中國能源發展空間的國際比較研究

杜祥琬，劉曉龍，楊 波，王振海，康金城

（中國工程院，北京 100088）

1 前言

我國是發展中大國，改革開放以來，經濟發展取得了舉世矚目的成就，但能源急劇消耗、環境嚴重污染的矛盾也愈加突出。我國的能源消耗還有多大的增長空間？國內有多家機構進行了研究和預測。就人均能耗而言，如果以美國為標桿，我國還有約3倍的增長空間；以“發達國家平均水平”為標桿，還有約兩倍的增長空間，但這樣的增長空間是合理的嗎？根據科學發展觀，研究我國的能源增長空間，需要適當的方法學。本文以國際比較分析方法，給出了一些認識和建議。

以美國、加拿大、歐洲各國和日本等為代表的發達國家，經過多年的發展，經濟社會取得了巨大成就，但不同國家所走過的能源消費之路卻存在很大差異。因此，總結和借鑒發達國家在發展過程中的經驗和教訓，科學認識我國能源增長的合理空間，對我國走出一條適合本國國情的可持續發展道路具有重要意義。

2 典型發達國家能源消費比較

20世紀的100年中，全球GDP增長了18倍，人類所創造的財富超過以往歷史時期的總和，與此同時，能源消費量迅猛增長。1900年人類消費的能源僅為7.2×108toe（噸油當量，1 toe=41.868GJ），2000年則增加到1.033×1010toe，100年間累計消費能源3.8×1011toe[1]。以美國、加拿大、歐洲各國和日本等為代表的發達國家經過幾十年至上百年發展，目前已經達到相當高的現代化水平，而能源消費零增長的態勢初步顯露。

人均能源消耗是刻畫一個國家能源消費水平的科學指標之一。從圖1可以看出，隨著經濟的增長，即人均GDP的增長，發達國家的人均能耗經過較快增長，達到某個值后（不同的發達國家這個值不同），即使人均GDP增長，人均能耗也不再增加，甚至有下降的趨勢。以美國和加拿大為代表的發達國家，在人均GDP達到20 000美元之前，隨著人均GDP的增長，人均能耗逐漸增加；當人均GDP達到20 000美元左右時，人均能耗為7～8 toe/（人·年），之后，即使人均GDP繼續增長，但人均能耗始終維持在7～8 toe/（人·年）。以英國、法國和德國為代表的歐洲發達國家，在人均GDP約為15 000美元之前，隨著人均GDP的增長，人均能耗逐漸增加；當人均GDP達到15 000美元左右時，人均能耗為3～4 toe/（人·年），之后，即使人均GDP繼續增長，但人均能耗始終維持在3～4 toe/（人·年）（約為美國、加拿大水平的一半）。日本的情況與歐洲國家類似，但較歐洲國家在同一經濟水平下，能效更高、能耗更低。發達國家人均電力消費量、人均CO2排放量與人均GDP的關系也有類似的差異（見圖2、圖3）。

圖1 人均GDP與人均能耗關系圖[2]Fig.1 Per capitaGDPand per capitaenergy consumption[2]

圖2 人均GDP與人均電力消費關系圖[2]Fig.2 Per capita GDPand per capita electricity consum ption[2]

圖3 人均GDP與人均CO2排放關系圖[2]Fig.3 Per capita GDP and per capita CO2 em issions[2]

從以上分析可得出：盡管達到同等發展水平（人均GDP相當），但不同發達國家的能源消費卻差異顯著，以美國和加拿大為代表的發達國家人均能耗是以英國、法國和德國為代表的歐洲發達國家人均能耗的兩倍。而日本較歐洲在同等經濟水平下能效更高，但穩定后的人均能耗與歐洲持平，約為美國、加拿大的一半。因此，可以將以美國和加拿大為代表的發達國家的能源發展方式稱之為“美加模式”，將歐洲各國和日本等發達國家的能源發展方式稱之為“歐日模式”（也可細分為“歐洲模式”和“日本模式”）。可以看出，“美加模式”是一條高耗能、高排放的道路；相比之下，“歐日模式”是較低能耗、較低排放的道路（其中，日本模式是同等經濟水平下能耗更低、能效更高的能源發展道路）。

