工业轻重结构变化对能源消费的影响，本文主要内容关键词为：轻重论文,结构论文,能源消费论文,工业论文，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。
1999—2005年，我国工业增加值的构成中，重工业的比例从61％上升到了69％，经历一个“产业结构重型化”的过程，根据国家统计局最新发布的2006年前11个月工业增加值的数据，重工业的比例继续升高，达到69.4％。伴随着产业结构重型化的进程，我国单位GDP能耗的下降速度越来越慢，进而在2003年开始不降反升。在“十一五”规划中，我国首次把单位GDP能耗5年内下降20％作为约束性指标，但是，2006年上半年，单位GDP能耗反而上升了0.8％。由于重工业的单位增加值能耗比轻工业高很多，重工业比例升高势必会影响能源消费并导致单位GDP能耗上升，但是，产业结构重型化对能源消费的影响有多大，是否是近几年能源强度上升的主要原因？这个问题亟待从数量上做出准确的回答。
一、问题的提出
1978—2002年，我国单位GDP能耗下降了67％，但是，2003年和2004年，单位GDP能耗不降反升，2005年略有下降，2006年上半年又上升了0.8％。2002年以前单位GDP能耗持续下降的原因是什么？近几年不降反升的原因又是什么？只有准确回答了这些问题，才能找到降低单位GDP能耗的途径，才有可能达到“十一五”规划的目标。
由于2002年以前，我国单位GDP能耗的下降幅度惊人，国际上不少机构和学者已经利用各个阶段的数据对此进行了研究(Kambara,1992; Lin et al.,1995; Sun,1998; Garbaccio et al.,1999)，总体上来看，这些研究的结论相对一致，即单位GDP能耗下降主要是因为各产业部门能源强度的下降造成的，而产业结构的变化影响不大，甚至在某些年份增大了单位GDP能耗。这些研究采用的方法大多是所谓的因素分解法(Ang et al.,2000)，近年来，降低单位GDP能耗越来越引起关注，国内也出现了一批用因素分解法分析单位GDP能耗变动因素的文献(韩智勇，魏一鸣，范英，2004；Wang Can,Chen Jining and Zou Ji,2005；齐志新，陈文颖，2006；吴巧生，成金华，2006)。和前述国外的研究相比，这些论文采用的数据更完整，研究的时段更长，但得到的结论却是一样的，即单位产业结构的变动对单位GDP能耗的影响不大，单位GDP能耗的下降主要是因为各产业部门能源强度的下降。
需要说明的是，这些研究中的产业结构指的是宏观六部门结构，即农、工、建、交、商、其他六部门。虽然这种做法在很大程度上是受到数据的限制，但显而易见，只是在六部门层次上讨论产业结构对单位GDP能耗的影响是远远不够的。特别是上述研究都发现工业部门能源强度的变动在很大程度上决定了单位GDP能耗的变动趋势，因而，如果不考虑工业部门的内部结构，就得出产业结构对单位GDP能耗影响不大的结论，就显得过于草率。
本文从轻、重结构的角度讨论工业部门内部结构变动对能源消费和单位GDP能耗的影响，给出了具体的计算结果，这对上述六部门层面的研究是一个必要的补充。当然，最好的做法是在41个两位码工业行业的层次上进行分析，但两位码工业行业增加值数据的统计口径是“国有及规模以上非国有企业”，而能源消费数据则是“全部工业企业”。显而易见，不同的行业，“国有及规模以上非国有企业”占“全部工业企业”的比例是有着显著差距的，无法根据前者推算出后者，因而在两位码行业层次上的分析几乎是不可行的，除非我们假设所有41个行业前者占后者的比例是一样的，笔者曾在这样的假设下做了一些尝试(张军扩等，2006)，但所得的结论只能作为参考。把工业部门划分为轻、重两个部门，计算增加值数据时，同样存在着根据“国有及规模以上非国有企业”口径推算“全部工业企业”口径的合理性问题，但笔者根据多年的数据做了实际的计算，发现按两个口径计算重工业的比例，结果几乎相等，相对误差不到3％，因而可以认为按两个口径计算重工业的比例相等。
二、研究方法和数据整理
1.影响能源消费量和单位GDP能耗强度的因素
(1)式的含义是，影响整个经济部门能源消费量的因素有三个，即经济规模，产业结构，以及各子产业部门的能源强度；(2)式的含义是，影响整个经济部门能源强度的因素有两个，即产业结构，以及各产业部门的能源强度。
2.因素分解法
