中國家庭能源消費行為與效率研究

本書是從微觀家庭視角，深入探討中國家庭能源消費的行為與效率。
這一研究視角具有顯著的理論創新價值。因為中國目前絕大部分能源經濟學領域的研究是聚焦在國家、區域和行業層面，以微觀家庭行為為主體的能源消費探討非常有限。
我們將能源階梯理論充分融入家庭層面的實證研究，並且該理論貫穿本書的三個研究命題。本書依次探討了能源階梯理論與家庭能源使用效率的關係、能源階梯理論與收入因素的關係、能源階梯理論與能源貧困的關係。
本書關注能源貧困群體，首次從多維度、多層面的視角度量中國家庭的能源貧困，在此基礎上核算中國的多維能源貧困指數，並展示了家庭能源貧困在不同維度的全國分布情況。現有文獻有關能源貧困對健康的影響研究也鮮有實證支撐。因此，本書構建的多維度能源貧困指數開?了中國家庭能源貧困研究及其影響的理論探索。
從全新視角剖析中國家庭能源消費行為的異質性。現有文獻在樣本分組上存在較大的主觀性和隨意性，微觀能源經濟學領域對異質性的探討也非常有限。針對文獻空白，本書透過數據和模型，對樣本進行了靈活分組。
基於分組結果，我們進一步挖掘家庭特徵變量（例如健康、教育）以及主觀社會態度對能源消費行為的潛在影響。具體而言，通過驗證能源消費行為的潛在影響因素，我們獲得消費行為的潛在組別，從更深層次剖析了中國家庭能源消費行為的模式和特徵。
在能源效率的估算中，本書充分考慮家庭在生活習慣、能源設備和經濟水準等方面的差異，首先分別構造城、鎮、鄉家庭層面的能源需求前沿函數。隨後，我們採用共同前沿函數，通過線性編程和自助法實現全樣本的能源使用效率估算。
在投入產出函數構建中，一方面，考慮到家庭收入受到家庭成員的技術、付出、能力的影響，其中付出部分包含工作時間和家庭資產；另一方面，將家庭類比企業，將家庭收入類比企業產出。其中，企業目標是最大化利潤，而家庭隨著收入的增加，其效用也隨之提升。
本書在此基礎上引入家庭的多項特徵和社區經濟、社區整潔度等情況，透過構建以上家庭的投入產出函數，從效率角度創新性的解釋能源貧困與家庭產出的關係。

當今社會，環境污染和能源貧困問題是人類在可持續發展道路上面臨的兩大難題。與二者密切相關的能源消費行為受到世界各國的廣泛關注。學術界在該領域的研究大多聚焦宏觀能源消費、行業能效和技術設備等方面，然而現有文獻在微觀家庭能源消費領域的研究卻十分有限，導致中國家庭能源消費行為缺乏科學引導。本書從家庭能源消費這一重要的經濟學領域出發，重點探討了家庭能源消費的使用效率、潛在行為類型和能源貧困三個方面，填補了中國在該領域的研究空白。

基於中國家庭追蹤調查（CFPS）數據，本書首先估算中國家庭能源使用效率，並驗證了能源階梯理論；然後，本書通過內生分組方式深入挖掘家庭能源消費行為的異質性，獲取家庭能源消費的潛在行為類型；最後，針對中國家庭的能源貧困問題，我們從多維度、多層面視角估算家庭的能源貧困值並分別研究能源貧困對家庭生產效率和健康的影響。

本書共設置八章，研究的主體思路是從家庭層面的能源消費現狀和能源階梯理論出發，提出研究問題；然後以微觀數據為支撐，運用經濟學的相關技術手段解決研究問題；最後總結研究結果並提出相關的政策建議。

各章的主要內容如下：

第一章系統地介紹了中國宏觀層面和微觀層面的能源消費背景和特徵，隨後歸納了與中國能源和環境相關的政策和規劃，在此背景下引出相關研究話題。

第二章介紹了本書的研究概況，明確提出了三個研究命題，歸納了研究的意義。隨後，這一章理清了本書的研究思路與內在邏輯框架，並總結了本書在理論模型和實證方法方面的創新。

