我国产业结构、能源结构和碳排放关系研究，本文主要内容关键词为：产业结构论文,能源论文,结构论文,关系论文,我国论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
文章编号：1003-7578(2011)05-001-07
由人类温室气体排放增加引起的气候变化不仅导致气温上升，还对全球的降水量产生影响。气候变化已成为不争的事实，对人类生存、社会、经济和环境的可持续发展构成了严重威胁。政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2007年发布的《第四次气候变化评估报告》中指出，把近50年气候变暖主要由人为活动引起的可能性，从第三次评估报告中的66%提高到90%以上，其中二氧化碳的增加主要是人类使用化石燃料所致，人类活动"很可能"是导致气候变暖的主要原因。
新中国成立60年来，中国经济取得了令世界瞩目的高速增长，GDP年均增长率达到8%，特别是1978年改革开放以来，年均增长更是高达9.8%。伴随着经济的快速增长，产业结构不断得到调整，第一产业所占比重不断下降，第三产业比重不断上升，第二产业比重波动不大，始终保持在50%左右，呈现出“二三一”的发展模式，第二产业尤其是工业在我国经济发展中起主导作用。随着经济的快速增长和产业结构的变化，工业化和城市化进程不断加快，能源消费量和与之相伴的二氧化碳排放量持续攀升，2002-2007年间，我国二氧化碳排放量翻了一番，2008年二氧化碳排放量超过美国，成为全球最大的二氧化碳排放国家，而我国以矿物燃料为主的能源结构在相当长一段时间仍占主导地位，控制温室气体排放面临巨大压力。
我国始终高度重视气候变化问题，2009年11月召开的国务院常务会议决定，到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的国内统计、监测、考核办法。面对气候变化的严峻挑战，研究如何从国情和实际出发，分析产业结构、能源结构变动对碳排放的影响，积极推进产业结构调整、优化能源结构、实施鼓励节能、提高能效等政策措施，努力减缓温室气体排放，实现节能减排目标，促进资源节约型和环境友好型社会的构建具有重要的现实意义。
1 产业结构分析
改革开放以来，我国经济快速增长，按1978年不变价计算，GDP从1978年的3645.2亿元增加到2008年的60189.54亿元，增长了17倍，年均增长9.8%。随着经济的发展，我国产业结构得到了进一步调整和优化，表现为第一产业产值比重下降，由1978年的28.2%下降为2008年的11.3%，下降了16.9个百分点；第三产业产值比重上升，由1978年的23.9%上升为2008年的40.1%，上升了16.2个百分点；第二产业的产值比重波动不大，保持在41.3%到48.7%之间，其主导地位一直没有动摇。在第二产业中，工业占据了主导地位，所占GDP比重在36.6%到44.1%之间，2002年以来比重逐步上升，到2008年达到42.9%。我国产业结构类型逐渐由原来的“二一三”模式转变为“二三一”模式。
根据国际标准，从人均收入水平、三次产业就业结构、工业内部结构以及城市化水平这四个指标进行衡量，中国目前的工业化水平还不高，特别是区域经济发展不平衡、农业生产力和社会发展水平还比较落后，中国仍处于重化工快速发展的阶段，同时一部分产业已开始向高加工度化过渡，今后较长一段时期仍将是中国工业较快发展的时期，这一时期的重化工业在产业结构中的比重仍较高。在1995年，重工业比重占国内工业增加值的63.6%，1996-1999年有所回落，但仍保持在60%左右，2000年达到62.5%，以后逐年上升，2007年高达77.5%(表1)。在经济增长和城市化进程引起的大规模基础设施投资的推动下，重工业在近几年经历了最快速的发展，尤其是高耗能行业更为明显。由表2可知，高耗能行业的增加值以及在工业增加值中的比重逐年上升，比重接近了40%，近几年的比重甚至超过了整个轻工业的比重[1]。
