我国主要工业行业能源消费情况与节能减排潜力研究

1、我国主要工业行业能源消费情况与节能减排潜力研究10(3) 阐述我国主要工业行业的能源消费情况和污染物排放情况？通过各行业横向比较研究各行业的节能和减排潜力，研究如何实现各行业的均衡发展？姓名: 曾文亮 学号: 年级: 2013 专业: 动力工程 导师: 2013-11-03我国主要工业行业能源消费情况与节能减排潜力研究曾文亮 21328109 动力工程（一）引言改革开放30多年以来，令人瞩目的经济增长给许多部门带来了巨大变化，能源部门也不例外。能源部门以相对低的成本且总体充足的能源供给支撑了经济的快速发展，在此过程中形成了世界上最大的煤炭工业、世界第二的石油市场和年发电增幅居世界前列的电力行业

2、。而工业部门的能源消费一直占据全国总能源消费的70 左右1。而在工业部门内部，能源消费又明显集中于以制造业为中心的高耗能行业。根据中国能源统计年鉴提供的资料进行计算分析，自上世纪90年代中期以来，能耗排名前10位的产业依次为：黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制造、化学原料及制品制造、石油加工及炼焦、有色金属冶炼及压延加工业、电力蒸汽热水生产、煤炭采选、石油加工和天然气开采、纺织、造纸等10个高耗能行业。国内的需求和工业产值决定了能源消耗量在不同行业的分布，能量的消耗和产业结构又决定了行业的能耗和排放，研究工业中不同行业的能源消耗分布和排放对优化产业结构和节能减排有着重要的导向作用。（二）工

3、业行业能源消费情况自1995年以来，这l0个行业能源消费占能源消费总量的567，从工业行业内部结构看则占能源消费量的816。其中，黑色金属冶炼及压延加工业占2017，化学原料及制品制造业占15，这些行业能源消费变动对总能耗变动起着决定性作用。而同期这10个行业增加值却只贡献了工业增加值的4434，贡献了工业总产值的4410，贡献了GDP的4634。2006年这10个行业增加值占全部工业增加值的4766，能源消费量却占能源消费总量的5911，占工业部门能源消费的83112。因此，研究10个高耗能行业能源消费的变动特征，就可以基本把握整个工业部门能源调整的方向。对于工业能源消费，从中国能源统计年鉴

4、上可以获得标准煤消费数据、煤炭消费数据和电力消费这3个最主要的能源消费数据，其中标准煤代表工业总能源消费，煤炭消费代表工业能源消费的煤炭实物消费量，电力消费代表工业能源消费的电力消费量。图1是工业2006-2011年的能源消费总量。从图1中可以看出随着国家GDP的增加工业产值随之提高，所需的能源也大幅提高。标准煤从2006年的184845.45万吨增加为246440.96万吨，增加了33.25%，电力消费从21267.74亿千瓦时增加到34691.55万吨，增加了63.12%，说明工业用电大幅提升，但是目前国内工业用电主要是火力发电，因而对环境会造成影响，工业煤炭实际用量从238510.2万吨

5、增加至326320万吨，增幅为63.12%。工业煤燃烧是造成雾霾天气，酸雨和气候变暖等恶劣天气的主要原因。图1 工业能源消费总量随时间变化曲线为了探究工业对环境的影响和节能减排的潜力，以下给出了工业主要行业的能源消费量。从近十年的统计数据来看，我国的能源消费进一步向工业部门集中，工业能源消费占全国总能源消费的70左右，这表明工业能源消费一直是我国能源消费的主体。而重工业比重从1978年的569增长到2006年的695 ，我国工业结构的不断重型化导致了能源消费激增，如果任其发展则势必会对能源供求造成威胁。对1994年以来工业部门能耗情况统计发现，能耗排名前l0的行业能源消耗占据了工业能源消耗的8

