中國能源消費增長原因分析與節能途徑探討

摘要中國正處于工業化和城市化快速發展的中期階段，能源消費迅猛增長，節能減排任務 艱巨。分析近年來能源消費增長原因，可為未來尋找節能途徑提供參考。論文在構建能源投 入產出表的基礎上，利用結構分解分析方法，將促使能源消費增長因素分解為經濟規模、產 業結構、經濟增長方式和節能技術變化4個因素。并以1997～2002年為樣本期，定量測度了 各 因素變化對中國能源消費增長的貢獻值及貢獻率。結果表明：促使能源消費增加的因素中， 貢獻率最大的是經濟規模的增加，其次是產業結構變化和經濟增長方式變化。而減少能源消 費的因素只有節能技術變化，但由于其貢獻值的絕對值小于前3個因素的貢獻值之和，因此 能源消費總量仍呈增加趨勢。可見，技術進步已被證明是節能的有效途徑，而未來通過調整 產業結構和轉變經濟增長方式節能的任務還任重而道遠。

關鍵詞 能源消費；結構分解分析；節能

中圖分類號 F206 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2008)03-0083-05

目前，中國正處于工業化和城市化快速發展的中期階段，能源消費迅猛增長，供需矛盾 日益 突出。能源已成為經濟發展的瓶頸之一，節能減排刻不容緩。尋找節能途徑的前提，是正確 分析促使能源消費增長的原因何在，這樣才能對癥下藥。

結構分解分析模型（Structural Decomposition Analysis，簡稱SDA模型）是利用投入產出 技術發展起來的一種較為成熟的分析方法，并且在能源研究領域中得到了廣泛的應用［ 1，2］。結構分解分析是以投入產出表為基礎的比較靜態分析方法，其核心思想是將經濟 系統中 某因變量的變動分解為有關各獨立自變量各種形式變動的和，以測度各自變量對因變量變動 貢獻的大小［3］。本文運用該方法，將促使能源消費增長因素分解為經濟規模、產 業結構 、經濟增長方式和節能技術4個因素，以1997-2002年為樣本期，定量測度了各因素變化對 能源消費變動的貢獻值及貢獻率，為未來尋找節能途徑提供參考。

1 能源消費增長原因分析的SDA模型構建

1.1 能源消費增長的影響因素

假設E為能源消費量，D為直接能源消耗系數矩陣，X為總產出矩陣，則有：

E=DX[JY]（1）

由（1）式可知，能源消費量受直接能源消耗系數和總產出的影響。根據投入產出模型的原 理，總產出是模型的內生變量，它是由經濟系統中各種結構與數量因素決定的，因此可以對 總產出X進行進一步分解。考慮到產業（部門）結構是影響能源消費的重要影響因素，所以 將X分解為包含有產業結構的表達式。

首先，根據V=AvX，可得：

X=A-1vV（2）

其中，V=(V1，V2，…Vn)T表示各部門增加值的列向量。Av表示增加值率對 角矩陣，增加值率是增加值占總投入的 比例，從投入產出表的縱向來看，第j部門增加值為Vj，總投入（總產出）為Xj，則增 加值率為：avj=Vj/Xj，并且avj=1-∑n[]i=1aij。由n個 avj為對角線元素，而其它元素為零而組成的矩陣即為增加值率對角矩陣Av，而Av -1為增加值率對角矩陣Av的逆矩陣。

其次，根據Sv=V/G，可得：

V=SvG[JY]（3）

其中，G表示[WTBZ]GDP，并且[WTBX]G=∑n[]j=1[DD)]Vj；Sv是n×1列向量， 表示GDP的部門結構，并且Sv=Vj/∑n[]j=1[DD)]Vj=Vj /[WTBZ]G[WTBX]。

將（3）式代入（2）式，可得：

X=Av-1V=Av-1SvG[JY]（4）

將（4）式代入（3）式，可得：

E=DX=DAv-1SvG[JY]（5）

綜上所述，能源消費的影響因素，可以概括為表示節能技術的直接能源消耗系數D和表示總 產出的X。由于總產出X是投入產出模型中的內生變量，所以進一步將X分解為增加值率對角 矩陣的逆矩陣Av-1、GDP的部門結構Sv和[WTBZ]GDP[WTBX]總量 的G乘積（見圖1）。

