城市规模影响能源效率的统计研究——基于集聚经济视角

摘要

改革开放以来，中国快速而粗放式的经济发展消耗了大量能源，并引致一系列环境污染和气候变化问题。除了开发新能源和可再生能源，提高能源效率是维持经济可持续发展的必要基础，也是解决能源短缺、气候进一步变化以及环境污染问题的有效途径。中国城市化迅速推进，城市数量逐渐增加，城市规模不断扩张，城市在能源消耗和温室气体排放中占着举足轻重的地位，城市是节能减排的重心。
　　中国经济发展水平的区域不均衡性明显，导致能源效率水平的区域不均衡和空间差异。探讨影响能源效率的一般因素的文献较多，而经济活动及相关要素的空间集聚对能源效率的影响相对被忽略。城市规模是城市化进程中人口、经济活动和经济要素集聚程度的体现。如此背景下，讨论城市规模对能源效率的影响尤为必要。
　　本文具体研究内容和结论包括:
　　第一部分，介绍现实背景、提出研究意义、就“城市规模影响能源效率”的相关研究进行综述、阐明研究内容和研究方法，最后给出本文的创新点和不足之处。
　　第二部分，先理解城市规模、集聚经济和能源效率的理论基础，包括涵义和影响因素等，然后厘清上述三者的逻辑关系，发现城市规模和城市规模差距可能影响能源效率;最后详细地解析城市规模通过产业结构、技术进步和集聚经济影响能源效率的机制及路径。
　　第三部分，对中国能源消费及效率进行统计描述，发现中国能源消耗总量不断增加，能源供给不足明显;与发达国家相比，中国能源消耗强度较大，能源消耗强度的地区不均衡和空间差异显著。对不同规模等级城市的分布状况进行统计描述，发现中国城市分布存在明显的集聚现象。总体来看，城市规模等级越大，城市数量越少。东部和中部的城市数量显著多于西部，中等及以上城市主要集聚于东部和中部地区。
　　第四部分，以Battese and Coelli(1995)提出的SFA模型为蓝本，借鉴Zhou等(2012)基于Shephard能源距离函数的能源效率定义，构建了能将劳动和资本的无效率从生产函数中分离出来的全要素能源效率SFA模型，结合多渠道数据，分别测算出2001-2014年中国29个省（直辖市、自治区）和224个地级及以上城市的全要素能源效率，分析其分布特征及变动趋势。研究发现省级能源效率和城市能源效率在样本期内变动轨迹非常相似，均呈U型;省级能源效率具有明显的区域差异性，即东部、中部和西部的能源效率依次递减;城市能源效率的区域差异性不明显，不同规模等级城市间的能源效率差异较大，城市规模和城市能源效率可能存在非线性关系。
　　第五部分，基于城市规模影响能源效率的机制及路径，提出城市规模与城市能源效率的U型关系假说;随后构建城市规模影响城市能源效率的计量模型，使用2001-2014年224个地级城市面板数据和Tobit估计进行实证检验发现:对全国城市来说城市规模与城市能源效率呈显著U型关系，U型曲线最低点对应的城市人口规模为300万左右;东部城市规模与城市能源效率呈显著U型关系，U型曲线最低点对应的城市人口规模为400万左右，中部和西部城市规模与城市能源效率均存在显著的负相关关系。
　　第六部分，城市化问题不仅关于单个城市的规模发展，还涉及由不同规模城市组成的城市体系。城市规模差距反映城市体系内人口、经济活动和经济要素的集聚程度。首先理论解析集聚经济如何促使城市规模差距的形成，从共享中间投入品、知识溢出促进创新、要素合理匹配或替代以及不完全竞争四个方面分析城市规模差距反映的经济集聚程度影响能源效率的机制，推导出经济集聚程度影响能源效率的数理模型;然后构建城市规模差距影响能源效率的计量模型，并使用2001-2014年省际面板数据和FGLS估计得出，城市规模差距增大有助于提高省级能源效率;最后，使用单要素能源效率替代全要素能源效率进行稳健性检验，发现各解释变量的影响方向和显著性保持不变。
　　第七部分，阐述本文的主要研究结论，提出利于构建合理城市规模体系和节能减排的政策建议，展望有待进一步探析的相关问题。
　　基于上述研究结论，可得到如下政策建议:(1)遵循地区差异原则、有针对性地深入推进节能降耗工作，推动社会经济绿色可持续发展;(2)增大城市规模，提高能源的综合利用效率;(3)构建合理的城市规模体系，发挥城市集聚经济效应和协同效应;(4)改革当前户籍制度，放松可能阻碍集聚的人口和经济要素流动限制。
　　在前人研究的基础上，本文力求在以下三个方面有所创新:(1)能源效率测算的创新。定义了能将劳动和资本投入要素的无效率分离出来、真正反映能源投入要素的能源效率;基于中国未公布城市资本存量数据的事实，采用永续盘存法细致地估算出2001-2014年中国全部地级以上城市的资本存量，提高了城市能源效率测算结果的可信度。(2)研究视角的创新。大部分研究考虑当地经济要素或制度政策对能源效率的影响，本文基于集聚经济视角，探析城市规模影响能源效率的效应研究，研究视角具有一定新意。(3)考察城市规模与城市能源效率的非线性关系。大部分已有文献只关注城市规模与生产率的关系，本文对城市规模与城市能源效率的U型关系进行探析和检验。