6、0以上，其中最主要的是重工业，尤其是黑色金属冶炼，仅此行业就占据了将近20的比重，而该行业从1994年以来，能源效率基本没有变化。从表1可以看出2011年按照发电耗煤计算法分析采掘业消耗16072.88万吨标准煤，占据6.93%，制造业消耗200155.58万吨标准煤占工业耗能的86.3%，占据了大部分能源消耗，而电力，煤气及水生产和供应业消耗15734.78万吨标准煤，占工业消耗的6.77%，大部分能源流向制造业，而这些能源又集中消耗在黑色金属冶炼及压延加工业，化学原料及制品制造业，非金属矿物制品业，石油加工及炼焦业和有色金属冶炼及压延加工业。表1 工业分行业能源消费总量（单位：万吨标准煤）

7、行业200620072008200920102011工业消费总量184945.5200531.4209302.2219197.2232018.8246441黑色金属冶炼及压延加工业44729.9250185.5351862.9256404.3757533.7158896.58化学原料及制品制造业25995.3628621.1628961.1328964.0731353.9334713.14非金属矿物制品业22637.6423111.6625460.5226882.2827473.2430014.96石油加工及炼焦业12498.7213445.313747.0115328.2916044.661

8、7057.01电力蒸汽热水生产供应业18004.1218892.2718676.4819574.8622584.1124372.14有色金属冶炼及压延加工业8861.8310867.6111287.9911401.3712841.4513991.13煤矿采选业7672.98269.889356.1710206.5510574.4311566.47石油加工和天然气开采业3586.793651.264210.043945.94057.553934.36纺织业6108.596528.36396.386251.016204.536269.05造纸及制造业3791.563643.363998.65410

9、1003961.923983.51表2是姜磊等人1对29工业部门的研究，其中其余10个工业部门为非金属矿采选业、其他采矿业、工艺品及其他制造业、废弃资源和废旧材料回收加工业；6个垄断性行业，即石油和天然气开采业、烟草制品业、石油加工炼焦业、电力热力生产供应业、燃气生产供应业及水的生产供应业。煤炭一直是中国能源消费的主要来源。第二产业的煤炭消费占据了绝大部分的比重，其中工业部门又是煤炭消费的主体，其消费比重从1994年的855一直攀升到2007年的9483 。煤炭作为工业能源的主要形式，虽然占据比重较高，但其终端消费中所占比重从1994年的3345一直处于下降态势，到2007年仅为l941。换言

10、之，大部分的煤炭流向了电力生产和供应等部门，煤炭转化为二次能源中的电力成为了大部分工业部门的主要能源形式。从统计数据来看，工业电力消费占据电力生产的7166-7641之间，其作为终端能源，工业消费占据了65到69。这说明，我国工业除了电力生产和供应业、黑色金属冶炼及压延加工业等部门，大部表2 部门煤炭消费的比重1分行业的能源消费类型主要以电力为主。中国能源效率的提高得益于工业能源利用效率的提高，而工业能源效率提高的一个重要途径无疑是提高电能占工业终端能源的比重，这当然需要结合具体行业的实际情况来制定措施，努力提高电力弹性较高行业的电能所占终端能源的比重。中国社会科学院2008年出版的中国能源发

11、展报告(2008)蓝皮书指出，在未来较长时期内，火力发电在中国电源结构中仍将占较高比重。这不仅是电源本身发展的需要，也是综合发挥中国能源资源效率、提高经济与总体环保效益的最好选择 3。刘畅(2008)等4的研究也表明，我国工业中的高、中能源消耗强度较高的工业行业再生产过程中使用电力、石油等效率较高的能源替代能源效率较低的煤炭有利于最终能源效率的提高。我国能源消费种类中石油、天然气及一次电力(核电、水电等)比重逐步上升，这说明我国能源结构不合理的现象在逐渐调整，但煤炭作为中国能源消费的主要形式在很长的一段时问内是不会发生较大改变的。由于煤炭在开采加工利用过程中对环境的污染越来越严重，因此我国必须