为何中国需要这么多高耗能产业？预计到2020年，中国人均GDP将达到3000美元，成为中等收入国家。中等收入国家的一个主要特征即城市化进程。根据目前中等收入国家城市化的要求来估算，如果中国要在2020年成为中等收入国家，大约3亿人口将迁移进城市居住和工作。据估计，城市居民的人均能源消费量是农村居民的3倍；此外，推动城市化进程要求大规模城市基础设施建设和住房供给，这同样需要大量在国内生产的水泥和钢铁，这些产业都是能源密集型产业。因此，只要中国快速成为中等收入国家的愿望不变，能源密集型产业的持续增长将不可避免。
2 能源生产结构和消费结构分析
我国能源生产量从1978年的62779万t标准煤增加到2008年的260000万t标准煤，年均增长4.9%。我国能源消费量从1978年的57144万t标准煤增加到2008年的285000万t标准煤，年均增长5.5%。能源消费量的增长速度大于能源生产量的增长速度，从1992年开始能源消费量开始大于能源生产量，并且两者的差距在逐年加大。
从能源生产量构成情况看，原煤所占比重由1978的70.3%增加到2008年的76.7%，期间数值波动不大，除个别年份外，基本保持在71%以上；原油所占比重呈逐年下降的趋势，由1978年的23.7%下降到2008年的10.4%，下降13.3个百分点；天然气所占比重虽然逐年递增，但递增趋势不明显，所占数值也较小；核电、水电和风电的比重从1978年的3.1%增加到2008年的9%，增长了5.9个百分点，增幅较大。我国能源生产结构总体上看是以煤炭为主的结构，这主要受我国矿产资源储量结构的影响。我国能源探明总储量结构是：原煤87.4%，原油2.8%，天然气0.3%，水能9.5%。能源剩余可采储量的结构是：原煤58.8%，原油3.4%，天然气1.3%，水能36.5%。
从能源消费构成情况看，煤炭所占比重由1978年的70.7%下降到2008年的68.7%，但降幅不明显，2005年以来，比重略有上升；石油所占比重由1978年的22.7%下降到2008年的18.7%，下降了4个百分点。天然气所占比重变化不大，比较平稳，2008年达到3.8%；水电、核电和风电的比重呈现逐年递增趋势，由1978年的3.4%上升到2008年的8.9%，上升了5.4个百分点。虽然煤炭所占比重有所下降，但能源消费结构仍然是以煤炭为主的结构，这与我国的能源生产结构是分不开的。可见，我国的矿产资源储量结构决定了能源生产结构，能源生产结构又决定了能源消费结构，以煤为主的能源消费结构在未来一段时期内不会有太大的改变。
产业结构决定了产业能源消费结构。随着产业结构的不断调整，产业能源消费结构也发生了相应的变化。从表3可以看出，我国第一产业能源消费比重保持在3.1%～5.8%之间，但数值在逐渐减少，从2003年开始低于4%，2007年达到3.1%；第二产业能源消费比重始终保持在70%左右，虽然2001年与2002年有所下降，从2003年开始又逐年增加，2007年达到73.1%。可见，第二产业仍然是我国主要的能源消耗者，要想实现可持续发展战略，必须提高能源利用效率，逐步降低第二产业能源消耗量；第三产业能源消费比重呈逐步上升趋势，由1980年的8.6%上升到2007年达到13.7%，而且，能源消耗的增长速度快于第二产业的能耗增长速度。目前我国产业能源消费的特点与产业结构的特点是一致的，均呈现出“二三一”的模式。因此，要想降低能源消费量主要应降低第二产业能源消耗量，但同时还不能忽视第三产业的作用，应提高第三产业能源利用效率，这样对于逐步降低我国总能源消耗会起到一定促进作用。
