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能源是人类生存和发展的重要物质基础。作为中国终端能源消费的重要组成部分,家庭能源消费不仅是国家实施节能减排的重要方面,同时也关乎国家能源可持续发展的战略大局。在中国城镇化快速推进过程中,城乡家庭能源消费模式发生了很大的转变。随着居民收入水平持续提高和全面小康社会建设稳步推进,家庭能源消费将成为中国能源消费的重要增长点。此外,中国地域广阔,巨大的地理差异和社会经济发展的不平衡,使得中国家庭能源消费表现出明显的地域差异性。本文以中国家庭能源消费作为研究对象,充分认识和理解其发展演变与空间差异,量化分析了其影响因素的空间效应,并对未来的发展趋势进行了多情景预测,以期为我国能源政策制定和能源规划提供参考,并为制订具有区域特色的用能结构优化策略和节能减排措施提供一些参考。本研究以可持续发展理论、生态现代化理论和能源阶梯假说等为理论基础,把理论分析与实证研究、时间序列分析和面板数据建模、宏观统计与微观调研相结合,应用综合评价法、计量经济模型、能源预测模型等方法,沿着“历史-现在-未来”的研究思路展开,从动态视角解读中国家庭能源消费的时空变动特征。首先,基于中国家庭能源消费的历史及现状,构建了家庭能源现代化综合评价指标体系,指出各地区能源现代化进一步发展的方向。其次,建立数量模型,揭示了中国家庭能源消费空间差异的趋势和特征,并对导致空间差异的影响因素进行了量化分析。最后,设置了多种发展情景,对中国家庭能源消费未来二十多年的发展趋势,做出了初步判断。基于以上研究内容,得到如下结论:1、中国家庭能源消费的历史演变特征方面。近30年来,中国家庭能源消费总量在波动中不断增大,且表现出明显的阶段性特征。能源消费种类、结构、方式、数量、效率等都发生了巨大变化。(1)能源获取方式从分散走向集中,随着城镇化进程中农村人口不断向城镇地区聚集,人们的能源消费模式从农村向城市转变,家庭用能从分散性向集中式转变,居民生活更加便捷。(2)能源用途逐步实现多元化。尽管取暖、炊事两项占了家庭用能的绝大部分,但是人们不断改善生活质量的努力,促使家庭能源消费用途从照明、炊食、取暖三个基本生存需求方面,扩展到清洁卫生、交通、教育、通讯、娱乐等多个方面,人们的生活日益多样化。(3)能源利用效率由低效趋于高效。虽然一些低效的煤炉、柴灶仍在农村家庭大量使用,但是不断改进的能源利用技术、以及新能源设备的使用和替换,大幅提高了家庭能源使用效率。随着收入提高,人们的消费意识也发生转变,对能源的选择和需求逐渐偏向清洁高效能源。(4)能源类型从高污染转向清洁化。随着收入水平的提高,人们对生活环境和生活质量的要求不断提高。城镇家庭能源消费结构中,高排放高污染的煤炭、液化石油气消费比重逐步下降,电力、天然气比重不断上升;农村家庭中,直接燃烧生物质能和煤炭的比重逐渐下降,而对现代清洁燃料(太阳能和电力)消费需求显著增加。从而使得能源利用的清洁性逐渐提高,居民室内环境质量得到显著改善。(5)能源结构从传统非商品能源转向现代商品能源。以煤炭和薪柴为主的传统能源消费组合转向现代商品能源消费组合。尽管生物质能和煤炭在农村家庭能源消费中占有绝对地位,但随着电力、燃气以及燃油消费水平的逐年上升,商品能源消费模式逐渐取代非商品能源消费模型。2、中国家庭能源利用现代化水平的综合评价方面对中国30个省级行政区2005、2010、2014年的家庭能源发展水平进行综合评价,包括4项子指标:能源可获得性、能源清洁性、能源便利性和支撑体系。评价了中国家庭能源利用的现代化水平及地区差异。(1)中国家庭能源现代化水平逐年提高,但仍处于较低水平。随着中国经济快速增长,能源基础设施逐步完善,居民生活水平明显改善,中国家庭能源现代化水平整体呈上升趋势。能源使用的便利性和可获得性有了大幅提高。居民家庭对现代清洁燃料的可获得性有了明显改善,能源使用的设备和家电的普及程度逐步得到提高。