12、加快研发符合我国国情的洁净煤技术(CCT)，减少污染排放，提高煤炭利用效率。煤炭消费在终端消费中所占比重不断下降，大部分流向了电力生产和供应等部门(见表2)，煤炭转化为二次能源中的电力成为大部分工业部门的主要能源形式。煤炭在工业能源消费结构中比重不断下降。实际上，由历年统计数据我们可以获知，中国能源产量自1978年以来就不断上升，煤炭所占比重也不断提高，煤炭产量基本满足了工业需求。整个工业而言，能源结构不合理这一总体趋势虽变化不大，但是在大部分工业部门中已经有所改观。（三）工业行业的污染经济发展与工业污染相联系的一个重要指标，就是单位产值的工业污染排放强度。 不同的工业行业污染排放有很大的差异

13、， 为了比较分析工业各行业的污染排放差异， 利用2003 年中国工业各行业污染排放和总产值数据（其具体数据均是按当年价格计算），计算出工业各行业的污染排放强度，其结果如表3所示5。污染排放强度=污染排放量/工业总产值 (1)从表3中可以看出，工业各行业污染排放强度差异大，工业废气排放强度前5 位为：电力蒸汽热水生产供应业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、黑色金属矿采选业；工业废水排放强度前5 位为：造纸及纸制品业、有色金属矿采选业、黑色金属矿采选业、化学原料及制品制造业、化学纤维制造业；工业固体废弃物排放强度前5位为：黑色金属矿采选业、有色金属矿采选业、煤

14、炭采选业、电力蒸汽热水生产供应业、石油加工及炼焦业。工业污染与工业产业结构和工业规模有很大的关系。一方面，不同的工业行业污染轻重有很大的差异，也即污染排放强度不同。另一方面，工业规模大小的不同其污染排放也有很大差异，因此工业污染排放不仅与工业产业结构密切相关，还与工业规模有关。把工业污染排放纵向变化分为规模效应和结构效应。,尽管从1997年到2003 年，工业产业结构的变化降低了工业污染的排放，但由于我国工业规模的增大所导致的工业污染排放增加大于工业产业结构的变化导致工业污染的排放的减少，因此我国整体工业污染排放是在增加。表3 工业各行业污染排放强度（四）工业行业的节能减排“十一五”期间，我国

15、以能源消费年均6.6%的增速支撑了国民经济年均11.2%的增长，能源消费弹性系数由“十五”时期的1.04下降到0.59，节约能源6.3亿吨标准煤。“十二五”期间节能减排目标是到2015年，全国万元国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤（按2005年价格计算），比2010年的1.034吨标准煤下降16%（比2005年的1.276吨标准煤下降32%）。“十二五”期间，实现节约能源6.7亿吨标准煤。2015年，全国化学需氧量和二氧化硫排放总量分别控制在2347.6万吨、2086.4万吨，比2010年的2551.7万吨、2267.8万吨各减少8%，分别新增削减能力601万吨、654万吨；全国氨氮和氮

16、氧化物排放总量分别控制在238万吨、2046.2万吨，比2010年的264.4万吨、2273.6万吨各减少10%，分别新增削减能力69万吨、794万吨，可以看出节能减排压力巨大。（1） 中国选择高速增长发展模式的动力主要来自提高行业就业吸收能力，同时，也在近年导向于摊平能耗和排放，但却出现了完全相反的产业变动趋势，越来越大比例的产业呈现排除就业的资本密集型和倾向于高能耗、高排放型。（2） 工业能耗与排放的非对称性。如果以能耗与排放两类分组，出现了明显的高低能耗与排放的行业交叉现象。属高能耗和低排放组的行业有：计算机通信业、金属制品业、塑料制品业、电气机械制造业和通用设备制造业。这些行业的重要特

17、征是：能耗总量水平均很高，而能源消费结构中煤、原油、天然气的比重较小，其他排放量小或不排放的电力、热力消费较多，是二次能源消耗产业。属高排放和低能耗组的行业有：燃气生产供应业、饮料制造业、医药制造业、化纤制造业和食品制造业。此类行业则能耗总量水平较低，但其中煤、天然气和原油比重较大，尤其是排放系数高的煤使用量相对较大，因此其排放量相对较大，是一次能源消耗产业。因此，我们将其概括为工业部门节能和减排的非对称性。图2 基于行业分组的CO2 的排放强度走势（1994-2009年）图3 基于行业分组的能耗强度走势（1994-2009年）6（3） 工业能耗排放总体呈下降趋势，但2003年后出现传统产业复

