對工業(yè)能源強度解析理工論文

對工業(yè)能源強度解析理工論文

　　本文以東北重要工業(yè)城市長(cháng)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(guò)程及其原因，創(chuàng )新點(diǎn)有兩個(gè)：

　　一是將工業(yè)細分為5個(gè)產(chǎn)業(yè)38個(gè)行業(yè)，細化了產(chǎn)業(yè)結構因素對能源強度的影響過(guò)程；

　　二是在產(chǎn)業(yè)結構和技術(shù)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(xué)者一般把能源強度的變化歸因于產(chǎn)業(yè)結構和技術(shù)水平[2—7]。產(chǎn)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(zhù)巨大的差異，既滿(mǎn)足消費品的最大供給又實(shí)現能源利用效率的最大化始終是產(chǎn)業(yè)結構調整的最終目標；科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技的發(fā)展將有助于降低能源強度。除了以上兩點(diǎn)之外，筆者在對長(cháng)春市的研究過(guò)程中發(fā)現能源的回收利用和工業(yè)產(chǎn)品的進(jìn)口也是影響其能源強度變化的原因。首先，根據生產(chǎn)所追求的3R原則———減量化、再利用、再循環(huán)，回收能源對常規能源的消費有很大的替代作用，而長(cháng)春市的主要消費能源類(lèi)型是煤炭等固體化石能源，這類(lèi)能源的首次利用效率相對較低，對其進(jìn)行二次甚至三次回收利用則將大大降低能源強度。其次，進(jìn)口要素對能源強度也有一定的影響，進(jìn)口工業(yè)產(chǎn)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(shí)際的測算中卻并非如此，長(cháng)春市的主要進(jìn)口商品是汽車(chē)零部件，占到所有進(jìn)口商品的70%以上，作為生產(chǎn)資料的投入，這類(lèi)商品的進(jìn)口價(jià)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(jìn)口量越大，能源強度就越高。換一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，進(jìn)口因素并不是直接的參與本地能源強度的變化過(guò)程，而是在一定程度上客觀(guān)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(shù)效率、產(chǎn)業(yè)結構和進(jìn)口4個(gè)因素，建立分解公式：能源強度=DFIP=秈DFI（DFI+RF）（DFIi+RFi）FiFiFFP=秈RTiSE。

　�。�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(chǎn)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(chǎn)值；RF為回收利用的能源量，包括煤矸石、生物質(zhì)能、工業(yè)廢料和城市固體垃圾；F為產(chǎn)品最終需求；下標i表示產(chǎn)業(yè)類(lèi)別。R、Ti、S、E分別代表解析出的回收利用、技術(shù)效率、產(chǎn)業(yè)結構和進(jìn)口4個(gè)因素�；厥绽�用因素R變化后為1—RF（DFI+RF），其中RF（DFI+RF）又被稱(chēng)為回收利用率，可以反映生產(chǎn)過(guò)程中對回收能源的利用能夠在多大程度上替代常規能源。技術(shù)效率因素Ti表示i產(chǎn)業(yè)單位產(chǎn)品銷(xiāo)售量的能耗，直接受生產(chǎn)過(guò)程中能源消費量和產(chǎn)品銷(xiāo)售量?jì)蓚�(gè)因素的作用，綜合反映該產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、管理水平以及掌握、應對市場(chǎng)變化的能力。產(chǎn)業(yè)結構因素S反映了該區域各產(chǎn)業(yè)比重分布。產(chǎn)品銷(xiāo)售量F是從工業(yè)總產(chǎn)值中P加上進(jìn)口總量I、減去出口總量O的結果，于是進(jìn)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(lái)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(diǎn)在于消除了分解中常出現的余項，使結果更加準確。

