河北鋼鐵產業調整的波及效應及節能減排研究

欒維新++片峰++杜利楠++姜昳芃

摘要本文利用投入產出方法研究了河北鋼鐵產業對其他工業部門的波及效應，依據歷年統計資料和相關文獻分析了河北省主要耗能產業的能源消耗和污染物排放水平，模擬分析了縮減河北鋼鐵產業規模帶來的節能減排效果。研究表明：河北省鋼鐵產業影響力系數為1.264，感應度系數為3.285，其發展對其他各產業的影響帶動作用和受其他產業發展的拉動效應都非常明顯；河北鋼鐵產業對重工業各部門的同向波及效應比較明顯，其總產值變動10%時會波及石油和天然氣開采業總產值變動33.35%，金屬礦采選業總產值變動17.37%，煤炭開采和洗選業總產值變動18.00%，金屬制品業總產值變動6.92%。壓縮鋼鐵產業規模既有助于淘汰鋼鐵過剩產能又有利于扭轉河北工業結構不斷重型化的趨勢。在鋼鐵產業粗鋼產量下降關鍵詞河北；鋼鐵產業；投入產出；波及效應；節能減排

中圖分類號 F426；F062.9文獻標識碼A文章編號1002-2104（2014）12-0096-07doi：103969/jissn1002-2104201412013

改革開放以來，河北省的鋼鐵產業得到了空前的發展。2012年，河北省鋼鐵產業實現工業總產值11 811.3億元，占全國鋼鐵工業總產值的16.5%，占河北省工業總產值的27.4%；粗鋼年產量為18 048萬t，占全國總產量的24.7%，鋼材消費量約3 500萬t，僅占全國總消費量的5.1%。2012年河北鋼鐵產業能耗約10 424萬t標準煤，占全省工業總能耗的50.1%。近年來，華北地區“霧霾”等大氣污染問題日趨嚴重，而河北大量的燃煤消耗是造成“霧霾”的重要原因之一。2012年河北省約26.6%的二氧化硫和40%的煙粉塵排放都來自鋼鐵產業。

美國經濟學家列昂惕夫創立的可以揭示各產業間相互聯系的投入出產分析法在經濟學中的諸多領域得到了廣泛的應用。HAWDON等基于十個部門的投入產出表，構建投入產出模型模擬最終需求對能源、環境及經濟三者之間的關系[1]。 Breuil利用投入產出方法推算預測了法國硫化物和氮化物的排放情況，并與一般污染進行了推算比較[2]；Selden和Bruvoll等對美國和挪威的大氣污染物排放進行了分析，研究發現能源消耗強度降低可以使主要大氣污染物排放量下降，而主要消耗能源的種類變化無助于減少污染[3-4]。Hamilton和Turton分析了經濟合作與發展組織成員國1982-1997年的二氧化碳排放，發現影響碳排放的主要因素是能源消耗強度、化石能源使用以及污染排放密度[5]。蔡九菊和杜濤編制了能源—環境負荷的投入產出表，建立了鋼鐵企業產品生產過程和能量轉換過程數學模型，得出了鋼鐵生產過程的資源消耗和污染物排放密切相關，對鋼鐵產業而言環保的有效措施就是節能的結論[6]。席酉民編制了我國2004年能源投入產出延長表，并分析了通過產業結構調整來降低單位GDP能耗的效應，得出了相應的產業結構調整方案[7]。徐盈之和吳海明使用最近的三期投入產出表，研究了我國鋼鐵產業的產業關聯特征，得出了鋼鐵產業的影響力系數較高，受第二產業的影響程度存在下降趨勢，而受第三產業的影響程度顯著提高等結論[8]。上述研究推進了投入產出方法在我國產業關聯效應、能源消耗測算和環境污染評估等方面的應用，為后續研究打下了堅實的基礎。然而國內外的研究大都從國家層面對整個產業進行分析，而且在分析產業關聯效應時多側重于感應度系數和影響力系數的計算，未將產業關聯對節能減排等方面的影響考慮在內。

