基于LA―AIDS模型的中国居民能源消费回弹效应研究

摘要：基于1993-2013年中国居民消费的时间序列数据，构建居民能源需求的LA-AIDS计量回归模型与能源效率仿真模型，实证分析了中国城镇和农村居民能源消费的回弹效应。同时，根据Slutsky方程进一步分解出城镇与农村居民能源消费直接与间接回弹效应。研究结果表明：中国居民能源消费存在明显的回弹效应，且城镇居民能源消费的回弹效应显著高于农村居民；城镇居民能源消费的回弹效应呈逐年下降的趋势，农村居民能源消费的回弹效应呈逐年上升的趋势，2013年之后表现为“回火效应”；居民能源消费回弹效应的直接效应高于间接效应，即替代效应高于收入效应，这表明中国居民能源消费的回弹效应主要是由于能源效率提高后居民增加了对能源的直接消费所导致的。

关键词：居民能源消费；LA-AIDS模型；回弹效应；直接与间接效应

Abstract： Based on time series data of Chinese residential consumption from1993 to 2013， this paper constructs residential energy demand LA-AIDS econometric model and energy efficiency simulation model， and empirically analyzes rebound effect of Chinese urban and rural residential energy consumption. The results showed that： the rebound effect of residential energy consumption in China is obvious， and the rebound effect of urban residential energy consumption is higher than that of residential energy consumption； the rebound Effect of urban residents showed a declining trend， while the rebound effect of rural residents showed an increasing trend， which performed a "tempering effect" after 2013； the direct rebound effect of residential energy consumption is higher than the indirect effect， which means that the substitution effect is higher than the income effect， and this suggested that the rebound effect of residential energy consumption of in china was mainly due to increased residential direct energy consumption after the energy efficiency was improved.

Keywords： Residential energy consumption； LA-AIDS model； Rebound effect； Direct and indirect effect

1 引言

居民能源消费是中国第二大类能源消费，约占中国能源消费总量的10.6%[1]。巨大的能源消费促进了中国的经济发展，但同时也带来了更多的二氧化碳排放。面对日趋严重的能源和环境约束，中国需要通过实施“节能减排”政策来实现能源节约、二氧化碳减排和经济的可持续发展。中国的节能减排❦目标主要通过科技进步和能源利用效率提高来实现。随着能源效率的提高，实际的居民能源消费和碳排放并没有降低。能源效率提高带来的能源节约会被能源商品服务单位成本下降带来的能源需求增长部分抵消掉，这种现象在能源经济学上称之为“回弹效应”。

“回弹效应”受到关注是在第一次石油危机之后。Khazzoom[2]首次提出了能源效率的提高并不一定导致能源需求的下降，反之，可能会带来能源需求与服务的增加。Lovins[3]认为回弹效应更多的是受到收入效应的影响而非价格效应，也就是说能源效率的提高会带来收入的增长，而不同类型能源服务需求之间的替代效应不能被忽略。Binswanger[4]拓展了回弹效应的定义，认为能源效率提高带来的回弹效应包括直接效应和间接效应。然而，现有多数学者研究尽管估计能源服务的自价格弹性，但他们都仅仅估计了直接能源回弹效应。现有关于居民能源效率的回弹效应研究表明ว回弹效应显著存在，能源效率提高所产生的预期能源节约同实际的能源节约不一致。我国关于回弹效应的研究多数从宏观的角度切入，查冬兰、周德群[5]基于CGE模型研究得出，我国煤炭、石油和电力的回弹效应分别为32.7%、33.06%和32.28%。但是，从中国居民能源需求角度研究回弹效应的文献较少。

中国 ☻宏观经济系统的能源回弹效应是客观存在的[6]，而能源效率的并没有显著的降低能源消费。回弹效应使得能源效率产生的能源节约低于预期效果，这部分被抵消的能源节约包括直接与间接效应两部分[7]。目前关于中国居民能源消费回弹效应的研究并不多，居民能源消费是中国实现节能减排目标的一个重要组成部分，因此，本文将分别从中国城镇与农村居民能源消费的回弹效♋应，通过构建居民能源需求LA-AIDS计量回归模型与能源效率仿真模型，来探讨中国居民能源消费的回弹效应，同时基于Slutsky方程进一步分析其直接与间接效应。 2研究方法与数据来源

2.1研究方法

2.1.1 回弹效应的理论推导

Saunders[8]在Khazzoom和Brookes的研究基础上，提出技术进步可以提高能源效率实现能源节约，但技术进步也会促进经济增长产生新的能源消费，进而抵消部分能源节约。“回弹效应”的一般公式为：

其中，E和S分别表示能源服务的需求和价格； 表示能源效率，即单位能源需求带来的能源服务产出； ，表示能源需求的价格弹性，即能源效率的变化带来的能源服务需求的变化； 表示能源服务需求的自价格弹性。

本文基于Brannlund et al.[9]的研究来计算回弹效应，同时认为当能源效率提高时，商品能源成本的降低可以用商品价格的变动来表示。因此，居民能源效率的完

