摘 要:協(xié)調(diào)推動能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展對推進中國式現(xiàn)代化有著重要的意義。從能源消費轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展兩個方面構(gòu)建評價指標(biāo)體系。運用熵權(quán)法和綜合評價法,構(gòu)建了能源消費轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度模型,分析了陜西省2015—2021年能源消費轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的水平與耦合協(xié)調(diào)度。研究表明,陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展兩個子系統(tǒng)之間耦合程度高,能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)程度不斷改善。按影響程度大小,影響陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的主要因素依次為環(huán)境狀態(tài)、能源消費結(jié)構(gòu)、終端用能、環(huán)境治理、能源消費強度、環(huán)境壓力和能源消費總量。
關(guān)鍵詞:能源消費轉(zhuǎn)型;環(huán)境可持續(xù)發(fā)展;耦合協(xié)調(diào)度;影響因素;陜西省
中圖分類號:F 426;X 22
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1672-7312(2024)05-0514-07
Coupling Coordination Degree and Influencing Factors of Energy Consumption Transformation and Environmental Sustainable Development in Shaanxi Province
ZHAO Jing1,2,LI Chenyue1
(1.College of Marxism,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an 710054,China;2.Research Center for Energy Economy and Management,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an 710054,China)
Abstract:Coordinating the promotion of energy consumption transformation and environmental sustainable development is of great significance to the promotion of Chinese modernization.The evaluation index system is constructed from two aspects of energy consumption transformation and environmental sustainable development.Using the entropy weight method and comprehensive evaluation method,the coupled coordination degree model of energy consumption transformation and environmental sustainable development system is constructed,and the level and coupled coordination degree of energy consumption transformation and environmental sustainable development in Shaanxi Province from 2015 to 2021 are analyzed.The study shows that there is a high degree of coupling between the two subsystems of energy consumption transition and environmental sustainable development in Shaanxi Province,and the level of coupling and coordination between the energy consumption transition and environmental sustainable development system is constantly improving.According to the degree of influence,the main factors affecting the degree of coupling and coordination between energy consumption transformation and environmentally sustainable development system in Shaanxi Province are environmental status,energy consumption structure,end-use of energy,environmental governance,energy consumption intensity,environmental pressure and total energy consumption.
Key words:energy consumption transition;environmental sustainable development;coupling coordination degree;influencing factors;Shaanxi Province
0 引言