　　實(shí)證分析結果與解釋

　　為防止產(chǎn)業(yè)分類(lèi)過(guò)粗造成結果不準確，將工業(yè)分為5大產(chǎn)業(yè)38個(gè)兩位數行業(yè)（表1）；各行業(yè)產(chǎn)值、能源消費量、回收能源量以及進(jìn)出口貨物量來(lái)自1997年~2008年《長(cháng)春市統計年鑒》。特別說(shuō)明，本文根據工業(yè)品出廠(chǎng)價(jià)格分類(lèi)指數將各年份各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值統一換算成2000年可比價(jià)格；將焦爐煤氣、煤氣、天然氣由體積單位換算為質(zhì)量單位，能源全部以質(zhì)量計；根據國家統計局統計用產(chǎn)品分類(lèi)目錄將進(jìn)出口貨物歸入對應的行業(yè)。1997年~2008年，長(cháng)春市工業(yè)能源消費量由764。8萬(wàn)t波動(dòng)上升到1872。7萬(wàn)t，年均增長(cháng)8。5%，特別是在2003年后，隨著(zhù)我國經(jīng)濟進(jìn)入新一輪增長(cháng)周期和東北振興戰略的實(shí)施，長(cháng)春市的工業(yè)能源消費量呈“J”型增長(cháng)；因為工業(yè)產(chǎn)值以更快的速度增長(cháng)，同期能源強度不斷下降，從1997年的1。42t/萬(wàn)元下降到2008年的0。50t/萬(wàn)元，下降幅度達64。8%（圖1）。圖2是對長(cháng)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(wàn)元，產(chǎn)業(yè)結構因素的貢獻最大，促使能源強度下降0。74t/萬(wàn)元；技術(shù)效率因素促使能源強度下降0。23t/萬(wàn)元；回收利用因素貢獻很小，促使能源強度下降0。0016t/萬(wàn)元，進(jìn)口因素作用起到反作用，使能源強度上升0。06t/萬(wàn)元。4個(gè)因素對能源強度的作用具體分析如下。

　　長(cháng)春市自2000年以來(lái)，重視開(kāi)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(kāi)始使用回收能源，但是數量和種類(lèi)很少，主要為煤矸石和城市固體垃圾�；厥绽�用能源量只在2001年和2006年比較大，但是與同期的常規能源相比仍不及其消費量的1%。2005年?yáng)|北三省首家垃圾發(fā)電站在長(cháng)春市建成且并網(wǎng)發(fā)電，城市固體垃圾回收利用量由2005年1。0萬(wàn)t快速上升到2006年13。6萬(wàn)t，促使能源強度降低0。0055t/萬(wàn)元，由此可知，回收利用因素能夠促進(jìn)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幾何級數增長(cháng)而垃圾回收配套設施不健全導致這種作用未能持續，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(cháng)春正在積極開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能和風(fēng)能等新能源，2009年華能集團在長(cháng)春建立起生物質(zhì)能熱電廠(chǎng)，填補了生物質(zhì)能利用的空白。按照目前的發(fā)展趨勢，長(cháng)期來(lái)看回收利用因素將會(huì )對長(cháng)春市降低能源強度發(fā)揮更大的作用。

　　1997年~1998年亞洲經(jīng)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(chǎn)品銷(xiāo)量大幅下降，而同期能源消費量沒(méi)有縮減，因此技術(shù)效率的下降導致能源強度上升0。49t/萬(wàn)元。1998年~2008年，技術(shù)效率的快速提高穩定地促進(jìn)了長(cháng)春市工業(yè)能源強度的降低，特別是2007年、2008年技術(shù)效率提高十分明顯。這可能與2003年以來(lái)東北振興戰略以及2005年以后我國推行的節能減排政策相關(guān)。技術(shù)效率因素通過(guò)單位產(chǎn)品銷(xiāo)量的能耗表征，長(cháng)春市工業(yè)產(chǎn)品平均單位銷(xiāo)量能耗由1997年的1。42t/萬(wàn)元減少到2008年的0。46t/萬(wàn)元，降低了67。6%（表2）。原材料工業(yè)產(chǎn)品單位銷(xiāo)量能耗最高，其變化過(guò)程為2002年前持續升高，一度漲到10。67t/萬(wàn)元，自2003年起開(kāi)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(chǎn)供應業(yè)單位銷(xiāo)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(chǎn)供應業(yè)對市場(chǎng)變化的反映較慢，特別是為了保障冬季供暖長(cháng)春市容易出現電力生產(chǎn)過(guò)剩，因此提高應對市場(chǎng)變化與轉移過(guò)剩產(chǎn)品的能力是此類(lèi)產(chǎn)業(yè)節能降耗的主要手段。采掘業(yè)產(chǎn)品單位銷(xiāo)量能耗波動(dòng)下降，下降幅度微小。