通常我们比较关注的问题是各个因素的“单独”影响，因而，把各个因素的影响区别开来，就成为研究方法的关键。所谓因素分解法，就是通过数学方法，把分析对象的增量分解成几个部分，与每个影响因素一一对应。因素分解法有很多种不同的形式，但最基本的两种形式是拉氏因素分解法(Laspeyres Decomposition)和迪氏因素分解法(Divisia Decomposition)。因素分解法的各种形式和具体推导过程可以参见文献(Boyd et al.,1988; Greening et al.,1997; Ang et al.,2000; Albrecht et al.,2002; Ang et al.,2003；齐志新，陈文颖，2006)，这里不再赘述，直接给出根据计算较为简便的拉氏因素分解法的公式。用下标0表示第0年度，下标t表示第t年度，则能源消费量的增量为：
其中，第一项是增加值总量扩张的影响，第二项是产业结构变化的影响，第三项是各产业部门能源强度变化的影响，r是分解剩余。
同样，能源消费强度的增量为：
其中，第一项是产业结构变化的影响，第二项是各产业部门能源强度变化的影响，r是分解剩余。
如果研究对象是整个国民经济部门，并分为农、工、建、交、商、其他六产业部门，应用(3)式，就可以得到GDP增长、六部门产业结构变化以及各部门能源强度变化对能源消费总量的影响；应用(4)式，则可以得到六部门产业结构变化以及各部门能源强度变化对单位GDP能耗的影响。在此基础上，以工业为研究对象，并分为轻、重工业两个部门，应用(3)式就可以得到工业增加值总量、轻重工业结构变化和轻重工业能源强度变化对能源消费总量的影响；应用(4)式，则可以得到轻重工业结构变化以及轻重工业能源强度变化对整个工业部门能源强度的影响，进而可以分析出轻重工业结构变化对单位GDP能耗的影响。这就是本文的工作。
此外，需要说明的是，理论上也可以用计量的方法达到“因素分解”的目的，即通过多元统计分析，得到各个因素的单独影响。但是，笔者发现，由于因素之间通常存在严重的多重共线性，而且各种消除多重共线性影响的方法也未能奏效，因而应用计量方法分析各个因素的单独影响是很困难的。当然，如果只是做预测，计量方法还是有效的。
3.数据整理
需要整理工业增加值总量，轻重工业的比例，以及轻重工业能源消费量数据。工业增加值总量和轻重工业的比例，可以直接引用历年《中国统计年鉴》上的数据。但轻、重工业能源消费量数据无法直接获得，需要间接推算。
《中国能源统计年鉴》报告了工业部门41个两位码行业的能源消费总量数据，如果能把41个两位码行业划分为轻工业和重工业，则可以得到需要的能源消费量数据。轻、重工业的划分，是以企业为基本单位划分的，现在要把41个两位码行业划分为轻、重工业，理论上似乎不可行，但是，绝大部分行业都可以完全归类为轻工业或重工业，只有少数几个行业不能完全归类，而这少数几个行业，能源消费量相对较少，其划分状况不会影响最终的结果。轻工业指主要提供生活消费品和制作手工工具的工业，重工业是指为国民经济各部门提供物质技术基础的主要生产资料的工业。据此，本文的划分如下，轻工业包括食品加工业、食品制造业、饮料制造业、烟草加工业、纺织业、服装及其他纤维制品制造、皮革毛皮羽绒及其制品业、木材加工及竹藤棕草制品业、家具制造业、造纸及纸制品业、印刷业记录媒介的复制、文教体育用品制造业、医药制造业、化学纤维制造业、橡胶制品业、塑料制品业、仪器仪表文化办公用机械、自来水的生产和供应业、煤气的生产和供应业；重工业包括采掘业、石油加工及炼焦业、化学原料及制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、金属制品业、有色金属冶炼及压延加工业、普通机械制造业、专用设备制造业、交通运输设备制造业、电气机械及器材制造业、电力蒸汽热水生产供应业。至于电子及通信设备制造业、其他制造业，一半归入轻工业，一半归入重工业。之所以作这样的划分，有理由如下：这两个行业是“混合”的，不能完全归为轻工业或重工业；以这样的划分计算增加值比例，和已知的数据几乎完全符合；这两个部门能源消费总量占工业的比例不到2％，其划分比例的调整，对最终结果的影响很小，不必要纠缠其确切的划分情况。由此得到原始数据如表1所示。
表1 1993—2005年工业增加值、能源消费及重工业比例
工业增加值 工业能源消费重工业比例(％)能源强度(万吨标煤/亿元)
年份(亿元) (万吨标煤)
增加值
能源消费
工业 重工业
轻工业
19931141581223
61.6 81.3 7.1159.3903.465