第三章以能源效率為出發點闡述效率領域研究的發展趨勢和國內外宏觀層面的研究，並且介紹效率的相關研究方法；接下來，聚焦微觀家庭層面的能源消費，包括家庭能源效率和家庭能源階梯理論的相關文獻；然後，重點歸納家庭能源消費行為方面的研究，包括能源消費的影響因素及其異質性分析；最後，本章梳理了家庭能源貧困的相關研究及其影響。

第四章著手本書的第一個研究命題，實證研究中國家庭的能源使用效率。本書通過構建前沿需求函數，分解出家庭能源消費行為中的無效因子，即能源超額消費量；通過估算這部分超額消費量獲得每個家庭的能源使用效率。進一步地，我們運用共同前沿函數（Meta-frontier）的技術手段，統一了城、鎮、鄉家庭能效的估算準則，並得出中國家庭能源使用效率的整體分佈。這一章的研究有助於我們充分評估家庭能源消費行為的優劣，並且從全新視角探討家庭能源使用效率與能源階梯理論的關係。

第五章集中研究異質性在家庭能源消費行為中的潛在影響。在這一章中，我們通過挖掘潛在行為類型，深入地理解家庭能源消費行為模式的差異化成因。本章採用有限混合模型（Finite Mixture Models）得出潛在最優組別。該方法是通過判定家庭行為條件分佈的相似度，獲取樣本歸為每組的後驗概率而重新擬合模型。研究結果表明，中國家庭能源消費行為共存在三個組別，其中第二組家庭的能源消費水準不受收入的影響，第一組家庭的能源消費水準最低。該研究加深了對微觀家庭異質性的認識，進一步剖析了家庭能源消費行為的理性程度。

第六章在家庭能源消費差異化的基礎上，重點關注中國家庭的能源貧困問題。本書從能源貧困的基本概念入手，分析現有文獻在能源貧困衡量中的局限性。對此，我們構建了多維能源貧困指數，進而揭示了能源貧困在家庭行為中的深遠影響。本書從能源可得性和經濟因素方面，多維度、多層面度量了家庭能源貧困，在此基礎上獲悉不同維度的能源貧困在全國的分佈情況，並且從生產效率角度探索能源貧困與家庭經濟的關係。以上重要信息有助於優化各項扶貧資源的配置，從而達到有效減緩中國能源貧困現象的目的。

第七章深入探討能源貧困對健康的影響。本書基於多維度能源貧困視角，實證研究能源貧困對健康的負面影響，並通過一系列穩健性檢驗證實以上結論。本章聚焦能源貧困的影響，為政府的精準能源扶貧提供了科學依據，並且對世界上其他發展中國家的相關研究有一定借鑑意義。

第八章總結並評述了全書的主要研究結論。為了提升中國家庭能源使用效率以及優化家庭能源消費的行為模式，本章在如何找到能源貧困對象並採取有針對性的扶貧援助措施方面提出了相應的政策建議。此外，結尾處明確指出了後續研究的方向。

本書在理論模型和實證方法兩個方面為該領域研究做出了貢獻。具體的創新性體現在以下幾個方面：

（1）理論模型的創新。首先，本書從微觀家庭視角，深入探討中國家庭能源消費的行為與效率，並得出了豐富的研究結論。這一研究視角本身具備顯著的理論創新價值。因為絕大部分能源經濟學領域的中國問題研究聚焦國家、區域和行業層面，目前對以微觀家庭為行為主體的能源消費探討非常有限。具體而言，在能源使用效率的研究中，本書首先通過構建家庭能源需求函數獲取每個家庭的最低能源需求量。其次，本書將能源階梯理論充分融入家庭層面的實證研究中，並且該理論貫穿了本書的三個研究命題。我們依次探討了能源階梯理論與家庭能源使用效率、能源階梯理論與收入因素以及能源階梯理論與能源貧困的關係，進一步從實證角度完善了該理論。最後，本書將研究重點聚焦能源貧困群體，首次從多維度、多層面的視角度量家庭能源貧困值，在此基礎上核算中國的多維能源貧困指數，並分別探討能源貧困對家庭生產效率和健康的影響。多維能源貧困的估算開啓了中國家庭能源貧困研究的理論探索。