　　其中，煤炭開(kāi)采業(yè)單位銷(xiāo)量的能耗從1997年的0。67t/萬(wàn)元下降到2008年的0。58t/萬(wàn)元，與石油和天然氣開(kāi)采業(yè)相比，耗能高且下降幅度��；石油和天然氣開(kāi)采業(yè)單位銷(xiāo)量的能耗從1997年的0。61t/萬(wàn)元下降到2008年0。04t/萬(wàn)元，下降速度非�？�。加工工業(yè)總體表現非常好，單位產(chǎn)品銷(xiāo)量的能耗從快速下降（從1997年0。28t/萬(wàn)元下降到20030。09t/萬(wàn)元）到穩定在較低值（0。05t/萬(wàn)元附近）而且繼續下降，2008年單位銷(xiāo)量的能耗僅為1997年的17。9%，進(jìn)步很大。對加工工業(yè)細分來(lái)看，只有專(zhuān)用設備制造業(yè)出現波動(dòng)，其他各行業(yè)均為穩定快速進(jìn)步。需要特別指出的是，1997年~2008年，交通運輸設備制造業(yè)（長(cháng)春市為中國最大的汽車(chē)城，交通運輸設備制造業(yè)是長(cháng)春市經(jīng)濟的支柱）的單位銷(xiāo)量的能耗從0。23t/萬(wàn)元下降到0。05t/萬(wàn)元，技術(shù)效率水平穩定提高。以非農產(chǎn)品為原料的輕工業(yè)產(chǎn)品單位銷(xiāo)量的能耗快速下降，2008年其單位銷(xiāo)量的能耗為0。05t/萬(wàn)元，僅為1997年的5。2%。其中，醫藥制造業(yè)是長(cháng)春市的重點(diǎn)行業(yè)，其產(chǎn)品單位銷(xiāo)量的能耗一直在下降，從1997年的0。89t/萬(wàn)元下降到2008年的0。09t/萬(wàn)元。五個(gè)產(chǎn)業(yè)中唯一技術(shù)效率下降的是以農產(chǎn)品為原料的輕工業(yè)，其單位銷(xiāo)量的能耗在波動(dòng)中上升。該產(chǎn)業(yè)的單位銷(xiāo)量能耗上升主要受農副食品加工業(yè)的影響，因為農副產(chǎn)品加工業(yè)在該產(chǎn)業(yè)所占比重達到77。9%（2008年）。1997年，農副產(chǎn)品加工業(yè)單位銷(xiāo)量的能耗僅為0。14t/萬(wàn)元，到2008年達到0。82t/萬(wàn)元，上升了485。7%。

