中国各地区能源强度差异的因素分解，次的结构

内容摘要：本文从各地区产业结构和分行业能源强度两个方面对中国地区能源强度的差异进行了分解，发现在大多数地区，行业能源强度的差别是决定能源强度差异的主要因素，但产业结构对地区能源强度的差异也有很大影响；能源强度高的地区，其主要影响因素各不相同，相应的节能潜力和节能难度也各不相同，因此制定节能减排目标时需要考虑到地区差别，以尽量减少节能的成本。

　关键词：能源强度，因素分解，地区差异

　在促进经济增长的同时，不断提高资源利用效率，特别是降低单位国内生产总值能源强度是我国“十一五”规划中提出的一个重要目标，也是实现更长时期内经济可持续发展的重要保证。由于中国区域发展的巨大不平衡性，在推进各地区普遍提高资源利用效率的同时，需要根据各地区不同特点制定不同的节能目标，以尽可能减少节能成本，降低对经济的不利影响，这就必须要对各地区能源强度的状况及其决定因素进行深入分析，以便采取有针对性的措施。

　一、各地区能源强度存在较大差异

　能源强度也即单位国内生产总值(或总产值)的能源消耗量，是反映国民经济对能源生产利用效率的变量指标。由于各地区资源禀赋、产业结构不同，其能源强度差别很大。例如，2006年全国的能源消耗强度为1.206吨标准煤/万元GDP(按2005年不变价计算)。单位GDP能耗最低的北京市为0.76，最高的宁夏为4.1，能源消耗强度最高值和最低值之比高达5.4(图1)。

　从地区间横向比较看，影响能源强度的因素主要有三个方面：价格水平、产业结构和行业能源强度。从价格水平看，往往一个地区的经济发展水平越高，其物价水平也较高，因此按照名义GDP计算的能源强度会较低；从产业结构看，如果一个地区的高耗能产业比重大，那么单位GDP能源消耗也高；从行业能源强度看，如果地区的技术水平较落后，能源利用效率低，总体能源强度也会比较高。

　图1　2006年中国各地区能源消耗强度

　资料来源：中国统计年鉴2007。

　二、各地区产业结构存在较大差异

　除了经济发展总量以外，产业结构对能源消费总量和能源强度有着重要影响。第二产业尤其是工业的能耗水平远远大于第一、三产业，在工业内部各行业的能耗水平也有很大的差别。例如按现价计算，2006年中国农业、工业、建筑业和第三产业的单位GDP能源强度分别是0.34、1.92、0.31和0.41吨标准煤，工业能源强度显著高于其他行业。

　(一)各地区三次产业结构差别

　图2显示了我国各地区2006年三次产业结构。由该图可见，除北京、上海、西藏等少数地区以外，各地区的第三产业比重大致差不多，都在38%左右，但第一产业和第二产业比重差别较大。东部地区除北京和海南以外，工业比重相对较高(平均为48.5%)。东北地区的工业比重次之(平均为44.4%)；中、西部地区(不含西藏)工业比重分别为41.5%和38.7%。

　图2　2006年中国各地区三次产业结构(%)

　资料来源：中国统计年鉴2007。

　(二)各地区工业内部产业结构有很大差别

　在三次产业中，第二产业的工业部门是最主要的能源消耗部门，而在工业内部各行业之间单位产值能耗也存在很大的差别，例如根据经济普查数据，2004年非金属矿物制品业(建材等)的万元产值能源消费量为1.815吨标煤，是电子及通信设备制造业(0.056吨标煤/万元产值)的32倍。因此即使两个地区有着类似的三次产业结构，但如果工业内部产业结构存在较大差别，则两地区的能源强度仍然能有很大差异。

　为比较各地区工业内部的产业结构，我们将所有工业部门分成三类，并根据各行业单位总产值能源消耗系数的高低，把能源强度排在前1/3的定义为高耗能行业，排在中间1/3为中耗能行业，排在最后1/3为低耗能行业(根据2006年分部门能源消费数据，结合2002年122部门投入产出表进行推算，在此各地区2006年工业部门细分为78个部门)。高耗能行业主要是一些矿物的采选和加工冶炼部门，如非金属矿物制品业、冶金、煤炭采掘业、石油加工及炼焦业以及化工行业等。中耗能行业主要是非金属矿采掘业、石油天然气开采业、金属矿采掘业等。而低耗能行业则主要是一些技术含量较高的资本品制造业，如交通运输设备制造业、电气设备制造业、仪器仪表制造业以及电子等。

