基于IPAT模型的青岛市能源消费因素分析

【摘要】 能源是社会发展的重要物质基础，能源消费既影响人类生存和发展的自然环境，又关系到经济社会的可持续发展。如何提高能源使用率，加强节能降耗工作，缓解能源约束矛盾和环境压力成为当前政府高度重视的问题。本文通过对青岛市历年各类能源数据的分析研究，利用IPAT模型分析方法，建立因素贡献模型，从人口、经济、技术三个角度对能源消耗进行因素分析，为青岛市节能减排政策的制定和修改提供参考。

【关键词】 能源消费 节能降耗 因素贡献分析

一、青岛市能源消费综合分析

青岛市作为一个旅游城市，每年都要接待大量游客，这在很大程度上增加了环境承载力负荷。而且青岛市在资源利用、土地利用率、单位成品能耗等方面和国内外很多指标差距比较大。所以青岛作为山东省经济四大产业基地，要想保持资源环境可持续发展，必须继续执行强有力的节能政策，推进技术进步，提高能源效率。

二、IPAT模型的建立

为了从宏观上反映青岛市能源消费状况，研究经济发展与人口、资源、环境之间在数量上的协调方法，本文选取经济、人口和技术三个要素指标，分析青岛市历年能源消费数据，以明确经济、人口、技术三方面因素影响能源消耗的贡献率。IPAT方程是西方学者在上个世纪经过反复讨论并通过数次验证之后得出的比较适合用来做定量计算的模型，并能够对评价目标未来的发展分条件进行预测，因此本文选择IPAT模型来分析青岛市经济、人口和技术三个要素指标。

1、IPAT模型原理

著名人口学家Paul R.Ehrlich曾提出一个恒定模型：

I=P×A×T （1）

其中，I代表环境负荷，P为人口数量，A为富裕度，T表示技术。公式主要是分析环境影响和人口、技术还有富裕度的关系。富裕度一般用人均生产总值表示，技术用单位人均生产总值下的环境承载负荷表示，I是物质消耗量或用产出量表示。这个恒定模型，是学者们在二十世纪经过几十年反反复复的探讨研究方案而得到的，不仅使用方便，而且还可用来做定量分析。

2、基于IPAT模型的变形

（1）因素贡献模型。利用上述计算公式，我们可以定性定量计算富裕度（A）、人口数量（P）和技术（T）对一个经济生产区域的能源消耗总量的贡献大小。假设第一年的资源消耗总量为I0，人口总量为P0，人均国内生产总值为A0，能源耗费强度为T0，第n年的能源消耗总量为In，人数总量为Pn，人均国内生产总值为An，资源消耗强度为Tn，我们就可以得到如下公式：

==×× （2）

In-I0=PnAnTn-P0A0T0=（PnA0T0-P0A0T0）+（PnAnT0-PnA0T0）+

（PnAnTn-PnAnT0） （3）

其中，表示人口增加指数，是能源耗费总量指数，In-I0是能源耗费总量变动的绝对数值，PnA0T0-P0A0T0表示人口规模变化所引起的能源消耗总量变化的绝对数值；表示经济增长指数，PnAnT0-PnA0T0表示经济增长所引起的资源消耗总量变动的绝对数值；表示技术进步指数，PnAnTn-PnAnT0表示因技术进步所引起的资源消耗总量变动的绝对数值。

（2）情景预测模型。如果衡量环境压力是利用资源耗费这个数值，那么根据上述模型，可得如下公式：

资源消耗：I=P×× （4）

如果把国内生产总值定义为G，且其中为T，则上公式可以变化为：

I=G×T （5）

那么我国国内生产总值和生产水平与能源及环境的关系就可以根据公式得出。所以我们可以用其中两个数值的相互关系来反映他们的相互影响，例如环境和资源就可以通过G和T的关系来衡量。也就是说这个公式可以为计算经济发展和环境的关系提供一个思路，进而控制两者的关系。

若设第一年国内生产总值为G0，其对应国内生产总值的资源消耗为T0，国内生产总值的年增长率为g，单位国内生产总值的资源消耗年降低率为t，则可以得到第m年的资源消耗为：

Im=Gm×Tm=G0×（1+g）m×T0×（1-t）m（6）

即，Im=G0×T0×（1+g-t-gt）m （7）

从而可以得到资源消耗增加、降低和不变的极限值为：

t= （8）

当t=时，经济增长会和资源耗费分离，即两者没有相关关系，也就是所谓的“脱钩”；当t>时，能源耗费越多，相对应生产越少，或者说随着生产的上升，耗费能源量反而减少；当t<时，能源的耗费就会随生产的上升而上升。所以，为了达到我们发展的目的，节约生产中的资源，并使对环境的危害达到最小，合理配置上述关系相当重要。