19941357487855
60.6 82.1 6.4728.7642.946
19951547996191
63.7 82.5 6.2148.0453.000
199617416
100322
60.0 83.4 5.7608.0112.384
199719386
100080
59.8 84.4 5.1627.2862.004
19982111294409
60.2 83.4 4.4726.1981.860
19992291092840
60.8 83.5 4.0525.5681.701
20002515695443
62.5 83.8 3.7945.0861.642
20012734498273
62.9 83.7 3.5944.7851.574
200230079
104088
62.6 83.7 3.4604.6291.504
200333930
121771
65.8 85.1 3.5894.6411.564
200437833
143244
67.6 85.7 3.7864.8001.671
200542167
158058
69.0 85.7 3.7484.6541.732
资料来源：增加值和增加值的比例来自历年《中国统计年鉴》，前后有调整的以《中国统计年鉴》(2006)为准；增加值用1990年不变价格计算。能源消费数据来自历年《中国能源统计年鉴》，前后有调整的以《中国能源统计年鉴》(2005)为准；重工业能源消费比例根据笔者的计算。能源强度由笔者根据以上基本数据计算而得。数据至多只能追溯到1993年。
三、数据分析和研究结果
1.数据描述
根据表1数据得到图1。重工业增加值的比例，1993—1999年，基本是稳定的，只是1995年偏高；但从2000年开始经历了一个“产业结构重型化”的过程，当年重工业比例就上升了近2个百分点，2003年，又上升了2个百分点，并且在2004年和2005年持续上升。而工业能源强度，1993—2005年，先下降，但下降速度越来越慢，进而在2003年开始上升。从数据上看，重工业比例的上升带动了工业能源强度的上升，这是显而易见的；但进一步的问题是，重工业比例变动对工业能源强度的影响究竟有多大？下面将给出定量的结果。
图1 1993—2005年工业能源强度与重工业比例
2.工业部门能源消费量的因素分解结果
根据(3)式和表1的数据，可以对工业部门能源消费量的增量按因素分解，得到三个因素的单独影响，结果如表2所示。可以发现，工业部门能源消费量的增量，主要是由“增加值增长”和“部门强度变化”决定的。“增加值增长”因素的影响很平稳，而“部门强度变化”因素的影响则变化很大，经历了一个由“负”到“正”的过程。工业部门能源消费增量在1994—2002年期间保持较低的水平甚至是负值，很大程度上是因为“部门强度变化”因素减少了能源消费量，从2003年开始，当“部门强度变化”因素增加了能源消费量的时候，工业部门的能源消费增量开始保持在较高的水平上。
表2 1994—2005年工业部门能源消费增量的因素分解
能源消费(万吨标煤)
各个单因素的影响(万吨标煤) b重工业
年份
消费量增量
增加值增长 a轻重结构变化 部门强度变化 比例增量(％)
a/b
1994
87855 6632 15364 -681 -6675-1.01
676
1995
96191 8336 12330 2442 -5621 3.09
790
1996 100322 4131 12034 -2890 -3801-3.70
781
1997 100080 -242 11350 -196-10230-0.20
980
1998
94409-5671 8911
410-13726 0.40 1024
1999
92840-1569 8040
549 -9345 0.60
916
2000
95443 2603 9099 1506 -7257 1.70
886
2001
98273 2830 8303
347 -5358 0.40
866
2002 104088 5815 9830 -263 -3393-0.30
878
2003 12177117683 13325 3008
901 3.20
940
2004 14324421473 14005 1879 4787 1.80 1044
2005 15805814814 16411 1657 -2981 1.40 1184
资料来源：作者计算。
