工業(yè)能源強度解析

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本文作者：王金濤、宋亞楠、韓瑞玲 單位：華東師范大學、中國科學院

本文以東北重要工業(yè)城市長春為研究對象，利用解構分析方法探究其1997年～2008年間工業(yè)能源強度變化過程及其原因，創(chuàng)新點有兩個：一是將工業(yè)細分為5個產業(yè)38個行業(yè)，細化了產業(yè)結構因素對能源強度的影響過程；二是在產業(yè)結構和技術之外還解構出貿易和能源回收利用因素，擴充了能源強度的影響因素范疇．

解構分析理論與模型

眾多研究學者一般把能源強度的變化歸因于產業(yè)結構和技術水平［2－7］．產業(yè)結構是影響能源強度的最主要因素，這是因為不同行業(yè)在能源利用效率水平上有著巨大的差異，既滿足消費品的最大供給又實現(xiàn)能源利用效率的最大化始終是產業(yè)結構調整的最終目標；科學技術是第一生產力，科技的發(fā)展將有助于降低能源強度．除了以上兩點之外，筆者在對長春市的研究過程中發(fā)現(xiàn)能源的回收利用和工業(yè)產品的進口也是影響其能源強度變化的原因．首先，根據(jù)生產所追求的3R原則———減量化、再利用、再循環(huán)，回收能源對常規(guī)能源的消費有很大的替代作用，而長春市的主要消費能源類型是煤炭等固體化石能源，這類能源的首次利用效率相對較低，對其進行二次甚至三次回收利用則將大大降低能源強度．其次，進口要素對能源強度也有一定的影響，進口工業(yè)產品的能源強度在理論上可認為是0，因為它幾乎不消耗本地能源，但在實際的測算中卻并非如此，長春市的主要進口商品是汽車零部件，占到所有進口商品的70％以上，作為生產資料的投入，這類商品的進口價格將完全換算成能源的消耗，因此能源強度可認為是1而不是0，進口量越大，能源強度就越高．換一個角度來說，進口因素并不是直接的參與本地能源強度的變化過程，而是在一定程度上客觀的反映了它的變化．

綜上，本文將能源強度解構成回收利用、技術效率、產業(yè)結構和進口4個因素，建立分解公式：能源強度＝DFIP＝iDFI（DFI＋RF）（DFIi＋RFi）FiFiFFP＝iRTiSE．（1）其中，DFI為能源消費量（不包括回收能源），包括原煤、洗精煤、煤制品、焦炭、其他焦化產品、焦爐煤氣、高爐煤氣、其他煤氣、天然氣、液化天然氣和原油；P為工業(yè)總產值；RF為回收利用的能源量，包括煤矸石、生物質能、工業(yè)廢料和城市固體垃圾；F為產品最終需求；下標i表示產業(yè)類別．R、Ti、S、E分別代表解析出的回收利用、技術效率、產業(yè)結構和進口4個因素．回收利用因素R變化后為1－RF（DFI＋RF），其中RF（DFI＋RF）又被稱為回收利用率，可以反映生產過程中對回收能源的利用能夠在多大程度上替代常規(guī)能源．技術效率因素Ti表示i產業(yè)單位產品銷售量的能耗，直接受生產過程中能源消費量和產品銷售量兩個因素的作用，綜合反映該產業(yè)的技術水平、管理水平以及掌握、應對市場變化的能力．產業(yè)結構因素S反映了該區(qū)域各產業(yè)比重分布．產品銷售量F是從工業(yè)總產值中P加上進口總量I、減去出口總量O的結果，于是進口因素可以表示為1＋IP－OP，當I減小，O增加，能源強度下降．為了量化各因素對能源強度的影響程度，本文引用Sun［13］在1998年提出的完全分解模型來計算各因素對能源強度變化的作用量，完全分解模型的優(yōu)點在于消除了分解中常出現(xiàn)的余項，使結果更加準確．

