成都某地行業能耗對低碳經濟影響的灰色關聯法分析

摘 要：低碳經濟作為近年來研究的熱點，也是發展循環經濟重要的一環。運用灰色關聯法分析成都某地區行業能耗對低碳經濟的影響，掌握該地區能源消耗情況及能源特性，以利于更好地優化能源結構，促進低碳經濟的發展。

關鍵詞：低碳經濟；能源消耗；灰色關聯法

中圖分類號：X3 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）29-0047-03

引言

自從2003年英國政府首次以文件的形式提出低碳經濟的概念[1]以來，英國在低碳經濟領域起到了表率作用，成為了世界低碳經濟發展熱潮的倡導者。到后來，世界一些發達國家也邁出了發展低碳經濟的腳步，其中，德國、法國、瑞典、丹麥、挪威、日本、加拿大、美國等國家在保持各自低碳經濟特色的同時，取得了顯著的成效。近些年來，循環經濟隨著環境問題的出現而成為了經濟發展的主流，許多國家一直在追求經濟的循環性，而低碳經濟作為發展循環經濟的重要方式之一，已經逐漸得到更多國家的重視。我國也在“十二五”規劃中突出了低碳經濟發展的重要性。目前，國內眾多試點省市的低碳經濟發展水平得到了大的提高，如廣州、上海、天津、南京、重慶、蘇州、廈門等首批低碳經濟發展試點城市。隨著近年來低碳經濟的發展，各地區的溫室氣體排放量、能源消耗量都有了明顯的下降、能源結構得到優化；另外，群眾對低碳的認識有了深一步的認識；同時，各地區經濟效益有了較大的提高。這也說明了低碳經濟發展符合了國情的需要，能促進循環經濟的發展，有利于構建環境友好型社會。然而，掌握一個地區的能源消耗特點，減少能源消耗量，優化能源結構，對該地區低碳經濟的發展至關重要。

一、低碳經濟發展下的能源結構

低碳經濟是低碳與經濟的兩面體，要求低碳的發展的同時又要求了經濟的發展，此過程又是相互影響、相互促進的。然而，能源的消耗和結構很大程度地決定了低碳的發展水平與經濟的發展性質。在低碳經濟的發展過程中，由于科技、資金、政策等支持，區域內能源消耗量會得到一定程度的控制，能源的結構也會得到優化。非化石能源的使用、清潔能源的推廣、人們節能意識的提高、各種節能減排項目或措施的開展等都是低碳經濟發展下的能源特點。目前，國內外一些國家或地區隨著低碳經濟的發展，投入大量的資金和技術去促進節能減排項目和新能源開發項目的開展，如美國是世界上低碳經濟研發投入資金最多的國家[2]，另外，還有日本、法國、英國等一些發達國家也投入了大量資金與技術在碳捕捉、節能和能源開發項目等方面。而國內則注重于企業與人們的節能減排，對于新能源開發、碳捕捉方面投入還將在以后發展當中逐漸提高。

二、成都某地重點耗能企業現狀

成都某地區經濟目前以工業發展為主，近年來正大力發展低碳經濟，積極引進低碳項目，逐漸摒棄傳統的工業，發展高端產業及第三產業的發展，重視清潔能源的使用和物質的循環利用，而且取得了顯著的成效。2011年上半年，該地區擁有11家重點耗能企業，能源消耗量占了區域內總消耗的主要部分，而且能源消耗主要以煤、焦炭、天然氣、電力為主。按區域內的行業類型分類，可以分為冶金、化工、建材、機械和其他等行業。這些企業能源消耗大，它們的工業產值對規模以上工業總產值貢獻率高，以這些企業為代表來大概分析區域企業能耗具有指導意義。如果知道各企業能源消耗量、特點以及它們對規模以上工業總產值貢獻情況，就有針對性的采取調整措施，進一步優化能源結構，同時，保證能源較大的經濟貢獻性，進而使地區的低碳經濟得到更好的發展。

