（数量经济学专业论文）基于IDA的中国工业部门能源效率测度研究.pdf

硕f 。学位论丈 摘要 伴随着经济以及国际能源价格的高速增长，以及我国对能源产品的消耗不断 增加，在全国大部分范围内出现了能源供应紧张的局面，不但对经济发展和人民 生活造成了不良影响，也因以煤为主的化石燃料的消费大量增长而形成了严峻的 环境压力。如何正确理解能源消费变化与经济的关系，如何对能源使用效率进行 测度和评价，以及在此基础上提高能源效率，实现节能目标，保证我国能源使用 安全，在此背景下无疑具有重要的现实意义。 正是基于以上考虑，本文立足于工业部门，以我国工业部门行业能源消费变 动趋势和基本特征为基础，在总结以往分解分析方法的基础上，提出了一种改进 的基于指数分解分析方法的两阶段分解分析模型，在介绍并对比几种指数分解模 型优劣的基础上，选择l m d i ( 1 0 9 a r i t h m i cm e a nd i v i s i ai n d e x ) 两阶段分解模型 对1 9 9 8 2 0 0 6 年中国工业部门综合能耗强度进行分解分析，在第一阶段中通过分 解部门结构和部门能耗强度等因素对能源消费变动的影响效果，得出相应的影响 效果指数，并通过计算工业各部门能耗强度指标分析主要部门节能贡献；通过第 二阶段的分解，进一步将强度效应中的效率效应分解出来，并得出了相应的指数。 最后；基于实证分析的结果，本文在得出结论为：中国工业部门能源效率的 提高主要是效率节能的结果。与此同时，对我国能源消费的相关环节提出了建议， 相信对我国能源使用效率的提高和长期能源战略以及缓解能源短缺的短期措施能 提供一些有益的参考和启示。 关键词：能源效率；指数分解分析；效率效应指数；结构效应 h 基fi d a 的中同t 业部门能源效率测度研究 a b s t r a c t w i t ht h ef a s t g r o w t h o fe c o n o m i ca n di n t e r n a t i o n a l e n e r g yp r i c e ，t h e c o n s u m p t i o no fe n e r g yp r o d u c ta l s or a i s eu pi n o u rc o u n t r y t h es h o r t a g eo fe n e r g y n o to n l yh a sa d v e r s ee f f e c to nt h ee c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dt h el i v e so ft h ep e o p l e ， b u ta l s ot h r e a t e n st h ee n v i r o n m e n tb e c a u s eo ft h e e x p e n s em a s s i v eg r o w t ho f c o a lf o s s i lf u e l sc o n s u m p t i o n i ti si m p o r t a n tt ou n d e r s t a n d i n gt h er e l a t i o n so f e n e r g y p r o d u c tc o n s u m p t i o na n de c o n o m i c ，t om e a s u r ea n da p p r a i s a lt h ee f f i c i e n c yo f e n e r g yu s e i th e l p st or a i s e st h ee n e r g ye f f i c i e n c y , t oa c h i e v e st h ee n e r g yc o n s e r v a t i o n g o a l ，t og u a r a n tt h ee n e r g yu s es e c u r i t y i nt h i sb a c k g r o u n d b a s e do nt h ea b o v ec o n s i d e r a t i o n ，t h i sa r t i c l ef o u c e so nt h ei n d u s t r ys e c t o r , t a k i n gc h a n g e s t e n d e n c yo fo u rc o u n t r y si n d u s t r ye n e r g yu s ea n dt h ee s s e n t i a l f e a t u r ea st h ef o u n d a t i o n i nt h es u m m a r yo ff o r m e r l yd e c o m p o s e da n a l y s i sm e t h o d ， t h ep a p e rp r o p o s e dai m p r o v e do