　图3　中国各地区2006年工业内部各种能源强度的行业分布

　资料来源：根据国务院发展研究中心国研网数据整理。

　图3和表1给出了2006年各地区工业内部不同能源强度的产业结构分布。总体来看，东部、东北、中部和西部呈现出高耗能工业比重越来越高、低耗能工业比重越来越低的趋势。东部地区除河北、海南以外，高耗能工业比重普遍较低，而低耗能工业比重较高(不考虑河北、海南则分别为27.1%和42.5%)；中西部地区高能耗行业所占的比重较大，除山西和内蒙因为煤炭资源丰富，相关高能耗行业比重较大外，其他的贵州、甘肃、青海和宁夏的高耗能行业比重都非常高，达到75%左右。

　表1　中国各地区平均工业内部产业结构分布(%)

　三、各地区的行业能源强度存在较大差距

　行业能源强度指各行业单位总产值的能源消耗量，由于各地区技术水平、价格水平、企业规模和结构(例如，同样的煤炭采选业，有些地区可能大型厂矿企业比重大，有些地区小厂矿比重高)存在显著差异，导致各地区行业能源强度存在很大差异，直接影响了地区能源消费水平。

　图4～图7给出了2006年我国11个地区部分行业的万元总产值能耗指标(均按现价计算)，由该图可见，各行业能源强度的地区差异非常大，例如从农业看(图4)，11个地区中，能源强度最高的山西为1.17吨标煤/万元产值，而最低的青海仅为0.15，前者是后者的6倍多。从传统的食品加工业看，云南省的单位产值能耗为4.93，是上海市的9倍，黑色金属冶炼的能耗差别也很显著，云南省是北京市单位产值能耗的7.3倍(图5)。

　图4　各地区农业万元产值能耗

　图5　各地食品制造业万元产值能耗

　图6　各地区黑色金属冶炼业万元产值能耗

　图7　各地区建筑业万元产值能耗

　行业能源强度的差别一方面与技术水平有关，另一方面仍然与更细分的产业结构有关。例如在农业中，各种种植业和养殖业的能源强度有很大差别，而食品制造业中各种不同的食品种类其能源强度也有很大差别。本研究在第四部分采用尽可能详细的工业内部产业结构分类来进行研究，但限于数据可得性，仍然不能在行业能源强度差别中完全剔除细分结构不同的影响。

　影响行业能源强度的另一个主要因素在于对于同一种产品，可能有不同的生产工艺，不同工艺的能源强度差别往往很大。例如在水泥生产工艺中，主要有湿法和干法两种工艺，另外还有旋窑和立窑之分，与新型干法水泥能耗相比，湿法水泥能耗高出76%～100%，中空旋窑水泥能耗高出100%，立窑水泥能耗高出12%～20%。各地区的不同工艺生产线所占比重不同，产生了显著的能源强度差别。例如浙江2007年吨水泥综合能耗为91.7千克标准煤/吨(黄勇、冯宗葭：《浙江省水泥工业30年发展成就》，而新疆2004年则为223.54千克标准煤/吨(数据来源：《新疆生产建设兵团统计年鉴2005》)，是浙江的2倍多。

　即便生产工艺相同，各地方企业的规模、能源价格水平、企业管理水平等多种因素也影响着行业能源强度。例如2007年，各地方火力发电的综合能耗最低的北京发电煤耗仅为293克标准煤/千瓦时，而最高的新疆411克标准煤/千瓦时，是北京的1.4倍。

　四、地区能源强度的因素分解

　能源强度反映国民经济在生产中对能源的综合利用效率，它的变动影响因素可主要归纳为技术因素和结构因素，在此表现为行业能源强度和产业结构(行业产值在地区总产出中所占的份额)。在此我们通过结构分解方法，将各地区能源强度的差异分解为由于产业结构不同而导致的差异和由于行业能源强度差别而导致的差异，从而分析能源强度差异的影响因素和重要程度。

　为了分析各地区产业结构的差异对能源强度差异的影响，我们根据行业总产值和能源消耗数据建立了以下的分解模型，写成如下：

　其中下标r表示r地区，下标a表示各地区加总后的整个地区， 表示r地区的能源消费总量， 表示r地区的总产出， 表示r地区的分部门总产出(共i个部门)， 表示r地区的分部门能源强度， 表示r地区的产业结构。