河北省在未來一段時間內其鋼鐵產業結構調整政策與我國其他省份也會有顯著不同。本文利用投入產出分析方法對河北省鋼鐵產業進行產業波及效應分析，并在此基礎上分析鋼鐵產業結構調整帶來的節能減排效應既可以繼承和發展前人的研究，又對國家和河北省制定鋼鐵產業發展政策提供一定的參考和理論支撐。

欒維新等：河北鋼鐵產業調整的波及效應及節能減排研究中國人口·資源與環境2014年第12期1數據來源與處理

1.1數據來源

本文研究使用的投入產出表為河北省統計局在國家統計局委托下編制的2007年《河北省投入產出表》。盡管數據的時效性不甚理想，但是投入產出表所揭示的產業部門間的物質相關關系，對現在的產業波及效應分析仍有重要的指導意義和參考價值[9]。

本文中所采用的歷年河北省工業總產值和鋼鐵產業工業總產值等經濟數據來源于對應年份的《中國統計年鑒》和《河北省經濟年鑒》；歷年全國和河北省粗鋼產量和平均噸鋼耗能等數據來源于對應年份的《中國鋼鐵工業年鑒》；歷年能耗數據來源于對應年份的《中國能源統計年鑒》和《河北經濟統計年鑒》。

1.2數據處理說明

投入產出表中國民經濟42部門的劃分標準與《中國統計年鑒》、《中國能源統計年鑒》和《河北省經濟統計年鑒》中工業行業劃分標準有所不同。為使研究所用數據保持良好的一致性，本文在引用數據時做了相應的處理。本文在研究中鋼鐵產業僅采用了黑色金屬冶煉及壓延加工業的數據而未將黑色金屬礦采選業的數據計算在內。河北省黑色金屬冶煉及壓延加工業的產值在金屬冶煉及壓延加工業中比例高達96.0%。因此本文研究過程中，將河北省投入產出表中金屬冶煉及壓延加工業的消耗系數視為鋼鐵產業的消耗系數。本文中化學工業包含化學原料及化學制品制造業、醫藥制造業、橡膠和塑料制品業和化學纖維制造業。

1.3影響力與感應度系數計算方法

其中，∑ni=1bij 為列昂惕夫逆矩陣的第j列之和，表示j部門增加一個單位最終產品，對國民經濟各部門產品的完全需要量；1n∑ni=1∑nj=1bij為列昂惕夫逆矩陣的列和的平均值。

當Fj>1時，表示第j部門的生產對其他部門所產生的波及影響程度超過社會平均影響水平；當Fj=1時，表示第j部門的生產對其他部門所產生的波及影響程度等于社會平均影響水平；當Fj<1時，表示第j部門的生產對其他部門所產生的波及影響程度低于社會平均影響水平。

感應度系數是反映國民經濟各部門均增加一個單位最終使用時，某一部門由此而受到的需求感應程度[10-11]。感應度系數Ei計算公式為：

當Ei>1時，表示第i部門受到的感應程度高于社會平均感應度水平；當Ei=1時，表示第i部門受到的感應程度等于社會平均感應度水平；當Ei<1時，表示第i部門受到的感應程度低于社會平均感應度水平。

2河北省鋼鐵產業的波及效應分析

2.1河北鋼鐵產業的產業關聯關系分析

國民經濟中各產業之間的物質和技術聯系可以通過投入產出表反映出來。通過投入產出表可以計算出各產業的影響力系數和感應度系數。前者可以反映出某產業自身變化對其他產業的影響程度；后者可以反映出某產業受其他產業變化的影響程度[12]。某一產業與本區域內其他產業的關聯關系通過本區域的投入產出表來反映，而與其他區域各產業的關聯關系由區域間的投入產出表來反映。本文利用河北省的投入產出表研究省內鋼鐵產業與各產業的關聯關系，不考慮區域間的生產要素流動。河北省鋼鐵產業影響力系數為1.264，僅次于交通裝備制造業和金屬制品業，排在第三位；而感應度系數為3.285，排在第一位。河北省鋼鐵產業的影響力系數和感應度系數均大于1，這說明鋼鐵產業生產對國民經濟的影響程度超過各產業的平均水平，各部門的生產使鋼鐵產業受到的感應程度也高于國民經濟發展受到的感應程度。

