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1、气候变化视角下的美国能源战略演变特征分析及启示,蔡立亚,2,引言 文献评述 能源战略演变特征的BP 结构断点检验 结论与启示 参考文献,3,引言,气候变化关系到国家安全、可持续发展和社会稳定，已成为亟待解决的全球性问题。目前美国、俄罗斯、日本、墨西哥、欧盟、东盟等国家（或地区）相继采取能源战略及其政策措施提高能源技术、多元化能源结构，并进行国际协调以应对气候变化。在世界主要能源生产消费国中，美国的高碳排放国以及能源生产消费的大国地位决定了其应对气候变化的能源战略制定与实施尤为引人注目。 自20世纪70年代石油危机以来，美国先后出台了1975能源政策节能法案、1978能源税收法、1990清洁空气
2、修正法案、1992 能源政府法、2005 能源政策法、2006 先进能源计划、2007能源独立与安全法案等法案以解决能源短缺、能源环境等问题，其中应对气候变化正日渐成为能源战略的重要组成部分。,4,引言,基于美国对于全球气候的重要影响力，由气候变化的视角系统剖析美国能源战略演变特征有着重要的实践意义，通过结构断点模型的定量研究可以总结过去能源战略的经验与教训，研究结论对于同样以化石能源为基础的中国有着一定的借鉴价值。 本文采用Bai与Perron 的结构断点检验方法，由气候变化的视角分析了美国能源战略演变特征。,5,文献评述,相关学者主要从两个角度研究美国能源战略演变： 1. 考虑综合性的能源
3、战略或政策，对法案实现前景以及执行效果进行评价。Paul由1990 年以前、1990-1992年、1993-2000年三个阶段分析美国的能源战略。 Robert由石油价格控制、市场导向的能源政策、80 年代三个时期论述1973-1974年石油禁运开始后的能源政策。 樊瑛，樊慧介绍了起始于1975年的美国能源政策及法案演变。,6,文献评述,2.重点剖析能源安全、可再生能源或者应对气候变化的能源战略演变。 吴巧生从美国出台的相关法案或政策的演变过程诠释布什政府的能源安全战略；Frank 等比较了70 年代能源危机后美国和德国的可再生能源政策；Miguel等由激励形成和税收信贷的角度分析了美国可再生
4、能源战略的演变；Perry 等人分析了美国能源局应对气候变化的政策措施，评价了政府在二氧化碳海洋贮存方面所做的社会和政治努力效果；Paul 论述了美国从环境领导者到环境落后者的政策变迁，总结了美国气候变化的能源政策；,7,文献评述,李海东将美国气候变化政策演变分为两个阶段，一是布什政府-克林顿政府的气候变化政策（1989-2001）。二是小布什政府-奥巴马政府的气候变化政策（2001 年至今） 相关文献多是从能源环境、能源效率（或节能）、能源多元化三个维度定性分析气候变化视角下的能源战略演变，定量研究相对匮乏。本文试图弥补这一缺憾，选择指标替代能源环境、能源效率（或节能）、能源多元化，采用Ba
5、i、Perron断点检验进行定量分析。,8,能源战略演变特征的BP 结构断点检验,1、BP结构断点检验模型 BP 检验的原理是，假定时间长度为T 的线性回归模型中存在m 个结构断点：,9,能源战略演变特征的BP 结构断点检验,我们的目标是求解未知系数 使得原方程中m+1 个时间段的总残差平方和最小，即：具体计算时，可通过Fisher（1958）算法进行反复迭代，获得不同断点数量情况下各自最小总残差平方和。在此基础上，Bai 与Perron 提出一系列检验以确定断点的准确个数与发生时间。第一个为sup Wald 检验，原假设为不存在结构断点（m=0），备选假设为一固定的断点次数（m=k）。首先构
6、造统计量：,10,能源战略演变特征的BP 结构断点检验,考虑到在一般情况下，研究者不会预先假定时间序列的具体断点次数，Bai 与Perron 提供了另外两种检验方法。其原假设为不存在结构断点，备选假设为给定断点次数最高上限数M情况下的不确定断点数。分别构造统计量：,11,能源战略演变特征的BP 结构断点检验,12,能源战略演变特征的BP 结构断点检验,以上三个检验主要用来判断时间序列是否存在结构断点，在此基础上，Bai 与Perron 提出 统计量以确定合适的断点次数。其检验的思想是：在原假设存在l个结构断点的条件下，若增加一个结构断点能够显著减小样本的总残差平方和，则倾向于拒绝原假设。在实际
7、操作时，BP 检验通过在原有的 l +1个分段区间内，逐一添加一个新的断点进行检验，即：,13,能源战略演变特征的BP 结构断点检验,维纳过程是布朗运动的数学模型。英国植物学家布朗在显微镜下, 观察漂浮在平静的液面上的微小粒子, 发现它们不断地进行着杂乱无章的运动, 这种现象后来称为布朗运动.2. 能源战略的实证检验选择单位GDP能耗、单位GDP 碳排放量、可再生能源占能源生产的比重三个时间序列剖析美国能源战略演变特征。1973年石油禁运，研究达成共识：美国能源战略的起始点1973年。因此，将研究样本的时序点界定为1973-2008年。样本数据来源于BP 世界能源统计年鉴（2009）、EIA
8、美国官方网站。数据处理中，单位GDP能耗、单位GDP碳排放的单位分别为吨标油/万美元、吨/万美元，并对三个变量的时序取自然对数，分别记为lnEG，lnCG，lnRE。,14,能源战略演变特征的BP 结构断点检验,几个变量之间线性化，存在着异方差现像，对这些变量分别取自然对数，可以消除异方差现像。另外取自然对数并不会改变这几个变量之间的关系，但是可以避免变量之间的剧烈波动。使用GAUSS 经迭代美国的各时间序列的分段趋势平稳函数分别为： lnEGt=2.599+0.008t-0.177DUt1+0.009tDTt1 lnEGt=2.422+0.017t+0.218DUt2-0.009tDTt2