灰色關聯分析方法是源于灰色系統理論的一種系統分析方法[3]，它對發展變化的某個系統進行了發展態勢的量化比較分析，也對各時間序列進行幾何關系的比較[4]。首先，確定系統的變量，然后構建關聯序列矩陣；其次，消除數據的剛量；最后，關聯法的求解及關聯度的計算，進行關聯度分析。通過灰色關聯法分析，能找出某個系統發展中的關鍵影響因素，了解到各影響因素的關聯性質及系統的發展特性。運用灰色關聯法分析低碳經濟發展中能源的影響，能發現哪種能源對區域內低碳經濟影響最大，哪種能源對經濟的貢獻最大。綜合性考慮，有利于對一個地區做出能源調整，出臺相關能源政策，優化能源結構，促進低碳經濟的發展。

三、成都某地行業能耗對低碳經濟影響的分析

（一）重點耗能行業能耗情況

在成都某地2011年上半年重點耗能企業能耗消費情況的基礎上，按行業把各企業進行分類，算出2011年上半年成都某地各代表行業煤、焦炭、天然氣、電的消耗情況，如表1所示。其中，用2007年國家統計局公布的煤、天然氣、電、焦炭的標煤折算系數算出綜合能耗，分別為煤折算標準煤的折算系數為0.714 3千克標準煤/千克、天然氣為1.330 0千克標準煤/立方米，電為0.122 9千克標準煤/千瓦小時，焦炭為0.971 4千克標準煤/千克。另外，用 2011年成都某地統計局公布的11家重點耗能企業平均產值能耗為1.17噸標煤/萬元來推算出各行業產值，用成都某地統計局公布的上半年規模以上工業總產值為213.26億元來算出各行業2011年上半年工業總產值對規模以上工業總產值貢獻率。

（二）行業能耗對低碳經濟影響的灰色關聯法分析

1.關聯矩陣的構建

首先需要建立關聯矩陣，這里指標序列以煤、焦炭、天然氣、電力、行業工業總產值占規模以上工業總產值比重（貢獻率）作為關聯指標，分別以a1、a2、a3、a4、b表示，則貢獻率表示為b（i），第i行第j個指標我們表示為aj（i），其中，i=1，2，3，4，5；j=1，2，3，4。按照以上原則，構建指標序列。

2.數據剛量的消除

因為灰色關聯法要求的數據都是需要消除剛量的，這里運用標準化變換的方法來消除剛量。其中標準化變化的公式如公式1所示。

（1）

式中：；i=1，2，3，4，5；j=1，2，3，4

3.灰色關聯法求解

其含義是關于2011年上半年各行業工業總產值對規模以上工業總產值的貢獻率與各關聯指標系數的求法。其中求關聯系數公式如公式2所示。

（2）

式中：；ρ一般取值到0.1～0.5[5]，這里取值為0.1。

根據公式2求出關聯系數矩陣如下所示。

4.關聯度的計算

以1、2、3、4、5分別代表冶金、化工、建材、機械、其他等樣品點作為橫坐標，各能源在各行業樣品點中的關聯系數作為縱坐標，作出關于關聯系數與樣品點的折線圖，如圖1所示。

由于關聯度是折線與橫坐標所圍的面積（以Sj表示）與b（i）自身的關聯系數（為1）和橫坐標所圍面積（以S表示）之比，我們以Rj表示，而各行業樣品點之間又是等距的。可以得出各指標的關聯度分別為R1=0.536，R2=0.912，R3=0.308，R4=0.655。

5.關聯度分析

從煤、焦炭、天然氣、電的關聯度計算可以看出，能源消耗與規模以上工業總產值關聯性第一的是焦炭0.912，其次是電力0.655，依次是煤0.536和天然氣0.308。而它們的消耗量分別為煤193 621噸、焦炭433 770噸、天然氣37 509萬立方米、電114 779萬千瓦時。根據國家統計局能源折算標準煤參考系數，折算后分別為煤138 303.48噸、焦炭30971.18噸、天然氣498 869.70噸、電力141 063.39噸。