2.1.2 居民能源需求的LA-AIDS计量回归模型

居民能源效率的回弹效应需要通过能源商品和服务的价格弹性和消费弹性来计算得出。因此，本节参考Brannlund et al.[9]的近似理想需求系统模型来实证估计中国城镇居民的价格和消费弹性，本文采用简化处理的AIDS线性近似模型。

2.2 数据来源

本文所使用数据主要为1993-2013年中国城镇与农村居民消费支出和消费价格数据，考虑到价格数据的可得性，本文选用居民消费价格支出来表示消费价格。按照《中国统计年鉴》的分类方法，本文将居民消费支出分为八类主要支出：①食品（Food）消费支出，②衣着（Clothing）消费支出，③家庭设备及用品（HFAS）消费支出，④医疗保健（HCMS）消费支出，⑤交通通信（T&C）消费支出，⑥文教娱乐（ECRS）消费支出，⑦居住（Residence）消费支出，⑧其他（Others）消费支出。为消除通货膨胀因素的影响，所有的消费支出数据均以1993为基准进行折算。

3实证结果分析

3.1计量回归结果分析

由于本文所使用计量模型的残差之间可能存在相互影响，因此，一般的最小二乘法估计（OLS）在这里并不适用。因此，本文采用似不相关回归（Seemingly Unrelated Regression，SUR）也称多元回归或Zellner方法来估计LA-AIDS模型中的参数。在估计过程中，由于加和性约束条件的存在，LA-AIDS模型中的一个方程应该被略去，在完成方程估计后，此被略去的方程可以通过加和性约束计算出来，考虑到篇幅限制部分结果略去。

表1为计算得到的城镇和农村居民能源消费的支出弹性和自价格弹性。从表中可以看出，城镇和农村居民各类能源消费的支出弹性均为正，表明这些这些商品均为正常商品。城镇居民家庭设备及用品食品与交通通信支出弹性相对较低，表明城镇居民对这两类商品的需求较低，医疗保健与文教娱乐的支出弹性相对较高，表明城镇居民对健康和教育的重视程度更高。农村居民其他类、交通通信、医疗保健和衣着的支出弹性相对较高，表明农村居民更关注交通、健康和衣着等，家庭设备及用品与文教娱乐的支出弹性则相对较低。相比之下，城镇居民医疗保健与文教娱乐的支出弹性高于农村居民，而医疗居住类支出弹性则城镇居民略低于农村居民。

3.2 回弹效应仿真结果分析

从图2中可以看出，中国城镇与农村居民能源消费存在明显的回弹效应且差异显著，这同Sorrell和Dimitropoulos[13]的研究一致。多数时期，中国城镇居民能源消费的回弹效应要高于农村居民。这是因为城镇居民能源消费占中国居民能源消费的60%以上，是居民生活能源消费的主要部分（Zhou，2009）。随着中国工业化和城镇化的发展，城镇居民能源消费不断提高，而城乡居民能源消费差距也不断扩大。同时，城镇居民对能源消费的依赖度要高于农村居民。2012年，中国城镇居民平均每百户空调（台）和电冰箱（台）的拥有量分别为126.81和98.48，而农村居民平均每百户空调（台）和电冰箱（台）的拥有量分别为25.36和67.32。

中国城镇居民能源消费的回弹效应呈逐年下降的趋势，而农村居民能源消费的回弹效应表现为逐年上升。城镇居民能源消费的回弹效应在2005年之前表现为“回火效应”，即能源效率的提高不仅没有降低能源消费，反而进一步促进了居民能源消费的增长。这段时期，城镇居民对能源的需求属于刚性需求，城镇化进程拉动居民对能源需求的增长，而能源效率提高在这种趋势下，同样也是促进能源需求的增长。农村居民能源消费的回弹效应表现为逐年上升，2010年农村居民能源消费的回弹效应超过城镇居民，2013年之后，农村居民的能源消费表现为“回火效应”。农村居民能源消费回弹效应的快速上升主要是因为农村居民收入较低、人口基数大且能源需求严重不足。Milne和Boardman[14]在其研究中อ提出，由于低收入群体对能源商品服务的需求不足，因此其能源回弹效应相对较高。而中国农村居民在前期能源消费回弹效应较低是受能源结构的制约。而能源效率的提高促进了农村居民能源消费结构的改善，农村居民能源消费的巨大的需求空间与严重的实际需求不足使得农村居民能源消费的“回火效应”在2013年之后逐步凸显。

同时，本文基于Slutsky方程分析了中国居民能源消费的直接与间接效应，从各方面来看居民能源消费的直接效应高于间接效应，即替代效应高于收入效应。这表明中国居民能源消费的回弹效应主要是由于能源效率提高后居民增加了对能源的直接消费所导致的，中国居民能源消费仍然面临需求空间巨大与实际需求不足的双重困境。同时，中国居民能源市场实行政府管制定价，使得居住类能源商品服务对价格变化不敏感，难以发挥市场的需求的调节作用。