3“美加模式”和“歐日模式”能源發展方式差異原因的分析

終端能源消費涵蓋了向消費者提供的那些不用于燃料轉換或加工轉換活動的能源產品。這些能源產品被認為消費殆盡，而沒有轉化成其他形式[3]。一般地，將終端能源消費分為產業、交通、居民生活、商業和服務業、其他5大部門。總體來說，二戰以后，發達國家的部門能源消費結構平穩地發生著變化，產業部門能源消費占總能源的比例持續下降，而交通、居民生活、商業和服務業能源消費量及其占總能源的比例穩定上升[4]。

3.1 產業部門終端能源消費

產業部門是指國民經濟中物質資料的直接生產部門，包括農業、礦業、制造業和建筑業等，其中制造業和礦業是耗能大戶。發達國家產業部門占終端能源消費的比例逐漸降低。2009年，美國、加拿大、英國、法國、德國和日本產業部門分別占終端能源消費比例為18%、27%、20%、17%、21%和26%。在制造業各部門內部，不同部門的能耗強度差別很大，高能耗、低附加值的原材料制造業的能耗強度為低能耗、高附加值的產品制造業能耗強度的數百倍。總的來看，能耗強度從高到低的前幾位分別是化學和石化、鋼鐵、造紙、有色金屬等[5]。從圖4～圖7可以看出，美國、歐洲和日本的化學和石化、鋼鐵、造紙、有色金屬的能耗分別占本國產業終端能耗的約60%、50%和50%，加拿大的化學和石化、鋼鐵、造紙、有色金屬和采礦業能耗共占產業終端能耗的近80%。其中，美國的制造業中能耗強度最高的化學和石化行業占有相當高的比例；加拿大高能耗強度的采礦和造紙占有絕對高的比例。因此，在產業部門，美國和加拿大的人均能耗較日本和歐洲要高出許多。而日本通過實施節能措施，使能源效率得到了很大提升，與其他國家相比，日本制造業單位產品的能耗也較低[1]。

圖4 美國產業各部門終端能耗比[6]Fig.4 The proportion of theend-use consumption w ithin the industry sector in America[6]

圖5 加拿大產業各部門終端能耗比[6]Fig.5 The proportion of the end-use consum ption w ithin the industry sector in Canada[6]

圖6 日本產業各部門終端能耗比[6]Fig.6 The proportion of the end-use consum ption w ithin the industry sector in Japan[6]

圖7 歐洲產業各部門終端能耗比[6]Fig.7 The proportion of the end-use consum ption w ithin the industry sector in Europe[6]

3.2 交通部門終端能源消費

交通部門包括航空、公路、鐵路、管道、海洋等運輸部門。隨著經濟發展水平的提高，美國、加拿大、歐洲各國和日本交通占終端能源消費的比例逐漸增加。2009年，美國、加拿大、英國、法國、德國和日本交通部門能耗分別占終端能源消費的40%、28%、32%、28%、24%和24%。通過對交通各部門（國內航空、公路運輸、鐵路運輸、管道運輸、國內海運等）終端能耗進行比較發現，美國、加拿大、歐洲各國和日本的交通終端能耗的90%以上集中在公路運輸[7]。下面從公路貨運和公路客運來進一步分析不同國家的交通終端能源消費情況。

圖8給出了美國、加拿大、日本和歐洲國家的千人機動車擁有量（機動車包括轎車、公共汽車、以及貨車，但不包括兩輪車）。可以看出，美國千人機動車擁有量約為800輛，加拿大、法國、德國、日本約為600輛，英國約為500輛。

圖8 千人機動車擁有量[2]Fig.8 M otor vehicles（per 1 000 peop le）[2]

圖9、圖10給出了美國、加拿大、英國、法國、德國和日本不同類型交通工具的擁有量。相對于小汽車來說，SUV（運動型多用途汽車）、小型貨車和輕型卡車的耗油量更高。可以看出，二戰以后，各發達國家的千人小汽車、卡車和公共車的保有量持續增加，其中美國和加拿大的千人小汽車保有量明顯高出歐日國家；近二十年來，美國的千人小汽車保有量明顯下降，而其他國家穩定增長，但美國的千人SUV、小型貨車和輕型卡車等高能耗機動車保有量快速增加，而其他國家卻快速下降。