國民經濟發展中各產業之間的影響是相互的，每個產業的發展既會對其他產業形成影響也會受到其他產業發展的影響。以鋼鐵產業為例，其自身增加產值時，會拉動其他產業增加一部分產值，而被拉動的產業產值增加以后，鋼鐵產業又在這些產業發展的拉動下再增加一部分產值。這種由強轉弱最終可以達到平衡的連鎖反應及其效果可以在投入產出表的基礎上通過列昂惕夫逆乘矩陣來計算[13]。

分析河北省鋼鐵產業的波及效應時，以生產力水平不變的假設為前提，僅考慮各產業受到鋼鐵產業的波及影響。當河北省鋼鐵產業增加1單位的產值時，其自身在波及效應的影響下還會再額外增加0.549個單位的產值。金屬礦采選業在鋼鐵產業增加1單位產值的波及效應影響下產值最終增加0.379個單位。鋼鐵產業的最終波及效應如圖1所示。

從圖1中可以看出，河北省鋼鐵產業的列昂惕夫逆矩陣系數較大的產業都集中在重工業的各部門當中。石油和天然氣開采、金屬礦采選、化學工業和金屬制品等重工業部門受到鋼鐵產業的波及效應特別明顯。也就是說，當鋼鐵產業產值增加時，各重工業部門都受到較強的拉動作用，從而使得河北省的工業結構陷入越來越“重”的惡性循環當中。

2.2河北鋼鐵產業調整政策與產值變化分析

2013年10月15日，國務院印發了《關于化解產能嚴重過剩矛盾的指導意見》，其中強調，重點推動山東、河北、遼寧、江蘇、山西、江西等地區鋼鐵產業結構調整，優化產業布局，壓縮鋼鐵產能總量8 000萬t以上。2013年11月6日，國務院批復《河北省鋼鐵產業結構調整方案》，方案中指出，河北省到2017年底，要淘汰鋼鐵產能6 000萬t。目前，河北省粗鋼的消費不足其產量的20%，整個環渤海三省兩市粗鋼消費也不足產量的50%。河北有必要進行大幅的產能壓縮，國家制定到2017年壓縮6 000萬t鋼鐵產能目標是基本合理的。河北省鋼鐵產業的產量和產值不會再延續過去快速增長的發展趨勢，而要經歷一段時期的負增長。

河北省鋼鐵產業的總產值與粗鋼產量的相關關系十分明顯，近三年噸鋼平均產值為6 500元左右。由于河北省未來鋼鐵產業調控政策將發生重大改變，河北省鋼鐵產業的發展應該在2013 年有一個快速增長到逐步縮減的轉折點。幾乎所有的數學預測模型都難于發現所預測指標變化的轉折點。因此，采用定量方法預測未來幾年內河北省鋼鐵產業的工業總產值不會取得符合實際的預測結果。綜上所述，本文在分析河北鋼鐵產業調控政策的轉變和產品產量與總產值關系的基礎上，對2017年河北省鋼鐵產業的工業總產值進行定性分析，得出2017年河北省鋼鐵產業總產值圖1河北省鋼鐵產業對其他部門的波及效應示意圖

Fig.1Ripple effect on other sectors of the steel industry in Hebei Province會下降到9 500億元左右，比2012年減少20%。

2.3河北鋼鐵產業波及效應實證研究

河北省重型化的產業結構特點非常突出，鋼鐵產業對工業各經濟部門的波及效應格外明顯。因此本文側重分析鋼鐵產業對工業各部門的波及效應。在生產力水平不發生革命性變化的前提下，河北省鋼鐵產業的工業總產值下降20%時，通過產業間的波及效應，最終導致鋼鐵產業總產值還會有10.26%的下降。鋼鐵產業產值規模的下降也同樣會波及與其相關聯的其他產業。為了更充分和形象地說明鋼鐵產業的波及效果，本文將鋼鐵產業產值增加10%與減少20%時兩種不同的波及效果進行分析（見圖2）。