（2）實證方法的創新。本書從全新視角探討中國家庭能源消費行為的異質性。針對現有文獻對分組的主觀性，本書通過數據和模型，對樣本進行了靈活分組。基於分組結果，我們進一步揭示家庭特徵變量（例如健康、教育）以及主觀社會態度對能源消費行為的潛在影響。具體而言，通過驗證能源消費行為的潛在影響因素，我們獲得消費行為的潛在組別，從更深層次剖析了中國家庭能源消費行為的模式和特徵。在能源效率的估算中，本書充分考慮家庭在生活習慣、能源設備和經濟水準等方面的差異，首先分別構造城、鎮、鄉家庭的能源需求前沿函數。隨後，我們採用共同前沿函數，通過線性編程和自助法實現全樣本的能源使用效率估算。另外，本研究通過家庭的投入產出函數，從效率角度創新性地解釋能源貧困與家庭產出的關係。在能源貧困指數的計算中，本書借用多維貧困指數（Multidimensional Poverty Index）的思路，但是國際通用的維度中並未考慮收入因素，我們則根據多維能源貧困的定義設立了經濟因素維度，這在一定程度上擴展了多維貧困指數的應用範圍。

本書的主要研究結論如下：中國2012年的家庭平均能源使用效率為63%，其中城市家庭的能源使用效率低於鄉、鎮家庭，並且其能源使用效率的跨度最大。我們發現城市家庭中存在能源使用效率非常低的群體，而能效相對高的家庭（能源使用效率為100%，占全樣本的0.1%）也來自城市。以上結果表明，城市家庭雖然有條件率先獲取高效能源設備，但是城市家庭在能源消費行為中存在較多的浪費現象。傳統能源階梯理論認為能源效率與家庭財富存在緊密的聯繫，本書的研究從設備效率和消費效率兩個角度進一步完善了能源階梯理論。

在微觀家庭能源消費的異質性研究中，中國家庭共存在三組能源消費行為，並且各組家庭的能源消費行為受到不同因素的影響，例如教育水準的提高將抑制第二組家庭的能源消費；一些主觀態度，例如環保意識、社會不公的感受將會引起第三組家庭的能源消費變化。此外，每組家庭的主要特徵如下：第一組家庭總體上社會經濟地位偏低；第二組家庭具備能耗較高的特徵；第三組家庭占比為76%，為中國最普遍的能源消費類型。

對能源貧困的研究結果顯示，中國家庭能源貧困程度控制在一個較低的水準，但是能源貧困發生率在全國範圍內高達45%。其中，中國家庭能源貧困具有地區差異性：農村家庭的能源貧困指數顯著高於城鎮家庭，東部發達地區在資源獲取維度與經濟因素維度均優於西部偏遠地區的家庭。通過對多維能源貧困的測算，本書證實了能源貧困對家庭生產效率和健康的負面影響。