圖9 千人小汽車保有量[7]（不包括SUV、小型貨車和小型卡車等）Fig.9 Car registrations（per 1 000 peop le）（Not including SUVs，m inivans，and light trucks）[7]

圖10 千人卡車和公共車保有量[7]（包括SUV、小型貨車和輕型卡車等）Fig.10 Truck and bus registrations（per 1 000 peop le）（Including SUVs，m inivans，and light trucks）[7]

長期以來，美國公路客運能耗占公路交通能耗的比例基本維持在72%左右，公路貨運能耗約占28%。2007年，美國公路客運能耗中，轎車和輕型汽車能耗約占99%；2008年，美國公路貨運能耗中，中重型卡車能耗約占公路貨運能耗的74%，輕型卡車約占26%。近年來，日本公路客運和貨運能耗結構發生了較大的變化，公路貨運能耗持續下降，公路客運能耗持續上升，到2009年，公路客運能耗約占公路交通能耗的60%，公路貨運能耗約占40%[8]。

圖11、圖12給出了美國、加拿大、英國、法國、德國和日本的公路客運強度和公路貨運強度。從圖11可以看出，近年來，發達國家的公路年客運強度幾乎保持不變，美國以26 000～27 000人千米/人高出英國、法國和德國等歐洲國家約一倍，高出日本近四倍，加拿大的公路客運強度也遠高于歐洲和日本。從圖12可以看出，美國和加拿大的公路貨運強度約為日本的一倍，比英國、法國和德國等歐洲國家也高。研究發現，與客運相比，貨運強度（即人均貨運周轉量）與經濟發展水平的關聯性較弱，而與經濟結構、資源稟賦、產業布局等因素的關系更為密切，國別間差距很大[5]。因此，在交通部門，美國比歐日國家人均能耗高出許多，加拿大的人均能耗較歐日國家也高。而日本交通部門采取各種措施降低能耗，比如針對家用小汽車，政府部門通過推進燃油稅的征收、促使汽車廠家通過提高發動機效率、降低汽車重量、降低空氣及路面摩擦等技術，提高了汽車能效，同等質量的日本汽車能耗要比歐美產的汽車低20%[1]，所以日本的人均交通能耗遠遠低于其他國家。

圖11 公路客運強度比較[2]Fig.11 Roads，passengers carried[2]

圖12 公路貨運強度比較[2]Fig.12 Roads，goods transported[2]

3.3 居民生活部門終端能源消費

居民生活部門能源消耗是指居民居住建筑內的能源消耗，包括家庭取暖、制冷、熱水、家電以及住宅公共能源等消費，但不包括家庭交通能源消費。隨著居民生活水平的提高，居民生活部門能源消費比例逐年上升。2009年，美國、加拿大、英國、法國、德國和日本居民生活部門終端能耗分別占終端能源消費的18%、16%、30%、28%、29%和15%。圖13給出了美國、加拿大、英國和日本的人均家庭能耗密度。可以看出，美國和加拿大的人均家庭能耗是日本的2倍多，是英國的約1.5倍。研究表明，居民能耗與家庭建筑面積成正比[5]。美國的人均家庭居住面積是日本的2倍左右，由此可以看出兩國的單位面積家庭能耗比較接近。隨著技術水平的提高，居民生活部門的能效不斷提高，但人均家庭能耗卻變化不大，主要是因為越來越大的人均住房面積抵消了這些效率的提高[9]。

圖13 人均家庭能耗密度[10～13]Fig.13 Energy consum ption density per household[10～13]

數據表明[10～13]，在居民生活部門終端能耗中，美國、加拿大和英國的取暖占比大于60%，美國近年來的取暖能源消耗比例有所下降。而日本的取暖僅占居民生活能源消耗的30%。這是除人均住房面積的差異外，不同國家氣候環境的差異造成的[5]。

