對工業能源強度解析理工論文

　　本文以東北重要工業城市長春為研究對象，利用解構分析方法探究其1997年~2008年間工業能源強度變化過程及其原因，創新點有兩個：

　　一是將工業細分為5個產業38個行業，細化了產業結構因素對能源強度的影響過程；

　　二是在產業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結構和技術水平[2—7]。產業結構是影響能源強度的最主要因素，這是因為不同行業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能源利用效率的最大化始終是產業結構調整的最終目標；科學技術是第一生產力，科技的發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現能源的回收利用和工業產品的進口也是影響其能源強度變化的原因。首先，根據生產所追求的3R原則———減量化、再利用、再循環，回收能源對常規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、產業結構和進口4個因素，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為工業總產值；RF為回收利用的能源量，包括煤矸石、生物質能、工業廢料和城市固體垃圾；F為產品最終需求；下標i表示產業類別。R、Ti、S、E分別代表解析出的回收利用、技術效率、產業結構和進口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能源。技術效率因素Ti表示i產業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，綜合反映該產業的技術水平、管理水平以及掌握、應對市場變化的能力。產業結構因素S反映了該區域各產業比重分布。產品銷售量F是從工業總產值中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，完全分解模型的優點在于消除了分解中常出現的余項，使結果更加準確。

　　實證分析結果與解釋

　　為防止產業分類過粗造成結果不準確，將工業分為5大產業38個兩位數行業（表1）；各行業產值、能源消費量、回收能源量以及進出口貨物量來自1997年~2008年《長春市統計年鑒》。特別說明，本文根據工業品出廠價格分類指數將各年份各產業產值統一換算成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；根據國家統計局統計用產品分類目錄將進出口貨物歸入對應的行業。1997年~2008年，長春市工業能源消費量由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略的實施，長春市的工業能源消費量呈“J”型增長；因為工業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，重視開發與回收利用能源，熱電行業、食品加工業等行業開始使用回收能源，但是數量和種類很少，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，但是與同期的常規能源相比仍不及其消費量的1%。2005年東北三省首家垃圾發電站在長春市建成且并網發電，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。垃圾發電站建立之初對能源的回收和利用發揮了積極作用，但是城市固體垃圾呈現幾何級數增長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，長春正在積極開發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揮更大的作用。

　　1997年~1998年亞洲經濟危機的爆發，導致食品加工、電子設備制造、電力供應等行業產品銷量大幅下降，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定地促進了長春市工業能源強度的降低，特別是2007年、2008年技術效率提高十分明顯。這可能與2003年以來東北振興戰略以及2005年以后我國推行的節能減排政策相關。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）。原材料工業產品單位銷量能耗最高，其變化過程為2002年前持續升高，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節能降耗的主要手段。采掘業產品單位銷量能耗波動下降，下降幅度微小。

　　其中，煤炭開采業單位銷量的能耗從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相比，耗能高且下降幅度小；石油和天然氣開采業單位銷量的能耗從1997年的0。61t/萬元下降到2008年0。04t/萬元，下降速度非常快。加工工業總體表現非常好，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）到穩定在較低值（0。05t/萬元附近）而且繼續下降，2008年單位銷量的能耗僅為1997年的17。9%，進步很大。對加工工業細分來看，只有專用設備制造業出現波動，其他各行業均為穩定快速進步。需要特別指出的是，1997年~2008年，交通運輸設備制造業（長春市為中國最大的汽車城，交通運輸設備制造業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，技術效率水平穩定提高。以非農產品為原料的輕工業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，醫藥制造業是長春市的重點行業，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。五個產業中唯一技術效率下降的是以農產品為原料的輕工業，其單位銷量的能耗在波動中上升。該產業的單位銷量能耗上升主要受農副食品加工業的影響，因為農副產品加工業在該產業所占比重達到77。9%（2008年）。1997年，農副產品加工業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%。

　　產業結構因素是促進長春市工業能源強度下降的最大貢獻因素，但是發揮作用越來越小。從圖2可以看到，以2003年為分界點，2003年之前，產業結構的變動對能源強度降低發揮的作用十分明顯，促使能源強度總量降低了1。18t/萬元，但是作用不斷減小；2003年之后，產業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5個產業的結構變化如圖3所示：加工工業占據主導地位，1997年~2008年間加工工業在五個產業的比重從66%上升至86%，之后回落到76%，其中交通運輸設備制造業一直是長春市的支柱行業，也是加工工業的重要組成部分，占加工業的90%以上。原材料工業和以農產品為原料的輕工業占整個工業的比重較大，二者在工業部門的比重先下降后上升，與加工工業的趨勢相反；采掘業和以非農產品為原料的輕工業所占比重和整體變化都較小。與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在工業部門的比重持續快速上升，而單位產出能耗非常高的原材料工業比重不斷下降，因此，這一時期產業結構的變動促進了能源強度的降低。2003年之后，原材料工業迅速擴張，加工工業則不斷萎縮，導致能源強度上升。此外，根據前面對農副產品加工業的效率因素分析可知其已逐漸成為高耗能的產業，而且近年來在工業中的比重不斷上升，所以它在技術效率和產業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。長春市的汽車產業尚未形成完整的產業鏈，當地零配件供應難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年長春汽車產業開發區的建立吸引了一批零配件制造商，增強了自主研發能力，促進了園區內部合作，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，長春市工業能源強度下降迅速，產業結構因素的優化作用最大，技術效率因素次之，進口因素起到了反作用，回收利用因素發揮的作用則很小。盡管產業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定，但是也有個別行業（如電力、熱力供應業）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，在繼續加強城市固體垃圾的回收利用之外，開發生物質能、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，充分利用汽車產業開發區的政策、區位以及規模優勢，加大對汽車零配件廠商的招商引資和技術研發，以降低對進口的依賴；

　　第三，經濟環境和市場的變動對工業生產及產品銷售的影響十分強烈，特別是對于規模巨大的電力、熱力供應業，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降低能源消費有重大意義；

　　第四，2003年東北振興戰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體制改革與技術改造提高了企業的生產水平和管理水平，在能源利用方面表現為單位產出的能耗不斷降低；

　　另一方面，東北振興戰略的宏觀調控力過強，對產業結構的變動產生了巨大作用，所選擇的重點發展行業如農副食品加工業、原材料工業等能夠推動經濟快速發展，但是這些行業的能耗過高，阻礙能源強度的下降，建議在確定重點發展產業時不僅要考慮經濟利益，更應該加強生態、能耗等各方面的綜合評估，經濟與資源、環境的協調發展才能夠保證經濟的可持續發展。