在协整关系,即GDP与能源消耗、GDP与煤炭消耗、能源消耗与煤炭消耗存在长期的相互影响,使两者具有相似的发展趋势。
3.3 因果关系检验
因果关系是用来形容变量之间存在的依赖性,若某一变量的变化能引起另一变量的变化,那么这个变量就称为受影响变量的原因变量。格兰杰(Granger)从预测角度给出了因果关系的一种定义,并将这种定义下的因果关系称为格兰杰因果关系,其基本原理是:在做Y对其他变量(包括自身的过去值)的回归时,如果把X的滞后值包括进来能显著地改进对Y的预测,我们就认为X是Y的格兰杰原因,类似结果则定义Y是X的格兰杰原因。格兰杰指出,如果变量之间是协整的,那么至少存在一个方向上的Granger原因;若在非协整的情况下,格兰杰检验无效[20]。具体检验模型与步骤参照文献[20]。对山西省及东北三省的3组变量进行格兰杰因果检验的结果见表4。
由表4可知,对于山西省而言,能源消耗是GDP的格兰杰原因,GDP不是能源消耗的格兰杰原因;煤炭消耗不是GDP的格兰杰原因,GDP是煤炭消耗的格兰杰原因;煤炭消耗不是能源消耗的格兰杰原因,能源消耗是煤炭消耗的格兰杰原因。对于黑龙江省而言,能源消耗不是GDP的格兰杰原因,GDP是能源消耗的格兰杰原因;煤炭消耗不是GDP的格兰杰原因,GDP是煤炭消耗的格兰杰原因;煤炭消耗不是能源消耗的格m杰原因,能源消耗是煤炭消耗的格兰杰原因。对于吉林省而言,能源消耗与GDP互为格兰杰原因;煤炭消耗与GDP互为格兰杰原因;煤炭消耗不是能源消耗的格兰杰原因,能源消耗是煤炭消耗的格兰杰原因。对于辽宁省而言,能源消耗不是GDP的格兰杰原因,GDP是能源消耗的格兰杰原因;煤炭消耗不是GDP的格兰杰原因,GDP是煤炭消耗的格兰杰原因;煤炭消耗不是能源消耗的格兰杰原因,能源消耗是煤炭消耗的格兰杰原因。
4 Y果分析
从能源消耗与经济增长的关系出发,山西省的能源消耗仍然在经济结构中发挥重要作用,能源的削减可以影响经济的增速,这是由山西省的产业结构不合理,经济发展过于依赖第二产业造成的。对于此类资源型地区应首先把提高能源使用效率,产业发展路径应向集约化、低载能的新兴产业转变。黑龙江省与辽宁省已经出现了经济增长与能源脱钩发展的情况,但经济增长仍然会造成能源消耗的增长,说明经济增长与能源消耗只是相对脱钩。这种相对脱钩是资源型地区经济转型的必由之路,未来的经济发展应该坚持节能减排政策,加大新能源的开发与产业化进程,此外产业应向高端装备制造业、现代服务业等产品附加值高、能源消耗少、环境污染小的产业转型,争取经济发展与能源消耗的绝对脱钩。吉林省的能源消耗与经济增长联系紧密,任何一方的变动都会对其它一方产生影响,反映出吉林省经济增长对于能源的依赖程度深,转型难度大。此类资源型城市在未来的经济转型中需要在逐渐降低产业能耗的同时加速培养一批较为成熟的替代产业,短期通过依靠投资、消费与对外出口,长期依靠技术进步与人均资本的增加作为经济增长的动力[21],以防止因为控制能源利用而造成经济加速下滑的情况。
从煤炭消耗与经济增长的关系出发,山西省、黑龙江省与辽宁省的煤炭消耗已经不能促进经济增长,一是表明资源型地区不能再通过单纯的资源开采与初级加工发展经济;二是以煤炭作为能源消耗的产业缺乏经济增长优势。对于这类资源型城市必须有效化解煤炭产能过剩的问题,首先需要提高煤炭转化率,大力推进煤转电、煤转化等高煤炭使用率的产业发展,通过发展资源深加工产业,延伸资源产业链条,增加煤炭资源产品附加值;其次需要引进与开发以油气资源、新能源为能源消耗的产业替代煤炭能源。吉林省的煤炭消耗与经济增长联系紧密说明吉 林省产业发展的能源结构中仍以煤炭消耗为主。这类城市的经济转型需要以产业的能源转型为主,今后的重工业产业选择要以油气能源替代煤炭资源,其次大力开发新能源等环保能源产业。
从能源消耗与煤炭消耗的关系出发,煤炭作为我国目前能源利用结构中占比最大的能源[22],本次研究的所有资源型省份都表现出能源消耗的增减会直接影响煤炭消耗的增减,因此可见煤炭资源仍然是资源型地区的主要能源消耗物,直接反映出中国资源型地区在未来能源结构转变中任务艰巨。对于地方政府而言,应制定专项规划调整地区产业发展,以自身资源优势为依托,结合国内外现实背景,逐渐调整三产占比;在产业园区建设方面,要以产业的资源与能源的循环利用为原则落实不同企业布局,建立高效、节约、低碳、绿色的能源结构;作为企业,要在能源利用技术层面进行改造升级,提高油气资源以及太阳能、风能、生物质能等新能源在能源结构中的比例。
5 结论及展望
本文以中国典型资源型地区山西省、黑龙江省、吉林省、辽宁省为例,利用格兰杰因果分析探讨其能源消耗与经济增长之间的深层关系,以期合理优化中国其它资源型地区的经济转型路径,现得出以下结论:
(1)山西省表现出从经济增长到能源消耗的单向因果关系,应提高能源使用效率,选择集约化、低载能的新兴产业。黑龙江省与辽宁省表现出从能源消耗到经济增长的单向因果关系,应加大新能源的开发与产业化进程,产业应向高端装备制造业、现代服务业转型。吉林省表现出能源消耗与经济增长的双向因果关系,产业转型在降低产业能耗的同时应加速扶持已经相对成熟的替代产业,尽量减少产业转型对于地区经济产生的负面影响。
(2)山西省、黑龙江省、辽宁省都表现出从煤炭消耗到经济增长的单向因果关系,产业转型需要提高煤炭转化率,引进与开发以油气资源、新能源为能源消耗的替代产业。吉林省表现出煤炭消耗到经济增长的双向因果关系,产业转型应以能源结构转型为主,产业选择要以油气能源替代煤炭资源,同时大力开发环保能源产业。
(3)山西省以及东北三省都表现出从能源消耗到煤炭消耗的单向因果关系。作为政府应制定专项规划调整地区产业发展;产业园区建设要以产业的资源与能源的循环为原则落实不同企业布局;企业要在能源利用技术层面进行改造升级,提高油气资源以及新能源在能源结构中的比例。
由于作者的水平有限,本研究在变量选取方面,单纯用能源与煤炭利用量只能从整体反应能源消耗与经济增长之间的关系,在今后的研究中可以考虑加入资本、劳动力、技术等变量以明确不同变量对能源消耗与经济增长关系产生的不同影响,除此之外应该考虑到资源型地区环境损耗与经济增长之间的关系。
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关键词:能源消耗;因子分析;能源危机
中图分类号:F206 文献标识码:A
收录日期:2015年10月10日
2010年,我国GDP超过日本,成为世界第二大经济体。然而,纵观世界GDP排名前几位的国家,我国产业结构却相当畸形,第二产业占GDP总量的百分比高出其他国家20%左右,而第二产业能源消耗量占我国总能源消耗量的80%以上。所以,随着我国经济的不断发展,能源消耗量也不断增加,而能源消耗的不断增加与不可再生能源之间的矛盾,无疑对我国所走的可持续发展道路敲响了警钟。