由表1可以看出，t值略小于g值，t值随着g值的增大而增大，即GDP增长越快，越不容易实现经济增长与能源需求的“脱钩”，这也是现阶段青岛市经济增长与能源需求关系的现状。

三、基于IPAT模型的青岛市能源消费因素贡献分析

1、数据处理

由上文IPAT模型的推导，表示人口增加指数，表示能源耗费总量指数，In-I0表示能源耗费总量变动的绝对数值，PnA0T0-P0A0T0表示人口规模变化所引起的能源消耗总量变化的绝对数值；表示经济增长指数，PnAnT0-PnA0T0表示经济增长所引起的资源消耗总量变动的绝对数值；表示技术进步指数，PnAnTn-PnAnT0表示因技术进步所引起的资源消耗总量变动的绝对数值。结合青岛市统计年鉴提供的数据，计算出历年规模以上工业能源需求总量，得到模型分析所需指标数据如表2所示，表3为IPAT模型进行分析后的输出数据。

2、结果分析

由表3可知，2002至2011年间，青岛市能源消耗总量增加约2500万吨。其中，人口增长所引起的标准煤消耗总量增加154万吨，因素贡献率为5.3%。人均GDP增加所引起的标准煤消耗总量增加3023万吨，因素贡献率为103.2%。而技术进步使万元GDP标准煤需求量降低所引起的标准煤消耗总量降低248万吨，因素贡献率为-8.5%。10年间青岛市规模以上工业标准煤需求总量变化的各项的贡献因素中，经济增长因素为主要因素，技术进步因素排在第二位，人口增长因素排在第三位。

由此可见，要降低标准煤需求总量，我们可以从三个方面入手：第一，控制人口增长；第二，促进经济持续稳定增长；第三，促进科技进步，提高能源效率。由分析结果来看，人口因素的贡献率仅为5.3%，也就是说在未来相当长的时期内，人口数量的增大不会成为青岛市降低规模以上工业标准煤需求总量的主要因素，反而继续起到增大能源需求量的作用；经济快速而稳定增长是青岛市发展的重要基础，也是青岛市经济发展、提高居民生活水平的前提，目前不可能通过降低经济的发展速度来降低能源消耗。根据数据分析结果可以看出，青岛市这10年间技术进步对能源需求总量的因素贡献率仅为-8.5%，还有很大的提升空间。鉴于此，通过降低单位GDP资源消耗强度来控制标准煤消耗总量的增长最具有可行性。对青岛市规模以上工业标准煤需求量的因素贡献分析表明，实施节能降耗战略，加快科技创新和技术进步，可以降低单位GDP标准煤需求强度，提高能源利用效率。

青岛市是典型的能源输入型城市，一次能源全部需要从外地输入，二次能源中电力的对外依存度为47%。从青岛市一次能源消费结构看，煤炭消费占绝对比重，输入电力和天然气消费呈增长趋势。青岛市积极推进一些措施，有效地降低了综合能耗水平，但与国内先进省市、国际先进水平相比，单位产值的能耗仍较大。研究表明：第一，在影响青岛市能源消费的各项因素中，经济的快速增长是主要因素，其次是技术的进步，即能源利用效率的提高对青岛市资源的节约起到了积极作用，人口的增长对青岛市能源消耗的增加也起到了一定的作用；第二，实施节能减排战略势在必行，青岛作为一个滨海旅游城市，青岛市的环境承载力相当有限，能否做好资源的节约与利用将是影响青岛市未来发展的一个重要因素。

【参考文献】

[1] 殷捷、王培红：核能在我国能源可持续发展中的作用和前景[J].上海电力，2010（3）.

[2] 戴钰、刘亦文：基于IPAT模型的长株潭城市群经济增长与能源消耗的实证研究[J].经济数学，2009（6）.

[3] 聂锐、张涛：基于IPAT模型的江苏省能源消费与碳排放情景研究[J].自然资源学报，2010，25（9）.

[4] 青岛统计局：青岛统计年鉴2002—2012[Z].

[5] 青岛环保局：2007—2011年青岛市环境状况公报[Z].

[6] 许玉洁：关于青岛市发展循环经济的思考与分析[J].经济研究导刊，2010（1）.

（责任编辑：刘冰冰）