北方农村居民能源统计方法设计研究

[《中国能源》2017年第4期], 北京市统计局 张启龙 北京节能环保中心 李萌文 发布于 2017/10/13


农村居民能源消费分散,品种低端,污染排放高,是雾霾重要成因之一。农村能源数据越来越受到广泛关注,但目前农村能源统计相对薄弱,缺乏较为完善的方法体系。本文从统计方法设计的角度出发,结合北方农村居民能耗的特点,明确定义了农村能源统计的范围口径,设计了针对采暖用煤、其他常规能源和可再生能源的分块统计方法和指标,提出了全面调查与多阶段分层抽样结合的调查模式,具有一定的可行性和实践意义,对于农村地区能源转型升级和能源管理具有重要的推动作用。

摘要:农村居民能源消费分散,品种低端,污染排放高,是雾霾重要成因之一。农村能源数据越来越受到广泛关注,但目前农村能源统计相对薄弱,缺乏较为完善的方法体系。本文从统计方法设计的角度出发,结合北方农村居民能耗的特点,明确定义了农村能源统计的范围口径,设计了针对采暖用煤、其他常规能源和可再生能源的分块统计方法和指标,提出了全面调查与多阶段分层抽样结合的调查模式,具有一定的可行性和实践意义,对于农村地区能源转型升级和能源管理具有重要的推动作用。

关键词:农村能源消费,统计方法,抽样调查,可再生能源

前言

相比于产业层面完备的能源统计方法体系,目前我国居民生活能耗统计工作还较为薄弱,特别是对于地域广袤、消费分散的农村居民能耗统计存在很大的难度。国际能源署统计资料表明,多数OECD国家能源数据获取以年度问卷调查为基础,其中将居民能耗作为一个完整指标并未严格区分城镇和农村,发达国家农村居民的规模和比重很小,对农村范围的定义也与我国有别,国情不同导致其方法对我们的参考作用十分有限[3]。国内将农村居民能耗作为能源平衡表的组成部分纳入统计体系,目前主要通过抽样推算结合能源供应部门数据的方法评估确定整体数据[4]。大部分地区采取的抽样推算方法还较为粗略,统计范围界定不清,样本代表性不足,没有充分考虑农村能源消费的特点,也没有将可再生能源纳入统计的范围,推算的结果存在一定偏差[5]

基于当前形势,农村能源统计不仅要实现消费量数据的准确可靠,能够满足宏观考核评价的要求,还要在一定程度上实现对农村能源结构调整与替代能源发展等更深层次问题的反映和解析,这就给统计工作提出了更高的要求。因此,改进和完善适应农村实际情况的能源统计方法体系,对于农村地区节约能源、优化能源结构和防治污染意义重大。

1  统计范围口径界定

农村居民生活能源应为维持农村居民全部日常生活活动的能源,即包括采暖、炊事、照明、制冷、热水、家用电器、文化娱乐等活动的用能。主要能源品种包括煤炭、电力、液化石油气、汽柴油等常规商品能源,并涵盖太阳能、生物质能、地热能等可再生能源。

农村居民生活能源统计的关键点在于科学、合理的定义农村用能的统计口径范围。随着城镇化的快速发展和人口流动,传统的城乡边界变得不再清晰,原来人们熟知的以人口户籍属性或行政区划属性划定城乡的方式已不能实际反映城镇和农村的差别,所以应按照统计上对城乡的划分方法确定农村居民生活能源消费的口径范围为宜。这种方法是以实际的建设(公共设施、居住设施等)是否已经连接到该区域作为对每个村级单位城乡属性的认定,并对此标准进行年度维护更新。这种方法不仅更为接近实际,而且与农村人口、收入、就业等数据统计的口径和标准一致,有利于后期数据处理时的计算比较。