一、我国能源消耗影响因素分析
(一)影响我国能源消耗的因素以及指标的选择
1、经济规模。近年来,我国经济有了突飞猛进的发展,但是我国经济增长方式却是粗犷的,并是以牺牲环境和消耗能源为代价的。换句话说,能源是我国经济发展的所必备的物质基础,而经济的高速发展对能源的消耗增加起着举足轻重的作用。GDP是指一个国家在一定时期内通常是一年所生产的全部最终产品和劳务的价值,常常被公认为反映一个国家经济规模的最佳指标。
2、工业产值比重。之所以将工业生产规模单独列出,是因为工业对能源的消耗非常大,前文提到相对其他国家,我国第二产业所占GDP总量百分比相对其他国家高出了20%左右,而第二产业所耗的能源也是所有产业中最高的,占到总能源消耗量的80%以上,所以工业生产总值的比重对能源消耗量大小影响非常大。
3、人口规模。每个人从一出生就成了大自然的消费者,从最简单的衣食住行再到需要消耗大量人力物力的奢侈品,这都无一例外的消耗着或多或少的能源,所以无论是人口总数还是人口增长速度都会对能源的消耗产生重大影响。然而,我国是世界上人口最多的国家,约占世界总人口的1/6,基于此,采用人口总数作为指标的选择。
4、交通运输业规模。现代化的交通运输有铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输以及管道运输。随着我国经济的发展,交通运输的需求不断增多,然而无论以何种方式进行交通运输,都消耗着大量能源。客(货)运量是指在一定时期内通常指一年,各种运输工具实际运送的货物(旅客)数量,其在很大程度上反映了交通运输业的规模。
5、能源结构。不同燃料产生的热值一般是不同的,如一千克原油完全燃烧所产生的热值是一千克标准煤产生热值的1.4286倍,不同燃料的燃烧效率也不尽相同,燃烧效率是指燃料燃烧后实际放出热量占其完全燃烧后所放出热量的比值,高效率的燃料能够更好地节约能源。而我国的燃料以煤和石油为主,占了总能源消耗的90%。
(二)各因素概况及建模思路。从1990~2012年我国能源消耗总量从98,703万吨标准煤提升至361,732万吨标准煤,约提升了266.5%,随着能源消耗总量的增加,其他因素之间也不断增加,所以能源消耗总量与其他因素之间可能存在线性关系。然而,各因素之间可能存在相关性,如GDP与第二产业生产总值,第二产业生产总值与C02的排放量等等。如果直接做回归,那么各因素之间会产生强烈的多重共线性。其次,直接做回归很容易受到自变量量纲的影响。所以本文将采用因子分析的方法,将提取的公因子与标准化的因变量作回归,以消除多重共线性和量纲的影响。
(三)因子分析模型的建立
1、确定原数据是否适合做因子分析,运用SPSS软件做KMO和Bartlett检验。(表1)从表1中看到KMO=0.577>0.5,以及Bartlett球形检验概率为0
2、提取因子及因子旋转。因子旋转后,前两个因子包含了原数据88.41%的信息。从表3中看到,成分1主要包含了国民总收入、总人口、货运量和客运量,这些都和经济相关,概括为经济因子F1,而成分2主要包含第二产业比重、煤比重和石油比重,概括为比重因子F2。(表2、表3)
二、回归分析
(一)模型的确立。将标准化的能源消耗总量用表示,与提取的两个因子做回归,建立模型:
(二)参数估计结果。(表5)从表5中,我们发现,能源消耗总量与经济因子和比重因子在0.05的显著性水平下均有显著的相关关系,根据表5可得回归结果:
从该模型可以看出,经济因子对我国能源的消耗相对较大,经济因子每增加一个单位,标准化后的我国能源消耗总量就增加0.975个单位,同样的,比重因子每增加一个单位,标准化的我国能源消耗总量增加0.129个单位。所以,不断增加的能源消耗与不可再生能源之间的矛盾,最终便会造成大规模的能源危机。
三、结论与建议
我国能源消耗总量与经济发展因子和人口因子呈正相关关系,而且我国经济的发展极其依赖能源,随着经济的发展,能源的消耗量逐渐增加,然而能源消耗结构却保持相对稳定的状态,石油、煤炭等非再生能源的消耗也逐渐增加,我国能源危机迫在眉睫。根据上文分析给出以下几点建议:
【关键词】空调节能 水雾降温 策略 研究
一、引言
随着当今社会对空调的需求越来越高,空调所消耗的能量问题成为了当今世界共同关注的问题。根据调查分析,空调消耗的能量几乎占总消耗能量的50%,这不仅对能源造成一定的压力,同时对环境也有很大的影响。因此,空调是节能工作的重点所在,空调节能及水雾降温的应用是有着十分重要的作用的。节能空调的使用,可以有效的减少能源的浪费,有利于实现更好的建设资源节约型社会的战略目标。
二、空调节能及水雾降温的内含及特点
(一)空调节能
节能就是在生产出原数量、原质量的产品的基础上,尽可能的减少对能源的消耗;或是在原能源消耗量的基础上,生产出质量更好、数量更多的产品。空调节能对社会的发展有特别多的好处,比如说减少经济开支、减少能源浪费、保护环境等等。
空调消耗的冷源是由所处建筑的供冷量决定的,受到外界温度、空气湿度等因素的影响。空调的节能方法主要有:选择适当的冷源、优化空调的水系统、优化空调的通风系统等。
节能空调和传统的空调相比,有很多显著的特点,比如说卫生、经济、环保等。从工作原理分析,节能空调是靠蒸发吸收空气中的热量从而达到降温的目的,这样可以给我们带来更加健康、舒适的环境;从卫生方面分析,节能空调在使用过程中可以打开门窗,冷空气进入,热空气被排出,这样可以有一个清新自然的环境;从可以减少经济方面分析,节能空调的使用可以减少电费以及维修费等;从保护环境方面分析,节能空调无氟利昂,噪音较低,大大减少了环境污染。
(二)水雾降温
水雾降温的工作原理就是,水雾是由很多小水滴组成的,小水滴在蒸发的过程中,会吸收热量,把空气中的热量带走,从而达到降温的效果。水雾降温的主要影响因素是排风量,如果排风量加大,带走的热量会越多,达到的降温效果也会更好。由于水雾降温具有成本低、方便维护等优点,因此受到了广泛的应用,我们日常生活中见到的主要有体育场、马路、蔬菜大棚等场所。
三、空调节能及水雾降温应用策略
(一)降低空调所处建筑冷负荷
冷负荷是指为了室内温湿度维持在规定水准上而需要从室内排出的热量。降低建筑的冷负荷对空调的节能有着十分重要的作用,降低建筑冷负荷可以减少制冷机、冷水循环泵等的投资资金。
要想降低建筑的冷负荷,首先应该改善建筑结构的保温性能,由于保温性能可以有效的减少建筑的冷负荷,因此,应该合理的设置建筑的朝向、合适的设置窗墙比例、合理的设计窗口的遮阳物等。其次,还应该选择合适的室内温湿度参数。在对温湿度参数设计时候,应该根据不同地区的标准,在舒适的基础上,可以适当的提高夏天的温湿度,不要设置太低的温度,因为温湿度过低、过干会造成建筑冷负荷增大。然后还应该排除建筑内的局部热源。建筑内的散发较大热量的设备,比如说灶台等,应该设置局部排风,这样可以将热量直接排除建筑,可以降低建筑的冷负荷。最后,还应当控制并且正确的使用外部环境的新风量。空调节能方面,可以利用新风但是要控制新风量的大小,不要随便提高空调最小新风量的标准。