　分解公式的第二行将各地区与整个地区的能源强度差异分解为3个部分，第一项表示当行业能源强度相同时，由于产业结构差异导致的总体能源强度差异，第二项表示当产业结构相同时(与整个地区结构相同)，由于行业能源强度差异引起的总体能源强度差异，第三项为剩余项，表示除以上两部分以外的能源强度差异。在实际分解中，由于缺乏完整的各地区行业能源强度数据，这里仅根据全国能源强度和各地区产业结构数据将各地区能源强度与全国的差别分解为由于产业结构不同导致的差异和由于行业能源强度及剩余项导致的差异两部分。

　为了剔除价格因素，在做因素分解前，我们采用各地区分三次产业的GDP缩减指数(数据来源：中国国内生产总值核算历史资料，中国统计年鉴2007)将分行业总产出数据缩减成1978年不变价水平，以保证相对可比性。

　(一)2002年各地区能源强度的因素分解结果

　由于2002年的地区产业结构和能源消耗数据比较完整，所以我们首先用2002年数据进行分析。在这里，各地区产业结构分为1个农业，25个工业、1个建筑业和3个第三产业部门(根据各地区能源平衡表部门划分，包括交通运输仓储和邮电通信业、批发零售贸易餐饮业和其他产业)，25个工业部门的总产出数据是根据各地区2002年投入产出表的行业数据并用《中国国内生产总值历史核算资料》中的数据进行调整得到的，由于根据增加值进行分解有时会出现问题(比如有些地区的部门增加值出现了负数)，因此这里采用各部门总产出数据进行分解。

　根据上述分解公式，我们可以将各地区能源强度与各地区平均水平的差异分解为由于产业结构引起的差异和由于行业能源强度而引起的差异(含交叉项)两部分，分解结果如表2和图8所示。

　表2　2002年地区能源强度的因素分解结果

　
　注：由于全国能源消费总量大于各地区能源消费总量之和，这里的全国单位产值能耗数据是采用各地区能源消费总量之和计算的。
　资料来源：2002年中国各地区投入产出表，中国国内生产总值核算历史资料，2002年中国各地区能源平衡表(海南和宁夏缺乏2002年能源平衡表，所以没有列入)。

　图8　2002年各地区能源强度差异的分解结果(各行业总产出均按1978年不变价计算)

　资料来源：2002年中国各地区投入产出表，中国国内生产总值核算历史资料，2002年中国各地区能源平衡表(海南和宁夏缺乏2002年能源平衡表，所以没有列入)。

　(二)2006年各地区工业部门能源强度的因素分解结果

　虽然2002年产业结构与能源消耗数据比较完整，但有能源数据的工业行业分类比较粗，在此我们采用2006年的工业行业数据进行分解比较。2002年的投入产出表中，对工业部门共分成了23个部门，而2006年的工业部门分类更细，达到了78个细分部门的程度。在2006年的统计数据中，对于耗能高的石油及核燃料加工业和炼焦业进行了区分，对高耗能的化学工业细分为了基础化学原料制造、肥料制造、农药制造、涂料、油墨、颜料及类似产品制造、合成材料制造、专用化学产品制造、日用化学产品制造、医药制造业、化学纤维制造业，对非金属矿物制品业细分成了水泥、砖瓦、石材及其他建筑材料制造、玻璃及玻璃制品制造、陶瓷制品制造、耐火材料制品制造、其他非金属矿物制品业；对黑色金属冶炼及压延加工业细分为炼铁、炼钢、钢压延加工、铁合金冶炼等行业，从而很大程度上解决了2002年分解中产业结构划分较粗的问题。2006年工业部门能源强度的分解结果如图9所示。

　图9　2006年各地区工业部门能源强度差异的分解结果(1978年不变价计算)

　资料来源：国研网2006年中国各地区规模以上分行业工业总产值数据，中国2006年能源平衡表，2002年中国各地区能源平衡表(海南和宁夏缺乏2002年能源平衡表，所以没有列入)。

　由分解结果可以得出以下一些结论

　1.在大多数地区，行业能源强度差别是决定能源强度差异的主要因素。从2002年的分解看，在28个地区中，有22个地区的行业能源强度(加上交叉项)对能源强度差异的贡献大于产业结构导致的贡献，仅北京、浙江、辽宁、河南、四川和甘肃的产业结构差异在决定能源强度差异方面占重要地位。