随着高耗能行业的迅速发展，高耗能行业的能源消费量也是逐年上升。由表4可知，2000年高耗能行业能源消费量为65744.58万t标准煤，2003年为88414.43万t标准煤，2005年为121778.26万t标准煤，2007年为147262.2万t标准煤，呈现逐年上升的趋势，年均增长12.2%。高耗能行业能耗占总能耗的比重也是逐年增加，2000年为47.5%，2003为50.5%，2004年为54.2%，2005年为54.2%，2006年为54.9%，2007年达到55.4%。在高耗能行业中，其中有色金属冶炼业的能耗年均增长16.8%，黑色金属冶炼业能耗年均增长16.2%，纺织业能耗年均增长13.9%，化学原料业能耗年均增长11.5%，非金属矿物能耗年均增长10.5%，造纸业能耗年均增长9%，石油加工业能耗年均增长8.6%，电力蒸汽业能耗年均增长8%。这些行业均保持了较高的能耗增长速度，我国的节能减排任务面临着严峻的挑战。
3 产业结构、能源结构与二氧化碳排放分析
我国能源储量结构决定了能源生产结构，生产结构又决定了消费结构；产业结构的特征又决定了产业能源消费结构的特征。能源活动是最主要的二氧化碳排放源，而能源活动的二氧化碳排放全部来源于化石燃料燃烧。因此二氧化碳排放与产业结构和能源结构有着密切的关系。
3.1 二氧化碳排放量的计算与碳排放弹性系数
排放可分为自然排放和人工排放，人工排放是由于人类活动引起的排放，主要包括化石燃料消耗、生物质燃烧等，其中化石燃料消耗所排放的占95%以上[2]。
我国统计机构没有公布排放数据，在文献中一般的来源有以下四类：二氧化碳信息分析中心(Carbon Dioxide Information Analysis Center，简称CDIAC)公布的年度数据；美国能源情报署(Energy Information Administration，简称EIA)公布的年度数据；国际能源总署(International Energy Agency，简称IEA)公布的数据，该数据仅有上世纪90年代后期以来的数据；根据IPCC指导目录和其他方法计算的数据[3]。
目前国内对于碳排放测算的研究取得很多有意义的成果，如张德英[4]、马忠海[5]和徐国泉等[6]。由于徐国泉等人提出并改进的碳排放量分解模型中的算法已经得到认可，因此文中采用该公式计算碳排放量，碳排放估算公式为：
根据表5中的各类能源的碳排放系数、能源及各品种消费量、GDP、人口数计算出我国1990-2008年碳排放量、人均碳排放量和单位GDP碳排放量，计算结果(表6)。
由表6可知，我国1990-2008年的碳排放量呈现逐年递增的趋势，从1990年的66691.61万t碳增加到2008年的182223.8万t碳，增长了1.7倍，年均增长5.7%。在研究时序内，碳排放总量具有明显的阶段性，1980-1996年是碳排放量的迅速增长阶段，1996-2002年是碳排放的平稳阶段，2003-2009年是碳排放的急速增长阶段。从我国人均碳排放量来看，也呈现逐年递增的趋势，反映出碳排放的增长速度快于人口的增长速度。
单位GDP碳排放量反映了一个地区经济发展对碳排放的贡献程度，从理论上来说，单位GDP碳排放量越小越好，因为它说明随着经济的发展，相同数量GDP的增加带来的碳排放的增量越少，从侧面反映了经济结构的合理性和经济发展中的科学技术水平。我国单位GDP碳排放呈现逐渐下降的趋势，表明经济增长速度快于碳排放的增长速度，也可以说是经济结构调整与能源利用效率提高的结果。另外，从碳排放弹性系数这个指标也可以反映出我国碳排放的变化情况。碳排放弹性系数是指GDP每变化(通常为增加的情况)1个百分点所引起的碳排放量的变化率，也就是碳排放量年增长速度与GDP年增长速度之间的比值。中国近20年来碳排放弹性系数(表7)。我国碳排放弹性系数除2003、2004和2005年>1以外，其余年份数值均<1，说明碳排放的增长速度小于国民经济的增长速度，但近几年弹性系数有上升的趋势，表明碳排放的速度在上升，这与我国近年来能源消费的增长速度快于经济增长速度，而能源的节能率在下降有着密切的关系。
3.2 分行业碳排放量分析