(二)选择适当的冷源
所谓冷源是指向其放热却不改变自身温度的热库。选择适当的冷源,也能有效的减少空调所消耗的能源。首先,可以选用合适的冷水机组,可以采用多台冷水机组,各冷水机组可以不同类型,这样可以更好的节约能源消耗,但是在几个机组并联运行中,应该至少选择一台调节性能好、自动化程度高的冷水机组。还可以选择冰蓄冷空调系统。所谓“冰蓄冷空调”是利用夜间低谷负荷电力制冰,然后存储在蓄冰装置中,白天融冰将所存储的冷量释放出来,减少电网高峰时段空调的用电负荷以及空调系统装机容量。冰蓄冷的优点在于:冷水机组的容量大大降低、空调的功率减少。采用冰蓄冷空调系统,可以有效的减少费用,减少能源消耗。最后,还可以充分的利用自然冷源。我们日常生活中所常见的自然冷源有两种,一是地下水,二是冬天室外寒冷的空气。地下水的温度常年在18℃左右,可以作为夏季冷却水为空调系统提供冷量,节约能源消耗。
(三)空调水系统的节能
使用变频器调节水泵电机转动的速度,改变水泵的水流量,这样可以使得电机的转速和交流电的频率达成正比。变频器调节水泵的原理就是利用变频器来改变电路的频率,从而改变水泵转动的速度以及流量。还可以将冷却水的开式系统改变为闭式系统,闭式冷却水系统,不用提供冷却水从制冷机到冷却塔因水位高差消耗的能量,只用提供客服冷却水在管道中的阻力所消耗的能量即可,因此,闭式冷却水系统可以有效的减少空调的能源消耗。
(四)空调风系统的节能
在较大面积的建筑中,就应该应用双风机的空调系统,这样可以有效的减少能源的消耗。在较小面积的建筑中,则应该采用三速风机和新风的空调系统,变风量系统是指室内的负荷发生变化时候,通过改变风量来维持温室度的方法,也可以有效的减少空调的能源消耗。
四、总结
通过水雾降温法实现空调节能,有很多方法,比如说,在空调室外机上的冷凝器中加冷却水管、利用室内机的冷凝水经过室外机的散热器,从而使得冷却管和高温制冷剂进行热交换、在室内机下方用三管连接成为蒸发器等等。总的来说,各种方案的使用,都可以有效的降低空调的能源消耗,更好的保护我们的环境,从而实现建设资源节约型、环境友好型社会的战略目标。
参考文献:
关键词:能源强度; ZSG-DEA; 环境生产技术; 十一五; 效率分配
中图分类号 F123.3 文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2013)05-0058-07doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2013.05.009
截至“十一五”期末,我国各省区先后基本实现了能源强度下降20%的政府分配约束指标,取得了节能工作的阶段性进展。此外,中央政府已明确到2015年末的全国能源强度水平要比2010年末下降16%的宏观目标。不同省区的开展节能工作的现实条件不同,如果予以“一刀切”的能源强度约束指标,必定导致部分地区的“轻而易举”与部分地区的“步履维艰”的两极分化。基于“十一五”时期的历史数据,对各省区所“理所应当”实现的能源强度约束指标予以计算和分配,对于各省考核“十一五”时期的节能减排绩效,并为“十二五”甚至更远时期制定切实可行的经济规划与产业政策,具有实际的政策指导意义。
1 文献综述
目前,国内外学者对能源强度相关的学术研究取得了一定的进展,由于篇幅所限,本文拟从能源强度的分解分析、影响因素相关分析和政策分析角度对相关研究成果进行简述。
第一,指数分解方法能从产出效应、结构效应和效率效应角度对能源强度的变化加以分析。Ang[1]将宏观能源消费总量、综合能源强度和CO2排放的变动加以分析,高振宇等[2]采用对数平均迪氏分解法对我国生产用能源强度的变化情况进行断点分析,邱寿丰[3]采用完全分解模型,从省级区域、东中西部和经济发展不同组别等三类角度对能源强度变化予以分解。
第二,国内外学者对能源强度的影响因素进行了相关分析。Fisher [4]认为价格效应会占到能源强度的下降的54.4%;冯泰文等[5]研究技术进步对能源强度以及其他因素调节效应进行相关分析;Feng,et al[6]等讨论了能源消费结构、产业结构和能源强度之间的长期均衡、内在动力和随机关系;Karl和Chen[7]探讨了政府支出的急剧膨胀对能源强度的显著影响;Wu[8]指出省级经济结构的变化对能源强度产生一定的影响。
第三,国内外学者对能源强度约束目标实现提出政策和建议。何建坤等[9]对实现“十一五”期末的能源约束目标的措施进行量化分析;Zheng,et al[10]在2020年碳强度约束目标的前提下,讨论了增加出口和降低能源强度的关系;Wang[11]通过对GDP和能源统计数据的研究,提出完善能源强度指标统计体系的观点和措施。
综上所述,目前的相关研究主要有以下不足:现有的研究局限于在掌握能源强度的历史数据的基础上进行影响因素的相关分析和分解分析,以及对实现能源强度约束目标的路径的政策研究,缺乏对能源强度约束指标分配的系统性考虑和整体性把握。要完成对“十一五”期间我国省级能源强度约束指标的最优分配,需要对能源-经济-环境的系统以及碳排放的宏观生产机理进行充分认识。
2 模 型
Fre,et al[12]最初提出环境生产技术的目的,是为了更合理的对包含非期望产出的生产过程进行技术效率评价,而Zhou和Ang[13]以碳排放作为非期望产出,采用环境生产技术,对部分国家和地区的环境绩效加以验证。
DEA方法作为系统工程方法,于1978年被Charnes,et al[14]首次提出,Zhou,et al[15]对该方法在能源和环境经济学的应用进行小结,而Gomes和Lins[16],Wei,et al[17], Zhou和Ang[18],Zhou,et al[19],Sueyoshi和Goto[20],Sueyoshi,et al[21]等也使用DEA在能源和环境软科学领域得出丰硕的成果。
经典DEA模型会赋予投入(或产出)变量完全的自由度,而在分配领域使用的DEA方法,通常会受到某一个投入(或产出)变量总额保持不变的限制。本文以“十一五”时期各省区的能源强度约束指标的最优分配作为研究目标,该目标会受到我国“十一五”时期能源消耗总量历史数据的不变性的约束。在国内生产总值一定的前提下,某个省区(DMU)的能源消耗量的增加意味着其他省区能源消耗量的减少,即“零和收益”思想(即Zero-Sum-Gains)。体现“零和收益”分配思想的DEA模型被称为ZSG-DEA方法。在ZSG-DEA方法中,部分决策单元可通过重新分配某一投入或产出变量,直至所有决策单元都达到技术效率值为1的理想境界,即意味着全部决策单元都位于一个新的前沿面(ZSG-DEA前沿面)上,而该变量总额始终保持不变。