化石能源開發(fā)利用帶來的生態(tài)環(huán)境惡化,以及能源消費所導(dǎo)致的污染排放,正日益超出環(huán)境的承受能力[1]。目前我國能源消費中傳統(tǒng)能源占70%以上,40.1%的城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo)[2],傳統(tǒng)的能源消費方式與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展之間矛盾突出。中國要“以能源綠色低碳發(fā)展為關(guān)鍵,堅持走生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的發(fā)展道路”[3]。2021年9月,習(xí)近平總書記在陜西榆林考察時強調(diào),能源產(chǎn)業(yè)要繼續(xù)發(fā)展,否則不足以支撐國家現(xiàn)代化。煤炭能源發(fā)展要轉(zhuǎn)化升級,走綠色低碳發(fā)展的道路。這樣既不會超出資源、能源、環(huán)境的極限,又有利于實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)[4]。應(yīng)深入推進能源消費革命,“以高品質(zhì)生態(tài)環(huán)境支撐高質(zhì)量發(fā)展,加快推進人與自然和諧共生的現(xiàn)代化”[5]。
近年來,針對能源消費與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系,國內(nèi)外許多學(xué)者做了大量研究。國涓[6]分析了能源消費對環(huán)境的影響以及能源活動的環(huán)境成本。ZHANG S等[7]對環(huán)境壓力中污染物排放等不同要素間協(xié)同作用進行研究。DE CARVALHO A L等[8]通過投入產(chǎn)出模型對巴西能源—經(jīng)濟—環(huán)境系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)聯(lián)特征以及子系統(tǒng)之間關(guān)系進行評估研究。SHAHBAZ M等[9]通過使用1971—2011年間葡萄牙的相關(guān)數(shù)據(jù),研究經(jīng)濟增長、能源強度和碳排放之間的關(guān)系。吳鳴然等[10]基于中國1990—2014年的數(shù)據(jù),通過向量自回歸模型和方差分解函數(shù)等方法,證明了能源和環(huán)境兩系統(tǒng)之間存在長期穩(wěn)定的關(guān)系。PAN X等[11]基于2006—2015年中國省級面板數(shù)據(jù),運用DAG圖和結(jié)構(gòu)向量自回歸方法研究了環(huán)境規(guī)制、技術(shù)創(chuàng)新和能源效率之間的內(nèi)在動態(tài)關(guān)系。逯進等[12]基于中國四大區(qū)域的面板數(shù)據(jù),測算能源、經(jīng)濟與環(huán)境三系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)水平,并從不同角度對系統(tǒng)間關(guān)系進行了研究。WU D等[13]通過構(gòu)建系統(tǒng)動力學(xué)模型來探討經(jīng)濟、能源和環(huán)境子系統(tǒng)間相互關(guān)系與影響因素。現(xiàn)有文獻(xiàn)多從國家層面對能源消費與環(huán)境污染的相關(guān)性進行定量研究。作為省域?qū)嵶C分析的對象,陜西省能源資源富集,化石能源在能源消費結(jié)構(gòu)中長期占90%以上,2021年煤炭消費比重高于全國平均水平17.69%。2020年陜西省國考城市優(yōu)良天數(shù)低于全國平均水平[14],6個城市被國務(wù)院印發(fā)的《空氣質(zhì)量持續(xù)改善行動計劃》列入重點區(qū)域,“雙碳”目標(biāo)任務(wù)艱巨。隨著經(jīng)濟社會的高質(zhì)量發(fā)展,陜西省在積極推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的過程中,對環(huán)境可持續(xù)發(fā)展也產(chǎn)生了良性影響,具有一定的代表性。研究選取耦合協(xié)調(diào)模型,對陜西能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系進行研究,分析影響陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要因素,為推動我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供參考。
1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建與耦合協(xié)調(diào)模型選取
1.1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建
1.1.1 數(shù)據(jù)來源
2015—2021年陜西省能源消費轉(zhuǎn)型評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)主要來源于《陜西省統(tǒng)計年鑒》以及國家統(tǒng)計局、陜西省人民政府、陜西省城市燃?xì)鉄崃f(xié)會等網(wǎng)站。環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)主要來源于《陜西省統(tǒng)計年鑒》《陜西省水資源公報》等以及陜西省人民政府網(wǎng)站。個別缺失的數(shù)據(jù)采取線性插值法補齊。
1.1.2 指標(biāo)選取
為綜合反映陜西省能源消費轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的相互作用效果,以全面性、科學(xué)性與可行性為原則,參考《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016—2030)》[15]《新時代中國能源發(fā)展白皮書》[16]《中國能源綠色發(fā)展指標(biāo)體系》[17]《綠色發(fā)展指標(biāo)體系》[18],結(jié)合陜西省能源消費與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的實際,確定了能源消費總量、能源消費強度、能源消費結(jié)構(gòu)、終端用能、環(huán)境狀態(tài)、環(huán)境壓力、環(huán)境治理七個維度,共計選取22個指標(biāo),搭建了能源消費轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)體系。能源消費轉(zhuǎn)型從四個維度選取11個指標(biāo)進行衡量,包括能源消耗總量、煤品消耗總量、單位GDP能源消耗、萬元工業(yè)增加值電耗量、單位GDP能源消耗降低、煤消費占比、油消費占比、天然氣消費占比、可再生能源消費占比、人均電力消費、新能源汽車保有量。