[HT6SS]能源消費ED→節能技術

X→總產出Av-1→經濟增長方 式

Sv→GDP的部門構成

G→GDP總量

1.2 能源消費增長原因的SDA模型

李艷梅等：中國能源消費增長原因分析與節能途徑探討 2008年 第3期結構分解分析模型通常有四種形式：①保留交叉項；②不保留交叉項，將其以不同權 重方式分配給各自變量；③加權平均法；④兩極分解法或中點權分解法。方法① 中由于交叉影響的存在，因此無法說明某個自變量對因變量的全部影響；方法②在合并 交叉項時，存在權重不匹配問題；方法③在理論上比較完善，但是計算量較大；方法④是 方法③的近似解［4］，而且比較直觀。因此本文采用方法④中的兩極分 解法進行結構分解分析。

以上標1，0分別表示計算期和基準期，為定量測算影響兩個時期能源消費變動因素的大小， 在（5）式基礎上，利用結構分解分析模型，采用節能技術、經濟增長方式、GDP的部門構成 和GDP總量4個影響因素的變化來解釋能源消費量的變化ΔE。這4個影響因素變化中 ，ΔD反映生產 單位產出所消耗的能源量的改變，表征節能技術變化；ΔAv-1表示產品生產過程中 ，初始投入（增 加值）在總投入中的比重的變動，表征經濟增長方式變化；ΔSv反映GDP的部門構成變動，表征產業結構變化；ΔG反映GDP總量的變動，表征經 濟規模的變化。

根據（5）式，運用兩極分解法對ΔE進行結構分解分析。如果從計算期（即1期）開始進行 分解，有：

ΔE=ΔD(Av-1)1Sv1G1+D0(ΔAv-1)Sv1G1

+D0(Av-1)0ΔSvG1+D0(Av-1)0Sv0ΔG[JY]（6）

如果從基期（即0期）開始進行分解，有：

ΔE=ΔD(Av-1)0Sv0G0+D1(ΔAv-1)Sv0G0

+D1(Av-1)1ΔSvG0+D1(Av-1)1Sv1ΔG[JY]（7）

取（6）式和（7）式的算術平均值，可得：

ΔE=[SX(]1[]2[SX)]［ΔD(Av-1)1Sv1G1+ΔD(Av-1)0S v0G0］

+12［D0(ΔAv-1)Sv1G1+D1(ΔAv -1 )Sv0G0］

+[SX(]1[]2[SX)]［D0(Av-1)0ΔSvG1+D1(Av-1 )1ΔSvG0］

+12［D0(Av-1)0Sv0ΔG+D1(Av-1)1S v1ΔG］[JY]（8）

令f(ΔD)=[SX(]1[]2[SX)]［ΔD(Av-1)1Sv1G1+ΔD(Av-1)0S v0G0］表示直接能源消耗系數D的變動對能源消費變動ΔE帶來的影響。

f(ΔAv-1)=12［D0(ΔAv-1)Sv1G1+D1(Δ Av-1)Sv0G0］表示增加值率對角矩陣的逆矩陣Av-1的變動對能源消 費變動ΔE帶來的影響。

f(ΔSv)=12［D0(Av-1)0ΔSvG1+D1(Av-1 ) ΔSvG0］表示GDP的部門構成Sv的變動對能源消費變動ΔE帶來的影 響。

f(ΔG)=12［D0(Av-1)0S0vΔG+D1(Av-1 )1Sv1ΔG］ 表示GDP的變動對能源消費變動ΔE帶來的影響。

則（8）式可寫為：

ΔE=f(ΔD)+f(ΔAv-1)+f(ΔSv)+f(ΔG)（9）

式（9）右端共有4個構成項，分別對應4個因素變化對能源消費量變動的影響。據此可以得 到各影響因素變化對能源消費變動的貢獻值及貢獻率（見表1）。貢獻值表示在其他影響因 素不變的情況下，由于該影響因素的變化所導致能源消費量的變化；貢獻率是進一步反映各 影響因素重要程度的指標，其計算公式為各影響因素的貢獻值與能源消費變化量之比。

2 中國能源消費增長原因的實證分析

2.1 指標選取與數據說明

本文選擇1997-2002年作為樣本期，以1997年40部門和2002年42部門不變價投入產出表為基 礎，結合《中國統計年鑒》中分行業能源消費表的部門分類，重新歸并為28個部門，然后在 一般投入產出表的下方增加能源投入項，做成能源投入產出表。其中，一般投入產出表以貨 幣單位萬元計量；能源投入以實物單位萬噸標煤計量。

