中國農戶生活能源消費模式選擇行為研究

中國現在有7.129億人口居住在農村地區（國家統計局，2010年）。大多數農村居民仍然依賴傳統的能源、糧食和工資消費。在教育資源豐富的地區，主要是高污染能源生產的煤炭產品和高污染能源。在傳統資源和能源資源匱乏的農村地區，燃料不足可能導致能源短缺。從20世紀90年代中期之后,中國農村地區已經可以觀察到農村居民開始由傳統和污染能源向商品及清潔能源轉變。很多研究關注了中國農村地區生活能源消費的現狀、階段和特征(Wang等,2001),包括對中國林區(張海鵬等,2010)、牧區(馬麗、夏建新,2010)、沙區(施智寶等,2005)等不同資源和環境條件區域的研究,以及山區(楊繼濤等,2008)、丘陵地區(牛叔文等,2007)等不同地形區域的研究。總的來說,糧食主產區的農戶能源消費以秸稈為主,林區以薪柴為主,牧區以柴草為主,沙區也以薪柴為主。Wang等(2001)通過指標分析方法,研究中國農村經濟發展和農戶家庭能源消費之間的關系,總結了3個階段的特征。這3個階段分別是20世紀70年代的“長期大量缺乏”階段、80年代到90年代的“能源滿足期和商品化能源增長初期階段”和90年代后期開始的“能源轉變階段”。然而,已有研究大多使用總量數據進行研究,很少以農戶為單位進行研究不能揭示微觀行為特征(Wang等,2001;李光全等,2010);對于少量研究農戶生活能源消費的研究,則遺漏了氣候狀況、房屋結構等重要解釋變量(Jiang等,2004);有的研究只是針對一個縣或一個村進行生活能源消費狀況調查,對中國大部地區沒有代表性(牛叔文等,2007;陳秉譜、張栓寶;2009);有的研究從農戶數據出發,但卻沒有關注農戶對能源的選擇行為(張海鵬等,2010)。本文從微觀農戶的角度,實證分析農戶生活能源消費模式的特征和影響因素。一、農戶生活能源消費特點一般意義上理解的農村生活能源消費的轉變,主要是指越少地使用傳統生物質能源,而越多地消費商品高質能源。對于目前處于“能源轉變階段”的農村居民來說,其生活能源消費有兩個基本特征。一是生活用電消費快速增加;二是農戶生活燃料來源由秸稈、柴草等傳統能源向電力、燃氣、太陽能等商品和清潔能源的轉變。這是在“不可逆”的“能源轉換階段”的基本特征,即能源消費總是從傳統向商品、從低質向高質能源發生升級。但由于需求的上升和能源價格的上漲,農戶也有可能發生“可逆”的能源消費行為,即農戶生物質能源的消費比重有可能上升,不存在升級現象。(一)家庭環境對農戶基本生活用電的影響中國農村生活用電水平在過去的20年內大幅增長。1991年,中國農村人均生活用電為26.46千瓦時,到2009年增長為286.16千瓦時,增長了10倍。相對于農村的增長來說,城鎮在1991年的人均生活用電水平為102千瓦時,2009年為455.41千瓦時,由于基數比較大,只增長了3.5倍。農村居民的人均生活用電量與城市居民相比,存在著很大的差距。從20世紀90年代到2009年,中國農村人均生活用電一直低于城鎮水平,但均保持了相似的增長趨勢。對于電器化程度不高的農村來說,這是一個待開發的市場,有巨大的潛力。從圖1可以看出,農村和城鎮人均生活用電在1991~2004年均平穩增長,在2005年均有一個較大的提高。從圖2的增長率來看,除去1995年,農村人均生活用電的增長率一直都是高于城鎮的增長率,并具有與城市類似的增長路徑和模式。1991~2009年,農村生活用電的年均增長率為13.65%,城鎮在這19年間的年均增長率為8.15%,農村比城鎮地區高出5.5個百分點。生活用電是衡量生活質量的一個代表性指標,從這個角度出發,近20年間,農村居民用電消費的活躍程度要遠高于城鎮,農村生活質量的提高要快于城鎮地區,當然這也與農村地區的基數水平比較低有關。農村人均收入水平的提高、通電率和電力供應條件的改善,使農村居民的電器購買和擁有量迅速上升。