Lins,et al[22]首次在悉尼奥运会获奖国家的投入与奖牌产出评价的研究中使用ZSG-DEA方法,此后Gomes和Lins[16],林坦和宁俊飞[23]将CO2作为单一投入变量,而以人口数量、能源消耗量和国内生产总值作为产出进行CO2排放的额度分配;Hu和Fang[24]采用ZSG-DEA的产出导向模型对台湾地区的券商的市场占有率进行效率评估;孙作人等[25]采用投入导向模型对我国“十二五”的节能指标进行效率分配。
在能源、经济与环境的“3E”研究中,通常以人口数量、资本存量和能源消耗量作为决策单元的投入变量,以国内生产总值和碳排放作为单位的期望产出变量和非期望产出变量(王群伟等)[26]。本文以ZSG-DEA方法与环境生产技术作为研究基础,提出效率分配导向的ZSG环境生产技术,先通过ZSG-DEA方法计算能源消耗量所对应技术效率,最终将能源消耗量进行效率分配(而其他变量保持不变)。经过模型计算并分配后,全部省区都处于ZSG-DEA前沿面上,实现全部省区的能源、经济与环境的整体帕累托最优。
存在H个省区,人口数量、资本存量与能源消耗量为三种投入量(分别以POP、K和E表示),国内生产总值和碳排放量为期望产出和非期望产出变量(以GDP和CO2表示),Ep,Kp和POPp为第p个省区的能源消耗量、资本存量和人口数量,GDPp和CO2p为第p个省区的国内生产总值和碳排放量,在此情况下,由所有投入-产出向量构成的生产技术集T可表示为式(1)。
T={(E,K,POP,GDP,CO2):E,K,POP can produce GDP,CO2}(1)
结合非期望产出CO2的弱可处置性,将式(1)转化为DEA模型,即式(2)。目标函数为hp最小化的涵义为,追求该省区的能源消耗量的最小化。hp即为该省区能源消耗量的非径向DEA技术效率。
在式(3)中,∑pEp为我国当年能源消耗总量(历史数据),满足ZSG-DEA方法的约束条件。第p个省区减少(1-hrp)Ep份额的能源消耗量,按照比例分配的原则要求其他(H-1)个省区按照各自所占的全国能源消耗量的份额等比例增加, 若其他决策单元在全国能源消耗总量中的所占份额越多, 所增加的幅度也越多。按比例增加假设意味着其他每个省区对于能源消耗的增加量为EhEp∑h≠pEh(1-hrp)。
式(3)为非线性规划, Lins,et al [22],Gomes和Lins[16]已经证明出该规划的技术效率hrp与hp呈线性关系。结合本研究,提出式(4)。
hrp=hp1+∑j∈WEjp(1-θtshrp)∑jWEjp(4)
其中,式(2)计算所得技术效率不为1的省区组成合作集W;θts=h1/hs,为第t省区与第s省区的技术效率比,可以先通过式(2)求解能源消耗量的非径向技术效率hp,再利用式(4)求得hrp,进而对各省区的能源强度进行效率评价和分配。
3 实证结果分析
3.1 数据来源及说明
本文采用ZSG环境生产技术方法,投入变量为各省区的化石能源消耗量、资本存量、人口数量,产出变量为国内生产总值和碳排放量。其中,资本存量则借鉴单豪杰[27]采用的永续盘存法的计算方式加以计算,能源消耗量则根据煤炭、石油和天然气等化石能源量乘以标准煤转化系数得出,采用的标准煤转化系数和碳排放系数参考于IPCC数据。其他计算数据均来自于《中国统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》,并以1952年作为基年进行调整。由于自治区的历史数据缺失,故选择我国大陆地区共30个省区参与计算分配。
3.2 能源消耗量的技术效率
本文采用DEAP软件和EXCEL规划求解,对式(2)对应的各省区能源消耗量的DEA技术效率进行多次迭代与分配测算。由于篇幅有限,仅以“十一五”期末的2010年为例,仅列举能源消耗量的DEA技术效率的第一次迭代结果见下表。
3.3 我国“十一五”期末的ZSG能源强度约束指标效率分配
3.3.1 2010年末数据分析通过迭代计算,求解前述的式(4),最终整理出2010
年末的ZSG-DEA技术效率(简称ZSG效率)以及全部省区处于ZSG前沿面时的能源消耗量(即ZSG能源消耗量)。
经过计算分析,经过ZSG环境生产技术计算并分配前后的各省区的能源消耗量发生明显变化,但是2010年的总额保持不变,仍为35.03亿t标准煤;“增减额度”一列体现的是该省区需要增加或者减少的能源消耗量,以上海为例,上海2010年化石能源消耗量为0.783亿t标准煤,而经过ZSG环境生产技术分配的理论上可以为0.801亿t,理论上仍可以增加0.017 3亿t标准煤的能源消耗,而该列数值为负的省区,理论上需要采取一定程度的节能措施才能达到整体效率最大化的ZSG目标。
3.3.2 各省区不同时期能源强度降幅的对比研究
将“十一五”时期各省区理论上需要下降的能源强度
与同期实际下降幅度相比较,总共分为4类地区,以中央政府分配的20%能源强度约束指标作为分界线,分类依据为:“十一五”实际下降幅度超过20%,且实际比理论下降多的为A类地区;“十一五”实际下降幅度超过20%,且实际比理论下降少的为B类地区;“十一五”实际下降幅度低于20%,且实际比理论下降多的为C类地区;“十一五”实际下降幅度低于20%,且实际比理论下降少的为D类地区。
(1)A类地区的节能绩效为最佳,此类地区在“十一五”期间的实际能源强度下降幅度不仅超过20%的国家约束指标,而且实际下降幅度超过经过ZSG环境生产技术测算的理论下降幅度,如天津、河北、辽宁和上海等省
区。上海的全要素能源技术效率一向处于全国前列,这与该地区的高能源使用效率、相对较低的化石能源消费结构以及产业结构有着直接关系;河北与辽宁在“十一五”时期成功“关、停”了一些高能耗、重污染的小钢铁、小水泥和小火电企业,充分淘汰了高能耗的落后产能。
(2)B类地区的节能绩效为良好,此类地区在“十一五”期间的实际能源强度下降幅度虽然超过20%的国家约束指标,但是实际下降幅度不及ZSG环境生产技术测算的理论下降幅度,如北京、吉林、黑龙江与江西等省区。上述省区的产业结构中,能耗较大的重工业和重化工业比重较低,但仍需要进一步做好产业升级的努力。
(3)C类地区的节能绩效为较好,此类地区在“十一五”期间的实际能源强度下降幅度虽然未能达到20%的国家约束指标,但是实际下降幅度超过ZSG环境生产技术测算的理论下降幅度,如山西、内蒙古与安徽等省区。山西和内蒙古都为化石能源消耗大省,由于要素禀赋特质,节能并非一蹴而就的过程,但此类地区的节能达标也是通过煤电相关产业的内部整合与优化而实现,故“十二五”时期的节能措施需要另辟蹊径。