9、单位GDP能耗的结构变化所导致的断点时间分别为1982年和2001年。第1次结构变化导致的断点截距项虚拟变量系数为负，而趋势项虚拟变量系数为正，表明美国政府制定的1980 太平洋西北电力规划和节能法案并没有有效抑制能源强度的降低；第2 次截距项与趋势项虚拟变量的系数与前者相反，说明1998 年新修改的国家能源战略与1999 年克林顿政府发布的旨在,15,能源战略演变特征的BP 结构断点检验,促进节能的13123 号行政命令有效地改变了单位GDP能耗增长的模式，降低了能源强度的增长速度淤。能源战略及政策的实施有效降低了单位GDP 能耗，提升了应对气候变化的能力。lnCGt=3.620-0.099
10、t+0.712DUt1+0.059tDTt1 单位GDP碳排放的结构断点时间为1985 年，截距项与趋势项的虚拟变量系数均为正，反映了里根政府对于环境治理漠视的结果。20世纪80 年代，在经济滞涨和保守主义回流的背景下，里根政府将环境管制视为经济的负担，采取了一系列“反环境”措施：一是放松环境管制。里根政府设立了放松管制的总统特别工作组，以审核联邦法制法规，修正或废止了部分涉及大气质量标准、危险废物、工业废水及有毒物质的管理法规和条例；与此同时，里根政府反对卡特政府通过法令所要求的设备效率标准，并构建了多层次的联邦管制法规监督体系，给环境管制设置了空前的障碍和阻力，致使环保规章数量在80 年代
11、初大幅下降，对污染企业的环境管制也大幅放松；,16,能源战略演变特征的BP 结构断点检验,二是减少环保支出与编制。联邦政府对于能源局花费在研发方面支出大幅缩减，同时削减了环保局、职业安全与健康管理局以及消费品安全委员会等的预算和人员编制。反环境政策的实施给予碳排放增长以极大的冲击，无论是短期还是长期均减缓单位GDP碳排放的下降速度。lnREt=1.929+0.024t+0.102DUt1-0.016tDTt1 lnREt=2.031+0.008t-0.115DUt1+0.021tDTt1 可再生能源的结构断点时间有两个，分别为1987 年和2001年。第1 次结构变化导致的断点趋势项虚拟变量系
12、数为负，进一步验证了里根政府对于发展可再生能源、降低环境污染政策的忽视；第2 次结构断点的截距项与趋势项虚拟变量系数符号与前者相反，表明了克林顿政府可再生能源发展政策取得了一定的成效。,17,能源战略演变特征的BP 结构断点检验,克林顿政府1997 年宣布了“百万屋顶太阳能计划”，提出太阳能光电系统电价逐年下降的目标，太阳能电价计划从1997 年的22 美分/度，下降到2005年的10.6 美分/度；1998 年克林顿政府提出了综合电力竞争条例，计划制定一个国家通用的RPS即可再生能源发电配额制政策，要求到2010年7.5%的电力由可再生能源供应。为提高RPS 政策的灵活性和效益，条例设立了可
13、进行交易和存入银行的可再生能源信用证，以备将来使用；1999年联邦政府发布了13123号行政命令，该行政命令将可再生能源和替代燃料的供给多样化视为国家安全利益的保障，并计划2010 年以前安装20000个太阳能系统，鼓励汽车制造商研发替代性能源汽车。联邦政府的政策提高了可再生能源生产占总能源生产比重的增长速度。,18,19,结论与启示,（1）美国的两个断点时间附近的能源战略对于能源强度的影响是相反的。2001 年附近美国的能源战略降低了单位GDP能耗的增长速度，表明节能项目、开发节能技术、系统能源效率的实施以及能源基础设施的完善有效地促进了节能，提升了应对气候变化的能力。显然，从降低单位GDP
14、能耗的角度来看，提升应对气候变化的能力是以能效技术为基础，以系统能源效率提高为中介，以能源基础设施的完善为保障的一项系统工程。（2）美国的能源战略减缓了单位GDP碳排放的下降速度，能源生产与消费造成的环境污染是未来亟待解决的问题之一，需要政府给予重视并加强政策的执行力度。这一点也给予中国以启示，近年来，尽管中央政府制定了中华人民共和国大气污染防治法并加以修订，给予环境污染问题以法律上的高度重视，但是法律及执行力度较弱，执行效果不佳。截至2007 年，中国的碳排放已经增长至,20,结论与启示,6017.69 百万吨，已取代美国成为世界第一大碳排放国，环境压力空前。因此环境政策的执行力度已成为制约
15、中美两国碳排放战略实施的主要因素。（3）美国可再生能源生产占能源总产量比重的两个结构断点的趋势项符号也是相反的，第2 个断点时间附近的美国能源战略给予可再生能源生产所占能源总产量比重以负向冲击，表明美国联邦政府多元化能源供给、可再生能源发电配额制度政策以及研发激励政策等值得中国借鉴。,21,Gauss被科学家，工程师，统计学家，金融分析家，生物学家和其余科技工作者用于解决各种问题，从基础的统计分析到大规模的实际问题。从1984年推广使用以来，Gauss也成为大规模数据处理和复杂建模的标准。世界范围内的接受和政府工业部门及学术领域范围内的使用对它的效能和多功能性给予了有力证明。Gauss系统能从以下方面给予描述：它是一个非常有效的数据处理者，一种全面的程序设计语言，一个内部相互作用的分析环境.,