從圖3可以看出,農戶家用電器的使用經歷了從單一到多樣、從少到多、從低檔到高檔的過程,每個階段電器的擁有情況可以反映出農戶生活的狀況。如果將這個時間段內的電器消費劃分階段,大概可以分為溫飽階段電器消費、從溫飽到小康過渡階段電器消費和小康階段電器消費。處于溫飽階段時,農戶的購買力較低,有效需求不足,除基本生活需求之外,幾乎沒有多余的購買能力購買電器,這個階段各種電器的百戶擁有率不足為1;處于從溫飽到小康的過渡階段時,農戶收入得到提高,具有一定的電器購買力,對于電器的消費觀念也在逐漸發生變化,向城鎮開始靠攏,這個階段表現為較傳統電器電風扇和彩電的迅速增長;處于小康階段時,傳統的生活資源已近飽和,農戶消費向帶有奢侈享受型的產品轉移,表現在空調和冰箱的消費增長。從歷史生活用電和電器存量的變化情況來看,農戶生活能源消費模式處于升級狀態。(二)不同地區存在著以秸稈柴草和煤炭為主要生活燃料主要來源的農戶比例變化本文利用1996和2006年兩個不同年份點的全國農業普查數據,反映農戶生活燃料消費的變化。與2006年的農業普查數據不同,1996年的數據未統計電和沼氣能源,所以,1996年的“其他能源”一項包含了電力和沼氣。從表1可以看出,在中國的東部、中部農村地區,以秸稈柴草作為主要生活燃料來源地農戶比例下降,其中東部下降幅度最大,西部地區的比例反而有所上升;以煤炭作為生活燃料主要來源的農戶比例在西部地區發生下降,在東部和中部地區有所上升。根據各種能源對環境和身體的影響好壞,秸稈柴草和煤炭均是低質污染能源,中國東部、中部和西部地區以這兩種能源作為主要生活能源的比例分別下降了15.35%、3.95%、5.07%,在全國范圍內下降了8.25%,東部地區從傳統低質能源向商品高質能源轉變的速度是最快的。從這一方面來看,如果不包括煤炭,則東部和中部地區農戶生活燃料消費處于升級模式,而西部發生了可逆的現象;如果包括煤炭,則全部地區的農戶生活燃料消費模式均處于升級狀態。二、從單一到多元的轉型模式根據上文的分析,生活能源中電力消費量的增長和生活燃料消費的轉變,主要反映了農戶生活能源由秸稈、薪柴、煤炭等低質能源消費為主的低級模式轉變為電力、燃氣、太陽能等高質能源消費為主的高級模式。本文認為,這種轉變速度在不同特征、不同地區的農戶是不同的,本文通過實證分析確定其影響因素和大小。(一)proit模型結構本文模型所考慮的因變量是農戶對生活能源的低級模式與高級模式的選擇行為,屬于二元離散選擇模型。同時,農戶在做出能源消費的決策時,可能取決于外界環境屬性、消費品本身的屬性和決策者個體屬性。給定農戶收入水平,假設農戶的間接效用函數為V=V(E),其中,E代表農戶的生活能源消費模式,Ea代表以低質能源為主的消費模式,Eb代表以高質能源為主的模式。農戶選擇兩種消費模式的效用函數分別是:Va=V(Ea)+εa;Vb=V(Eb)+εb。式中,Va和Vb分別為模式Ea和Eb模式下的間接效用函數。由于在中國大部分農村地區,農戶主要使用的還是秸稈、薪柴和煤炭,所以,這里設定Y=1表示農戶選擇低級模式,Y=0表示農戶選擇高級模式,二者的選擇概率分別為:式中,X和β分別是解釋變量和系數的向量形式;β反映X的變動對概率的影響系數;假設存在一個連續反應變量y*,其閾值范圍為負無窮到正無窮,當y*到達某個界限值c時,Y發生變化。y*賦予函數:式中,i為農戶個體。由式(1)至式(3)得到:式(4)為二元選擇的Probit模型,Φ(βx)為標準正態累積分布方程。標準正態分布和邏輯分布是對稱的,但在很多經濟問題上,二元Probit模型由于概率分布問題具有一定的風險。Logistic分布模型是比較常用的形式,常常被用來替代Probit模型,在計算上比較容易。由于本文假設農村居民對于生活能源的選擇是在效用最大化的原則下進行,其所遵循的是邏輯分布原則,Probit模型是將標準正態分布作為其概率分布而得到的,不適于農戶的效用最大化原則。所以,式(4)的Logistic形式為:Λ(xβ)取值范圍在0~1。