3.4 商業和服務業部門終端能源消費

商業和服務業部門涵蓋了除居民住宅、交通和產業部門能源消費外的全部（不含軍事），包括商業、衛生、娛樂、辦公、餐飲、倉儲甚至教堂等，能源消費的主體是商用建筑。2009年，美國、加拿大、英國、法國、德國和日本的商業和服務業部門終端能耗分別占終端能源消費的14%、16%、11%、13%、13%和21%。研究表明，商業和服務業終端能源消費中供熱、空調、照明和通風等占主要部分[9，11～13]，均與建筑面積成正比[5]。美國與日本相比，除了取暖所占比例稍高，其他比例幾乎相差無幾。而加拿大和英國的取暖比例占商業和服務部門終端能耗的近50%，這除與建筑面積相關外，還與本國的氣候環境有很大的關系。在商業和服務業部門終端能耗中，辦公、商業、教育、衛生和餐飲占絕大部分[10～13]。

圖14、圖15詳細分析了2003年美國和日本商業各分部門面積比例和能耗密度。與美國相比，日本高密度商業分部門的能效與其相當，而日本建筑面積最大的商業分部門的能效高于美國，這就是美國的商業部門人均能耗高于日本的原因。

圖14 美國2003年商業分部門面積比和能耗密度[9]Fig.14 Area ratio and energy consumption densityw ithin thecommercialand publicservicessector in2003 in theUSA[9]注：koe為千克標油

圖15 日本2003年商業分部門面積比和能耗密度[12]Fig.15 Area ratio and energy consum ption density w ithin the commercialand public servicessector in 2003 in Japan[12]

根據以上分析，發達國家不同能源發展模式人均能耗差異的原因和不同國家各終端部門能耗對比（見表1）概括如下。

1）在產業部門，不同產業的能耗強度差異巨大，不同國家間的產業結構，尤其是高能耗產業的結構和比例差異是主要原因，而日本通過大力實施節能措施提高能效，與其他國家相比，單位產品能耗最低。

2）在交通部門，90%以上的能源消耗在公路交通，公路運輸強度、車型比例和車輛保有量的差異是部門能耗差異的主要原因。在公路客運中，消費觀念和生活方式的差異與能耗強度關系最為密切；在公路貨運中，經濟結構、資源稟賦、產業布局等因素的差異與能耗強度關系最為密切。

3）在居民生活部門，人均家庭居住面積的差異是主要原因；其次，不同國家氣候環境的差異也是一個重要原因。

4）在商業和服務業部門，人均建筑面積的差異是主要原因；其次，不同國家氣候環境差異，以及部門內部建筑面積比例和能耗密度差異也是重要原因。

表1 2009年不同國家不同終端部門與美國能耗對比表Table 1 Contrastof differentend-use sector energy consum ption of different countries in 2009

4 中國能源發展空間分析

改革開放三十多年來，我國經濟持續高速增長，成就舉世矚目。然而，能源消費也隨之快速增長。2011年，我國人均GDP達到2 640美元（2000年不變價），能源消費2.436×109toe，人均1.8 toe。21世紀以來，能源供應緊隨需求拉動，出現超高速增長，我國能源消費總量已成為世界第一。為了實現國民經濟和社會發展的宏偉戰略目標，必須正確認識我國能源發展的合理空間。

認識1：高耗能高排放的“美加模式”走不通。根據分析可知，“美加模式”年人均能耗大約穩定在7～8 toe，如果以“美加模式”為標桿，那么我國能源消耗的增長比2010年約有3倍的空間，即不考慮人口的增長，年均能源消費總量將達到近1×1010toe。屆時，我國年能源消費總量將是2010年全球能源消費總量的79%。如果世界各國都達到美國的年人均能耗，則需要四個多地球才能滿足，這是不可能的，所以“美加模式”不可復制、不可推廣。但從圖16曲線的趨勢看，如果我國能源消耗按照現在的增長勢頭走下去，其指向將是高能耗的“美加模式”，這是一條走不通的路。

圖16 人均GDP與人均能耗關系圖[2]Fig.16 Per capita GDP and per capita energy consum ption[2]