1　中國能源消費現狀／ 1
1.1　宏觀能源消費現狀／ 1
1.2　微觀能源消費現狀／ 7
1.3　相關能源政策／ 12
2　研究概要／ 19
2.1　理論機制／ 19
2.2　學術背景／ 20
2.3　研究意義／ 21
2.3.1　理論意義／ 21
2.3.2　現實意義／ 22
2.3.3　政策指導意義／ 23
2.4　研究思路和研究框架／ 23
2.4.1　研究思路／ 23
2.4.2　研究框架／ 24
2.5　研究創新／ 25
2.5.1　理論模型的創新／ 25
2.5.2　實證方法的創新／ 26
3　文獻綜述／ 27
3.1　能源效率的研究背景／ 27
3.1.1　能源效率研究的起源／ 28
3.1.2　宏觀視角的能源效率研究／ 29
3.1.3　能源強度與能源效率／ 31
3.1.4　前沿函數的效率估算方法／ 32
3.1.5　全樣本的能源效率估算方法／ 34
3.2　家庭能源效率研究／ 35
3.2.1　微觀視角的能源效率研究／ 35
3.2.2　家庭能源階梯理論／ 36
3.2.3　總結與評述／ 37
3.3　家庭能源消費行為研究／ 37
3.3.1　家庭能源消費的影響因素／ 37
3.3.2　家庭能源消費行為的分組研究／ 40
3.3.3　有限混合模型的分組研究方法／ 44
3.3.4　能源文化／ 45
3.3.5　總結與評述／ 48
3.4　家庭能源貧困研究／ 49
3.4.1　能源貧困的定義／ 49
3.4.2　能

2　研究概要

2.1　理論機制

本節圍繞家庭能源消費行為，探討整本書的相關理論機制。能源效率最早由Hartman（1979）提出，受到學術界的持續關注。家庭能源使用效率的研究來源於經濟學理論對效率的定義，這裡的效率代表實際值與最優值之比。在能源效率的計算中，當實際能源消費量越接近估算的最優能源需求量時，家庭的能源效率越高，反之則越低。實際消費量與最優需求量的差距直觀體現為能源的超額消費部分。這裡的最優能源消費量是由家庭特徵和能源消費行為共同決定的最優值，也是家庭能源消費行為的標杆。在這個過程中，除了能源設備本身的效率，能源的消費方式也直接影響最終結果，因此本書將能源效率更確切地稱為能源使用效率。考慮到生活方式、社會習俗和文化的不同，本書分別按照城、鎮、鄉家庭估算各自的隨機前沿函數。與此同時，共同前沿函數證實存在一條下包絡線可以實現全樣本的效率估算；從理論經濟學視角，外溢理論也佐證了子樣本之間存在可比性。隨後，在能源消費行為的研究中，本書通過內生化分組的方式挖掘微觀個體行為的異質性。異質性研究一直是家庭消費行為研究中的重點和難點。微觀經濟學領域有必要挖掘相似樣本之間的差異，這種潛在異質性的探討有助於我們加深對經濟學理論的認識。最後，家庭能源貧困的研究有著深厚的理論淵源。現有文獻將不能獲取能源的個體或家庭劃分為能源貧困群體。在經濟學領域中，能源貧困僅僅與收入掛勾，即將能源消費超過總收入10%的家庭認定為能源貧困。本書將物理性的獲取與經濟學的定義相結合，首次從多維度、多層面角度估算中國家庭的能源貧困，並嘗試就能源貧困對健康的影響機制進行探討。

家庭能源消費的使用效率、潛在行為類型和能源貧困之間存在著緊密的理論聯繫。能源階梯理論（Hosieretal.，1987）是貫穿以上三個研究命題的理論基礎。該理論認為隨著家庭社會經濟地位的提升，人們摒棄低效、劣質或高污染的燃料，選擇購買技術含量更高的能源。在本書的研究中，首先，家庭能源階梯理論與能源效率緊密相連。該理論認為能源效率與家庭的財富和社會經濟地位相關，相對富裕的家庭由於能夠使用最新的技術，從而可以獲得更高的能源效率。而本書還從能源設備效率和消費方式效率兩方面擴展了能源階梯理論。其次，家庭能源階梯理論與收入直接相關。該理論描述了收入與能源選擇的關係，收入的上升往往伴隨著家庭能源階梯的攀升。我們觀測了收入對不同能源消費行為類型的潛在影響： 當家庭處於能源階梯的底端時，能源消費對收入的影響更大，隨著收入水準的上升，當收入水準上升到一定程度後，收入的影響也在逐步下降。最後，家庭能源階梯理論與能源貧困也有密切關係。家庭攀升能源階梯的過程，也是其能源貧困不斷降低的過程。