式(5)為非線性函數,通過對Logistic函數進行自然對數轉換,即農戶選擇傳統能源的概率與不選擇概率之比,得到參數線性的Logit模型形式:式中系數β的含義是當解釋變量增加一個單位時被解釋變量機會比率的增長率。本文關心的是解釋變量的變化對農戶選擇低級或高級消費能源模式概率的影響程度,所以需要將式(6)估計出來的系數轉化為對概率的邊際效應,即?Pi/?xi或?(1-Pi)/?xi:本文計算取所有樣本均值處的邊際效應為:式(8)中,如果Pi恰好取0或者1的時候,則Pi/1-Pi就會等于0或無窮大,其機會比的對數沒有定義,因此,采用最小二乘法估計不合適。由于Logit模型總存在唯一的極大值,所以極大似然法比較適合,極大似然估計是參數的一致估計量,并且對于相應的大樣本統計量也不難計算。(二)家庭關系的降水過程7個月在農戶生活能源消費模式選擇行為的影響因素上,本文從家庭特征、環境特征和房屋特征三方面來考慮,農戶生活能源消費模式的選擇模型最終確定為:式(9)①中,y表示選擇概率,解釋變量x1~x7分別表示人均純收入水平、家庭規模、最高教育水平、糧食作物收獲面積、經濟作物收獲面積、林地擁有和經營面積及房屋居住面積這7個數值變量;F、I、E、H、P分別表示家庭結構、家庭收入主要來源、家庭經營主業、房屋結構和區域因素的虛擬變量組合;W代表氣候的取暖度日和降溫度日,度日的定義是平均溫度和基準溫度的差值。根據中國的實際情況和陳峪、黃朝迎(2000)的做法,采暖期主要為冬季12月、1月和2月,取暖基準溫度取18℃;降溫期主要為夏季6月、7月和8月,降溫基準溫度取26℃。度日的計算公式分別為:。式中ti為月平均氣溫,HD和CD為采暖度日和降溫度日,且HD≥0,CD≥0,即在計算過程中,當18-ti和ti-26實際值為負時,取為0。(三)5年中國農村地區的生活能源消費狀況本文的數據來源于2005年中國農村固定觀察點的農戶調查數據。自1984年開始,固定觀察點數據由于調查對象的穩定和調查內容的連貫性,且作為第一手的材料,能夠從微觀動態上觀察和研究農村發展和農戶行為的內在規律特征。按照經濟發展水平、資源、氣溫和地形的差別,在中國東部、中部和西部地區各抽取3個省共9個省為研究對象,這9個省分別是東部地區的江蘇、遼寧和廣東省;中部地區的山西、黑龍江和江西省;西部地區的陜西、貴州和廣西。2005年這9個省份的經濟發展水平、農村人均收入和農村居民人均生活能源消費指標如表2所示。表2中,九省農村人均純收入在東、中、西的組內和組間差異均十分明顯,每組3個省的地理和資源情況也差異較大,說明樣本省的抽取具有合理性。而對于每個省來說,人均秸稈和薪柴消費量均遠高于人均生活消費商品能源,這說明2005年中國農村地區生活能源的主要來源還是傳統能源。山西和貴州省的農村人均生活消費商品能源處于最高水平,而兩省的經濟發展水平和農村人均純收入在樣本省中處于較低水平,可能的原因是兩省的煤炭儲量豐富。而且在商品能源的計算過程中發現,這兩省的原煤消費量確實遠高于其他省份。從秸稈和薪柴的消費量來看,江蘇和黑龍江省的秸稈消費量與薪柴消費量的差距遠大于其他省份?？赡芤驗檫@兩個省均是產糧大省,種植業的產量比其他省份要高出很多,而種植業是秸稈的主要來源。所以,從這個角度看,傳統能源的可獲得性是重要的影響因素。收入也是重要的影響因素,但卻不是唯一的。表3為模型中主要變量的統計學特征。三、農戶的主要經濟能力中國農戶生活能源消費模式二元選擇模型的極大似然估計結果見表5。同模型1和2相比,模型3與模型4中加入取暖度日和降溫度日,其設定方法用來檢驗這兩個變量的重要程度;模型1、模型3與模型2、模型4區別的目的是為了區分“家庭收入主要來源”和“家庭經營主業”;模型(5)包含所有的變量。從表4可以看出,從模型1、模型2到模型3、模型4再到模型5,方程的擬合優度逐漸提高,一般來說,對于因變量二元選擇的模型來說,其不可能接近1,達到0.34~0.38的擬合優度是較優異的成績;LR統計量(最大似然比指數)是另一個替代來度量擬合優度的好方法,LR統計量逐漸增大、重要變量的系數估計值和顯著性均很穩定。