從圖2中可以看出，河北省鋼鐵產業對重工業各部門的波及效應十分明顯，其產值上升或下降時，會帶動河北省石油和天然氣開采、金屬礦采選、化學工業和金屬制品等大部分重工業部門共同增大或縮小規模。當鋼鐵產業產值下降20% 時，除鋼鐵產業自身外，還有石油和天然氣開采業、廢品廢料、煤炭開采和洗選業以及金屬礦采選業等四個經濟部門總產值下降幅度超過30%；工藝品及其他制造業、儀器儀表及文化辦公用機械制造業、石油加工煉焦及核燃料加工業、電力熱力的生產和供應業以及非金屬礦和其他礦采選業五個經濟部門總產值下降幅度在10% 到30% 之間；其余重工業部門的總產值下降幅度在2%到10% 之間；而各輕工業部門總產值的下降幅度基本都在0.5%到5%之間。

河北省合理縮減鋼鐵產業的規模，將帶動大部分重工業部門規模下降，將有利于降低河北省重工業在國民經濟中的比重，止住經濟發展過程中工業結構愈發重型化的慣性，有助于河北產業結構的優化和粗放式發展方式的轉變。結合具體實踐來看，河北省于去年底和今年初集中淘汰了一批鋼鐵產能，在其影響下，石油和天然氣開采、金屬礦采選、化學工業和金屬制品等產業在今年會失去原有的一部分鋼鐵產業發展所帶來的產品需求。僅考慮鋼鐵產業規模縮減的影響，這些受鋼鐵產業波及效果比較明顯的產業須適合縮減自身的生產規模以防止出現產品過剩。圖2河北省鋼鐵產業對工業各部門波及效果圖

Fig.2The ripple effect on various Industrial sectors of steel industry in Hebei Province3河北鋼鐵產業調整的節能減排效果分析

河北省能源消費總量高達3.02億t標準煤，其中工業能源消費占能源消費總量的79.6%。工業能耗的調整對河北省的節能減排有著重要的作用和意義。分析波及效應影響下，鋼鐵產業規模調整與能源消耗和污染物排放的關系，有助于掌握鋼鐵產業規模調整在節能減排方面的切實成效。

3.1主要耗能產業能耗和排放系數的選取

河北省鋼鐵產業是能耗大戶，受鋼鐵產業波及效應影響較大的各重工業部門也都有比較大的能源消耗。河北省工業中前十大耗能產業的能源消耗量占整個工業的96.53%，總產值占工業的78.82%。這十大耗能產業中除食品制造及煙草加工業外的其余產業受鋼鐵產業波及影響都比較明顯。因此，本文選取鋼鐵產業、煤炭開采和洗選業、化學工業和電力熱力生產和供應業等十個主要耗能產業來分析鋼鐵產業調整在節能減排方面的效果。

投入產出表所反映出的是鋼鐵產業產值變動對其他各經濟部門產值的波及效應，因此，要研究產值變動對應的能耗變化情況，需要首先確定各產業單位總產值的能耗情況。本文依據2006-2013年《河北經濟年鑒》計算得出各產業歷年的單位總產值能耗情況（見圖3）。

從圖3中可以看出，各產業的單位產值能耗在2005-2012年間都有很大幅度的下降，到2012年時，基本都已經下降到了比較低的水平。從變動趨勢來看，2012年以后各產業單位產值能耗應該基本保持穩定，不會再出現較大浮動的變動。因此，本文使用各產業2012年時的單位產值能耗量來估算2017年鋼鐵產業產值下降20%在節省能源消耗方面的效果。