2  农村居民能源统计方法设计

根据统计学相关理论,开展统计调查的方法主要包括抽样调查、全面调查等方法,抽样调查是根据样本情况来推算总体,利于获取指标总量和宏观分析,操作相对简单、成本低;而全面调查可以深入了解总体的内部结构特点,分析具体构成,但是调查成本高、难度较大。本文综合农村能源特点和相关部门的数据需求,拟通过构建分块统计体系,采用抽样与全面调查相结合的方式,从内涵上改进抽样方法,外延上扩大统计内容。这种方法将农村居民用能分为采暖用能和非采暖用能,细分到品种则划分为采暖用煤、可再生能源和其他常规能源(电力、燃气、成品油)3类。对于占比较高的采暖煤炭及制品,首先全面调查汇总每个村庄用煤采暖的户数,再根据抽样得到的采暖单耗水平来核算煤炭消费量;对于可再生能源,同样采用全面调查的方法,由村级汇总上报本村的可再生能源利用数据;对于电力、液化气和汽柴油等其他常规能源品种,由于其用量平稳、覆盖度广,可采用多阶段分层抽样调查的方法开展统计。

2.1  采暖用煤的统计方法

2.1.1  方法设计

北方农民的采暖能源消费与采暖方式、采暖器具、甚至采暖面积都紧密相关,且只发生在固定的季节。根据以往调查情况,大部分农户主要以烧煤炉或土暖气采暖为主,采用其他能源采暖的极少。而农户的煤炭也基本都是用于取暖消耗,可以认为统计采暖能源消费基本等同于统计煤炭的消耗量。

对于煤炭这种农村典型的取暖用能源,在样本量不足的情况下,如采用原有的抽样方法抽样得到的用煤比例和单耗数据的代表性就会变差,由人口数进行放大后的数据偏差就会更大。因此,对农户煤炭的统计更适合采用全面调查,以村为单位通过类似普查的方法将每个村庄的用煤户数量进行统计汇总,再根据调查得到的每户用煤单耗数据,直接核算农村居民的用煤量。这种方法的优点主要在于能够全面掌握农村用煤户数量,不需要再通过用煤比例进行推算放大,避免了不同类型村庄的煤炭使用偏好问题,数据的准确性能得到较大的提高。

2.1.2  实现路径

以村为单位调查每村的用煤户采暖数量,可以依靠政府统计实现。在新农村建设中,农业部门在广大农村地区设立了完备的农村基层能源办事机构(农村能源办公室),可以利用此渠道完成村级用煤户数量的逐级统计和汇总上报。此外,也可申请将此调查内容纳入统计部门现有的相关统计制度中。而对于每户用煤单耗数据,则可以通过对其他能源品种的抽样调查获得,亦可以结合相关部门的研究数据或经验指标来综合确定。

2.1.3  计算方法

煤炭消费量的计算方法见式1

C煤炭=BX×EXY    (1)

其中:

C煤炭——某个区域若干个村庄的煤炭

消费量;

X—第X个村庄;

Y=123……n——第X个村庄的第n个样本户;

——第X个村庄所抽n个样本户的户均采暖煤耗;

BX——第X个村庄的用煤户数。BXEY为调查指标,EXYC煤炭为计算指标。

2.2  其他常规能源品种统计方法

2.2.1  方法设计

除煤炭以外的其他常规能源品种,如电、气、油是用来满足农村居民的日常生活需求(炊事、照明、电器、车辆等)的,他们的使用具有用量平稳、分布均匀、按月结算等特点,基本适合采用抽样调查的方法,利用能源使用比例、人均单耗水平和常住人口数进行统一推算放大。

2.2.2  抽样方法改进

原有的抽样方法存在不足,主要是在抽样的过程中没有充分考虑到各样本单位人口分布和用能特点的差异。改进的方法是可以采用两阶段抽样法,在第一阶段以村作为抽样框进行抽样时,根据各村的地形地貌特点(半山、深山和平原村)或者农民富裕程度(较富裕、一般和不富裕)作为标志进行分层抽样,在抽中的村进行第二阶段随机抽样入户。调查的主要指标包括所在村庄的基本情况、居民家庭收入、电力、液化石油气、汽柴油等的年度消费量等,数据来源包括缴费单据、自行计量以及买卖发票等。这种方法首次将影响居民能源选择的主要因素加入到抽样过程中,通过分层抽样提高了样本的代表性,一定程度上能够减少总体偏差,也为深入研究农村能源结构和影响因素创造了条件。