認識2：我國走“歐日模式”發展之路的能源發展空間分析。根據分析可知，“歐日模式”年人均能耗大約穩定在3～4 toe，如果走“歐日模式”的能源發展道路，那么我國能源消耗的增長比2010年約有一倍的空間，即不考慮人口的增長，年能源消耗總量將需要4.6×109toe，這比文獻[14]中給出的2050年的能源需求量還高出幾億噸油當量。從圖16可以看出，我國現階段的能效水平比歐洲相同人均GDP下的能效水平還低很多，如果不及時采取有效措施提高能效，控制能耗總量，想控制到“歐日模式”的水平也是很困難的。如果我國走“日本模式”，那么需要比走“歐洲模式”付出更大的努力，必須極大地提高能效水平，切實控制能耗總量才可能會實現。

認識3：以“發達國家平均水平”作標桿，將會導致比“歐日模式”更耗能的“準美國模式”。如果將“美加模式”和“歐日模式”的年人均能耗取平均值稱為“發達國家平均水平”的年人均能耗，那么此值約為6 toe。如果以此作為標桿，那么我國能源消耗的增長比2010年約有兩倍的空間，即不考慮人口的增長，年能源消耗總量將需要70多億噸油當量，這是比“歐日模式”更高碳的“準美國模式”，也是一條走不通的路。我國需要特別警惕這個現實危險。

認識4：我國走“可持續發展”的能源發展空間分析。改革開放以來，我國經濟發展取得了巨大成就，但粗放的發展方式導致了嚴重的資源消耗和環境污染等問題，如此下去，發展將不可持續。作為人口眾多、人均資源少的發展中國家，我國應充分發揮后發優勢，采用先進的科學技術，走出一條比發達國家更為資源節約、環境友好的“新型工業化道路”。因此，我國絕對不能走向“美加模式”或“發達國家平均水平”的能源發展道路，而要走向比“歐日模式”更低能耗、更高能效的能源發展道路，也就是說，我國年能源消耗的增長空間不到2010年能耗的一倍。

因此，為了我國能走出一條更加綠色、低碳、科學的可持續發展道路，充分借鑒和總結發達國家的經驗和教訓，建議：加快調整產業結構，切實控制高能耗產業比例，轉變經濟發展方式；通過各種方式節能降耗減排，努力提高能效；全面推行低碳、節能的生活理念。

5 結語

分析了不同發達國家在發展過程中能源消耗的不同模式，并從發展方式上解析了產生這種差異的原因。我國經過多年的發展，經濟取得巨大成就的同時，能源消耗急劇增加，不僅總量躍居世界首位，而且單位GDP能耗也比世界平均水平高出一倍。如果繼續按照目前這種粗放的發展方式，即以高能源消耗帶動GDP的增長，那么我國將會走向高能耗的走不通的“美加模式”或“準美國模式”；如果經過努力，及時采取各種措施，可能會走向“歐日模式”，但要深刻認識到走“歐日模式”的艱巨性。而按科學發展觀，從實際國情出發，我國應走中國特色的“新型工業化道路”，建設資源節約型、環境友好型社會，能源增長的空間理應低于“歐日模式”，即年能源消耗的合理增長空間不到2010年能耗的一倍。但目前一些地方粗放發展的沖動仍然很強，高碳發展的現實危險值得警惕。因此，要充分認識到我國能源發展面臨的挑戰，及時采取措施，大力節能并提高能效水平，走出一條具有中國特色的低能耗、低碳的能源可持續發展道路。

[1] 王安建，王高尚，陳其慎，等.能源與國家經濟發展[M].北京：地質出版社，2008.

[2] The World Bank.World development indicators[EB/OL].http：//data.worldbank.org.cn/indicator/all.

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[8] 史立新.交通能源消費及碳排放研究2011[M].北京：中國經濟出版社，2011.

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[11] Energy Publications Office of Energy Efficiency.Energy use datahandbook 2010[R].Canada，2011.

[12] The Energy Data and Modeling Center.Handbook of energy&econom ic statistics in Japan 2009[R].Japan，2009.

[13] Department of Energy&Climate Change，National statistics.energy consumption in the United Kingdom 2012[R].United Kingdom，2012.

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