n eb a s e do nt h ei n d e xd e c o m p o s i t i o na n a l y s i sw h i c h i s d e p a r t e di nt w op r o c e s s ， i n t r o d u c i n ga n dc o n t r a s t i n gs e v e r a lk i n do fi n d e x d e c o m p o s i t i o nm o d e l ，ic h o o s e sl m d i ( 1 0 9 a r i t h m i cm e a nd i v i s i ai n d e x ) t h a ti s t w o 。s t a g ed e c o m p o s i t i o nm o d e lt os y n t h e s i z et h ee n e r g yc o n s u m p t i o ni n t e n s i t y b e t w e e n19 9 8a n d2 0 0 6y e a ri nc h i n ai n d u s t r ys e c t o rt oc a r r yo nt h ed e c o m p o s i t i o n a n a l y s i s i n t h ef i r s t s t a g e，t h r o u g hd e c o m p o s i t i n g f a c t o r sa n do n d e p a r t m e n t - s t r u c t u r ea n dd e p a r t m e n te n e r g yc o n s u m p t i o ni n t e n s i t yt ot h ee n e r g yu s e i n f l u e n c ee f f e c t ，i to b t a i n st h ec o r r e s p o n d i n gi n f l u e n c ee f f e c ti n d e x ，a n d a n a l y s e t h e c o n t r i b u t i o no fe n e r g y - u s ew i t hc o m p u t i n g e n e r g y - c o n s u m p t i o ni n t e n s i t yi n d e xi n v a r i o u si n d u s t r y d e p a r t m e n t s i nt h es e c o n ds t a g e ，f u r t h e rd e c o m p e s i n gv o l u m e e f f e c t s i ne f f i c i e n c ye f f e c t ，i to b t a i n e dt h ec o r r e s p o n d i n gi n d e x f i n a l l y , b a s e d o ne m p i r i c a l a n a l y s i s sr e s u l t ，t h i s a r t i c l ei s d r a w i n gt h e c o n c l u s i o n ：t h ee n h a n c e so f e n e r g ye f f i c i e n c y i s m a i n l yb e c a u s eo fe f f i c i e n c y e n e r g y - u s e i nc h i n ai n d u s t r ys e c t o r m e a n w h i l e ，i tp u tf o r w a r dt h ep r o p o s a lt o e n e r g y u s e s l i n k i no u r c o u n t r y , p r o v i d i n gs o m eb e n e f i c i a l r e f e r e n c e sa n d e n l i g h t e n m e n t o n e n e r g y - u s ee f f i c i e n c y se n h a n c e m e n ta n dt h e l o n g t e r m e n e r g y - s t r a t e g ya sw e l la st h ea l l e v i a t i o no fe n e r g y - s h o r t a g ei no u rc o u n t r y k e yw o r d s ：e n e r g ye f f i c i e n c y ；i n d e xd e c o m p o s i t i o na n a l y s i s ；e f f i c i e n c ye f f e c t i n d e x ；s t r u c t u r ee f f e c t i i i 硕f + 学位论文 插图索引 图2 12 0 0 7 年世界能源消费种类构成1 0 图2 21 9 5 3 2 0 0 6 我国能源消费种类构成1 2 图2 31 9 7 8 2 0 0 6 中国能源消费弹性系数1 4 v l 荩。