从我国分行业碳排放量来看(表8)，工业碳排放量最多，其次是交通运输仓储和邮政业、列第三位的是农林牧渔业，呈现出“二三一”的类型，与产业结构的类型是相适应的。可见工业是主要的碳排放产业，在全部碳排量中工业碳排放2002-2007年所占的比重分别为80.6%、81.8%、84%、84%、84.8%和85.3%，有不断上升的趋势，这说明快速工业化过程推动了碳排放量的增长。从高耗能行业的碳排放数量看(表9)，高耗能行业碳排放占总排放量的比重2002年为60%，2005年为66.4%，2006年为68.1%，2007年为68.9%，同样呈现逐渐上升的趋势，表明重化工业的迅速发展导致了碳排放量的增长。
4 三次产业节能率分析
我国从20世纪80年代开始开展有计划、有组织的节能工作，国务院在1980年就确定了“开发与节约并重，近期把节约放在优先地位”的能源政策，1986年国务院颁布了《节约能源管理条例》，1997年11月1日又颁布了《中华人民共和国节约能源法》，2006年8月又颁布了《国务院关于加强节能工作的决定》。这些法规的实施，对于促进节能工作的开展发挥了积极的作用，重点耗能行业单位产值能耗逐年下降，能源利用效率逐年提高，保障了国民经济的持续、快速、健康发展。
由表10可知，1981-1990年间，我国第一产业的万元产值能耗(1978年不变价)从1980年的3.26t标煤降到1990年的2.5t标煤，降低了23.3%，年均节能率为2.62%；第二产业的万元产值能耗(1978年不变价)从1980年的19.57t标煤降到1990年的12.96t标煤，降低了33.8%，年均节能率为4.04%；第三产业万元产值能耗(1978年不变价)从1980年的5.35t标煤降到1990年的2.96t标煤，降低了44.7%，年均节能率为5.74%。在这期间，第三产业的节能率最高，第二产业次之，第一产业节能率最低。这说明我国产业的节能效果在逐步提高，向好的方向发展。
1991-2000年期间，我国第一产业的万元产值能耗(1978年不变价)从1990年的2.5t标煤降到2000年的2.05t标煤，降低了18%，年均节能率为1.96%；第二产业的万元产值能耗(1978年不变价)从1990年的12.96t标煤降到2000年的4.82t标煤，降低了62%，年均节能率为9.42%；第三产业万元产值能耗(1978年不变价)从1990年的2.96t标煤降到2000年的2.49t标煤，降低了15.8%，年均节能率为1.71%。在这期间，从1988年开始，第二产业的节能率要大于第一产业和第三产业的节能率，节能效果较大。第二产业的节能率最高，第一产业次之，第三产业节能率最低。第三产业节能率的降低，再加上第三产业占GDP比重的逐渐上升，势必会影响到我国能源消费总量的降低。从2001-2007年，总体来看，三次产业的节能率都有所降低，尤其是第二产业比较明显，2003年和2004年节能率为负值，2005年有所好转。第三产业的节能率在2004年和2005年出现负值，说明第二和第三产业的能耗没降反升[7]。
因此，从我国三次产业节能率情况看，目前节能减排形势比较严峻，任务艰巨，特别是第二、三产业的节能问题，应放在突出的位置。因此，应加大技术进步的力度，提高第二、三产业能源利用效率，通过技术节能使第二、三产业的能源消费量逐步降低，减少二氧化碳排放。可见，进一步加强节能工作对于我国能耗的降低和减排目标的实现是非常重要的。
5 结论与对策
5.1 结论
(1)目前，我国正处于国民经济快速发展时期，从产业结构发展变化规律看，我国重化工业阶段是不可逾越的，目前的产业结构状态仍将持续一段时间，工业尤其是重工业仍将是经济发展的重要支柱。因此节能减排的任务应主要通过调整三次产业内部的产品结构和技术节能来实现，尽量增加低能耗高附加值产品种类，减少或不生产高耗能低附加值产品，其中工业内部结构的调整应是重点。