(4)其他属于D类地区,该类地区在“十一五”时期的节能绩效有待于进一步提升。此类地区情况各异,山东既是传统的GDP大省,也是传统的能耗大省,高能耗重污染的工业与化工业比重较大,短期内改善其产业结构难度较大,但可从改善能源效率和淘汰落后产能上入手;而广东、广西和海南的能源消费结构中化石能源比重相对较低,大力推广电力与清洁能源的措施使得上述省区的实际能源强度下降幅度与本文计算的化石能源下降幅度并不完全相同。
无论属于何种地区,各地方政府都要结合各自的资源禀赋和区域经济特征,注意节能政策与措施与经济发展的密切联系。由于本文仅仅涉及的是化石能源消费,并未考虑低碳的清洁能源消费对节能指标实现的影响,故研究结论存在着一定的局限性。
3.3.3 “十二五”能源强度约束目标的可行性浅谈
根据2011年国家提出的《“十二五”节能目标分解方案的征求意见稿》,中央政府制定出各省区在“十二五”时期的省级能源强度约束行政分配约束指标(详见上表3),经过本文计算出的 “十一五”能源强度的实际下降幅度和中央政府的“十二五”省级行政分配约束指标进行逐一比较,发现各省区目前节能达标情况与国家“十二五”约束目标存在一定的差异。国家“十二五”省级行政分配机制更注重的是“公平”导向(以16%作为整体的平均值),而本文提出的ZSG环境生产技术分配机制更强调的是“效率”导向。在中央政府分配指标和ZSG分配指标的区间范围内选择能源强度约束指标值,可以在某种程度上体现兼顾效率与公平的分配机制。
3.3.4 整体效率最大化前提下的各省区节能目标路径及建议
各省区由于自身的资源禀赋、能源使用效率、能源消费结构以及产业结构的不同基础,决定了“理想目标”与“现实结果”的差异现实。根据“十一五”时期的实际差距,可以对各省区在“十二五”时期节能目标实施需要考虑的路径进行初步探索。根据表3所列示数据,以20%作为临界点,45度线作为分界线,将全部省区划分成ABCD四类区域,其中,横坐标为“十一五”时期能源强度理论下降幅度,纵坐标为“十一五”时期能源强度实际下降幅度。
(1)A类地区中的天津须加快产业结构改善,大力扶持滨海新区的港口物流业等服务业为主的第三产业的快速发展,增加当地GDP中的高科技、深加工及附加值比重;辽宁和河北的淘汰落后产能措施不具备可持续性,应该以调整工业中的行业结构和行业中的产品结构为主,加快推进以技术更新为主的新型工业化发展。
(2)B类地区中的吉林、黑龙江和江西都为中部的农业大省,工业比重较小,对于此类地区,既可以发展高附加值的现代农业,也可以发展旅游业为主的服务业,同时严控和抵制高能耗的重化工业的内迁;而北京应该向上海学习,以发展生产型服务业和新型服务业为主,严控交通领域的能耗提升,并提高城镇居民的能源使用效率来改善能源强度。
(3)C类地区中的山西、内蒙古作为中部能源输出大省,其面临着较大的节能压力,此类地区的节能目标实现需要结构调整和技术进步并重,以技术进步带动结构调整,寻求以煤炭和煤化工为主的高能耗产业的技术进步,还需要在此类地区强制推广节能技术和“清洁煤”技术来提高能源使用效率,并注重在内蒙古地区的风能、太阳能等低碳能源的充分利用。
(4)D类地区中的山东,是我国的GDP大省,则需要调整结构,既要调整和改善三次产业机构,又要调整山东省内工业中高能耗高污染的煤炭、钢铁、冶金和重化工业的行业比重,还要通过技术改造实现产品单耗节能,可以先向区域B或者C靠近,再逐步向区域A努力。
4 结论与不足
本文提出ZSG环境生产技术的效率分配模型,完成对省级能源强度约束指标的效率分配,并对各省的“十二五”能源强度约束指标和“十一五”实际下降幅度进行综合分析。本文的主要结论如下,首先,在“十一五”时期,根据ZSG环境生产技术对能源消耗量的分配结果,全部省区都处于ZSG-DEA前沿面上,此时各省区“应该”实现的能源强度约束指标各不相同。其次,将各省的“十二五”能源约束指标和“十一五”实际下降幅度进行了综合分析,结果发现部分省区按照“十一五”时期的节能工作力度实现“十二五”时期的约束指标具有一定难度,国家行政分配体制体现了国家注重能源强度约束指标分配的各地均衡,以公平性为主,而ZSG环境生产技术分配结论体现了效率导向。最后,将全部省区划分为4类地区,各省区应该根据各自的区域特质向目标区域靠拢,而实现这一目标的各省措施和路径不尽相同。本文的研究不足在于,仅仅从效率角度考虑整体技术效率最大化的分配时,并未兼顾效率与公平,也未考虑到各省区的能源与环境的承载力问题,虽然部分省区理论上可以增加能源消耗量,但是考虑到环境承载力趋于极限,实际只能采取节能措施;而且本文仅仅从化石能源强度角度予以讨论,并未涉及能源品种差异以及能源消费结构对节能效果的影响,需要在未来研究中加以补充。
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关键词:协整检验 VEC模型 能源消耗 经济增长
文献综述及问题提出
Kraft.J和Kraft.A(1978)是学术界比较早研究经济增长和能源消费之间关系的学者,他们利用美国1947-1974年的数据,发现美国GNP和能源消费之间具有单向的因果关系。Lee和Chang(2007)研究了部分发展中国家能源消费与经济增长的关系,发现二者之间存在双向的因果关系。Hwang和Gum(1992)在对中国台湾地区能源消费和经济增长关系进行实证研究,得出能源消费与经济增长之间存在双向因果关系的结论。韩智勇、魏一鸣(2004)对1978-2000年我国能源消耗与经济增长进行协整分析及因果关系分析,认为二者之间不存在长期协整关系,但存在双向的Granger因果关系。
国内外学者大多侧重于对能源消耗与经济增长之间的因果关系检验。并且大多是先对能源消耗与经济增长进行协整检验,而后直接运用Granger因果关系检验,得出相应的结论。国内的学者由于在选取变量、数据的跨度上有所不同,所得出的结论也不尽相同。本文对1952-2010年能源消耗和经济增长进行研究,在验证二者之间存在协整关系后,直接建立向量误差修正(VEC)模型,通过VEC模型对能源消耗与经济增长之间的关系进行研究,这样能更全面、更系统地研究二者之间长期和短期的相互关系。这与国内外多数学者先验证二者之间存在协整关系后直接运用“Granger因果关系”来检验二者之间是否存在相互的因果关系有所不同。
计量模型与数据说明
(一)计量模型
1.平稳性检验—单位根检验。时间序列平稳性检验最常用的方法是单位根检验,其实质是检验自回归模型中滞后变量的显著性,常用DF检验和ADF检验,前者适用于一阶自回归模型,无法保证随机干扰项的白噪声,所以,一般常用ADF检验。ADF检验的模型如下:
模型1:
模型2:
模型3:
模型1与另外两个模型的区别在于是否有常数项和时间趋势。实际检验时从模型3开始,然后模型2,再模型1,直到检验到拒绝零假设,即原序列不存在单位根,为平稳序列。如果三个模型都不能拒绝零假设时,说明时间序列是非平稳的,可以检验时间序列的差分形式的平稳性。若一个时间序列经过d次差分后成为平稳序列,则原序列为d阶单整序列。
2.协整检验。协整的定义:如果时间序列y1t,y2t,…ynt都是d阶单整序列,即I(d),存在一个向量a=(a1,a2,…an),使ay`t:(d-b),其中yt=(y1t,y2t…ynt),d≥b≥0。则序列y1t,y2t,…ynt为(d,b)阶协整,α为协整向量。为检验两变量xt和yt是否存在协整关系,Engle和Granger在1987年提出两步检验法,即EG检验。对于同阶单整的序列xt和yt,首先,采用OLS法建立回归模型:
Yt=α+βxt+εt
α和β表示回归系数的估计值,则模型残差估计值为ε=yt-α-βxt
然后,对ε进行平稳性检验,若ε:I(0),即ε本身是平稳性时间序列,ADF检验的结果不存在单位根,则xt和yt具有协整关系。
3.向量误差修正(VEC)模型。向量误差修正(VEC)模型是对各变量施加了协整约束条件的向量自回归模型(VAR),VEC模型只能用于有协整关系的序列建立模型。协整反映的是变量之间的长期均衡关系,但是在短期内,两者可能出现失衡,误差修正模型反映了短期波动偏离长期均衡关系的程度,在误差修正模型中包含有协整关系,用协整组合的均衡误差对模型进行修正。若能源消耗和经济增长之间具有协整关系,可以建立如下的向量误差修正模型:
(1)
(2)
其中,表示差分,ECM表示长期的均衡误差。
通过VEC模型,可以更系统、更全面、更细致地研究变量之间长期和短期的相互因果关系。在式(1)中,若βi显著不等于0,则在短期内能源消耗是经济增长的格兰杰原因;若βi显著等于0,则在短期内能源消耗不是经济增长的格兰杰原因。若λ显著不等于0,则在长期内能源消耗是经济增长的格兰杰原因;若λ显著等于0,则在长期内能源消耗不是经济增长的格兰杰原因。同样,在式(2)中可以判断经济增长是否是能源消耗的长期和短期格兰杰原因。
(二)数据说明
经济增长指标,用GDP是衡量经济增长是目前最常用的做法,本研究选用GDPP代表人均国内生产总值,意在排除人口扩张对经济增长的影响。能源消耗指标,本文主要以每年我国消耗的标准煤(万吨)为指标,用EC来表示。本文选取1952-2010年的有关数据作为样本进行实证研究, 所用数据均来自《中国统计年鉴》。为了消除异方差的影响,对EC和GDPP取自然对数, 分别记为LEC和LGDPP。
实证研究
(一)单位根检验
本文采用ADF检验对我国1952-2010年LGDPP和LEC的平稳性进行单位根检验,结果如表1所示。
从表1中可以看出,能源消耗与经济增长序列的ADF值均大于5%显著水平的临界值,说明LGDPP和LEC均为非平稳时间序列;但一阶差分后两个时间序列的ADF值均小于1%显著水平的临界值,说明LGDPP和LEC均为一阶单整序列,因此两者之间可能存在长期均衡关系。
(二)协整检验
因为LGDPP和LEC为同阶单整序列,需要进一步检验两者之间是否具有协整关系,运用E-G两步法对二者进行协整检验,步骤如下:
运用OLS法对LGDPP和LEC建立回归模型:
LGDPP=-8.36+1.39×LEC
(-9.636) (17.647) (3)
R2.adj=0.842 D.W.=0.057
由于D.W.的值远远小于5%显著水平下的临界值,因此,模型存在严重的一阶自相关性。所以,考虑添加适当的滞后阶数来消除模型的自相关性,引入滞后项后得到的LGDPP和LEC回归模型如下:
LGDPP=-0.36+0.40*LEC-0.62*LEC(-1)
(-2.829) (6.309) (-5.845)
+0.26*LEC(-2)+1.52*LGDPP(-1)-0.53*LGDPP(-2)
(3.824) (14.317) (-4.984)
(4)
R2.adj=0.999,LM(1)=0.068,LM(2)=0.154,LM(3)=0.207
加入滞后变量后,因为该模型中含有被解释变量的滞后项,D.W.检验实效,采用拉格朗日乘数检验,经过检验模型已不存在自相关性,此时的LGDPP和LEC是否存在协整关系,只需检验其残差水平序列是否为平稳序列。若残差序列是平稳的,则二者之间具有协整关系,否则,则二者之间不存在协整关系。对其残差序列平稳性检验的结果如表2所示。
很明显,残差序列的ADF值小于1%显著水平下的临界值,说明残差序列本身是平稳的,因此式(4)为LGDPP和LEC的协整回归方程,说明二者之间存在着长期的稳定的均衡关系。另外,该协整方程修正的R2达到0.999,且各个系数也是显著的,所以建立的协整方程非常好。
(三)向量误差修正模型
通过对LGDPP和LEC的协整分析可知,二者之间具有长期的、稳定的均衡关系。但是在短期内,两者可能出现失衡,由于短期的失衡不会长久,两者之间的误差总会向长期均衡收敛。可以通过建立VEC模型很好地把能源消耗和经济增长的长期均衡和短期波动联系起来。根据AIC原则,LGDPP和LEC的最佳滞后都是2,所以在建立VEC模型时取滞后项为2。VEC模型估计如表3和表4所示。
所以,我国能源消耗和经济增长可以建立VEC模型为:
其中:LYt=(LGDPP LEC)`;VECM=LGDPP(-1)-2.4×LEC(-1)+19.4
由表3可以看出,在长期内,D (LGDPP)作为因变量时,均衡误差的系数的t检验值为-0.26597,系数显著为零,因此,长期内能源消耗不是经济增长的格兰杰原因;D(LEC)作为因变量时,均衡误差的系数的t检验值为2.45028,系数显著不为零,因此,长期内经济增长是能源消耗的格兰杰原因。在短期内,D(LGDPP)作为因变量时,D(LEC(-1))的系数的t检验值为3.15577,系数显著不为零,因此,短期内能源消耗是经济增长的格兰杰原因;D(LEC)作为因变量时,D(LGDPP(-1))的系数的t检验值为2.29487,系数显著不为零,因此,短期内经济增长是能源消耗的格兰杰原因。
综上可知,我国能源消耗与经济增长的关系,在长期内,经济增长是能源消耗的单向因果关系;在短期内,能源消耗与经济增长之间存在着双向的因果关系。
结论及启示
本文运用我国1952-2010年间能源消耗和经济增长的数据,通过单位根检验、协整检验及向量误差修正(VEC)模型等计量方法进行实证研究,结果表明,尽管能源消耗和经济增长序列不平稳,但是二者之间存在着长期的、稳定的均衡关系。通过建立VEC模型发现,在长期内,经济增长是能源消耗的单向因果关系;在短期内,能源消耗与经济增长之间存在着双向的因果关系。