環(huán)境可持續(xù)發(fā)展從3個維度選取11個指標(biāo)進行衡量。其中,環(huán)境狀態(tài)維度包括人均水資源、森林覆蓋率、地級及以上城市空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)比率、地表水劣V類水質(zhì)斷面比例等指標(biāo)。環(huán)境壓力維度包括萬元工業(yè)增加值SO排放、萬元工業(yè)增加值COD排放、萬元工業(yè)增加值耗水量、萬元工業(yè)增加值產(chǎn)生一般工業(yè)固體廢物等指標(biāo)。環(huán)境治理維度包括工業(yè)廢水治理設(shè)施套數(shù)、工業(yè)廢氣治理設(shè)施處理能力、一般工業(yè)固體廢物綜合利用量等指標(biāo)。
衡量陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的各個指標(biāo),當(dāng)指標(biāo)數(shù)值越大越好時,為正向指標(biāo),反之為負(fù)向指標(biāo),并利用熵權(quán)法計算指標(biāo)權(quán)重,見表1,三級指標(biāo)熵權(quán)相加后得到相應(yīng)二級指標(biāo)熵權(quán)。
1.2 研究方法
1.2.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理
采用歸一法對指標(biāo)體系進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。其中,y為第i個評價對象第j項指標(biāo)的實際評價值;X為標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值;maxX和minX分別為指標(biāo)值的最大值和最小值。正向指標(biāo)采用式(1),負(fù)向指標(biāo)采用式(2)。為避免出現(xiàn)0值對后續(xù)計算產(chǎn)生影響,在處理后的數(shù)據(jù)上加0.001。
1.2.2 指標(biāo)權(quán)重系數(shù)確定
熵權(quán)法的主要原理是指標(biāo)值的差距越大,則該指標(biāo)在綜合評價中所起的作用越大;如果某項指標(biāo)全部相等,則該指標(biāo)在綜合評價中不起作用。依次求矩陣y第i項指標(biāo)下第j個年份的貢獻(xiàn)度p,計算公式如下
計算各指標(biāo)的信息熵,計算公式如下
計算各指標(biāo)的權(quán)重,計算公式如下
1.2.3 耦合協(xié)調(diào)度模型選取
耦合理論可被用來描述兩個或者兩個以上系統(tǒng)之間相互作用的程度[19]。耦合度表示能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展兩個子系統(tǒng)之間的相互影響程度。以耦合度計算基礎(chǔ),定量研究得出系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)程度,能夠清晰地反映出系統(tǒng)之間相互作用、相互影響的協(xié)調(diào)程度,能夠判斷出系統(tǒng)之間是否和諧發(fā)展[20]。
參考耦合協(xié)調(diào)理論與既有研究[21-22],耦合度C,綜合評價指數(shù)T,耦合協(xié)調(diào)度D的測算公式分別為
其中,耦合度C范圍在0到1之間,越接近于1,說明兩者關(guān)聯(lián)程度越高,整個系統(tǒng)越趨于有序發(fā)展。T為綜合評價指數(shù),a和b為兩個子系統(tǒng)的待定系數(shù),a+b=1,參考相關(guān)研究成果[23-25],將待定系數(shù)分別定為a=0.5、b=0.5。耦合協(xié)調(diào)度D范圍在0到1之間,D值越大說明兩個子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展越好。D值為1時,兩個子系統(tǒng)之間達(dá)到理想狀態(tài)。
1.2.4 能源消費轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度評價標(biāo)準(zhǔn)確定
將兩個子系統(tǒng)的耦合度C與綜合評價指數(shù)T代入式(8)中,即可得到能源消費轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)度D。國內(nèi)較多研究者采用了廖重斌[26]所界定的協(xié)調(diào)等級的劃分標(biāo)準(zhǔn),并推演出耦合協(xié)調(diào)度D的劃分標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上劃分出能源消費轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度的分類體系及判別標(biāo)準(zhǔn),見表2。
2 實證分析
結(jié)合陜西省實際,通過構(gòu)建能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的評價指標(biāo)體系,運用熵權(quán)法和綜合評價法,得到2015—2021年陜西省能源消費轉(zhuǎn)型綜合評價值和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展綜合評價值,分析兩者之間的對比關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,計算出能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)系統(tǒng)的耦合度C、綜合評價指數(shù)T和耦合協(xié)調(diào)度D,分析陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展兩個子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)水平。
2.1 陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展水平評價
依據(jù)指標(biāo)體系和測算模型,分別得出2015—2021年陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的綜合評價值,見表3。
從變化趨勢來看如圖1,能源消費轉(zhuǎn)型水平在2015—2021年總體均呈現(xiàn)上升趨勢,由0.129 63增長至0.310 26,年均增長率為15.66%,但在2015—2016年降低3.7%,在2019—2020年降低34.09%,發(fā)展過程存在波動性。其中各二級指標(biāo)權(quán)重排序為能源消費結(jié)構(gòu)(0.206 741)>終端用能(0.116 129)>能源消費強度(0.105 896)>能源消費總量(0.060 468),能源消費結(jié)構(gòu)對子系統(tǒng)影響較大。三級指標(biāo)中天然氣消費占比、新能源汽車保有量、可再生能源消費占比、煤消費占比、單位GDP能源消耗降低對子系統(tǒng)影響較大。