1997年和2002年的28部門不變價投入產出表是根據現價投入產出表轉換而來的，轉換步驟如 下［5］：

首先確定各行業的國內生產總值指數（以1990年不變價為基準），以下簡稱不變價指數。其 中 ，工業部門按照當年價格（現行價）1990年不變價格計算指數；農業指數由《中國工業經濟 統計年鑒2003》提供的國內生產總值指數（1978年＝100）中1997年（或2002年）第一產業 指數/1990年第一產業指數而來；建筑業、交通運輸倉儲郵電通信業、批發和零售貿易餐飲 業不變價指數計算過程與工業部門相同；第三產業不變價指數由1997年（或2002年）第三產 業指數/1990年第三產業指數得來；已知交通運輸倉儲郵電通信業、批發零售貿易餐飲業的 現行價和1990年不變價，推算出其他行業現行價及不變價，計算不變價指數。

然后，用各行業1997年、2002年的總產出調整系數分別去除對應年份相應行業在投入產出表 中所處行的每一個數字。

最后，對產出行求和，計算總產出。同時根據總產出＝總投入，獲得各產業總投入數據，用 以計算中間投入。而各行業的增加值又等于總產出減去中間投入。

2.2 計算結果及分析

實證分析結果顯示（見表2），1997-2002年，造成能源消費增加的因素是經濟規模變 化、產業結構變化和經濟增長方式變化；促使能源消費減少的因素是節能技術變化。

在造成能源消費增加的因素中，經濟規模變化的影響最為顯著，貢獻值為38 374.85萬 t標煤。也就是說，如果其他因素保持不變，經濟規模由1997年的50 563億元增加到2002年 的68 287億元（1990年不變價），將使能源消費增加38 374.85萬t標煤。經濟規模變化對 能源消費變動的貢獻率為408.93%，說明能源消費的增加主要原因在于經濟規模的擴大。

其次是產業結構變化的影響，也使得能源消費顯著增加。貢獻值為12 069.73萬t標煤，貢 獻率為128.62%。產業結構變化的具體情況如表3所示，28個部門中，增加值占GDP比重增 加的部門有15個部門，全部都是工業部門，并且高耗能的化學工業、金屬冶煉及壓延加工業 等部門增長較快。因此，產業結構的變化也成為促使能源消費增加的顯著因素。

與前兩個因素相比，經濟增長方式變化對能源消費的影響最輕微，但還是對能源消費 的增加 產生了促進作用，原因在于增加值率的下降。1997年全國總的增加值率（所有部門的增加值 合計與所有部門的總投入之比）為0.349 2，2002年下降到0.324 2。增加值率的下降， 意味 著中國經濟增長的質量在下降［6］，因為增加值率的下降就意味著中間投入率（中 間投入占總投入的比例，即投入產出表中直接消耗系數的列和）的上升，也就意味著經濟增 長是靠大量中間投入即高強度的資源和能源消耗來維持的一種粗放型增長。本文的分析結 果表明，經濟增長方式的變化確實對能源消費的增加起著促進作用。

影響能源消費的4個因素中，唯獨只有節能技術變化是減少能源消費的原因。表4顯示，1997 -2002年期間，各部門的直接能源消耗系數幾乎全部大幅度下降。如煤氣的生產和供應業直 接能源消耗系數從5.34t標煤/萬元下降到2.38 t標煤/萬元，降幅達55%。直接能源消耗系 數的下降，顯示出各部門節能技術的進步，即生產單位產出所需要消耗的能源減少，因此如 果總產出不變的話，那么能源消費會相應減少。實證分析表明，樣本期內，節能技術變化的 貢獻值和貢獻率分別為-49 306.12萬t標煤和-525.41%。而且，就貢獻值和貢獻率的絕對值 來看，節能技術變化影響是4個影響因素中最大的，說明節能技術變化對能源消費變動的影 響最為顯著。從而使得在經濟大幅增長、高耗能部門快速擴張和增加值率不斷下降的情況下 ，能源消費不至于增幅太大。