4結論與展望

新世紀以來，河北省鋼鐵產業發展十分迅速，各重工業部門在其帶動下均有較大幅度的增長，并逐步形成了重型化的工業結構和粗放式的經濟發展方式。本文利用投入產出法分析了河北省鋼鐵產業的波及效應，并對產業調整的節能減排效果進行模擬，結果表明：①河北省鋼鐵產業的影響力系數和感應度系數均大于1，其發展對其他經濟部門的影響帶動作用和受其他經濟部門發展的拉動作用都很明顯；②受鋼鐵產業波及效果明顯的部門主要集中在重工業部門，縮減鋼鐵產業規模，將帶動石油和天然氣開采、金屬礦采選、煤炭開采和洗選，金屬制品以及化學工業等重工業總產值會出現較大幅度的下降，進而有利于淘汰過剩鋼鐵產能，同時有效遏制工業結構重型化的趨勢；③鋼鐵產業本身和受鋼鐵產業波及影響較大的產業都是高能耗、高污染的經濟部門，在縮減鋼鐵產業規模的波及影響下，將大幅度降低工業部門能源消耗及大氣污染物排放，改善河北省轉變粗放式的經濟發展模式。

目前，淘汰落后產能和治理環境污染已成為河北省發展需優先解決的兩大難題。合理縮減鋼鐵產業規模應該成為河北省解決兩大難題的關鍵步驟和重要舉措。本文研究側重于定量評價河北省鋼鐵產業的波及效應以及產業調整的節能減排效果的模擬，而關于河北省縮減鋼鐵產業規模的合理目標的確定，可在今后研究中結合國家鋼鐵產業整體發展規劃，綜合考慮經濟發展，環境保護，資源支撐和勞動力就業等多方面因素進行深入系統的分析。

（編輯：田紅）

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Study on the Ripple Effect and Energy Saving and Emission Reduction of the

Steel Industry Restructuring in Hebei Province

LUAN Weixin1PIAN Feng1DU Linan1JIANG Yipeng2

（1.Transport & Management College， Dalian Maritime University， Dalian Liaoning 116026， China；

2. The School of Humanities & Law， Dalian Ocean University， Dalian Liaoning 116023，China）

AbstractThis paper studied the ripple effect of the steel industry on other industries in Hebei Province using the inputoutput method， and analyzed the major energyconsuming industries level of energy consumption and pollutant emissions according to the historical statistics and the relevant literature， and simulated the energy saving and emission reduction effect of other industrial sectors caused by the steel industry. Studies have shown that： the influence coefficient of the steel industry was 1.264 in Hebei Province； and the sensitivity coefficient was 3.285； the leading impact of its development on other industries and the effects stimulated by other industries development were very obvious； the steel industry have a significant ripple effect in the same direction on heavy industry sectors， when the output value of the steel industry changed 10%， the output value of the oil and gas exploration industry would change 33.35%， and the output value of the metal mining industry would change 17.37%， and the output value of the coal mining and washing industry would change 18.00%， and the output value of the metal products industry would change 9.00% in Hebei Province. The compression can help eliminate both the scale of the steel industry overcapacity and it can be useful to reserve the continued heavy industry structural trend in Hebei Province； when 60 million tons of crude steel production reduced， the energy consumption of the top 10 energyintensive industries in Hebei Province can be reduced 19.76% （46.62 million tons of Standard Coal）， the emissions of CO2，SO2，NOx and smoke dust will be decreased by 15.41% （10.16 million tons）， 23.57% （316.1 thousand tons）， 8.68% （152.9 thousand tons）and 28.51% （352.4 thousand tons） Compared with energy consumption in 2012. The elimination of backward production capacity and environmental pollution governance have become two major problems that need to be given priority to in the Hebei Province development， and reducing the size of the steel industry should become the key step and an important measure to solve two problems. This study provides both a theoretical support to solve the problem of excessive capacity in Hebei Province， and provides a theoretical basis for the rational development of the national steel industry policy and planning.