1  农村居民能源抽样调查主要指标设计

问卷设计主要指标

分组值或计量单位

数据来源

甄别指标

-

-

居民所在地区划

区划代码

问卷设计方

村庄类型

山区、平原区

农业部门

家庭年收入

千元

实地调查

建筑情况

节能建筑、非节能建筑

实地调查

调查指标

-

-

用电量

kWh

抄表记录或者缴费单据

液化石油气消费量

kg

购买发票或者自己计量

汽油消费量

L

购买发票

柴油消费量

L

购买发票

煤炭及其制品消费

kg

购买发票或者自己计量

其他消耗

tce

-

2.2.3  实现路径

在调查样本确定以后,设计审定《农民生活能源消费调查问卷》,统计路径上采用现有农村居民能源消费抽样调查的渠道,由访问员实施入户调查作记录,最后进行问卷数据的编码整理汇总。

2.2.4  计算方法

采用改进后的两阶段分层抽样,放大推算某个区域所有农户对某能源品种的消费量方法见式2

C品种=R×P品种×E品种    (2)

其中:

C品种——某区域某品种能源的消费量;

R——某区域农村人口数量;

——抽中的样本户中该能源品种的使用比例,其中P1表示该能源使用的户数,P0表示全部抽中的样本户数;

    i=123………n.——n个样本中该能源品种的人均消耗量。

2.3  可再生能源利用统计方法

2.3.1  方法设计

作为新农村建设的重要组成部分,可再生能源的利用在农村已经得到逐步得到推广。农户成为可再生能源利用的最大群体,其主要利用方式包括阳光浴室、户用太阳能热水器、太阳能灯、地源热泵、节能吊炕、绿色燃气等[6]。可再生能源作为新兴事物,由于其利用方式和属性等与常规能源存有较大的差异,因此现有能源统计制度尚未将可再生能源(水电等除外)纳入能源统计体系。本文首次将可再生能源作为一个独立单元来进行统计,并根据可再生能源分布特点采用以村为对象的全面调查方法。

2.3.2  主要指标

农村地区可再生能源利用主要为太阳能、生物质能利用,还有少量的地源热泵系统。由于可再生能源的利用方式多样,且多为非商品化能源,难以直接计量其实际的消费量,所以在指标选择上更多是从可再生能源转化利用的过程出发,遵照简洁、实用、易获取的原则,最终确定9个调查指标,数据来源包括产品设备的参数、自行测量以及销售单据等等,见表2

2  农村可再生能源利用调查指标

指标名称

品种分类

数据来源

集体阳光浴室在用集热器面积(m2)

太阳能光热

产品标识、自行测量

户用太阳能热水器集热器面积(m2)

太阳能光热

正常使用的太阳能灯数量()

太阳能光伏

产品标识、自行测量

正常使用的太阳能电池板总功率(kW)

太阳能光伏

沼气工程产气量(m3)

生物质气态

计量装置、销售记录

生物质气化工程产气量(m3)

生物质气态

计量装置、销售记录

节能吊炕数量()

生物质固态

自行测量

使用地源热泵采暖()建筑面积(m2)

地热能

建设信息、自行测量

2.3.3  实现路径

农村可再生能源统计的实现路径与采暖用煤统计路径基本一致,可以通过改进现有政府统计,将相关指标方法作为一个单独的模块纳入到农业部门或者统计部门现有的报表制度中实现。

2.3.4  计算方法

可再生能源折标准利用量的计算可参照相关部门近年来的专题研究结果,由基本调查指标和各种利用方式的折算系数构成,见式3和表3

C可再生能源=∑调查指标×折算系数    (3)

3  各品种可再生能源折算系数表

名称

发热量

折标准煤系数

太阳能

-

-

集热器折算系数

3.24×1010kJ/m2·a

111kgce/m2·a

生物质能

-

-

户用沼气

20908kJ/m3

0.714kgce/m3

干馏法秸秆气

15000kJ/m3

0.512kgce/m3

氧化法秸秆气

5000kJ/m3

0.171kgce/m3

成型燃料

3500kcal/kg

0.5kgce/kg

薪柴()

3000kcal/kg

0.4286kgce/kg

其他

-

-

电力(当量)

860kcal/kWh

0.1229kgce/kWh

热力(当量)