j ：i d 、的中同t 业部门能源效率测度研究 附表索引 表2 1世界能源构成的变化9 表3 1 几种指数公式1 8 表3 2 几种分解模型一2 0 表4 11 9 9 8 2 0 0 6 年中国工业部门综合能耗强度分解计算结果一2 7 表4 21 9 9 8 2 0 0 6 年总能耗排名前五部门一2 8 表4 - 3高耗能五部门主要产品能耗强度2 8 表4 42 0 0 0 2 0 0 5 年五大部门能耗强度分解计算结果2 9 表4 52 0 0 0 2 0 0 5 中国工业部门能耗下降的结构效应与效率效应分解结果2 9 v l i 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法 律后果由本人承担。 作者签名：；z 淬在 日期：m p 年，月) 7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编 本学位论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密日。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：江泽红 刷磁锄芹磷 日期：硼p 日期：为0 7 年f ，月2 7 日 年j 1 月刁日 硕i j 学化沦丈 1 1 问题提出 第1 章绪论 能源是现代工业、现代文明的支撑和动力。改革开放三十年来，中国的经济 增长、社会进步取得的举世瞩目的成就，是与中国能源的强有力的支撑分不开的。 进入到2 1 世纪，随着工业化发展中后期产业结构的进一步调整，城市化建设的加 快推进，以汽车为代表的居民消费升级，中国经济毫无疑问会持续增长，但在经 济增长的同时我国对能源产品的需求将在相当长一段时期内保持旺盛势头。 近年来，由于国际油价的飞涨和国内高耗能工业的超常规发展，造成全国能 源价格的上涨并且出现了能源供应紧张现象，既给经济发展和人民生活造成了不 良影响，也因以煤为主的化石燃料的消费大量增长而形成了严峻的环境压力，提 高能源效率已经演变成为保障国家能源安全、维持经济发展和减轻环境污染的一 项重要战略举措。 党的十六届五中全会在“十一五”发展规划建议中提出：“在优化结构、提高效 益和降低消耗的基础上，实现2 0 1 0 年人均国内生产总值比2 0 0 0 年翻一番；资源 利用效率显著提高，单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末( 即2 0 0 5 年末) 降低 2 0 左右。把单位g d p 能源消耗( 或简称为能源强度) 降低2 0 左右作为建议 的重要约束性指标，是深入贯彻落实科学发展观，实现经济又好又快发展的重大 决策。这个量化指标，为我国的能源发展战略指明了方向。 从能源总量的角度来说，中国是能源资源比较丰富的国家，全国水力资源蕴 藏量6 8 亿千瓦，其中可开发量为3 7 9 亿千瓦，居世界首位；煤炭储量1 0 1 9 亿 吨，仅次于俄罗斯和美国，居世界第三位，石油和天然气的储量也很丰富。但是， 由于我国人口众多，人均资源非常贫乏，人均能源资源占有量不到世界平均水平 的一半，石油仅为十分之一。随着中国经济规模的不断扩大，中国能源的生产和 消费量越来越大，到目前为止中国已成为世界第二大能源生产国和第二大能源消 费国【l 】。而从能源结构分析，第二产业能源终端消费量按等价值计算占全社会消 费量的7 1 8 ，其中工业能源消费占社会消费量的7 0 左右，是能源消耗构成的 主要部分。所以，要实现“十一五”节能降耗的目标，以及实现我国能源与经济增 长的可持续发展，关键是实现工业部门的节能降耗目标。 目前国内外学术界研究领域主要集中在对中国整个经济体的能源效率提高及 节能减排的研究，且对效率( 技术) 节能和结构节能的作用( 对节能量或对能源强度 变化的贡献) 研究结论差异很大。近几年在不少国内外学者的研究中，以部门划分 蔡1 二i d a 的中同t 、f p 部门能源效率测度研究 为基础，计算节能的因素贡献份额，将得到部门能源强度贡献份额和部门结构贡 献份额定义为总能源强度变化的技术贡献与结构贡献，准确的说，这种划分是不 确切的。因为引起部门能源强度变化的主要因素有：产品的能源利用效率、产品 结构调整、产品附加值变化。而能源利用效率的变化是技术贡献，产品结构调整、 产品附加值变化与部门结构变化三者之和的节能是结构贡献的。而且，对宏观能 源效率的精确量化可以帮助决策者和政策制定者更加全面地了解一个国家或地区 内的能源利用情况，从而为评估能源政策的有效性提供了一个科学依据，进而制 定出更为有效的能源政策和战略决策。基于上述原因，选择正确的适合我国工业 部门能源效率测度与评价的方法，进而制定出有效的节能减排政策，非常必要。 