从实证结论可以得到如下启示:一是在长期内,由于经济增长是能源消耗的单向因果关系,即经济增长导致了能源消耗的增加,所以长期内,我国能源的大量消耗并未促进经济的显著增长,说明我国的经济属于非能源依赖型经济。长期内,节能减排政策的实施不会对经济产生大的负面影响。二是在短期内,由于我国能源消耗和经济增长之间具有相互的因果关系,所以短期内,能源消耗会拉动经济的增长,经济增长也导致能源消耗的增加。在短期内,如果采取节能、减少能源消耗会对经济发展产生负面影响。三是虽然节能减排短期内会对经济增长产生一定的负面影响,但是长期内节能减排不会对经济增长造成影响。因此,要根据我国的实际情况,从长远利益来看,节能减排的政策一定要实施,但是要有计划、有步骤、分时期地实施,不能操之过急,否则短期内势必会影响到经济发展。同时我国要进行产业结构调整,经济结构调整,大力发展高新技术产业,转变经济增长方式,发展低碳经济,倡导低碳生活,提高能源利用效率等。
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关键词:暖通空调设计;节能环保;方法;要点
人们生活水平随着经济发展而不断提升,因此使用暖通空调的人也不断增多,使得能源消耗不断增加,能源的供需关系已经成为当前经济中新的矛盾。为了能够缓解能源消耗量过大的问题,我们应在进行暖通空调设计的过程中加入节能技术,使暖通空调系统在施工和运行的过程中尽可能降低能源消耗。
一、暖通空调设计中存在的问题
1. 设计部门不够重视设计中的节能问题
由于暖通空调的设计对于节能环保有着重要的影响,因此应得到设计部门及设计师们的共同关注。但是在实际操作过程中,很多设计人员更多考虑的是成本问题,节能技术由于经济效益或者设计难度等问题,普遍不受设计单位的重视。这种现象最终导致了很多建筑物中的暖通空调系统不仅投入资金过大,并且运行过程中消耗的能量也是非常巨大,甚至超过了国家关于能耗的标准。
2. 缺乏对方案节能性能的评价方法
近年来,很多新技术、新方法、新材料得到研发和应用,使节能环保的性能得到了提升,但是,关于暖通空调的设计有很多的方案,每个方案都存在着其优点和缺点,消耗能源的情况各不相同。在这种情况下,面对众多的设计方案,决策人员和设计人员没有评价能耗的科学标准,无法在众多方案中选择消耗能量最低的方案,最终错失了能够最大限度节能的最佳方案。
二、如何降低暖通空调设计中的能源消耗
1. 暖通空调节能设计过程中的原则
暖通空调节能设计的原则主要有如下几个方面:首先,暖通空调设计应尽可能对室内空气的质量进行控制,通过对风的进入来清除空气中对人体有害的物质,改善居住环境,为人们带来舒适和健康。其次,对于整个室内的风速和湿度应进行合理的应用,找出这几个指标的最佳组合,使室内温度能够抵抗室外气候的变化,从而使管材、系统运行中消耗的能量尽可能减少,从而有效节约资金投入。最后,应注意整体与局部的关系,在进行集体供暖的时候应在整体舒适的基础上保证局部的舒适,使每户都能够独立控制,并使各个房间的温度也可以控制,从而达到节能的效果。
2. 暖通空调节能设计的科学方法
(1)对围栏结构的节能设计
建筑物的围栏结构的保温性能直接对暖通空调的节能效果产生了影响,如果能够有效对围栏结构的传热性能进行控制,就能够降低通过建筑物墙壁和窗户消耗的能源,实现节能减排。因此,在暖通空调设计的准备阶段,应切实去建筑物实地进行考察,对其围护结构的导热性进行分析,探索其优势和劣势,对其优势进行最大限度的发挥,以实现对与室外温度的抗衡。当前我国建筑节能的关键是对围护结构热负荷的降低,使建筑物能够与周围环境更好地协调,使管路系统设计更加简约,从而降低材料消耗并易于操作。
(2)采用节能效率较高的系统
暖通空调系统在运行过程中是一个复杂、大规模的系统,其系统的能源消耗情况与暖通空调系统设计的方案有着重要的联系,因此,在设计的过程中必须遵循节能设计的基本原则,并在其基础上进行改善,如果出现能够节约能耗的方案要及时采纳,确保暖通空调系统运行的过程中能够实现较低的能源消耗。例如,在新风系统的设计中,通过工程实践证明,可以利用新风的冷量,采用新回风混合或是全新风来供冷,而不用开冷冻机。分析结果表明,新风量如果能够从最小新风量到全新风变化,在春秋季可以节约近 60%的能耗。全年累计变新风量所需的供冷量比固定的最小新风量斯需的供冷量少将近 20%,所以充分利用低温室外新风的节能效果是很明显的
(3)采用节能效率较高的设备
暖通空调在运行的过程中消耗的电量较大,在冬季、夏季等用电高峰期,能源消耗较大的设备往往会造成供电紧张,需要对当地的实际情况进行考虑,采用性能较好、节能效果突出的设备,使系统在运行的过程中可以消耗较少的电量,从而实现对电能的节约。
(4)利用清洁、可持续能源
当前应用较为广泛的暖通空调技术有水源热泵技术、地源热泵技术等,在冬天将土地中和水中的热能取出来,使室内温度升高,在夏天将室内的热能释放到土地和水中,使室内温度降低。通过对水能、地能的应用,节约了电能,并且由于其清洁性、廉价性使暖通空调的投资得到了有效控制。
三、结语
当前暖通空调系统的节能环保设计已成为社会各界人士关注的问题,也成为业内人士所积极探讨的热点问题。为了能够实现对暖通空调系统运行过程中能源消耗的控制,我们应积极对创新技术和材料进行研究和应用,减少对污染性、高消耗材料和设备的应用,保障暖通空调系统的节能环保性。相信通过暖通空调设计人员的共同努力,未来的暖通空调系统将更加环保、节能,最终向着可持续的方向发展。
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关键词:住宅建筑设计;节能;建筑质量
前言:我国建筑行业的兴起改善了广大人民群众的居住条件。但是在住宅建筑中消耗能源量也是非常大的,建筑行业要加强节能问题也是亟待解决的问题,住宅建筑的节能型是势在必行的工程。随着向节约型社会发展的需求,我国人民的节能意识也在不断的提高。住宅建筑设计中的节能是建筑设计的必然趋势,符合我国社会发展的方向,有助于缓解能源紧张的压力。
1、 建筑设计的节能
1.1建筑能耗的分类建筑行业的能源消耗包括建造能源消耗和使用能源消耗,是建筑施工及使用过程中主要的能源消耗原因,实施建筑设计的节能,要在设计过程中对节能的问题进行考虑,通过不同的方式,进行降低能源消耗,实现节能减排的效果。
1.1.1建造能源消耗。这部分的能源消耗主要就是针对在住宅工程建设过程中所涉及到的能源消耗,例如设备、材料、配件等方面。在进行住宅建筑节能设计时应该以可持续发展为基础,选择最为科学的技术,尽量减少施工中的能源消耗,提高施工质量,为人们提供更力口的生活环境。
1.1.2使用能源消耗。这部分的能源消耗主要是在建筑施工完成后在住宅使用的过程中消耗的资源。例如暖气、电气等方面。为了做好这部分的节能,我们应该在设计的时候就直接考虑到这部分的内容,采用新型的材料,根据工程建设的具体构造选择最佳的节能设计。
