改革开放以来,中国经历了一个快速发展的城镇化过程,伴随着人口向城市的集中,城镇化所需的基础设施建设改变了对建筑材料、化学、冶金等能源密集型行业的需求;城镇化带来的生产集中和产业集聚,改变了产业结构和能源利用方式;生活在城市的集中,导致通勤和出行的次数和距离增加、对物质和生活资料运输的增加,居民生活方式的转变带来对家电等设备的需求增加;当然城镇化过程伴随的经济规模扩张、技术提高和产业结构升级,也影响对能源的需求。可见城镇化具有改变能源消费的内在动力机制,而化石能源为主的能源消费结构是环境污染和气候变迁的成因之一。2014年,中国提出建设新型城镇化,表明中国城镇化进入了一个新的发展阶段,其中的一个要求就是转变高投入、高消耗、高排放的城镇化发展模式,集约节约利用能源等资源,建设绿色城镇化。为建设能源节约和生态友好的新型城镇化,有必要对以下问题展开研究:中国城镇化和能源消费的现状如何?中国城镇化是如何影响能源消费的,这一过程在空间上是如何传导的?考虑到经济发展水平和城镇化在中国各地区的差异性和不平等性,城镇化对能源消费的影响在时空上是如何演化的?除了总量控制的目标外,能源效率也是中国能源政策的一个重要方面,那么城镇化是否也对能源效率产生了影响?本文将对以上的问题从国家、省和城市三个空间尺度进行分析。首先,通过生态现代化、城市环境变迁理论、紧凑城市理论、可持续发展理论、消费者偏好理论和城镇化发展阶段理论,以及对已有研究的综述,分析了城镇化影响能源消费和效率的机制,建立了城镇化和能源之间关联的理论基础。通过对城镇化和能源消费的现状的分析,尤其是通过对中国的能源供给、能源消费、能源强度和能源结构在时间和空间上进行对比,探究中国的城镇化和能源消费中存在的问题。其次,考虑到地区经济关联、消费偏好的不可分割和共同能源政策等导致的能源空间溢出和空间集聚,使用空间模型识别了城镇化对总能源消费和煤炭消费和电力消费的影响在空间上的传导机制,然后通过带交互效应项的空间模型检验了城镇化和六大部门对能源消费的交互影响。不论在省级数据还是地级市数据上,能源消费的空间滞后项都是显著正向的,提示我们地区能源消费存在空间溢出现象,在考察城镇化改变能源消费的过程中,不能忽视空间效应的存在,要充分利用这种空间溢出效应、加强区域政府在节能减排上的合作、完善地区之间的协调发展机制。在地级市分地区的分析中,发现城镇化对能源消费的影响在地区之间存在异质性,这启发进一步检验在不同空间上城镇化的作用的演化。对六大部门的研究中发现城镇化过程中发展第三产业有助于抑制对能源需求的增长,受工业化影响,城镇化过程中第二产业的扩张共同促进了能源消费的增长。第三,通过地理时空加权模型分别对省级和地级市的能源消费演化情况进行分析,发现城镇化对能源消费的影响在时间上和空间上都发生了变化。近年来城镇化增加能源消费的作用减弱,逐步呈现出负向或不显著的影响,这说明随着城镇化的发展集聚效应得到发挥、节能和环保意识增强,而在空间上的影响大致呈现出一种阶梯状分布。在省级数据的研究中发现,地区生产总值的结果显示,在部分地区已经到达了环境库兹涅茨曲线倒U型曲线中下降的部分。对地级市的研究发现城市之间的时空差异更大,地区内部的各城市之间也不能实施一刀切的政策。第四,对全要素能源效率的测算发现,持续性效率占主导地位,数值分散且地区间差异大,由于落后产能和过剩产能的存在,生产中长期存在设备和技术水平低下问题,能源效率更多的受到系统性因素、管理和规制等的影响,这也与中国五年规划实施的能源政策比较一致,制定能源政策时更多的应该从长期效果出发,改善系统性因素,建立长期的节能目标和环境规制政策。而较高的短暂性效率水平说明非系统性因素对效率的影响不大,短期无效率行为被控制的相对比较好。城镇化对持续性和短暂性能源效率都存在负向的影响,应该更加注重提高城镇化过程中各部门的用能效率来实现节能。最后,从能源供给革命、地区协调发展、地区差异化政策和产业结构优化升级等方面提出了城镇化过程中节约能源的政策,并从消费侧出发,根据城镇化建设中各部门能源消费行为,对城市规划建设中的主要能耗部门提出了具体的节能措施和政策建议。