　　產(chǎn)業(yè)結構因素是促進(jìn)長(cháng)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(lái)越小。從圖2可以看到，以2003年為分界點(diǎn)，2003年之前，產(chǎn)業(yè)結構的變動(dòng)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(wàn)元，但是作用不斷減��；2003年之后，產(chǎn)業(yè)結構的變動(dòng)卻使能源強度上升，而且幅度也在增加。長(cháng)春市工業(yè)5個(gè)產(chǎn)業(yè)的結構變化如圖3所示：加工工業(yè)占據主導地位，1997年~2008年間加工工業(yè)在五個(gè)產(chǎn)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(cháng)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(chǎn)品為原料的輕工業(yè)占整個(gè)工業(yè)的比重較大，二者在工業(yè)部門(mén)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(chǎn)品為原料的輕工業(yè)所占比重和整體變化都較小。與之前分析的技術(shù)效率因素結合可知：2003年之前，單位產(chǎn)出能耗較低的加工工業(yè)在工業(yè)部門(mén)的比重持續快速上升，而單位產(chǎn)出能耗非常高的原材料工業(yè)比重不斷下降，因此，這一時(shí)期產(chǎn)業(yè)結構的變動(dòng)促進(jìn)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，根據前面對農副產(chǎn)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(chǎn)業(yè)，而且近年來(lái)在工業(yè)中的比重不斷上升，所以它在技術(shù)效率和產(chǎn)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(cháng)春市能源強度的上升的主要因素之一。具體來(lái)說(shuō)，2000年的貿易順差促使能源強度下降，2001年開(kāi)始轉為逆差，隨后兩年持續擴大，商品的大宗進(jìn)口促進(jìn)了能源強度的上升；2005年以后逆差微小波動(dòng)，導致能源強度小幅變化。長(cháng)春市是全國重要的汽車(chē)制造基地之一，汽車(chē)零配件是最主要的進(jìn)口貨物，占進(jìn)口總額的70%以上。長(cháng)春市的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，當地零配件供應難以滿(mǎn)足汽車(chē)生產(chǎn)需要，大量的進(jìn)口也推動(dòng)了能源強度上升。2005年長(cháng)春汽車(chē)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區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(jìn)了園區內部合作，這將有助于減小對汽車(chē)零配件的進(jìn)口依賴(lài)，促進(jìn)長(cháng)春市能源強度降低。

　　結論與對策建議

　　解構分析是區域能源強度影響因素分析的有力工具，通過(guò)對長(cháng)春市的實(shí)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(cháng)春市工業(yè)能源強度下降迅速，產(chǎn)業(yè)結構因素的優(yōu)化作用最大，技術(shù)效率因素次之，進(jìn)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(chǎn)業(yè)結構因素的貢獻最大，但是隨著(zhù)時(shí)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(shù)效率因素對降低能源強度的作用穩定，但是也有個(gè)別行業(yè)（如電力、熱力供應業(yè)）技術(shù)效率因素變化劇烈。進(jìn)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(lái)的重要因素，長(cháng)春市多年的貿易逆差阻礙了能源強度下降。

　　針對長(cháng)春市工業(yè)在能源利用方面存在的問(wèn)題提出以下建議：

　　第一，長(cháng)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(shù)支持，在繼續加強城市固體垃圾的回收利用之外，開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能、風(fēng)能和太陽(yáng)能等新能源；

　　第二，作為中國最大的汽車(chē)工業(yè)城市，應盡快形成汽車(chē)零配件自給，生產(chǎn)自主的能力，充分利用汽車(chē)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區的政策、區位以及規模優(yōu)勢，加大對汽車(chē)零配件廠(chǎng)商的招商引資和技術(shù)研發(fā)，以降低對進(jìn)口的依賴(lài)；

　　第三，經(jīng)濟環(huán)境和市場(chǎng)的變動(dòng)對工業(yè)生產(chǎn)及產(chǎn)品銷(xiāo)售的影響十分強烈，特別是對于規模巨大的電力、熱力供應業(yè)，容易引起生產(chǎn)過(guò)剩，提高掌握市場(chǎng)變化和柔性生產(chǎn)的能力對各個(gè)產(chǎn)業(yè)降低能源消費有重大意義；

　　第四，2003年?yáng)|北振興戰略的實(shí)施對長(cháng)春市的能源利用產(chǎn)生了兩方面影響，

　　一方面通過(guò)加快企業(yè)體制改革與技術(shù)改造提高了企業(yè)的生產(chǎn)水平和管理水平，在能源利用方面表現為單位產(chǎn)出的能耗不斷降低；

　　另一方面，東北振興戰略的宏觀(guān)調控力過(guò)強，對產(chǎn)業(yè)結構的變動(dòng)產(chǎn)生了巨大作用，所選擇的重點(diǎn)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(dòng)經(jīng)濟快速發(fā)展，但是這些行業(yè)的能耗過(guò)高，阻礙能源強度的下降，建議在確定重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)時(shí)不僅要考慮經(jīng)濟利益，更應該加強生態(tài)、能耗等各方面的綜合評估，經(jīng)濟與資源、環(huán)境的協(xié)調發(fā)展才能夠保證經(jīng)濟的可持續發(fā)展。