1.2住宅建筑节能的内容住宅建设设计中涉及到的节能方面需要我们根据工程建设的实际情况,综合考虑各方面的影响因素,选择最佳的设计方案,这个过程是十分复杂的。随着市场经济的快速发展,我国各方面的建设水平都有所提高,但是环境破坏现象的发展速度已经明显超过了经济的发展速度,这就给社会资源的利用造成了很大损失。我们必须不断提高自身的意识,国家也应该根据当前情况不断完善相关的法律,制定出科学的方案,节约资源和能源。我们应该把住宅建筑工作落实到实处,在实际的工作中严格按照要求做好方案,对工程建设的实际情况能够深人了解,对各种节能措施进行分析,选择最佳的施工设计。通过一些有效的方式方法,提高住宅建筑节能设计,提高资源利用率,进一步实现住宅建设的节能设计。此外,我们还应该对施工人员进行节能教育,提高施工人员的节能意识。
2、 我国住宅建筑设计的节能存在的问题
2.1建筑节能发展落后我国的在住宅建筑节能意识从上个世纪就开始了,但是由于住宅建筑的设计具有一定的复杂性和困难性,,有些设计在实际应用中受建筑行业发展的制约,我国住宅建筑设计节能技术和理念还相对落后,
2.2我国住宅建筑设计及节能发展现状随着人们生活水平的提高,对住宅建筑的质量和节能要求也在提高。但是住宅建筑节能设计的理念与实际运行实施时受制约太多,节能实施力度不够。住宅建筑的发展在进行设计规划时,大多会注意到对外在造型以及建筑外观住宅建筑配套的相关工程建设和住宅建筑的绿化景观设计上,而忽略住宅建筑和周边环境的协调性,在住宅建筑的节能设计上,规划力度不足,深度不够,消耗能源过大。热环境设备和建筑用材等方面的问题成为建筑行业耗能巨大的重要原因。部分住宅建筑的节能设计,过于追求形式,注重住宅的造型和外观的设计在住宅建筑过程中,忽略了与住宅建筑相关的其它因素影响,缺乏对住宅建筑环境、地质和地理环境等建筑信息的综合考虑,没有体现建筑设计的节能观念,忽略了建筑的协调发展,对住宅建筑的地理位置、建筑环境和建筑材料使用等因素影响的综合性考虑不周全。
3、 解决住宅建筑设计的节能问题的措施
3.1充分考虑建筑材料和建筑使用的节能问题设计人员在进行住宅建筑设计的过程中,要分考虑到建筑材料和建筑使用对住宅建筑节能的影响,从建筑材料和建筑使用这两方面进行节能设计。建筑材料要选择节能的材料,合理的选择建筑材料,保证建筑材料的,在整个建筑工程中选择高效、经济、节能的新材料提高住宅建筑的保温性能,要求"在建筑材料方面可以应用倒置式隔热保温屋面、保温砂浆和外墙保温涂料等节能的新材料,提高住宅建筑的保温性能,改善住宅建筑材料的能源消耗,实现建造过程的节能。在住宅建筑的使用过程中,要充分利用太阳能、风能和水能等清洁能源,发挥利用风能、水能的发电和照明功能代替用煤和石油的使用。在利用多种能源的基础上,改善和解决实现住宅建筑使用的节能问题。
3.2提高太阳能的使用太阳能做为新能源,可以充分利于建筑节能设计中,做为对煤、电、油等能源的补充和替代。在节能设计中可以考虑合理利用太阳能,太阳能源的利用减少了煤、电、等能源对环境的污染,也避免了此类能源的浪费,在住宅建筑的设计过程中保证太阳能装置的合理设计,提前考虑好太阳能安装的位置,做到住宅建筑的美观与太阳能资源的更大利用的相结合,为住宅建筑节能提供有力的支持
3.3实现建筑绿化如果建筑物周围有绿化树木,可以有效防止和减少噪声对建筑物的干扰。树木的枝叶所形成的绿荫可不仅可以遮挡太阳辐射还可以遮挡墙、地面以及其它相邻物的反射热,可以降低夏季的温度,起到调节温渡的作用。对建筑物环境起到一定的保护作用。实行建筑物周围环境的绿化可以提高了住宅建筑的使用质量,提供给人们更加舒适、的生活环境。住宅建筑的绿化提高了住宅建筑的使用质量,减少住宅建筑的噪音污染。因此设计人员在进行住宅建筑设计时要充分考虑建筑环境绿化的节能作用,在建筑住宅设计时要融入环境绿化的方案。
3.4建筑设计节能的作用我国人口众多,是能源消耗的大国,每年在建筑行业上的能源消耗就占有相当大的比例,一些住宅和公共建筑的能源浪费现象非常严重,解决在住宅建筑过程中能源浪费的问题,提高住宅设计的节能水平,提高行业节能理念,可以减少能源的消耗,提高环境的保护,有利于提高企业整体设计水平,提高企业的经济效益,也有利于整个社会的经济发展。
4住宅单体设计的节地措施
4.1适当缩小面宽加大进深
单体住宅的建设用地面积=(住宅进深+日照间距)×住宅面宽。因此,住宅面宽对土地用量的增大或缩小非常敏感。通常采用加大进深、缩小面宽,达到节约用地的效果。加大住宅的进深,必须有效地减小面宽,否则,反而会更增加用地。加大住宅进深,还会明显地提高住宅室内的热惰性,有利于节约能源。但是,应解决好对中间部位功能空间的采光与通风。
4.2适当降低住宅层高
《住宅规范》规定的室内净高:居室不低于2.4m,厨卫不低于2.2m。只要确保《住宅规范》规定的净高,适当降低每层的层高和住宅单体的总高度,就可以直接缩小日照间距。降低住宅总高的节地效果,在高纬度地区尤为明显。住宅层高的确定,当然还应综合考虑室内空间效果、居住习惯、日照和通风质量、心理感受等条件。降低层高后的室内净空,也要由室内装修、结构厚度、通风方式等技术措施的协调配合。
4.3处理好屋顶空间
屋顶是住宅第五立面,对建筑造型起着重要作用。住宅做斜坡顶屋面,可借助屋面坡度与日照斜率相接近的特点,可再降低住宅顶层的层高。在维持平屋面住宅日照间距的条件下,既取得了改变建筑轮廓、有效地解决了屋面防水和扩大屋顶部位使用空间的效果;也减少了住宅之间的日照间距,节约了建设用地。平屋顶可采用北向的退台,既获得露天活动空间,也可缩小日照间距。
4.4适当提高住宅的层数
提高住宅层数与提高居住区的容积率,成正比关系。但是,节地的曲线,并非始终呈直线上升。当住宅达到一定数量的层数,容积率增加就显得缓慢,因为住宅用地由住宅基底用地和住宅日照间距用地两部分组成,住宅层数增加只能重复利用住宅基底用地,随着层数的增加,日照间距仍要扩大。所以,一般由低层升至多层,节地效果最为明显,至中高层,效果尚可,至
高层,节地效果并不明显,节地曲线呈平缓状。
结语:综上所述,当前解决好住宅建筑设计中的节能问题,有助于施工企业提高经济效益,帮助建筑行业向着可持续方向发展。通过提高建筑设计的节能水平,不仅能够降低建筑工程消耗,还能够为企业节省大量的成本,同时使用型施工材料也能够保证居住者的身体健康,促进建筑行业的快速发展。建筑行业的设计人员要不断的提高设计水平,学习先进节能理念,把传统与现代的建筑技术水平相结合,以保证节能技术的应用达到理想的效果。
参考文献:
[1]王怀.关于住宅建筑设计中节能设计的探讨[J].科技风,2010,(13):55-59.