Key wordsHebei Province； steel industry； inputoutput； ripple effect； energy saving and emission reduction

2. The School of Humanities & Law， Dalian Ocean University， Dalian Liaoning 116023，China）

AbstractThis paper studied the ripple effect of the steel industry on other industries in Hebei Province using the inputoutput method， and analyzed the major energyconsuming industries level of energy consumption and pollutant emissions according to the historical statistics and the relevant literature， and simulated the energy saving and emission reduction effect of other industrial sectors caused by the steel industry. Studies have shown that： the influence coefficient of the steel industry was 1.264 in Hebei Province； and the sensitivity coefficient was 3.285； the leading impact of its development on other industries and the effects stimulated by other industries development were very obvious； the steel industry have a significant ripple effect in the same direction on heavy industry sectors， when the output value of the steel industry changed 10%， the output value of the oil and gas exploration industry would change 33.35%， and the output value of the metal mining industry would change 17.37%， and the output value of the coal mining and washing industry would change 18.00%， and the output value of the metal products industry would change 9.00% in Hebei Province. The compression can help eliminate both the scale of the steel industry overcapacity and it can be useful to reserve the continued heavy industry structural trend in Hebei Province； when 60 million tons of crude steel production reduced， the energy consumption of the top 10 energyintensive industries in Hebei Province can be reduced 19.76% （46.62 million tons of Standard Coal）， the emissions of CO2，SO2，NOx and smoke dust will be decreased by 15.41% （10.16 million tons）， 23.57% （316.1 thousand tons）， 8.68% （152.9 thousand tons）and 28.51% （352.4 thousand tons） Compared with energy consumption in 2012. The elimination of backward production capacity and environmental pollution governance have become two major problems that need to be given priority to in the Hebei Province development， and reducing the size of the steel industry should become the key step and an important measure to solve two problems. This study provides both a theoretical support to solve the problem of excessive capacity in Hebei Province， and provides a theoretical basis for the rational development of the national steel industry policy and planning.

Key wordsHebei Province； steel industry； inputoutput； ripple effect； energy saving and emission reduction

2. The School of Humanities & Law， Dalian Ocean University， Dalian Liaoning 116023，China）

AbstractThis paper studied the ripple effect of the steel industry on other industries in Hebei Province using the inputoutput method， and analyzed the major energyconsuming industries level of energy consumption and pollutant emissions according to the historical statistics and the relevant literature， and simulated the energy saving and emission reduction effect of other industrial sectors caused by the steel industry. Studies have shown that： the influence coefficient of the steel industry was 1.264 in Hebei Province； and the sensitivity coefficient was 3.285； the leading impact of its development on other industries and the effects stimulated by other industries development were very obvious； the steel industry have a significant ripple effect in the same direction on heavy industry sectors， when the output value of the steel industry changed 10%， the output value of the oil and gas exploration industry would change 33.35%， and the output value of the metal mining industry would change 17.37%， and the output value of the coal mining and washing industry would change 18.00%， and the output value of the metal products industry would change 9.00% in Hebei Province. The compression can help eliminate both the scale of the steel industry overcapacity and it can be useful to reserve the continued heavy industry structural trend in Hebei Province； when 60 million tons of crude steel production reduced， the energy consumption of the top 10 energyintensive industries in Hebei Province can be reduced 19.76% （46.62 million tons of Standard Coal）， the emissions of CO2，SO2，NOx and smoke dust will be decreased by 15.41% （10.16 million tons）， 23.57% （316.1 thousand tons）， 8.68% （152.9 thousand tons）and 28.51% （352.4 thousand tons） Compared with energy consumption in 2012. The elimination of backward production capacity and environmental pollution governance have become two major problems that need to be given priority to in the Hebei Province development， and reducing the size of the steel industry should become the key step and an important measure to solve two problems. This study provides both a theoretical support to solve the problem of excessive capacity in Hebei Province， and provides a theoretical basis for the rational development of the national steel industry policy and planning.

Key wordsHebei Province； steel industry； inputoutput； ripple effect； energy saving and emission reduction