1 2 国内外研究现状 一般说来能源强度变化的影响因素可以归因于以下两个方面，即结构因素和 技术因素。关于中国能源强度下降的原因，国内外学者的研究存在明显分歧，出 现了两种明显对立的主要观点：结构因素主导型和技术因素主导型【2 】，还有一种 是阶段分析型。 1 2 1 结构因素主导型 国外最早关于中国能源强度下降原因的研究出现于上世纪9 0 年代初期，这时 期的研究大都采用描述性统计的分析方法，研究结论显示中国能源强度下降的主 要原因是产业结构的调整，即从能源消耗高的行业向能源消耗低的行业转移【2 】。 如：卡姆巴热用描述性统计的方法分析了中国1 9 8 0 年至1 9 9 0 年国民收入和能源 消耗的关系，结果显示上世纪8 0 年代的中国，农业、制造业、建筑业、交通运输 业、服务业的国民经济中的比重变化不大，但一次能源消费比重下降，包括非物 质生产部门和商贸流通业在内的服务业比重则上升。文章认为中国能源节约主要 来自于工业结构变化，并认为其贡献率在7 0 左右。世界银行的一份报告也认为 3 5 4 5 的原因是因为产业结构调整，特别是服务业比重的上升。 国内研究出现较晚，始于上世纪9 0 年代后期，部分国内学者采用描述性统计 和回归分析的研究方法也得出了类似的结论。张宗成、周猛的研究显示，1 9 9 5 年 至2 0 0 0 年产业结构是中国能源消费弹性低的主要原因，除此之外，文章还认为经 济结构改革和能源结构变化也是影响我国能源消费弹性的主要因素【2 1 。类似的研 究还有一些，如：v a c l a v s m i l ( 1 9 9 0 ) 、路正南( 1 9 9 9 ) 、史丹( 1 9 9 9 ) 、蒋会荷( 2 0 0 4 ) 等也得出了相类似的结论。 1 2 2 技术因素主导型 在能源强度的研究中，因素分解法开始被广泛引入源于上世纪9 0 年代中后 2 硕f 学化论丈 期。应用此方法对中国能源强度研究的结论与最初的研究出现了明显分歧，即认 为技术进步是导致中国能源强度下降的主要原因。由于持类似观点的学者众多， 因此技术因素主导的观点成为主流。加巴西诺等采用基于投入产出表的因素分解 法，将决定能源强度的因素分解为技术进步、国内最终需求( 结构变化) 、进口结 构、能源进口水平和能源出口水平五方面，采用1 9 9 1 年至1 9 9 7 年的投入产出表， 分别对中国1 9 8 7 年至1 9 9 2 年原煤、原油、水电、电力和成品油的消耗强度进行 了分析。在其分析中，导致消耗强度下降的主要原因是技术进步，而其影响比例 均在4 0 至1 2 0 之间，其结构调整则是增加能源强度的因素。除此之外，文章 还认为能源密集型产品进口数量的增加也是导致能源强度下降的原因之一【2 】。这 方面的研究还有x l i n 和k r p o l e n s k e ( 1 9 9 5 ) 、j w s u n ( 1 9 9 8 ) 、z h o n g x i a n gz h a n g ( 2 0 0 1 ) 、x i a o y us h i 和k a r e nr p o l e n s k e ( 2 0 0 5 ) 、b h u ( 2 0 0 5 ) 、f i s h e r - v a n d e nk a r e n 等。 国内学者随后也利用因素分解分析法对国内能源强度进行了大量研究。比如： 周鸿、林凌使用能源使用效率( 单位能耗产生的增加值) 和产业能源消耗结构对中 国1 9 9 3 年至2 0 0 2 年工业能源消耗进行了分析。文章采用适用性加权迪氏因素分 解法( a d a p t i v ew e i g h i n gd i v i s i a 简称a w d ) 将工业能源消耗分解为产量效应、强度 效应和结构效应，其结果显示，1 9 9 3 年至2 0 0 2 年，中国工业能源消耗结构并没得 到优化，工业总能源使用效率提高主要是由于工业中部分行业能源使用效率提高 所推动的。韩智勇等通过因素分解法将能源强度变化分解为结构凶素和产业效率 因素，结果显示除1 9 8 9 年之外行业效率是导致我国能源强度下降的主因，而1 9 8 6 年之后的大部分年份中结构因素则是提高了能源强度，2 0 年间结构因素的累计份 额为1 7 6 ，产业效率的累计份额为1 0 1 7 ，其中第二产业效率提高贡献最为突 出。在此基础上，他们又在中国能源报告( 2 0 0 6 ) 一战略与政策研究中应用同 样的方法对工业能源强度变化进行了研究，结果显示：1 9 9 8 年至2 0 0 2 年间工业 能源强度变化份额中，结构份额和效率份额分别为1 8 7 和9 8 1 3 ，即工业能源 强度下降主要是工业内各行业能源效率提高的结果。王玉潜( 2 0 0 3 ) 、吴巧生 ( 2 0 0 6 ) 、齐志新( 2 0 0 6 ) 等也在相关研究中得出类似结论。 1 2 3 阶段分析型 除了上述观点之外，还有一种观点明确指出，改革开放以来我国能源强度下 降的原因分析应该分阶段来分析，在研究方法上使用的依然是因素分解法。史丹 将能源利用效率分为能源技术进步效率和能源经济效率，并认为技术进步效率可 持续，而经济效率会逐渐消失。