以上說明模型的構建是穩定的,同時變量的選取也是有效的。結果顯示,取暖度日和降溫度日是重要的解釋變量;除個別虛擬變量外,例如“家庭經營主業”中的“商業、飲食和服務業”,其余大部分變量均為重要的解釋變量,都是不可省略的。根據式(7)、式(8)和表4的系數估計結果,解釋變量對農戶生活能源消費模式選擇的邊際效應計算結果如表5所示。從中可以看出以下特點。1.在家庭特征方面。收入的邊際效應最高,達到4.07%,提高收入是轉變農戶生活能源消費模式最直接和有效的途徑。考慮到秸稈、薪柴和煤炭具有費時費力、污染室內空氣等缺點,收入越高的家庭越注重生活質量,從而會放棄消費低質能源,轉而使用高質能源。家庭的最高受教育水平越高,農戶對于各種能源和器具的特征、市場價格及對環境和身體健康影響的認識越高,從而越有可能逐漸放棄低質能源的使用,轉而選擇高質能源。受教育年限每提高1年,農戶選擇高質能源的概率提高0.66%。擁有私營性質企業的農戶和以工業為家庭經營行業的農戶更加有可能選擇高質能源,相對于“其他”收入來源和“其他”家庭經營行業的農戶,這兩種類型的農戶選擇高質能源的概率會分別提高3.68%和4.29%。可能的原因是,農戶從事私營企業經營和工業行業,意味著逐漸放棄農業種植和養殖,效率原則將是農戶首要重視的,包括時間和精力等各方面,這樣也意味著在農村工業化的過程中,會有越來越多的原來使用低質能源的農戶轉而使用高質能源。2.房屋面積和結構方面。同“其他類型”相比,房屋為鋼筋混凝土結構的農戶選擇高質能源的概率要高于5.67%?？赡艿慕忉屖?從房屋結構出發,考慮到房屋和耐用品的相配性,鋼筋混凝土結構的房子一般屬于高價值的“好房子”,且蓋房行為一般發生在家中嫁娶的時候,這時要搭配各種大件耐用品,而空調、冰箱、電磁爐等具有高檔性質且很有面子的能源消耗器具是主要選擇。但一般來說,不同材料的傳熱性和保溫能力不同,磚混結構的房屋保溫能力比土木結構的要差得多,因為其傳熱性比土木材料要快。從節能的角度考慮,農戶如果意識到能源消費量和支出的問題,則應該趨向理性選擇太陽能等現金服務支出較少的新型能源。房屋結構的重要性要高于面積因素。農戶住房面積每增加1平方米,選擇高質能源的概率提高0.01%。電力等高質能源能夠更好地適應房屋面積,一般來說,居民家庭可以根據房屋面積的大小選擇空調的匹數、吊扇的功率和太陽能管的多少,但是,煤爐等小器具只能適用于小面積房間。同時,面積因素的影響很小,可能因為并非所有的房間都需要炊事、取暖、降溫、熱水等生活服務,實際生活面積遠遠小于房屋的實際總面積;而且,很多地方的農村房屋面積還包括用于糧食儲藏部分,這部分面積是不需要發生能源消耗的。3.環境因素方面。相對于西部地區的農戶,東部地區的農戶選擇高質能源的概率高出4.78%。相對來說,中西部地區有豐富的煤炭資源,并且有安裝暖氣的習慣,東部地區在傳統暖氣設備上的缺乏使東部地區更加有可能選擇新型和其他商品能源。氣溫和度日從一個問題的兩個角度得到相似的結果。平均氣溫每高出1度,農戶選擇高質能源的概率增長3.71%。同時,降溫需求的邊際效應又大大高于取暖需求的邊際效應,降溫需求每增加1度,農戶選擇高質能源的概率提高2.65%,取暖度日值的這一邊際效應僅為0.79%。這與中國很多地方的實際情況是一致的。很多農戶在收入提高后,夏季可能會購買空調和風扇;但在冬季使用電暖爐和空調取暖的較少;使用煤爐或多穿衣服御寒的較多。傳統能源的外部可獲得性是阻礙農戶轉變生活能源消費模式的重要因素。農戶擁有或經營的林地面積、糧食作物收獲面積和經濟作物收獲面積每增加1畝,選擇低質能源的概率分別會提高0.31%、0.62%和1.3%。經濟作物的重要性高于糧食作物,與實際情況有些差距,因為一般糧食作物秸稈(如小麥稈、玉米稈等)的產量要高于經濟作物,也是中國農