“轻重结构变化”的影响相对较小，在重工业比例明显变化的年份，其影响在2000万吨左右。表2的最后一栏是用“轻重结构变化”的影响除以重工业比例的增量得到的，表示重工业比例一个百分点的变化对工业能源消费量的影响，直观上看这是一列非常平稳的数值，在900左右波动。以重工业比例增量为自变量，以轻重结构变化导致的能源增量为因变量，做截距为0的线性回归分析，回归结果较好，R[2]值为0.9803，回归系数为865.58，据此可以得到一个结论，重工业比例每增加(减少)一个百分点，则工业部门能源消费量增加(减少)约866万吨标煤。
3.能源强度增量的因素分解
根据(3)式和表1的数据，可以对工业部门能源消费量的增量按因素分解，结果如表3所示，并根据表3的数据制图2。
表3 1994—2005年工业部门能源强度变化的因素分解
工业部门能源强度
工业能源强度变化的因素分解对单位GDP能耗变化
年份 (万吨标煤/亿元)
轻重结构变化影响 部门强度变化影响 的影响(％)
当年值 增量 绝对量百分比(％) 绝对量
百分比(％) 工业部门强度变化 轻重结构变化
1994 6.4722
-0.6433
-0.0596
9.3 -0.5848 90.9
85.57.9
1995 6.2141
-0.25800.1799 -69.7 -0.4141 160.5
65.0 -45.3
1996 5.7603
-0.4538
-0.1867 41.1 -0.2456 54.1
99.6
41.0
1997 5.1624
-0.5979
-0.0113
1.9 -0.5874 98.2
91.81.7
1998 4.4717
-0.69070.0211 -3.1 -0.7080 102.5 100.1
-3.1
1999 4.0523
-0.41940.0260 -6.2 -0.4426 105.5 104.4
-6.5
2000 3.7941
-0.25820.0657 -25.4 -0.3168 122.7
88.0 -22.4
2001 3.5939
-0.20020.0138 -6.9 -0.2130 106.4
83.2
-5.7
2002 3.4604
-0.1335
-0.0096
7.2 -0.1241 93.0
87.76.3
2003 3.58890.12840.1000 77.9 0.0300 23.4
83.7
65.2
2004 3.78630.19740.0554 28.1 0.1411 71.5
81.9
23.0
2005 3.7484
-0.03790.0438-115.6 -0.0788 207.9
75.0 -86.7
资料来源：作者计算。
图2 工业部门能源强度增量的因素分解
1994—2005年，“工业部门能源强度”先下降，但下降的速度越来越慢，进而在2003年开始上升，2004年继续上升，2005年略有下降。工业部门能源强度呈现这样的变化趋势，主要是由“部门强度变化”因素的影响造成的。1994—2005年，“部门强度变化”因素先是降低工业部门能源强度，但绝对值越来越小，进而2003年和2004年开始提高工业部门能源强度，由图2可见，“部门强度变化”因素的影响基本上决定了工业部门能源强度的变化趋势。
“轻重结构变化”因素的影响相对较小，大多数年份，都远远小于“部门强度变化”因素，只是在轻重结构急剧变化的年份，其影响才不可忽略，如1995年，1996年，2003—2005年。2003年以来的情况有些特殊，“部门强度变化”因素的影响绝对值很小，相对而言，“轻重结构变化”因素的影响就显得重要起来，甚至是决定了工业部门能源强度的变化，比如2003年，“工业部门能源强度”反常上升了0.1284(万吨标煤/亿元)，78％都可以归因于重工业比例的上升，2004年，则有39％可以归因于重工业比例的上升。表3最后两栏，以单位GDP能耗的增量为100％，报告了工业部门和工业内部轻重结构变化对单位GDP能耗增量的贡献。工业部门对单位GDP能耗的影响的计算方法可以参考文献(齐志新，陈文颖，2006)；而工业部门对单位GDP能耗的影响已经被分解了成了“轻重结构变化”和“部门强度变化”两个因素，据此就可以得到轻重结构变化对单位GDP能耗的影响。可以看到，工业轻重结构的变化对单位GDP能耗贡献在大多数年份都很小，只是1995年，1996年，2003—2005年有较大的影响，这个结果和前面的分析是一致的。
总的来说，相对于“部门强度变化”因素的影响，工业轻重结构的变化对工业部门能源强度和单位GDP能耗的影响较小，但在轻重结构急剧变化的1995，1996，2000，2003—2005等年份，其影响不可忽略，特别是2003年，产业结构重型化是能源强度上升的决定因素。