文章明确指出，尽管1 9 9 0 年前产业结构明显降低 了能源强度，并通过其后续作用使得1 9 8 0 年至1 9 9 9 年能源强度下降，但1 9 9 5 年以后产业结构降低能源强度的作用逐渐消失，能源强度下降的主要原因是各产 幕。j ：i d a 的中闻t 业部门能源效j 字，测度硼f 究 业能源效率的提高，因此应该区别对待【2 】。 周勇、李廉水采用适应性迪氏分解法( a w d ) 考察了我国1 9 8 0 年至2 0 0 3 年能 源强度的变化，分析结果显示，1 9 8 1 年至1 9 9 0 年，产业结构和产业能源强度均 是导致能源强度下降的原因，而产业结构的贡献更为突出，贡献率为5 8 1 ；1 9 9 1 年至2 0 0 1 年，能源强度下降全部是由产业能源强度下降造成的，产业结构起到相 反的作用，2 0 0 2 年至2 0 0 3 年，产业结构和产业能源强度均导致能源强度上升， 我国能源强度也表现为连续上升的趋势。文章将此归结为产业结构、投资增长和 居民用能的增加1 2 j 。 1 3i d a 方法简介 目前，在分析我国能源强度变化的研究中，最常使用的方法包括指数分解分 析( i d a ) 法、描述性统计以及回归分析。描述性统计主要是通过对行业产出及 能源消耗数据进行分析，总结经济发展与能源消耗的变化趋势，从而得出影响能 源强度变化因素的定性结论，该方法虽然直观、易于理解，但分析相对较为简单， 而且不能得出定量的结论【2 】。回归分析通过建立能源强度与其影响因素之间的回 归方程，通过数据回归得出相应的结论。回归分析不仅可以得出定量的结论，而 且也能将更多的因素纳入到统一的框架中。但另一方面，回归分析虽然能得出各 种因素对能源强度量的影响程度，而对能源强度变化影响的说服力较弱，同时还 存在数据处理和回归方程选择等方面的问题【2 】。相比较而言，指数分解分析( i d a ) 法更为直观和简洁，该方法直接将能源强度变化分解，从而能够对影响能源强度 变化的因素进行定量分析，此外该方法数据处理也更为容易。因此，目前无论在 国外还是国内，因素分解法成为分析能源强度变化的主要工具。 i d a ( i n d e xd e c o m p o s i t i o na n a l y s i s ) 方法，全称指数分解分析方法。其实是 将统计学中的指数理论应用于能源效率的分解分析中，只要工业部门的能源和产 品数据可以在任意细分水平上可以得到，分解可以在不同公式组下进行。这种观 念类似于使用指数去研究物量和价格对总体商品消费变化的贡献的方法。对结构 变化影响的测度类似于物量指数，而部门能源强度则可以看成价格指数。不同的 指数构成了不同的指数分解分析方法。常用的指数分解分析法可以分成两类：由 拉氏指数导出的拉式分解分析方法族和由迪氏指数导出的迪氏分解分析方法族。 1 4 研究思路及总体框架 1 4 1 研究思路及创新点 本文的研究思路是：以指数理论为基础，构建基于指数分解分析的两阶段分 解分析模型，应用该模型对1 9 9 8 2 0 0 6 年中国工业部门能源强度进行分解分析， 4 硕i 学位论文 更精确的计算出结构效应和效率效应对能源强度下降的贡献额度，并计算出相应 结构效应指数和强度效应指数，该指数可为国内能源效率评价体系的构建起到基 础理论的作用，并可为各地工业部门能源效率测度和评价以及能源政策的制定起 到理论指导作用。 1 4 2 总体框架 本文各章节的内容如下： 第一章、绪论。本章主要阐述：研究课题的提出和意义、国内外研究现状、 研究思路及总体框架等，对本文的大致研究内容进行概括性的描述。 第二章、能源消费现状和趋势及我国能源利用效率的现状分析。本章主要世 界以及中国能源消费总量、消费结构、单位能耗产值、能源消费弹性系数等的现 状和趋势进行了分析。 第三章、我国工业部门能源效率的i d a 测度方法研究。本章主要介绍相关指 数理论、指数分解分析方法，并建立了两阶段能源效率测度模型，为下一章的实 证部分打下理论基础。 第四章、对中国工业部门能源效率测度的实证分析。本章主要根据两阶段能 源效率测度模型对1 9 9 8 2 0 0 6 年中国工业部门能源效率变化进行了测度。 第五章、能源效率变化探讨及政策建议。根据实证结果结合相应的经济学理 论对陟源效率的变化进行了探讨并给出政策建议。最后，是结论部分。 5 基于i d a 的中困t 业部门能源效半测度研究 第2 章能源消费现状和趋势及我国能源利用效率的 现状分析 能源是人类社会发展的重要基础资源。但由于世界能源资源产地与能源消费 中心相距较远，特别是随着世界经济的发展、世界人口的剧增和人民生活水平的 不断提高，世界能源需求量持续增大，由此导致对能源资源的争夺日趋激烈、环 境污染加重和环保压力加大。在世界能源紧缺的大坏境下，中国作为世界大家庭 的一员，自然也不能独善其身，近几年我国出现的“油荒”、“煤荒”和“电荒”的“三 慌”现象固然与我国经济高速发展，能源需求量加大有关，但与世界化石能源紧缺， 能源价格上涨是分不开的。