与此同时,由于能源支撑条件不足、能源结构的清洁性有待提高,从而使得家庭能源现代化水平还有很大的提升空间。(2)家庭能源现代化发展程度存在明显的地区差异。津、陕、宁、新的能源支撑体系较好,但陕、蒙、贵的现代能源不可获得性问题突出。黄河中游地区具有较好的能源支撑体系,但其能源可获得性表现相对较差;北部沿海地区具有较好的能源可获得性,而其能源清洁性相对降差;东北地区、东部沿海、南部沿海、长江中游和西南沿海地区五类地区表现出较好的能源可获得性和能源使用便利性,而能源清洁性和支撑条件均有待加强;西北地区能源使用的便利性最差。3、中国家庭能源消费的空间分异及影响因素方面基于stirpat模型,选取中国1997-2013年30个省级行政区的数据,建立面板数据模型,分析了人均gdp、城市化和地区温度对家庭能源消费的影响程度,揭示了这些影响因素的空间效应。(1)中国家庭能源消费存在明显的东西差异。其主要原因在于,中国东西部各省份处于不同的经济发展阶段,家庭能源利用基数和增长率均有所不同;加之海拔自东向西逐渐升高,导致温度不断下降,从而用于家庭采暖的能源消费量有所增加。因此,决定中国家庭能源消费东西差异的主要因素是经济发展水平,而地区温度差异也是一个重要方面。此外,在不同的经济发展阶段,城市化对家庭能源消费的影响各有不同。(2)中国家庭能源消费表现出显著的北多南少的趋势。这是由于中国北方纬度较高,平均气温相对较低。每年冬季,人们为了提高室内居住环境的热舒适性,需要消耗更多的能源。因此,模型估计结果中,北方省份的截距普遍高于南方省份,这反映了地区温度差异对家庭能源消费具有负效应。(3)中国家庭能源消费的城乡差异主要表现在结构、模式和效率方面,而能源数量方面的差异并不显著。首先,城市地区有相对完善的能源服务设施,比如集中供暖系统、天然气管网、输电网络和加油站等,城镇居民对高质量能源的获取程度更高;而农村地区除了电网,再没有其他的能源服务设施,难以使用天然气和集中供暖服务,煤炭是主要的商品能源。其次,能源获取方式差异决定了城乡家庭具有不同的能源消费组合特征,尽管城乡家庭消耗的能源数量相同,但是以高品质能源为主的消费结构,使得城市家庭得到更多有效热服务。4、中国家庭能源消费的未来发展趋势方面基于leap平台,根据城市化发展速度与能源利用技术水平,设置了多种发展情景,判断中国家庭能源消费的未来发展趋势。(1)能源消费总量变动趋势。基于已有研究和模型参数估计,未来中国家庭能源消费的增加在短期内是无法改变的。在不同发展情景下,到2040年,中国家庭能源消费总量将介于7~9.46亿吨标煤之间。随着越来越多的农村人口向城镇聚集,未来家庭能源消费的增量主要出现在城镇地区。城镇化过程中人口在空间上的再分布,一方面增加了城镇地区的能源供给压力,也对城镇能源公共服务设施的承载能力提出了更高要求。(2)能源消费结构特征。到2040年,电能成为最主要的家庭能源类型,天然气、热力和油品比重也有不同程度的提高。城镇地区基本实现了家庭能源消费的现代化、清洁化目标。而薪柴和秸秆等传统固体燃料仍然是农村家庭消费的主要燃料来源。随着城市化的不断推进和居民收入水平的不断提高,家庭住宅面积的扩大需要更多的取暖用能,提高的家电拥有量将产生更多电力需求,私家车普及程度的提高将对汽油、柴油的需求增大。(3)二氧化碳排放趋势。不断增大的化石能源需求将必然导致碳排放持续增加。到2040年,家庭部门的二氧化碳排放将达到16.84~20.63亿吨。在稳健发展和加快发展两种情景下,家庭减排力度分别达到9.4%和18%。中国目前以煤为主的发电和供暖过程具有较大的减排潜力。通过提高能源利用效率和改善建筑保暖措施,不仅可以有效减少家庭污染物的排放,还有助于国家早日实现减排目标。基于以上研究,本文提出了能源管理与建设的政策建议。从提高能源供给能力、优化能源结构、提升能源服务水平以及完善能源市场和价格机制等方面,推动能源系统转型升级,满足现代清洁能源不断增长的需求,从而引导能源消费向低碳、安全、高效、可持续的方向发展。