實證分析結果與解釋

為防止產業(yè)分類過粗造成結果不準確，將工業(yè)分為5大產業(yè)38個兩位數(shù)行業(yè)（表1）；各行業(yè)產值、能源消費量、回收能源量以及進出口貨物量來自1997年～2008年《長春市統(tǒng)計年鑒》．特別說明，本文根據(jù)工業(yè)品出廠價格分類指數(shù)將各年份各產業(yè)產值統(tǒng)一換算成2000年可比價格；將焦爐煤氣、煤氣、天然氣由體積單位換算為質量單位，能源全部以質量計；根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計用產品分類目錄將進出口貨物歸入對應的行業(yè)．1997年～2008年，長春市工業(yè)能源消費量由764．8萬t波動上升到1872．7萬t，年均增長8．5％，特別是在2003年后，隨著我國經濟進入新一輪增長周期和東北振興戰(zhàn)略的實施，長春市的工業(yè)能源消費量呈“J”型增長；因為工業(yè)產值以更快的速度增長，同期能源強度不斷下降，從1997年的1．42t／萬元下降到2008年的0．50t／萬元，下降幅度達64．8％（圖1）．圖2是對長春市工業(yè)能源強度的解構分析結果．1997年～2008年能源強度下降了0．92t／萬元，產業(yè)結構因素的貢獻最大，促使能源強度下降0．74t／萬元；技術效率因素促使能源強度下降0．23t／萬元；回收利用因素貢獻很小，促使能源強度下降0．0016t／萬元，進口因素作用起到反作用，使能源強度上升0．06t／萬元．4個因素對能源強度的作用具體分析如下．

長春市自2000年以來，重視開發(fā)與回收利用能源，熱電行業(yè)、食品加工業(yè)等行業(yè)開始使用回收能源，但是數(shù)量和種類很少，主要為煤矸石和城市固體垃圾．回收利用能源量只在2001年和2006年比較大，但是與同期的常規(guī)能源相比仍不及其消費量的1％．2005年東北三省首家垃圾發(fā)電站在長春市建成且并網發(fā)電，城市固體垃圾回收利用量由2005年1．0萬t快速上升到2006年13．6萬t，促使能源強度降低0．0055t／萬元，由此可知，回收利用因素能夠促進能源強度下降．垃圾發(fā)電站建立之初對能源的回收和利用發(fā)揮了積極作用，但是城市固體垃圾呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長而垃圾回收配套設施不健全導致這種作用未能持續(xù)，到2007年城市固體垃圾回收量又降到2005年的水平．除了以上提到的兩種回收能源，長春正在積極開發(fā)利用生物質能和風能等新能源，2009年華能集團在長春建立起生物質能熱電廠，填補了生物質能利用的空白．按照目前的發(fā)展趨勢，長期來看回收利用因素將會對長春市降低能源強度發(fā)揮更大的作用．