前一阶段国际市场超过1 0 0 美元桶的高油价更是加重 了人们对能源危机的担心，促使我们更加关注世界和我国能源的供需现状和趋势， 更加关注我国能源使用效率的现状，也更加关注中国的能源供应安全问题。 2 1 世界能源消费现状和趋势 2 1 1 世界能源消费总量分析 据美国能源部能源情报署国际能源展望2 0 0 4 ) ) 基准状态预测，全球能源消 费总量将从2 0 0 1 年的1 0 2 4 亿吨油当量增加到2 0 2 5 年1 6 2 亿吨油当量，世界能 源消费在2 0 0 1 2 0 2 5 年将增加5 4 。日本、欧盟等能源机构预计，全球能源消费 峰值将出现在2 0 2 0 2 0 3 0 年。全球化石能源的枯竭是不可避免的，将在本世纪内 基本开采殆尽。b p 世界能源统计2 0 0 6 ) 的数据表明，全球石油探明储量可供生 产4 0 多年，天然气和煤炭则分别可以供应6 5 年和1 5 5 年。国际能源署2 0 0 5 年分 析认为，勤2 0 3 0 年世界能源需求将增长6 0 ，届时仍将有“足够”的资源可满足需 求。同时指出，二氧化碳排放也将增多，减排温室气体是一个严峻的挑战。 国际能源署认为，中东将增加投资以扩增常规石油资源产能，非常规石油资 源如油砂等将得到加快开发利用，氢能将有少量应用，可再生能源将有更大发展 潜力。到2 0 3 0 年，替代能源尤其是可再生能源，不仅将成为不可或缺的重要能源， 而且将成为降低温室气体排放的重要举措。作为全球能源市场日趋重要的一个组 成部分，目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的1 3 6 ，世界能源消费将 越来越向中国和亚太地区聚集。 从现在全世界的能源消费分布来讲，主要集中在发达国家以及少数后发的工 业化国家。比如说全世界人口现在大约已经达到6 5 亿，发达国家包括原来的前苏 6 硕i 学位论文 联这些国家，已经实现工业化的国家的人口大约是1 4 亿多一点，但是这1 4 亿人 却消费了世界能源总量的6 5 5 ，石油的6 6 、天然气的7 5 4 、核能9 3 8 。 也就是全世界能源的三分之二被不到2 0 的发达国家这些人口所消费。 从地区上来看，能源消费目前大约是分了三个消费中心。一个是北美，以美 国为主、加拿大，北美地区大约消费全实际的能源的3 0 左右；第二个是欧洲， 包括前苏联，俄罗斯现在这些国家，大约也占世界能源消费的3 0 左右，第三个 消费中心就是现在的亚洲太平洋地区，包括中国、日本以及印度这些国家，加起 来亚太地区消费的世界能源的3 0 左右。从2 0 0 4 年开始，亚太地区的能源消费 已经超过北美，欧洲，成为世界上最大的能源消费地区。至于非洲和中南美( 洲) 能源消费水平就非常低了。 发达国家人均的能源消费，目前是在4 5 吨标准油以上。而且发达国家基本 实现了能源结构的优质化( 发展中国家大约平均人均消费的能源是不到0 7 吨标 准油，发展中国家人均能源消费是发达国家的六分之一不到) 。从发达国家的能源 消耗部门分布来看，由于他们已经实现工业化，服务业也比较发达，所以在他们 的能源消费里头，一般工业的能源消费仅占3 0 左右，交通运输用的能源占3 0 ， 在建筑物用的能源占到4 0 ，所以交通和建筑物用能大约占7 0 ，这个结构是工 业化国家已经普遍都达到的一个水平。 2 1 2 能源消费结构概念、特点及其影响因素 能源消费结构，又称能源消费构成，通常包括两种类型，即能源消费种类构 成和能源消费部门构成。前者指一个国家或地区在一定时期内( 通常为一年) 所消 费的各类一次能源( 煤、石油、天然气、水电等) 数量占该时期所消费能源总量的 比重；而后者是指一个国家或地区国民经济各部门在一定时期内( 通常为一年) 所 消费的一次能源数量占总能源消费量的比重【。能源消费种类构成各个国家在统 计时较为一致，便于比较研究，而能源消费部门构成各个国家在统计时有些差别。 我国通常划分为三个一级部门，即物质生产部门、非物质生产部门和生活消费。 物质生产部门中有五个二级部门，即农业( 农、林、牧、渔和水力业) ，工业，建 筑业，交通运输、仓储和邮政业以及批发、零售业( 可看成是商业) 和住宿餐饮业。 生活消费包括城镇居民生活和农村居民生活消费两个二级部门。而美国部门统计 时划分为四个部门，即工业、交通运输业、商业和居民生活。能源消费部门结构 与社会经济结构和产业结构是密切相关的。理论上分析大致有如下规律：农业社 会时期能源消费中农业占很大比重；1 9 世纪产业革命促进工业的迅速发展，使能 源消费中工业所占比重迅速上升，因此在工业社会时期能源消费以工业为主，从 世界范围看，目前工业在能源消费中占绝对优势。随着经济的发展和人民生活水 平的提高，社会向信息时代的转变，农业用能和工业用能的比重将逐步下降，商 7 堆于i d a 的中同t 、i k 部门能源效j 年，测度研究 业和交通运输业及生活用能的比重将逐步上升。同样，由于各国的政策、产业结 构、经济水平、资源禀赋等条件的不同，能源消费部门结构演变状态和速率存在 一些差异。 2 1 3 世界能源消费结构历史与现状 能源的丌发利用与生产力发展水平相适应，能源消费结构的变化也是生产力 发展的一个重要标志。