四、总结和讨论
为了从数量上确定2000年以来“产业结构重型化”对能源消费和能源强度的影响，本文往前追溯到1993年，整理了工业部门能源消费量、增加值数据，以及按轻重结构划分的增加值构成和能源消费构成数据，进而根据因素分解方法，计算了工业轻重结构变化对能源消费的影响，以及对能源强度的影响。根据本文的计算，可以得到两个结论：
第一，重工业比例每增加(减少)一个百分点，则工业部门能源消费量增加(减少)约866万吨标煤。2003年，重工业比例上升这一个因素导致能源消费量增加了近3000万吨标煤，2004年，则接近2000万吨标煤。但相对于“增加值增长”和“部门强度变化”的影响，轻重结构的变化对能源消费量的影响要小得多。
第二，工业轻重结构的变化对工业能源强度和单位GDP能耗的影响在大多数年份都较小，但近几年，其影响越来越重要。这是因为1993—2001年，无论轻工业还是重工业的能源强度都在持续下降，是工业能源强度下降的决定因素；而在此期间，工业的轻重结构长期稳定，变化很小，因而轻重结构变化对工业能源强度的影响也很小。但是，从2002年开始，轻工业和重工业的能源强度不再下降，几乎保持不变，而重工业的比例却持续上升了6.4个百分点，这样轻重结构变化的影响就显得重要起来，有较高的权重。如2003年，工业能源强度的上升，78％可以归因于重工业比例的上升，而单位GDP能耗的上升65％归因于重工业比例的上升；2004年，则分别为28％和23％。
这样，就对“产业结构重型化”对能源消费和能源强度的影响有了一个准确的认识。但是，无论是六部门产业结构还是工业内部结构都未能完全解释能源强度的波动，从1993—2005年的情况来看，农、工、建、交、商、其他等六部门产业结构的变动和工业轻重结构的变化只能解释能源强度波动的一部分，“部门强度变化”因素的影响更大，在大多数年份，“部门强度变化”因素的影响都大于结构因素变化的影响，这有待更深入的分析。
笔者在大量试算的基础上，提出了一个部门能源强度分析的方法，即：
(5)
上式表明，三个指标决定了“部门强度”，即单位产品能耗、单位产品产值、增加值率。很显然，单位产品能耗，如吨钢能耗、运输部门单位周转量能耗等，反映了技术水平的高低，可以称之为技术因素。而单位产品产值，则反映了部门内部的产品结构，如特种钢和普通钢的构成等，在技术水平相同的情况下，同样的产量，意味着同样的能源消耗，但由于产品结构的不同，产值可能差别很大，从而导致单位产量能耗差别很大；只有产品创新时，产品结构才会发生变化，所以这个因素可以称为产品创新因素。增加值率，则反映了附加值的高低，在技术因素和产品结构因素相同的情况下，同样的产值，意味着同样的能源消费，但由于附加值高低差异，增加值可能差别很大，从而导致单位增加值能耗差别很大，附加值的高低反映了产业水平的高低，所以这个因素可以称为产业水平因素。这样就得到了决定“部门强度”的三个因素，也就是技术水平、产品创新和产业水平。
基于公式(2)和公式(5)，本文提出一个能源强度分析框架。能源强度分析的基本步骤是：第一步根据(2)式在农、工、建、交、商、其他等六部门水平上分析，回答六部门产业结构变化对单位GDP能耗的影响；第二步，根据(2)式分析工业部门内部结构变化对工业能源强度的影响；第三步，根据(5)式，选择子部门，分析技术水平、产品创新和产业水平因素对“部门强度”的影响。
如前文所述，大部分的研究都在第一步展开，本文所做的工作则完成了第二步(如果数据允许，可以做进一步的完善，比如在两位码行业上进行分析)。而要真正理解单位GDP能耗波动的原因，还要完成第三步的工作。笔者在这方面已经进行了长时间的探索，初步的判断是，短时期内，产品创新和附加值的高低是决定单位GDP能耗的关键因素，长时期内，产业结构和技术水平也会有较大的影响；从根本上来说，我国的能源强度问题是一个经济问题，而不是技术问题，应该从经济的角度来理解能源强度问题，近年来我国单位GDP能耗不降反升，反映了国民经济运行中深层次的矛盾和问题，如投资率过高、贸易粗放式增长、增加值率过低等，如果这些问题不解决，能源强度的问题就不能得到有效的解决。总之，能源强度分析是一项复杂的工作，要获得更多深入而准确的认识，还需要更多的研究，这是笔者下一步的工作。
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