18、苏趋向。传统上，以资本与劳动力使用量上来界定重工业与轻工业，加入能耗与排放指标后，重工业有着高能耗与高排放产业特征，轻工业有着低能耗与低排放特征，重与轻的区别是能耗与排放程度上的差别。通过对1994 2009年平均能耗与排放强度进行排序发现：重工业的CO2排放强度大、轻工业较小，能耗强度排序也表现出类似特征，不同行业的能耗排放强度动态变化趋势迥异。如图2和图3所示，能耗强度与CO2排放强度走势在各组的表现各不相同。1994 2009年，低能耗与低排放强度的行业能耗和排放强度呈不断下降的趋势；1999年以前下降速度较快，随着总体强度水平的不断降低，1999年后下降速度减慢。高能耗与高排放强度的行

19、业则表现为波动下降趋势，即总体趋势是下降的，但期间上升和下降间隔出现。具体而言，重化工行业在一些年份甚至出现强度剧烈上升趋势，比如石油加工业的CO2排放强度一直水平波动，在2003年以后还出现两次急剧上升；石油开采业的能耗强度则在2003年与2008年出现剧烈攀升。整体上，高能耗与高排放组2003年前后其强度上升和下降波动频繁，这与我国2003年再度重化工业化趋势有关。一方面，说明中国重化工业重新启动促使我国总体能耗和排放强度攀升；另一方面，说明我国重新重工业化没有质的变化，只是单纯的数量型扩张，是传统产业的再度复苏，缺少新型工业化产业导向，与世界产业发展趋势背道而驰6。技术进步对工业层面的节

20、能有着重要作用，从各类工业看，首先，森林工业、造纸工业、冶金工业以及纺织工业的科技进步的贡献均小于或接近于纯技术进步效率的贡献，说明这类工业在1994 2009年期间的管理创新、组织优化、结构调整等对促进能耗强度下降具有积极作用。而科技进步对能耗强度下降的作用较小，表明这类行业的科技创新活动较少、科研投入力度不够，需要进一步提高研发投入比重，提升科技进步对促进能耗下降的贡献。其次，煤炭工业、石油工业、机械工业的科技进步的贡献大大高于纯技术进步效率的贡献，表明这类工业科技投入较大，科技进步提升速度快。1994 2009年期间，中国能源科技投入力度加大，能源装备研发、设计与制造、能源加工与转换技术

21、等取得了长足发展，能源科技的进步成为行业发展、节能减排的重要支撑与手段。与上述两类行业不同的是，机械工业包含的子类行业具有科技含量高、能耗强度低的特征。测算数据表明，在所有9类工业中，机械工业的科技进步指数（1.084）最高。同时，36个行业中，能耗强度最低的3个行业均属于机械工业大类。因此，机械工业的科技进步对节能的贡献较大；但是由于行业本身的能耗强度已经很低，因此节能空间较小，实证上表现为它们各自系数相对较小。最后，化学工业和食品工业的科技进步系数大于纯技术进步系数，但小于规模效率系数。这两类工业属于能耗强度高，技术进步慢的行业，实证结果显示出它们在1994 2009年通过企业规模扩张，结

22、构调整有效地降低了能耗强度，相对而言科技创新投入不够、管理粗放，化学工业和食品工业走的仍是一条数量扩张、粗放型的传统发展道路。从各类工业来看，能源消费碳强度、科技进步、纯技术效率、规模效率对CO2排放强度影响效应各不相同，表现出较明显的行业异质性特征。此处，我们重点分析能源消费结构对减排的影响以及技术进步对减排与节能影响的非对称影响。首先，能源消费碳强度系数较大的3个行业依次是煤炭工业、纺织工业、化学工业；这些行业在1994 2009年，能源消费碳强度的下降将极大地降低CO2排放强度。从排放强度排序中，我们可以看到，此类行业都是CO2排放强度较大的行业。而且，这类行业一次能源消费中排放量大的煤炭比例都相对较高，无排放的电力消费比例较低。以2009年为例，整个工业行业终端能源消费量中，原煤与电力比例1.52:1，而煤