另外，結合圖1從行業角度可以了解到，成都某地冶金行業焦炭的關聯系數最大為1，其次是煤為0.536；化工行業中電的關聯系數比煤稍大，分別為1和0.935；建材行業焦炭關聯系數比電稍大，分別為1和0.866；機械行業與其他行業中焦炭的關聯系數都是最大為1。

結論

從分析結果可以知道，該地區焦炭能源消耗量少，而且與規模以上工業總值關聯性最高；電力能源消耗量雖比煤稍微高，但與工業總值關聯性要稍微高；而天然氣的能源消耗量則最大，而且工業總值的關聯性最低。從行業角度看，焦炭對冶金行業、建材行業、機械行業和其他行業的關聯系數都最大；電在化工行業和建材行業中的關聯系數分別位居第一和第二；而煤在化工行業的關聯系數稍微比電少，在冶金行業排第二，但關聯系數只有0.536。

這說明，目前成都某地天然氣的使用量雖大，普及也較為廣泛，這和該地區大力推廣沼氣池建造，實現秸稈綜合利用有關，但對規模以上工業總值貢獻不高，在各行業中關聯系數不大，使用效率低。焦炭的使用量雖少，但其規模以上工業總值貢獻率最高，使用效率高，特別是在冶金、建材、機械、其他行業當中貢獻最多。而煤和電的使用量較大，對工業總值的貢獻也算可以，其中電在化工行業貢獻最大，在建材行業中電和煤也有較多的貢獻。

綜合以上總結，針對成都某地的能源結構提出幾點建議。

1.焦炭屬于高熱值的燃料，使用效率較高，用量較少，經濟貢獻值高，日后也可以考慮增加其使用量，特別是增加其在冶金、機械、建材和其他行業之中的使用。

2.投入科技與資金，增強能源管理，優化改進配套設備，提高天然氣的使用效率，相對減少使用量，使天然氣在消耗最少量的同時創造更多的經濟效益。

3.電的能源消耗當量取決于生產電的原材料及過程。基于該地區發電廠數量很少，電的能耗不直接由該區域承擔。日后可以通過建造垃圾焚燒發電、秸稈發電等發電廠，減少電力外求時還能增加地區的電量供應。不但增加其在化工行業中的使用，而且也可以適當增加在其他一些行業中的使用，以后也應該和天然氣都作為主要的能源。

4.煤在建材行業中貢獻較大，而且建材行業又是該地區日后第三產業發展的重要對象。煤作為傳統的能源，已經逐漸被其他能源所取代，但這還需要時間。目前應通過科技投入提高使用效率，減少使用量，合理補充其他能源在該行業中的使用。

5.鑒于煤、焦炭、天然氣、電力使用的單調，為了滿足行業能源消耗和低碳經濟發展的需要，開發其他高附加值能源很有必要。日后可以考慮太陽能、風能、核能等的開發使用。

參考文獻：

[1] 王飛，豐志勇，陳建.英國發展低碳經濟的經驗淺談[J].生態經濟， 2010， （4）： 49-51.

[2] 徐冬青.發達國家發展低碳經濟的做法與經驗借鑒[J].世界經濟與政治論壇， 2009， （6）： 112-116.

[3] 鄧聚龍.灰色控制理論[M].武漢： 華中理工大學出版社， 1985.

[4] 周慶文， 李慧民， 賈燕飛， 等.灰色系統理論在區域產業結構調整中的應用[J].西安建筑科技大學學報：自然科學版，2007，（6）：437-439.

[5] 石國進， 呂鋒.灰色關聯分析在質量管理中的應用[J].武漢理工大學學報， 2001， 23（3）： 62-65.