1997年～1998年亞洲經濟危機的爆發(fā)，導致食品加工、電子設備制造、電力供應等行業(yè)產品銷量大幅下降，而同期能源消費量沒有縮減，因此技術效率的下降導致能源強度上升0．49t／萬元．1998年～2008年，技術效率的快速提高穩(wěn)定地促進了長春市工業(yè)能源強度的降低，特別是2007年、2008年技術效率提高十分明顯．這可能與2003年以來東北振興戰(zhàn)略以及2005年以后我國推行的節(jié)能減排政策相關．技術效率因素通過單位產品銷量的能耗表征，長春市工業(yè)產品平均單位銷量能耗由1997年的1．42t／萬元減少到2008年的0．46t／萬元，降低了67．6％（表2）．原材料工業(yè)產品單位銷量能耗最高，其變化過程為2002年前持續(xù)升高，一度漲到10．67t／萬元，自2003年起開始下降，尤其在2007和2008年降幅和降速都很大．其中，電力、熱力和燃氣生產供應業(yè)單位銷量的能耗最高，而且起落變化巨大，原因在于電、熱及燃氣生產供應業(yè)對市場變化的反映較慢，特別是為了保障冬季供暖長春市容易出現(xiàn)電力生產過剩，因此提高應對市場變化與轉移過剩產品的能力是此類產業(yè)節(jié)能降耗的主要手段．采掘業(yè)產品單位銷量能耗波動下降，下降幅度微?。渲?，煤炭開采業(yè)單位銷量的能耗從1997年的0．67t／萬元下降到2008年的0．58t／萬元，與石油和天然氣開采業(yè)相比，耗能高且下降幅度小；石油和天然氣開采業(yè)單位銷量的能耗從1997年的0．61t／萬元下降到2008年0．04t／萬元，下降速度非?？欤庸すI(yè)總體表現(xiàn)非常好，單位產品銷量的能耗從快速下降（從1997年0．28t／萬元下降到20030．09t／萬元）到穩(wěn)定在較低值（0．05t／萬元附近）而且繼續(xù)下降，2008年單位銷量的能耗僅為1997年的17．9％，進步很大．對加工工業(yè)細分來看，只有專用設備制造業(yè)出現(xiàn)波動，其他各行業(yè)均為穩(wěn)定快速進步．需要特別指出的是，1997年～2008年，交通運輸設備制造業(yè)（長春市為中國最大的汽車城，交通運輸設備制造業(yè)是長春市經濟的支柱）的單位銷量的能耗從0．23t／萬元下降到0．05t／萬元，技術效率水平穩(wěn)定提高．以非農產品為原料的輕工業(yè)產品單位銷量的能耗快速下降，2008年其單位銷量的能耗為0．05t／萬元，僅為1997年的5．2％．其中，醫(yī)藥制造業(yè)是長春市的重點行業(yè)，其產品單位銷量的能耗一直在下降，從1997年的0．89t／萬元下降到2008年的0．09t／萬元．五個產業(yè)中唯一技術效率下降的是以農產品為原料的輕工業(yè)，其單位銷量的能耗在波動中上升．該產業(yè)的單位銷量能耗上升主要受農副食品加工業(yè)的影響，因為農副產品加工業(yè)在該產業(yè)所占比重達到77．9％（2008年）．1997年，農副產品加工業(yè)單位銷量的能耗僅為0．14t／萬元，到2008年達到0．82t／萬元，上升了485．7％．

產業(yè)結構因素是促進長春市工業(yè)能源強度下降的最大貢獻因素，但是發(fā)揮作用越來越?。畯膱D2可以看到，以2003年為分界點，2003年之前，產業(yè)結構的變動對能源強度降低發(fā)揮的作用十分明顯，促使能源強度總量降低了1．18t／萬元，但是作用不斷減??；2003年之后，產業(yè)結構的變動卻使能源強度上升，而且幅度也在增加．長春市工業(yè)5個產業(yè)的結構變化如圖3所示：加工工業(yè)占據(jù)主導地位，1997年～2008年間加工工業(yè)在五個產業(yè)的比重從66％上升至86％，之后回落到76％，其中交通運輸設備制造業(yè)一直是長春市的支柱行業(yè)，也是加工工業(yè)的重要組成部分，占加工業(yè)的90％以上．原材料工業(yè)和以農產品為原料的輕工業(yè)占整個工業(yè)的比重較大，二者在工業(yè)部門的比重先下降后上升，與加工工業(yè)的趨勢相反；采掘業(yè)和以非農產品為原料的輕工業(yè)所占比重和整體變化都較?。c之前分析的技術效率因素結合可知：2003年之前，單位產出能耗較低的加工工業(yè)在工業(yè)部門的比重持續(xù)快速上升，而單位產出能耗非常高的原材料工業(yè)比重不斷下降，因此，這一時期產業(yè)結構的變動促進了能源強度的降低．2003年之后，原材料工業(yè)迅速擴張，加工工業(yè)則不斷萎縮，導致能源強度上升．此外，根據(jù)前面對農副產品加工業(yè)的效率因素分析可知其已逐漸成為高耗能的產業(yè)，而且近年來在工業(yè)中的比重不斷上升，所以它在技術效率和產業(yè)結構兩方面都使能源強度升高．