4结论与建议

本文采用1993-2013年中国居民消费的时间序列数据，构建居民能源需求的LA-AIDS计量回归模型与能源效率仿真模型，实证分析了中国城镇和农村居民能源消费的回弹效应。同时，根据Brannlun等人[9]的研究，基于Slutsky方程进一步分解出城镇与农村居民能源消费直接与间接效应。通过实证研究本文主要结论与建议如下： （1）中国居民能源消费存在明显的回弹效应，因此，政府在制定居民能源消费的节能减排政策时应充分考虑回弹效应。回弹效应的存在使得能源效率提高带来的能源节约被部分抵消，而“回火效应”则使得能源效率提高促进了居民能源消费的增长[15]。这表明中国政府靠提高能源效率来实现资源能源节约与碳减排的实际效果并不理想，回弹效应的存在使得现阶段仅仅依靠能源效率提高难以实现政府节能减排的目标。

（2）中国城镇居民能源消费的回弹效应呈逐年下降的趋势，农村居民能源消费的回弹效应呈逐年上升的趋势，城镇居民能源消费的回弹效应在2005年之前表现为“回火效应”，2005年之后回弹效应低于1，农村居民能源消费的回弹效应在2013年之后表现为“回火效应”。这主要是由于能源市场与能源定价机制不完善等原因造成的，能源价格偏低是导致我国能源消费居高不下的关键原因[16， 17]。

（3）中国居民能源消费回弹效应的直接效应高于间接效应，即替代效应高于收入效应，这表明中国居民能源消费的回弹效应主要是由于能源效率提高后居民增加了对能源的直接消费所导致的。积极倡导和鼓励居民能源合理消费、绿色消费，推动居民能源消费结构升级。居民能源消费很大程度上是受居民消费习惯所影响的，因此，中国政府应该通过更加积极的经济鼓励和教育引导方式，来鼓励居民改变消费观念和生活方式，进而实现能源经济社会环境的友好和可持续发展。

参考文献

[1]Nie H， Kemp R. Index Decomposition Analysis of Residential Energy Consumption in China： 2002C2010[J]. Applied Energy， 2014， 121：10-19.

[2]KhazzoomJ D. Economic Implications of Mandated Efficiency in Standards for Household Appliances[J]. The Energy Journal， 1980， 1（4）：21-40.

[3]Henly J， Ruderman H， Levine M D. Energy Savings From More Efficient Appliances： Another View[J]. The Energy J.， 1988， 9（2）.

[4] Binswanger M. Technological Progress and Sustainable Development： What About the Rebound Effect？[J]. Ecological Economics， 2001， 36（1）：119-132.

[5]查冬兰， 周德群. 基于 CGE 模型的中国能源效率回弹效应研究[J]. 数量经济技术经济研究， 2010（12）：39-53.

[6] Lin B， Liu X. Dilemma Between Economic Development and energy conservation： Energy rebound effect in China[J]. Energy， 2012，45（1）：867-873.

[7]LIN B， YANG F， LIU X. A study of the Rebound Effect on China's Current Energy Conservation and Emissions Reduction： Measures and Policy Choices[J]. Energy， 2013， 58：330-339.

[8] Saunders H D. The Khazzoom-Brookes Postulate and neoclassical Growth[J]. The Energy Journal， 1992：131-148.

[9]Brannlund R， Ghalwash T， Nordstrom J. Increased Energy Efficiency and the Rebound Effect： Effects on Consumption and Emissions[J]. Energy Economics， 2007， 29（1）：1-17.

[10]Lin B， Yang F， Liu X. A Study of the Rebound Effect on China's Current Energy Conservation and Emissions Reduction： Measures and Policy Choices[J]. Energy， 2013， 58：330-339.

[11] Alston J M， Foster K A， Gree R D. Estimating Elasticities with the Linear Approximate Almost Ideal Demand System： Some Monte Carlo Results[J]. The Review of Economics and Statistics， 1994：351-356.

[12] Edgerton D L. The Econometrics of Demand Systems： With Applications to Food Demand in the Nordic Countries[M]. Springer Science & Business Media， 1996.

[13] Broadstock D C， Hunt L， Sorrell S. Review of Evidence for the Rebound Effect[R].Technical Report 4： Elasticity of Substitution Studies， 2007.

[14] Milne G， Boardman B. Making Cold Homes Warmer： The Effect of Energy Efficiency Improvements in Low-income Homes A Report To the Energy Action Grants Agency Charitable Trust[J]. Energy Policy， 2000， 28（6）：411-424.

[15]邵帅， 杨莉莉， 黄涛. 能源回弹效应的理论模型与中国经验[J]. 经济研究， 2013（2）：96-109.

[16]国涓， 郭崇慧， 凌煜. 中国工业部门能源反弹效应研究[J]. 数量经济技术经济研究， 2010（11）：114-126.

[17]林伯强. 能源经济学视角的科学发展观的理论探索-评《节能减排， 结构调整与工业发展方式转变研究》[J]. 经济研究， 2012（3）：154-159.