本書的三個研究命題之間也存在著嚴謹的內在邏輯關係。首先，能源使用效率的定量研究能夠幫助我們獲悉中國家庭能源效率的分佈，能源使用效率的研究結果有助於政策制定者深入瞭解中國家庭能源消費行為的優劣以及引導家庭合理支配生活用能。進一步，我們試圖通過家庭的相關行為特徵剖析中國家庭能源消費行為的類型。對此，本書探討了潛在因素在不同能源消費行為模式中的影響，並且通過微觀家庭異質性的研究深入瞭解中國家庭能源消費行為的理性程度。其次，能源使用效率研究與潛在類型研究是能源貧困研究的理論基礎，效率研究中估算的最低能源需求量是能源貧困劃分的一種方式。潛在行為類型研究結果表明中國能源消費行為可以分為三組。其中第一組家庭具備更多的能源貧困特徵，第二組家庭為低能源使用效率的概率最大，第三組家庭為能源消費相對正常的家庭，也是占比最大的家庭。對此，我們分別從經濟視角和能源可獲得性兩方面進行能源貧困分析，進一步完善對中國家庭能源消費行為和效率的理解。基於以上分析，本書深入探討中國家庭的多維能源貧困問題，全面獲取中國家庭貧困的發生率、成因和程度等重要信息，以及每個維度的能源貧困在全國的分佈情況。最終定量分析能源貧困對家庭的影響，包括衡量其對家庭生產效率和家庭健康的影響。

2.2　學術背景

從中國近20年的學術發展趨勢來看，儘管家庭能源消費行為微觀層面的研究比宏觀領域的相關研究起步要晚，但是從2008年開始，微觀能源消費領域的關注度持續上漲。造成該領域的研究在近十年中受到廣泛關注的主要原因有兩點： 首先，微觀家庭調查在近年來才大規模開展，相關數據開始陸續公布。例如中國健康與營養調查數據（CHNS）、中國健康與養老追蹤調查數據（CHARLS）、中國家庭金融調查數據（CHFS）、中國家庭收入調查數據（CHIP）等。雖然能源的相關問題在以上調查問卷中相對有限，但是可以從中部分挖掘出家庭能源消費行為。考慮到中國家庭追蹤調查數據（CFPS）中涵蓋家庭用電量的重要信息，我們選擇該數據作為本書研究的原始數據。其次，相關理論模型、衡量方法和計量經濟學檢驗在近年來發展迅速。以傳統研究為基礎，前沿研究更加注重在理論分析的基礎上運用多樣化模型探討紛繁複雜的真實世界。

因此，從學術背景方面，與本書相關的研究正處於熱度高漲階段，且隨著數據、計量方法和理論模型的發展，本書的研究具備可行性的同時也面臨著很多挑戰。

2.3　研究意義

2.3.1　理論意義

本書系統地梳理了近年來微觀家庭能源消費領域的學術發展趨勢，並且採用了最新的微觀數據和技術手段，彌補了家庭能源消費行為領域的空白。相比宏觀能源領域的研究，現有文獻在微觀家庭能源消費行為方面的研究程度還不夠深入，研究對象還不夠全面，更多的研究停留在描述統計基礎上的簡單模型迴歸。針對以上不足，本書探索了面向家庭能源消費行為的三個研究命題。具體而言，結合實證研究和理論探討，我們提出了家庭能源使用效率與能源階梯理論的研究命題，在此基礎上區分出中國家庭能源消費行為的優劣；家庭能源消費行為的潛在類型研究是對經濟學長期以來的疑難問題———異質性的探討，該研究有助於我們深入瞭解中國家庭能源消費行為的理性程度；針對能源貧困的研究，我們挖掘了真正意義上的多維能源貧困，並且得出中國不同維度能源貧困的全國分佈情況。本書謹慎提出研究方向、嚴謹探索研究問題，在一定程度上推進了微觀能源消費領域的研究。