(2)目前我国所利用的能源主要是化石能源，属于不可再生的自然资源，从我国的资源储量结构看，煤炭都占有绝对的优势，这也就决定了我国能源生产和消费构成中以煤炭为主的局面。这种局面在未来一定时期内都会难以改变，煤炭现在是、将来仍是我国能源的主力，虽然煤炭在总能源中所占的比例会逐渐下降，但总量仍会不断增加。
(3)我国产业结构“二三一”的类型和以煤炭为主的能源结构决定了二氧化碳排放总量逐年增加，工业尤其是高耗能行业是碳排放的主要行业。碳排放系数近年来有所增加，2003-2005年的系数高于1，表明碳排放的增长速度大于经济增长速度。
(4)我国第二产业的节能率最高，其次是第三产业，第一产业节能率最低。但近几年来三次产业的节能率均有所降低，产业能源利用率在下降，这不利于我国节能减排目标的实现，产业节能减排任重道远。
5.2 对策
我国经济高速增长的必要支撑条件之一是能源需求的巨幅增长，并且在今后相当长一段时期内能源需求仍将持续增长，随着能源需求的增长，碳排放也会相应增加。因此降低能耗，减少碳排放的任务主要通过调整产业结构、三次产业内部结构、调整能源消费结构、提高能源利用效率等措施实现。为此，提出以下具体发展对策。
5.2.1 加快调整工业内部结构
当前轻重工业结构失衡，工业结构问题是今后工业节能推进需要面对的首要问题。随着我国工业化进程加快，工业内部产业结构仍将处于相对较快的变动中。通过运用适当的宏观调控政策来引导和促进工业内部产业结构调整，降低高耗能行业比重，提高低耗能行业比重，对于那些单位GDP碳排放量大，并且碳排放减少速度比较慢的工业行业，应该限制其发展，转而鼓励发展那些碳排放小，并且随着GDP的增加，碳排放减少较快的行业，应是将来工业节能的突出努力方向。
5.2.2 引进先进技术，开展技术创新，加大科研投入
要发展低碳经济，减少碳排放，离不开高科技的支持。低碳经济的实质是提高能源效率和清洁能源结构问题，核心是能源技术创新和制度创新。因此，发展低碳经济，减少碳排放，必不可少的一个环节和要求是发展高新技术，利用先进的科技来解决碳排放增加的问题。
5.2.3 提高能源利用效率
我国的能源利用效率比较低，大部分能源在开采、加工转换、贮运和中段利用过程中损失和浪费了，而且与先进国家的水平还存在一定的差距。提高能源利用效率是当前国际社会提出的主要减排措施之一。因此，我国在短期能源结构调整困难的情况下，提高能源效率、节约能源是最有效的碳减排途径，这不仅符合中国经济增长方式从粗放型向集约型根本转变的需要，而且有利于降低经济增长对能源的依赖。
5.2.4 煤炭利用技术的创新
我国目前的能源结构是由我国能源的可采储量结构决定的。换句话说，我国的这种以煤炭为主的能源结构，在未来相当一段时间内，是不会改变的。因此，面对现有新能源生产技术和成本的限制，及能源结构调整速度的限制，更为可行的碳减排方式是将储量相对丰富的煤炭进行转化成为较高效和清洁的能源，实施清洁生产，其中洁净煤炭技术将在未来扮演十分重要的角色。
5.2.5 加快产业结构调整
应调整产业结构、大力发展高新技术产业和第三产业。中国以第二产业为主的产业结构将在很长的时期内一直保持下去，但随着信息化、知识化的浪潮席卷全球，一国经济增长可以更多地依靠人才和科技创新以及制度的改进，不断提高资源配置效益和产出效益，从而促进产业结构的提升。而明显地，以服务业为主的第三产业的发展，可以大大减少工业对碳排放的需求，并逐步改善人们的消费需求偏好，降低单位产值的碳排放量，保护环境。
5.2.6 加快能源消费结构调整
由于使用不同种类的能源带来的碳排放量是不同的，所以，我们可以通过调整能源结构，即减少使用碳排放量大的能源，大力发展清洁能源，如核电、水能、太阳能等来减少碳排放。我国的天然气储备量和水资源丰富，但在能源消费总量中所占比重较小，而且水资源的使用率较低。自20世纪70年代筹建核电站以来，我国的核电事业也得到了长足的发展。所以我国使用能源替代技术的潜力是非常大的。
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