3 節能途徑探討

由上述分析可見，1997-2002年間，我國能源消費總量增長的主要原因在于經濟總量（GDP ）的增加。已有理論和實踐研究表明，能源消費與經濟增長存在密切關系，長期來看能源消 費 彈性系數呈倒U型變化趨勢。但是目前我國尚未到達倒U型的右端，也就是持續穩定下降階段 。 而在未來20～30年內，我國GDP很有可能保持在6%～7%的年遞增速率［7］，按照1997 -2002年經濟總量對能源消費的貢獻值計算，未來20年經濟增長因素將導致能源消費總量增 加15億 t標煤，相當于2002年的能源消費量。也就是說，在其他因素不變的情況下，20年內 能源消費 量將翻一番。如果產業結構和增長方式的貢獻值依然為正的話，那么能源消費的增量還將更 大。因此，在經濟總量繼續快速增長的同時，要想盡量減少能源消費，促使能源消費彈性系 數持續穩定下降，只有通過調整產業結構、改變經濟增長方式和繼續促進節能技術進步等途 徑節約能源消費。

首先，應大力調整產業結構，發揮結構節能效應。本文的實證分析顯示，樣本期內，產業結 構的變化不但沒有節約能源消費，反而還成為促使能源消費增加的重要因素。原因在于目前 中國正值城市化和工業化的中期階段，重化工業成為主導產業，在產業結構中的比重不斷增 加。1997-2002年間，重工業比重上升了10個百分點，尤其是諸如化學工業、金屬冶煉及壓 延加工業、機械工業等能源密集型產業部門的比重上升，成為拉動能源消費總量增長的重要 原因。因此，為了減少能源消費需求，今后必須大力調整產業結構，逐步降低化學工業、金 屬冶煉及壓延加工業、建筑材料及其它非金屬礦物制品業等高耗能產業的比重，大力發展電 子、信息、高新技術等低能耗的第二產業和新型服務業、信息產業等第三產業。實現產業結 構變化對能源消費增長的貢獻值逐步減少，并由正值向負值轉變的目標。

其次，必須加快轉變經濟增長方式，減少能源資源消耗。以中間生產技術變化表征的經濟增 長方式是影響能源需求的重要因素，由于中國的經濟依然是一種粗放型的增長，經濟規模的 擴大是以巨量的資源，尤其是能源投入為代價的。如2006年中國GDP占世界總量的5.5%，但 為此卻消耗了世界15%的能源、30%的鋼材、54%的水泥，能源和資源的投入產出比例極低。 因此，加快增長方式的轉變，提高資源能源的利用效率，走循環經濟發展之路，是節約能源 消費的迫切要求。今后必須進一步轉變經濟增長方式，推進經濟由粗放式、外延式增長向集 約式、內涵式增長。我國未來的經濟發展不應以生產能力的繼續擴張為目標，應大力發展高 附加值產品，減少高耗能產品的出口。

最后，繼續挖掘技術節能潛力，全面提高能源利用效率。本文的結構分解分析結果顯示，以 直接能源消耗系數下降表征的節能技術進步起到了巨大的節能效果，使得在經濟大幅增長、 高耗能部門快速擴張和中間投入率不斷上升的情況下，能源消費不至于增幅太大。但是某些 高耗能行業，如石油加工及煉焦業、電力的生產和供應業、金屬冶煉及壓延加工業以及非金 屬礦物制品業等部門的直接能源消耗系數依然偏高。這些高耗能行業的單位產品能耗平均比 世界先進水平高40%左右，其中，火電供電煤耗比世界先進水平高24%，鋼可比能耗高21%， 水泥綜合能耗高44%，而乙烯綜合能耗比世界先進水平高出70%［8］?？梢娊窈罄^續 依靠節 能技術降低能源消耗強度，提高能源利用效率的空間還較大。可通過更新設備，采用先進技 術和工藝，加強能源管理，提高這些高耗能行業的能源利用效率，充分挖掘工業部門的節能 潛力。

（編輯：田 紅）

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Reason Analysis of Energy Consumption Increase

and Discussion of Energy Saving Approach

LI Yanmei1 ZHANG Lei2

(1. Institute of Recycling Economy， Beijing University of Technology， Beijing 1 00022，China;

2. Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research， CAS， Beijing 100101，China)

AbstractChina is at middle stage of industrialization and urbanization， and energyconsumption is increasing quickly. Analysis of the reason of energy consumption increase is precondition of looking for energy saving approach. The paper uses m ethod of structural decomposition analysis to decompose China energy consumptionincrease into four factors: economy scale， industrial structure， economy develo p mode and energy saving technology. The result indicates that change of economyscale， industrial structure and economy develop mode promote energy consumptionincrease， but energy saving technology advancement promote energy consumption d ecrease. So it is effective to save energy by adjusting industrial structure andtransforming economy develop mode. Technology advancement is an effective appro ach tosave energy.

Key words energy consumption，structural decomposition analysis ，energy saving