本書以中國家庭為研究對象，這為中國經濟問題特別是微觀消費經濟學領域的研究提供了重要的理論支撐。雖然能源效率的定義、多維貧困的衡量以及微觀家庭異質性的理論探討均起源於西方社會，這些西方經濟學理論為文本研究提供了重要的參考價值和指導意義，但是我們必須結合中國國情和社會發展趨勢開展研究，而非僅僅將西方理論及其研究方法嫁接在中國家庭能源消費的研究中。例如，本書充分考慮中國家庭城、鎮、鄉的差異性，不是直接比較中國家庭能源使用效率的估算，而是通過一條所有需求前沿函數的下包絡線，運用共同前沿函數的方法實現了中國家庭能源使用效率的全樣本估算。又如，我們在多維能源貧困研究中將經濟因素納入考慮範圍，因為經濟貧困問題是中國家庭「奔小康」的突出問題。以上方面均結合中國家庭實情出發，有助於我們深入剖析中國家庭能源消費行為的潛在特徵，並為政策的高效制定提供重要的科學保障。

2.3.2　現實意義

本書的研究順應時代發展的需求。著眼於現階段各國政府、社會各界關注的環境污染和能源貧困問題，我們率先從微觀層面深入研究中國家庭的能源消費行為。具體而言，首先，能源使用效率的研究能夠幫助政府瞭解中國家庭能源使用效率的相關信息，並引導家庭合理消費能源，在此基礎上尋找到提升社會整體能源消費效率的方式；其次，中國現階段正處於能源結構轉型、城鎮化進程和經濟可持續發展的關鍵時期，針對能源消費行為潛在類型的研究有利於我們追蹤宏觀背景下的家庭能源消費行為的最新變化趨勢；最後，針對能源貧困的度量能夠加深我們對中國家庭能源貧困的全面認識，從不同視角獲悉中國家庭能源貧困的發生率、分佈情況和貧困程度。此外，在社會價值觀方面，本書的研究有助於提升社會的效率與公平，符合社會主義和諧社會的構建和中國核心價值觀的要求。

研究結果對國際上其他國家的家庭能源消費具有一定的借鑑意義。中國作為世界上最大的發展中國家，經濟發展受全世界矚目。以中國家庭能源消費行為研究為基礎，可以延伸至世界其他發展中國家以及即將走上快速發展的地區。本書所囊括的樣本包含位於北京、上海等一線城市的家庭，他們具備經濟富裕、設施齊全、資源充足等特徵。這些城市的家庭的能源消費行為與世界上其他發達城市的家庭能源消費有相通之處。除此之外，樣本中也包括偏遠鄉村的家庭，他們無法獲取高級燃料、居住條件相對惡劣且社會配套設施比較落後。中國偏遠地區的能源貧困和能源低效現象在欠發達國家和地區也十分常見。除了最富裕和最貧窮的群體，中國大多數家庭處於兩者之間，這些處於中間家庭的能源消費特徵也可以推廣至世界上其他群體。因此，本書在優化家庭能源消費結構及提高家庭能源效率方面的研究為全世界的可持續發展做了有益的探索。

2.3.3　政策指導意義

學術研究的最終目的是指導社會實踐。能源使用效率的研究能夠幫助政府為不同家庭提供相應的能源消費引導，從而優化資源配置和提升整體社會福利。本書還提出對低能效的富裕家庭加大節能減排的宣傳教育力度和實施嚴格「階梯電價」的收費標準。潛在類型研究探討了不同能源消費行為的潛在因素，據此幫助政府獲悉中國家庭能源消費的類型以及優化家庭能源消費行為的模式。進一步地，我們通過估算家庭的多維能源貧困，發掘中國家庭能源獲取維度和經濟因素維度的貧困證據。相關研究結果在引導資源分配中具備重要的參考價值。另外，本書在能源效率和能源貧困方面的研究有助於為中國資源分配中的效率與公平難題提供一些科學的建議。