目录

摘要

第一章 绪论

第一节 研究背景与研究意义

一、研究背景

二、研究意义

第二节 文献综述

一、城市化与能源消耗总量

二、城市化与能源效率

三、集聚经济与能源效率

四、不同城市规模下的能源消费及效率研究

五、文献评述

一、研究内容

二、研究方法

一、可能创新点

二、不足之处

第二章 城市规模影响能源效率的理论及机制

第一节 城市规模及其影响因素

二、城市规模的影响因素

第二节 集聚经济来源及效应

一、集聚经济的涵义

二、集聚经济的来源

三、集聚经济效应与集聚不经济效应

第三节 能源效率及其影响因素

一、能源效率的概念

二、能源效率的影响因素

第四节 城市规模影响能源效率的机制及路径

一、城市规模与集聚经济的关联表现

二、城市规模影响能源效率的路径：技术进步与产业结构

三、城市规模影响能源效率的内在机制：集聚经济

第三章 中国能源消费与城市规模的统计描述

第一节 中国能源消费及效率分析

一、国家层面能源消费及效率分析

二、省际层面能源消费及效率分析

第二节 中国城市规模分布及其特征

一、城市化发展轨迹及其特征

二、城市规模发展政策的演变

三、不同规模等级城市分布情况

第四章 全要素能源效率测算

第一节 能源效率测算方法

一、全要素能源效率

二、随机前沿模型

三、全要素能源效率的SFA模型

第二节 省域全要素能源效率测算

一、变量选取和数据来源

二、省级全要素能源效率的测算及分析

第三节 城市全要素能源效率测算

一、变量选取和数据来源

二、城市全要素能源效率的测算及分析

第四节 本章小结

第五章 城市规模影响能源效率的效应研究

第一节 城市规模扩张影响能源效率变化的假说

第二节 模型设定与数据说明

第三节 实证结果及解释

一、全国地级及以上城市回归结果

二、东中西部地级及以上城市回归结果

第四节 本章小节

第六章 城市规模差距影响能源效率的效应研究

第一节 集聚经济促使城市规模差距形成

一、数量较少的大城市和数量较多的小城市的对比

二、基于集聚经济视角的城市规模差异的内在形成机制

第二节 理论分析

第三节 模型设定和数据说明

第四节 实证结果及解释

第五节 本章小结

第七章 结论、启示与展望

第一节 主要结论

第二节 政策启示

第三节 研究展望

参考文献

附录

攻读学位期间发表的论文

致谢

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