-

0.0341kgce/MJ

3  案例分析实践

作为较早开展相关研究的地区,北京市已将部分研究成果纳入实际应用。以2015年统计调查为例,通过对全市郊区县2765个乡村的全面调查,获取了取暖用煤户数和相关可再生能源指标数据。2015年全市农村居民用煤户()数为56.8万户,户均年度用煤量为2.98t,计算农村居民用煤总量约为167t2015年农村居民利用可再生能源方面,累计安装利用太阳能集热器面积144m2,热泵系统供暖面积63m2,太阳能路灯13.5万盏,利用绿色燃气1200m3。通过对居民问卷调查抽样方法的适当改进(暂以区县为分层标志,尚未能实现根据村特征分层抽样),最终抽取123个村,共获得1440个有效调查样本,再根据人口数和人均用量推算出2015年农村居民电力、液化气和汽柴油的消费量分别约为22亿kWh8.1t15.2t。折算成标准能耗进一步分析,可以看到目前北京农村居民能源消费中煤炭仍然占有较大的比重,达到47%,其次是电力占24%,可再生能源占14%,油品和液化气分别占9%6%,未来的减煤换煤工作仍然任重道远。此外,调查显示月收入2万元以下家庭使用煤炭的比例比2万元以上家庭要高23个百分点,使用太阳能装置的比例则要低8个百分点,说明收入水平还是决定居民能源选择的重要因素,改善农村能源消费结构首先要提高农民的收入水平。通过上述统计推算以及数据分析可进一步划分到区县一级。

1  2015年北京农村居民能源消费总量推算

2  2015年北京农村居民能源消费品种结构

4  存在不足和后续研究展望

改变固有模式对农村居民生活能源统计体系进行再设计,将煤、其他常规能源和可再生能源分开统计,并结合各自特点量身订制更适合的统计方法,可以降低推算比例,提高数据质量,有利于解决当前农村节能、治理污染和能源结构改善的问题,强化重点任务监测考核。但在实际应用和操作过程中可能还存在诸多不足之处亟待解决。

数据采集难。农村地域广袤,人员居住地点和能源使用也相对分散,基层统计力量薄弱,居民的数据意识和知识水平有限,对统计工作配合度较差,给数据的采集带来很大难度。另一方面,农村居民使用能源的来源渠道多样,计量状况差,往往难以获取准确用量,可能带来数据的偏差。

统计成本高。农村能源统计方法是在综合考虑当前农村基层统计基础,人员设施覆盖和调查成本基础上所做的权衡选择。实际操作中可能会带来统计成本、行政成本以及人力资源成本的大幅增加。例如,开展用煤户调查、多阶段分层抽样等要扩大调查范围和样本量,就需要比当前投入更大的资金和人力。因此,需要规划设定专门机构、专项资金以保障农村能源统计方法的具体实施。

抽样推算的科学性有待进一步验证。统计上保证数据准确的最好方法就是采用普查,但在实际中很难做得到。采用抽样调查是现实的选择,本研究对农村能源抽样的方法按照标志分层进行了改进,新的抽样方法依赖于所选标志的属性是否能够对农村用能做出合理的区分,新的样本代表性和推算科学性有待于后续研究进一步验证。

开展农村能源统计专项调查需要发展和改革委、统计、财政、农业以及多个部门协调进行,要充分利用好各部门的资源。同时,还需要各级乡镇政府的大力支持,宣传普及统计知识,保障统计工作的进行。逐步完善农村统计基础,是未来提高农村能源统计数据质量的根本所在。

参考文献:

[1]王晶晶.北京市农村能源消费状况的统计分析[D].河北:河北大学,2010.

[2]北京市人民政府.北京市20132017年清洁空气行动计划[EB/OL].http://www.bj.xinhuanet.com/bjyw/2013-09/13/c_117351459.htm2013-09-13.

[3]World Energy Statistics 2016[M]. International Energy Agency(IEA), 2016.

[4]张百良.农村能源统计方法[J].农村能源,1998(3)3.

[5]覃舟.杭州市农村可再生能源统计工作现存问题及对策研究[J].农业工程技术,2013(1)16-19.

[6]吴治坚.新能源和可再生能源的利用[M].北京:机械工业出版社,2006.

作者简介:张启龙(1983-),男,硕士,研究方向为能源核算与可再生能源统计。

 

 

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