粤港澳大湾区是我国建设世界级城市群，实现区域协调发展并参与全球竞争的重要载体。自改革开放以来，大湾区作为中国改革的先锋，取得了引人注目的经济发展成就，建立了世界级的产业集群，城市化进程也达到非常高的水平。目前，大湾区正经历从制造湾区向创新湾区的发展转型阶段。然而，快速的经济发展也带来了能源效率不高和生态环境退化等问题。能源效率研究是正处于发展转型中的大湾区应对能源压力，成为支撑国家可持续发展、取得全球竞争优势区域的重要手段之一。在大湾区发展转型时期，不同城市转型步伐呈现不同的速度和方向，总结速度快、方向准的城市发展经验和教训，形成有价值的转型发展道路启示，为其他城市提供有益参考，对实现大湾区顺利转型及区域协调发展具有重要的意义。但大湾区内部不同城市间能源使用特征及转型需求并不相同，如何准确把握区内不同城市能源效率的时空发展特征也是目前急待解决的问题。
近期，中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室博士生雷燕飞在导师王云鹏研究员指导下对粤港澳大湾区能源效率的时空发展轨迹进行了分析，探讨了产业结构优化及环境规制对能源效率的影响。
大湾区各市2000-2020年能源效率显示：在2000-2019年间所有城市能源效率均呈上升趋势，2020年由于新冠疫情影响，大部分城市能源效率呈现下滑（图1）；香港、澳门地区能源效率远高于珠三角9市，在珠三角9市中深圳、广州、珠海、佛山为能源效率较高地区，肇庆和惠州则是能源效率较低地区；各市能源效率的增长速度和幅度有较大差异，能源效率偏低地区的增长率偏高。
图1 2000-2020年大湾区各市能源效率变化图
以人均GDP为横轴、人均能源消费为纵轴，划分能源效率轨迹的象限图（图2），该图可以直观反映各地能源使用效率及演变特征。香港、澳门均位于“低耗高效”的目标区域，已经篮处于发展的高级阶段，珠三角9市2000年开始时，有不少城市位于“双低”区域，整体处于发展的初级阶段，到2017年后发展进程加快，均进入了“高耗低效”的区域。
对珠三角9市进行时空轨迹数据聚类（图3），广州、深圳、珠海为一类，大部分时间位于“双高”区域，并且轨迹范围限定在“双高”区域和“低耗高效”区域；佛山单独成一类，一直位于“双高”区域，但佛山人均耗能相对位置有下降的趋势；东莞、中山为一类，大部分时间在“双高”和“高耗低效”区域变动，表明仍然囿于在高耗能产出效益上；惠州、江门和肇庆为第四类，大部分时间在“双低”区域和“高耗低效”区域变化，表明相对其他城市，仍处于发展初级阶段；综合对比可以发现，大湾区11市能源效率类别内部却又有相似特征，反应出发展模式的部分相似性，但发展轨迹各不相同。
图3 珠三角9市能源效率聚类图
利用产业结构高级化指数作为产业结构变化的衡量指标，该指数根据产业比重向量与对应坐标轴夹角的变化特征构建而成，能够定量描述产业结构高级化的过程（图4），城市之间能源效率高低和产业结构高级化指数虽然没有一一对应的关系，但在能源效率时空轨迹聚类结果上，两者之间具有显著的对应关系。澳门、香港能源效率与产业结构高级化指数均较大幅度领先于大湾区其他9市，广州、深圳产业结构高级化指数位于9市前列。
图4 2000-2020年大湾区各市产业结构指数
利用排放污染物浓度数据合成环境污染指数来构建环境规制（图5），大部分城市环境规制强度是呈上升趋势，但在不同时间段呈现相反特征，2008-2014年，环境规制强度高的城市能源效率相对较高；2014-2020年，则呈现反比现象，环境规制强度高的城市中能源效率较低的比例高。
图5 2008-2020年大湾区各市环境治理强度
研究结果显示产业结构的调整是各个城市能源效率变化的主要驱动因素。由第一产业向第二产业的调整，必然带来经济的快速发展，但同时也会带来能源效益的显著降低，而第二产业向第三产业的调整，可能是提高能源效率的重要途径。环境的规制是保持区域环境质量的重要举措，但是单独环境规制并不能够促进能源效益的显著提高，而必须与产业调整相结合，这一点为珠三角大部分城市及珠三角外中国其他城市或区域的经济转型带来了一定的启发。
上述研究成果近期发表于国际期刊《PLOS ONE》上，合作者还包括广东省科学院广州地理所的徐超副研究员及刘旭拢研究员、仲恺农业工程学院的黎丽莉副教授及暨南大学的陈思宇等，研究得到国家自然科学基金（42207269、42277263）、广东省自然科学基金（2022A1515011077）和2024年广东省级水资源节约与保护专项资金项目的资助。
论文信息：
Lei Yanfei(雷燕飞), Xu Chao(徐 超), Wang Yunpeng(王云鹏), Xulong Liu (刘旭拢), Lili Li (黎丽莉), Siyu Chen (陈思宇). Spatiotemporal trajectory of energy efficiency in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area and implications on the route of economic transformation. PLOS One, 2024, 19(9): e0307839.
论文链接：https://doi.org/10.1371/journal. pone.0307839
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