環(huán)境可持續(xù)發(fā)展水平在2015—2021年增長較快,由0.117 96增長至0.476 67,年均增長率為26.21%。在2016—2017年降低2.25%,2019—2020年增長90.67%,各二級指標(biāo)權(quán)重排序為環(huán)境狀態(tài)(0.305 647)>環(huán)境治理(0.115 437)>環(huán)境壓力(0.089 684),環(huán)境狀態(tài)對環(huán)境可持續(xù)發(fā)展子系統(tǒng)影響較大。三級指標(biāo)中森林覆蓋率、人均水資源、一般工業(yè)固體廢物綜合利用量、地表水劣Ⅴ類水質(zhì)斷面比例、工業(yè)廢氣治理設(shè)施處理能力對子系統(tǒng)影響較大。
綜合來看,2017年前,能源消費轉(zhuǎn)型水平和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展水平綜合評價值二者增幅與差距較小。2017—2019年能源消費轉(zhuǎn)型水平高于環(huán)境可持續(xù)發(fā)展水平,二者綜合評價值增幅變大。2019—2021年環(huán)境可持續(xù)發(fā)展水平高于能源消費轉(zhuǎn)型水平。2020年二者差距顯著。2015—2021年7年中環(huán)境可持續(xù)發(fā)展水平綜合評價值較能源消費轉(zhuǎn)型水平綜合評價值增幅更大。
2.2 陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度分析
陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的耦合度C值相對比較穩(wěn)定,整個系統(tǒng)2015—2021年7年中有序發(fā)展如圖2。2015—2019年均在0.98以上,2020年小幅下降至0.929 84,2021年回升至0.977 38,見表4。整體處于高度耦合的狀態(tài),說明能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展兩個子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性極強。
陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)度D在2015—2018年年均增長速度6.8%,在2019—2021年間年均增長速度10.24%,在2015—2021年間呈現(xiàn)逐年穩(wěn)步上升的趨勢。從2015年的輕度失調(diào)衰退類型改善為2021年的初級協(xié)調(diào)發(fā)展類型,經(jīng)歷了由輕度失調(diào)衰退類型(2015—2017),到瀕臨失調(diào)衰退類型(2018),再到勉強協(xié)調(diào)發(fā)展類型(2019—2020),最后到初級協(xié)調(diào)發(fā)展類型(2021)的改善過程,最低值0.351 65(2015年),最高值為0.620 13(2021年),2021年能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)水平達(dá)到了7年中最好的狀態(tài)。2015—2021年7年間,實現(xiàn)了“失調(diào)衰退”到“協(xié)調(diào)發(fā)展”的進步。
3 結(jié)語
1)運用耦合協(xié)調(diào)模型對陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度進行定量研究。研究結(jié)果呈現(xiàn)出陜西省能源消費轉(zhuǎn)型水平與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展水平在2015—2021年間均有提升,證明2015年后陜西省貫徹新發(fā)展理念與能耗“雙控”目標(biāo)任務(wù)效果顯現(xiàn);影響陜西省能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的主要因素按影響程度依次為環(huán)境狀態(tài)、能源消費結(jié)構(gòu)、終端用能、環(huán)境治理、能源消費強度、環(huán)境壓力和能源消費總量;能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展長期處于高水平耦合狀態(tài),耦合協(xié)調(diào)度穩(wěn)步上升,7年間實現(xiàn)了從“輕度失調(diào)衰退”到“初級協(xié)調(diào)發(fā)展”的進步,能源消費轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展之間形成良性互動。
2)在環(huán)境可持續(xù)發(fā)展方面:守護水資源與森林資源,防止生態(tài)退化,鞏固環(huán)境狀態(tài)的現(xiàn)有成果;強化關(guān)中地區(qū)大氣治理重點區(qū)域的污染排放物考核,嚴(yán)格控制煤炭、鋼鐵、石化化工等重點工業(yè)部門等污染物排放;推廣高效節(jié)能的環(huán)保技術(shù)應(yīng)用,提升環(huán)境治理能力。
3)在能源消費轉(zhuǎn)型方面:嚴(yán)格加強對能源消費總量尤其是對煤品消費總量控制;提升新能源在能源消費結(jié)構(gòu)中占比,推廣清潔能源替代,鼓勵企業(yè)使用清潔能源進行生產(chǎn)經(jīng)營,加快煤電“三改聯(lián)動”,增強電網(wǎng)對新能源的消納能力;保障民生用電需求,完善新能源配套基礎(chǔ)設(shè)施,保持新能源汽車的發(fā)展勢頭。
4)完善能源消費轉(zhuǎn)型激勵政策,加強綠色環(huán)保管理,進一步提高能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)程度。陜西省能源消費轉(zhuǎn)型和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)處在初級協(xié)調(diào)發(fā)展階段,因此,陜西省政府相關(guān)部門應(yīng)通力合作,加快推進經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級,針對性地制定相關(guān)激勵政策和管理措施,切實扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)能源消費模式,實現(xiàn)能源消費轉(zhuǎn)型與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的共同進步。
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(責(zé)任編輯:王強)