能源生产结构与消费结构基本是吻合的。随着生产力的发 展和科学技术的进步，人类在能源消费上经历了三个阶段，目前正蕴酿走向第四 阶段。在整个前资本主义时期，生产力不发达，人力和畜力是主要生产动力，木 柴等在能源消费中居首位，被称为能源的“木柴时代”。以蒸汽机为标志的1 8 世纪 的资产阶级产业革命促进了煤炭的大规模使用，大约经过一个多世纪的发展，到 1 9 世纪7 0 年代，煤炭在世界能源消费结构中占2 4 ，之后电力开始进入社会经 济各个领域，对煤炭的需求量猛增，到2 0 世纪初达9 5 ，取代木柴成为主要能 源，进入了能源的“煤炭时代”，完成了世界能源消费结构的第一次重大变革。一 直持续到本世纪5 0 年代未、6 0 年代初，煤炭还占消费总量的1 2 以上。早在2 0 世纪初，内燃机问世，汽车、飞机制造业兴起，各工业部门和运输业相继采用石 油为燃料的动力装置，一些新型军事装置也广泛应用石油为动力，致使石油消费 量显著增加。第二次世界大战后，6 0 年代初，石油( 气) 产量与消费量超过煤炭， 世界能源迈入了“石油时代”( 中期石油多于煤炭) 。结构迅速砖换的主要原因：一 是石油产量的增加。第二次世界大战后，新的特大油田的不断发现，科学技术的 发展，勘探能力的提高，使大陆架和海底石油的开发成为可能。新油田多分布在 以西亚地区为代表的亚非拉发展中国家。独立后适应民族经济发展的需要，大力 开采石油，增加出口换取外汇收入。因此，石油产量迅速增加。二是石油自身条 件优越，可燃性强，单位热量高( 比煤炭约高一倍) ，利用价值大；石油开采条件 好，费用低，按热量计算，石油成本只等于煤炭的1 3 ；又便于运输，陆上管道 与海上油轮，既方便又便宜。这些都为满足世界石油消费量巨量增长提供了有利。 条件，并为石油取代煤炭提供现实的可能性。三是国际石油垄断组织为了从亚非 拉地区掠夺大量廉价石油，控制了石油贸易，压低国际石油价格，使石油价格比 煤炭便宜一半。于是主要资本主义国家纷纷弃煤用油。从而加速了石油取代煤炭 的进程。当然煤炭开采条件日益恶化也是一个因素。6 0 年代以来，结构变化总的 特点是：煤炭基本呈下降趋势，油( 气) 在7 0 年代中期高达6 5 。9 0 年代煤炭 略有回升，石油微降，天然气、水电、核电一直持续缓增。其主要原因：7 0 年代 中后期的两次石油危机，两伊战争、海湾战争等影响国际市场石油供应锐减，许 多国家为摆脱石油危机，加速发展新能源，重新启用煤炭，以及节能措施等。进 入2 l 世纪，由于世界化石资源的紧缺及对环境问题的持续关注，各国对三大化石 硕i j 学化论丈 资源的消耗呈下降趋势，转而对水电、核电等清洁、可再生能源的消费大幅上升。 煤炭的使用量世界各国能源消费结构是有差异的。影响世界各国能源消费结构变 化的因素；一是取决于经济发展与生产力发展水平；二是能源资源条件。如5 0 年代中期，美国成为世界第一个以油气为首位能源的国家( 油气占6 9 ) 。r 本 能源贫乏，6 0 年代中期实现转换( 现占6 9 8 ) 。而煤炭资源丰富国家的进程迟 缓，如前联邦德国、法国、英国到6 0 年代末，7 0 年代初才相继以油气为主要能 源，至今有的国家仍以煤炭为主，如中国( 占8 1 2 ) 、波兰( 占8 0 2 ) 、印度 ( 占6 7 9 ) 等。今后能源消费结构变化的趋势，从长远看，将从传统的矿物燃 料( 煤、油、气等) 转化可再生能源( 太阳能、核聚变能、生物质能等) 为基础 的持久能源系统。在转换的过渡时期，仍以油气为主，煤炭、核能、新能源的比 重可望有所提高，将是能源的“多极化时代”。完成转换需用半个到一个世纪。 表2 1世界能源构成的变化 综观世界主要国家的能源结构特点，不难发现如下规律：一个国家的能源消费 结构特点一般要取决于该国资源禀赋、能源战略、经济和科技发展等因素。以下 数据根据b p 世界能源统计2 0 0 8 年6 月( b ps t a t i s t i c a lr e v i e wo f w o r l de n e r g y j u n e2 0 0 8 ) 计算得出( 2 0 0 7 年数据) 。 石油消费比重较大的国家，主要是发达国家( e u r o p e a nu n i o na n do e c d ) ，其 石油在消费结构中所占比重平均大约为4 0 4 ，其中美国为3 9 9 ，日本4 4 2 ， 德国3 6 2 ，法国3 5 8 ，英国3 6 2 ，加拿大3 1 8 ，意大利4 6 4 ，澳大利亚 4 1 5 ，另外，石油主产区的国家( m i d d l ee a s ta n d a f r i c a ) 石油消费比重也较高， 如：伊朗为4 2 1 ，科威特为5 5 3 ，阿尔及利亚为3 4 5 ，埃及为4 8 4 。同样 道理，在能源消费中以煤为主的国家主要是煤炭资源丰富的国家，南非、中国、 波兰、印度、澳大利亚、哈萨克斯坦等国的煤炭消费比重分别为7 6 5 、6 7 8 、 6 2 5 、印度5 4 7 、5 4 9 、5 5 5 。而天然气资源丰富的国家中，天然气在消 费结构中所占的比例比较高，如俄罗斯为5 4 5 ，伊朗5 5 o ，沙特4 3 1 ，英国 4 0 1 。