由圖2可知，貿易逆差是導致長春市能源強度的上升的主要因素之一．具體來說，2000年的貿易順差促使能源強度下降，2001年開始轉為逆差，隨后兩年持續(xù)擴大，商品的大宗進口促進了能源強度的上升；2005年以后逆差微小波動，導致能源強度小幅變化．長春市是全國重要的汽車制造基地之一，汽車零配件是最主要的進口貨物，占進口總額的70％以上．長春市的汽車產業(yè)尚未形成完整的產業(yè)鏈，當?shù)亓闩浼y以滿足汽車生產需要，大量的進口也推動了能源強度上升．2005年長春汽車產業(yè)開發(fā)區(qū)的建立吸引了一批零配件制造商，增強了自主研發(fā)能力，促進了園區(qū)內部合作，這將有助于減小對汽車零配件的進口依賴，促進長春市能源強度降低．

結論與對策建議

解構分析是區(qū)域能源強度影響因素分析的有力工具，通過對長春市的實例分析，可以看到該方法在城市尺度的應用也是有效的，而且因其區(qū)域尺度的縮小，有助于辨別引起能源強度變化的具體原因．1997年～2008年，長春市工業(yè)能源強度下降迅速，產業(yè)結構因素的優(yōu)化作用最大，技術效率因素次之，進口因素起到了反作用，回收利用因素發(fā)揮的作用則很小．盡管產業(yè)結構因素的貢獻最大，但是隨著時間的推移貢獻不斷縮小，尤其2003年以后甚至阻礙了能源強度的下降．技術效率因素對降低能源強度的作用穩(wěn)定，但是也有個別行業(yè)（如電力、熱力供應業(yè)）技術效率因素變化劇烈．進口因素也是影響能源強度變化不可忽略的因素，這是本解構分析中分解出來的重要因素，長春市多年的貿易逆差阻礙了能源強度下降．

針對長春市工業(yè)在能源利用方面存在的問題提出以下建議：第一，長春市能源回收與利用的工作力度小，建議加強政策、資金、技術支持，在繼續(xù)加強城市固體垃圾的回收利用之外，開發(fā)生物質能、風能和太陽能等新能源；第二，作為中國最大的汽車工業(yè)城市，應盡快形成汽車零配件自給，生產自主的能力，充分利用汽車產業(yè)開發(fā)區(qū)的政策、區(qū)位以及規(guī)模優(yōu)勢，加大對汽車零配件廠商的招商引資和技術研發(fā)，以降低對進口的依賴；第三，經濟環(huán)境和市場的變動對工業(yè)生產及產品銷售的影響十分強烈，特別是對于規(guī)模巨大的電力、熱力供應業(yè)，容易引起生產過剩，提高掌握市場變化和柔性生產的能力對各個產業(yè)降低能源消費有重大意義；第四，2003年東北振興戰(zhàn)略的實施對長春市的能源利用產生了兩方面影響，一方面通過加快企業(yè)體制改革與技術改造提高了企業(yè)的生產水平和管理水平，在能源利用方面表現(xiàn)為單位產出的能耗不斷降低；另一方面，東北振興戰(zhàn)略的宏觀調控力過強，對產業(yè)結構的變動產生了巨大作用，所選擇的重點發(fā)展行業(yè)如農副食品加工業(yè)、原材料工業(yè)等能夠推動經濟快速發(fā)展，但是這些行業(yè)的能耗過高，阻礙能源強度的下降，建議在確定重點發(fā)展產業(yè)時不僅要考慮經濟利益，更應該加強生態(tài)、能耗等各方面的綜合評估，經濟與資源、環(huán)境的協(xié)調發(fā)展才能夠保證經濟的可持續(xù)發(fā)展。