1993/2002年度中国工业能源消费变化因素分析_能源效率论文

中国工业能耗变动因素分析:1993-2002,本文主要内容关键词为:中国论文,变动论文,因素论文,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。

单位能源消耗一定程度上反映了我国目前在工业生产和社会生活中的能源技术水平和管理水平。进入21世纪,我国对国际市场能源原材料市场的影响越来越大,但是能源对我国经济的制约作用越来越明显。能源已经成为我国经济发展中一个不容忽视的因素,为了促进我国经济向集约型经济的转变,本文提供了一个技术以外的思路来看待我国的能源问题。

一、中国经济发展中的能源消耗强度

我国能源消耗同发达国家相比,在使用效率上有很大的差距。过去20年里,我国的能效取得了一定的进步,从1987年到2003年间,中国的单位产值能耗从0.72吨标准煤每万元GDP下降到了0.14吨每万元GDP。

1995年可以视为一个分水岭。1995年以前,中国的单位产值能耗下降幅度为平均每年7.1%,1995年以后,单位产值能耗的下降速度减缓到平均每年2.7%,2001年后单位能耗略有上升。

对于80年代到90年代中期中国能源使用效率提高的原因,有多种观点。Smil(1990)和Kambara(1992)认为主要是因为产业结构转变,中国的工业产业结构从能耗高的重工业向能耗低的轻工业转移。世界银行的一份报告也认为35%~45%的原因是因为产业结构调整,特别是服务业比重的上升。Huang(1993)认为80年代能效提高有73%~87%归功于技术进步的因素,而Sinton和Levine(1994)也认为有一半以上的原因归结于技术进步。Richard,Mun,Dale(1999)在《Why Has the Energy-Output Ratio Fallen in China?》中对1987~1992年中国的投入产出表进行了因素分解分析,得出的结论是技术因素是能效提高的主要原因,而结构调整是次要原因。我国学者王玉潜(2003)对1987年到1997年中国能源消耗强度分析的结果是,产业结构的调整对降低单位产出能耗的作用反而是负面的。本篇文章主要探讨1993~2002年之间能源使用效率变化的影响因素。

本文将能源使用效率变化的原因归结为三个方面:一是产量因素,二是效率因素,三是结构因素。产量因素是在假设各行业能耗效率和能耗比重都不变的情况下,由于产出增加而所需增加的能源;效率因素是指在排除了产量因素以后,由于各行业本身能源使用效率的变化对整体能源消耗的影响;结构因素是指各行业所耗能源所占比重变化而导致的总能耗变化。

二、能源利用效率模型及其方法

模型的变量:Y[,t]为t时期的工业增加值;Y[,i,t]为i工业部门在t时期的增加值;Y[,i,t]=Y[,i,t]/Y[,t],表示i工业部门增加值占总增加值的比重,也即产出结构;E[,t]为t时期总的最终能源消耗量;E[,i,t]为i部门在t时期消耗的最终能源;S[,i,t]=E[,i,t]/E[,t],表示能源消耗结构;I=Y/E,表示能源使用效率。有下列等式:

附图 (1)

采用微分法(Divisia Index)对这个公式分解。微分法就是把能耗强度、需求结构、能耗结构等统计变量都看成是时间t的连续可微函数,对它们进行微分,然后分解出各种需求效应、结构效应的方法。微分法中的指数还分为乘法指数和加法指数,表示总的结果是各指数相乘还是相加的结果,其指数代表这种效应的相对变化或者绝对变化。微分法有很多种方法可以使用,比较常用的是Liu,Ang,Ong(1992)所提出的参数微分法(Parametric Divisia)以及AWD(Adaptive Weighing Divisia)和RDM(Refined Divisia Method),此外派生出来的还有CD(Conventional Divisia传统微分法)等等。各种方法各有优劣。这里介绍的是如何运用PDM1(Parametric Divisia Method 1)和PDM2(Parametric Divisia Method 2)方法来分解我们这个能耗模型。并最后采用AWD方法来解决PDM1和PDM2方法的参数问题。

(一)PDM1之乘法指数

对(1)式进行变化,两边同取对数,得到:lnE[,t]=lnY[,t]-lnI[,t]

两边同对t进行微分进一步变化,得到:

附图

PDM1法的计算就是根据(2)式。(2)式两边对t进行从0到t时期的积分,得到:

附图

对于等式右边两个积分的处理采用中值定理后得到:

附图

因此,根据这个模型,得出的产量效应、结构效就和强度效应分别是:

产量效应:D[,pdn]=Y[,t]/Y[,0]

强度效应:

结构效应:

使用PDM方法会产生2n个待定的参数(如果n个部门)。改变这些参数,可以使PDM方法变成其他的方法,比如使α=β=0,则变成基于Laspeyres的方法;使α=β=0.5被称为简单平均微分法(又称Marshall-Edgeworth法)。设定这些参数带有一定的主观性,在实际使用中也会产生误差。对数参数法可以在一定程度上解决这个问题,但在我们这里介绍的是AWD法,它的基本思想是PDM1和PDM2所产生的结果应该是一样的,可以通过方程解出α和β的值。

(二)PDM2之乘法指数

PDM2方法是直接根据等式(2)来进行分解。其结果如下:

附图

(三)AWD法

PDM1和PDM2各自产生了2n+1个参数,对这些参数取值就可以计算出每个效应的具体数额。但是参数的选择具有一定的主观性,因此产生了综合PDM1法和PDM2法来决定参数数值的方法(Adaptive Weighting Method)。这个方法的特点就是参数是随输入数据而变化的。具体计算方法如下:

用m1代表PDM1方法中的变量,用m2代表PDM2方法所产生的变量:

D[m1][,pdn]=D[m2][,pdn],D[m1][,eff]=D[m2][,eff],D[m1][,str]=D[m2][,str]

α[m1][,i]=α[m2][,i],β[m1][,i]=β[,m2,i]

根据上面的等式对PDM1方法和PDM2方法重新计算,得到:

附图

三、数据以及方法的选择

本文采取的数据大多来自《中国统计年鉴》(1996~2004年)。由于中国主要的能源消耗都在工业和制造业,因此分析的对象范围在工业内部。

本文的Y[,t]是工业增加值而不是GDP。工业增加值代表了该工业部门的净产出。1995年到1998年的工业增加值统计的是所有独立核算的工业企业,而1999到2002年的工业增加值是规模以上工业企业。所以1995到1998年工业增加值会相对偏高。而1999年以后的能源使用效率因为企业规模大的关系会相对提高快一些。

在价格影响方面,采用的是工业品出厂价格指数进行折算。由于在1993年以后出现了通货膨胀以及1998年宏观调控之后的通货紧缩,因此,有必要消除这些价格波动的影响以真实反映工业增加值的变动,以利于我们的分析。

在以上所讨论的各种模型方法中,我们决定采用PDM改进之后的AWD法。PDM法之中的参数设置具有一定的主观性,而AWD法中的参数是根据各行业能源数据和增加值数据而动态变化的,产生的误差最小。我们对α=β=0.5的简单平均微分法与AWD法进行实证比较,分析结果(见表1)。

表1 两种方法计算值与实际值比较

AWD

 Marshall-Edgeworth  实际值

1993年

  1

1 1

1996年

 1.2391.177

1.248

1999年

 1.1201.063

1.126

2002年

 1.2491.200

1.259

可见,同其他固定参数的方法相比,用AWD法计算结果的误差是相当小的,效果满意。

四、中国能效变动因素分解

首先,我们来看中国从1993年到2002年间,工业部门总的产量效应、效率效应和结构效应的指数,如图1所示。

附图

图1 中国工业部门产量效应、效率效应和结构效应总指数

从1993年到2002年,工业增加值虽然获得了两倍以上的增长,总能耗增长为1.25倍。排除了产量提高这个因素,由于工业各行业的能源使用效率的提高使得能耗下降到了0.6倍,每年减少7.2%。而结构效应不明显,基本上在1左右变动,说明在这10年中工业产值结构和能耗结构的变化对于能源使用效率的影响不大。

从工业内部结构来看,能耗排名前10位的产业占能源消耗的80%。它们对总的能耗变动的影响无疑是决定性的(见表2)。

表2 1993~2002年能耗排名前10位产业所消耗的能源比重(%)

黑色金属冶炼及压延加工业

19.59

有色金属冶炼及压延加工业

3.89

化学原料及制品制造业 16.37

煤炭采选业 3.78

非金属矿物制品业

12.91

石油和天然气开采业 3.52

石油加工及炼焦业

 7.14

纺织业

 3.27

电力蒸汽热水生产供应业6.72

造纸及纸制品业

 2.21

从表2可以看到,能源消耗的主要产业是重工业,尤其是黑色金属冶炼,占到了将近20%的比重。除了因为像钢铁生产本身就极耗水耗电以外,技术水平差距也是一个原因。表中还包括一些能源生产和转换行业,参照我国能源转换效率低的事实,说明我们需要在未来进一步提高能源生产和转换的技术水平。

分行业,从1993到2002年能源使用效率I(千元/吨)的变动如图2所示。

附图

图2 能源使用效率

1993年到1996年,主要的能耗产业其能耗效率都有下降的趋势,而到了1996年以后开始回升,但是升幅缓慢,低于同期其他产业的平均能耗效率提高程度,除了电力蒸汽热水供应业。但是石油加工炼焦业和黑色金属冶炼业的能耗效率仍然比1993年的时候水平低。

表3的数据说明从1993到2002年主要的能耗产业其效率并无大的变化,结构效应亦大约在1左右变动,尽管这十个产业10年间占总能耗的比重上升了3%,但是占工业产值的比重却下降了3%。

表3 各行业的效率效应和结构效应(以1993年为基期)

  1998年2002年

效率效应

结构效应

效率效应

结构效应

煤炭采选业 1.000813

0.999648

0.985912

1.003631

石油和天然气开采业 0.989924

0.995541

0.974249

0.988537

纺织业

 1.006187

1.018341

0.9837

 1.017166

造纸及纸制品业

 0.993326

1.002545

0.986126

1.00152

石油加工及炼焦业

1.02309

0.978284

1.009325

0.974338

化学原料及制品制造业0.990347

1.008603

0.96239

1.010528

非金属矿物制品业

1.019316

1.00638

0.989629

1.015241

黑色金属冶炼及压延加工业

1.057648

0.99744

1.019753

0.992518

有色金属冶炼及压延加工业

1.007618

0.996547

0.999446

0.993215

电力蒸汽热水生产供应业

 0.989464

0.968019

0.95446

0.969793

五、结论

我国的能耗效率在1993年以后虽然有一定的提高,但是能耗结构却没有优化,能源使用并没有明显的从能耗效率低的产业向能耗效率高的产业流动。总能耗效率提高主要是受电子电气、机械制造等行业能耗效率快速提高所推动。主要的能耗大户如黑色、有色金属冶炼和化学原料产业其能耗效率基本没有变化,甚至有的有所下降。

另外本文的数据只到2002年为止,而2003年以后,一些能源消耗很高的行业出现了生产过热现象,特别是钢铁和电解铝等。受这些因素影响,能耗总额上升幅度比较大。

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