在煤油气能源缺乏的国家，根据自身特点大力发展核电及水电等可再生 9 些坚! ：尘：些坚：! 些：尘i 能源，其_ 卜_ 核能所，】能源消费比重最高的是法幽，大约为3 88 ，其次足韩幽和 h 奉，分别为1 45 和1 28 ，水电jr 发较好的目家有：巴西水电【能源消费总 量的3 94 ， i l 拿大为2 57 。 从t j ：界能源消费种类构成看如图l ，煤炭占2 86 ，石油占3 56 ，大然气占 2 38 ，水电和核电占1 2o a i ，。发达田客一般来蜕，“油和天然7l 的比重较人， 发展中同家煤炭所- 比重较凡，打油和天然气的比重较小。 图212 0 0 7 年世界能源消费种类构成 从能源消费部门构成来看，就全球平均来| 兑，次能源消费总量的丌分之四 十儿左右用于丁业，百分之= f 几h j 于商业活动和家庭，可分之一i - ) l 左右用于 交通运输。发达国家的工业能源消费比重较小，一般低于4 0 ，q - 活、交通运输 和商、所占比重较高。而发展中国家和地区丌好相反，工业能源消费占绝对优势 一般高于5 0 ，向生活、交通运输和商业消费量所占比重较低。 22 中国的能源消费概况 改革开放3 0 年来，中国的能源支持了崮民经济的持续快速发展，这是个基 本情况。同时。也存在两个问题：( 1 ) 人均能源资源少，供需矛盾突出。中国能 源资源总量较为丰富，但结构不尽理想：煤炭资源较丰富，探明储量不足：石油 资源不足，勘察和丌发利用难度较大；天然气和煤层气资源较丰富，但勘探不足， 开发潜力人。中国人口众多，占世界人口的2 1 ，能源资源人均探明储量相对较 少，煤、右油、天然气分别只有世界平均值的5 6 、1 1 和4 6 。中国的煤炭 资源可以满足较长期需求，而石油和天然气资源则需要以国外资源作为重要补充， 才能满足当前和长远的需求。中国是世界能源人国，一次能源的f 产和消费均肼 世界前列，但人均能源消费水平还很低。1 9 7 8 年中国改革开放以来，能源消费不 硕f 学f 0 论炙 断增长，1 9 9 2 年开始，中国能源消费量超过了能源生产量，能源自给率不断下降， 成为世界第二能源消费大国。中国石油1 9 8 5 年曾净出口石油3 ，5 4 0 万吨，从1 9 9 3 年开始转为净进口，2 0 0 6 年净进口石油近2 亿吨，约占需求的二分之一，而且未 来缺口还将进一步扩大。中国未来的经济增长目标是，g d p 到2 0 2 0 年将比2 0 0 0 年翻两番，基本实现工业化。专家估计，能源消费应比2 0 0 0 年的1 3 6 亿吨标准 煤翻一番多，才能保证实现g d p 翻两番的目标。由于近年来经济社会发展步伐加 快，2 0 0 7 年一次能源消费已经达到2 5 7 亿吨标准煤，上述预测中2 0 1 0 年的需求 目标可能提前实现。中国未来能源供给满足需求的任务很重。( 2 ) 能耗强度高，效 率低，污染严重。近3 0 年来，中国在提高能源利用效率方面取得了显著成绩。1 9 9 5 年至2 0 0 7 年间，单位g d p 的能源消耗强度下降了8 4 7 ，能源利用效率大幅提 高。尽管如此，由于迅速工业化阶段的产业结构和以煤炭为主的能源结构，以及 技术落后和管理不善等原因，中国与先进国家相比还有很大差距。中国产业生产 和居民生活中大量使用高耗能的落后技术和产品。中国现有的近4 0 0 亿平方米建 筑中，9 9 属于高能耗建筑，新建筑中，9 5 以上的仍然是高消费建筑，单位建 筑面积的采暖能耗为同纬度发达国家的2 到3 倍；中国发电、冶金、建材、化工、 交通等产业消耗全部一次能源的8 0 左右，单位产品能耗平均高于国际先进水平 2 0 一3 0 。中国能源利用效率比发达国家低很多。能源综合利用效率为3 2 ， 能源系统总效率为9 3 ，只有发达国家的5 0 左右，其中资源开采回收率3 2 ， 能源使用效率为3 3 4 ，比国际水平低1 0 左右。此外，以煤为主的能源结构造 成大量污染排放，二氧化碳和二氧化硫排放量分别居世界第一位和第二位，必须 在发展的同时，下大力控制排放。因此，从2 0 世纪末到2 l 世纪初，中国能源发 展发生了3 个基本变化：1 ) 从供大于求，变为求大于供；2 ) 从国内自给自足、 略有出口，变为国内为主，加强国际合作；3 ) 从依赖自然资源，变为更加依赖先 进技术。 2 2 1 中国能源消费结构及其变化 中国是煤炭资源比较丰富的国家，从能源消费结构来看，煤炭依然在中国能源 消费总量中占主导地位。如图2 2 所示。建国初期，中国煤炭消费量占一次能源 消费总量的9 0 以上，随着中国石油天然气工业和水电事业的发展，煤炭消费比 例有所下降。与2 0 0 5 年相比，2 0 0 6 年全国能源消费总量2 4 6 亿吨，比上年增长 9 3 ；其中，煤炭消费量2 1 4 亿吨，增长1 0 6 ；原油3 o 亿吨，增长2 1 ；天 然气5 0 0 亿立方米，增长2 0 6 ；水电40 1 0 亿千瓦小时，增长1 3 4 ；核电5 2 3 亿千瓦小时，增长3 7 。从整体上看，中国的能源消费基本形成以煤为基础、多