　从贡献的绝对大小看，在很多省份，行业能源强度的差异对总差异的贡献都超过了2/3。但是由于行业划分不够细致，比如2002年工业仅分为23个行业，2006年分为78个行业，但按照国民经济行业分类标准工业4级分类就有525个，因此，实际上这里的行业能源强度仍然包含了由于细分行业差别导致的能源强度差异。

　山西是典型的产业结构非常耗能的省份，由于煤炭富集等原因，其高耗能工业的比重非常高。一方面，山西省的工业比重较高，达52.3%，另一方面，在工业内部高耗能产业比重高(达73.3%，仅低于甘肃、青海和宁夏，分别为77.3%、80.8%和74.6%)，高耗能行业总产出占三次产业总产出的比重达到38.3%，在所有地区中最高(均为2006年数据)，从分解结果看，在2002年，山西省由于产业结构的原因，导致能源强度高于全国平均水平0.65吨标煤/万元产值，占山西高于全国平均水平2.94吨标煤/万元产值的22.1%。

　从2006年的分解结果可见，山西省由于产业结构致使能源强度比全国平均水平高1.43吨标煤/万元产值(1978年不变价)，在所有地区中是最高的，但也只占山西省与全国平均能源强度差异(4.08吨标煤/万元产值)的35%。

　2.产业结构对地区能源强度的差异有重要的影响。从2002年和2006年的能源强度分解结果看，凡是能源强度低于全国平均水平的地区，其产业结构中高耗能产业比重较低，例如东部的北京、上海、浙江、福建和广东地区，而能源强度较高的地区，其产业结构中耗能大的行业比重较高，例如东部的河北省和山东省、东北的辽宁省、所有中部地区、以及除重庆以外的所有西部省份。

　尽管从绝对数值看，2002年由于产业结构差异导致的能源强度差异占总差异的贡献在30%左右，2006年工业内部产业结构差异对能源强度差异的贡献在32%左右在计算贡献份额时，只考虑了那些总差异与产业结构差异正负号相同，而且总差异大于产业结构差异的省份，将其进行了简单平均计算。，但由于行业结构仍然不够细致，第一部分的行业能源强度差别其实有一部分仍然是由于更细分的产业结构差别不同而造成的，因此，实际由于产业结构导致的能源强度差异要大于30%左右的分解结果。

　3.能源强度高的地区，其主要影响因素各不相同。根据产业结构和部门效率的影响贡献程度不同，可以把能源强度较高地区(高于全国平均水平)划分为三种类型：

　第一类，能源强度与全国平均水平的差异主要受产业结构影响，指产业结构对能源强度差异的贡献超过50%的地区。这类地区主要有河北、辽宁、江西和四川四个省。这一类地区，由于其能耗强度高主要是由于产业结构造成的，而部门能源强度并不是太高，因此节能的难度较大。

　第二类，产业结构和行业能源强度都有重要影响，指产业结构对能源强度差异的贡献在25%～50%之间的地区。这类地区主要有海南、山西、安徽、河南、湖北、重庆，主要位于中部地区。

　第三类，主要受行业能源强度差异影响，指产业结构对能源强度差异的贡献小于25%的地区。这类地区主要有吉林、黑龙江、湖南、内蒙古、广西、贵州、云南、青海、宁夏和新疆。这些地区的能源强度较高主要是由于能源利用效率较低，因此有较大的节能空间。

　4.不同地区的节能潜力和节能难度各不相同。从全国来说，一定时期的产业结构有其合理性和稳定性，短期内产业结构难有较大的变化，从地区看，产业结构变化的可能性更大一些，但往往只是不同产业在地区间的迁移，例如随着经济发达地区不断提高环保要求，部分高耗能、高污染行业会向其他地区迁移，但这种迁移如果没有伴随技术的改进，其能源消费只是从一个地区转移到了另一个地区，因此，从根本上说，节约能源消费要依靠技术进步和能源利用效率的显著提高。

　图10显示了各地区工业部门能源效率导致的能源差异与该地区工业规模的关系，从该图可以看出各地区节能的成本与潜力，一般而言，能源利用效率越低的地区，其行业能源强度越高，节能成本越低，据此，可把能源强度较高地区分成几类，(1)节能潜力大的地区，其中包括能源利用效率最低但经济规模较小的地区，即宁夏、青海和新疆；还包括能源强度较高，经济规模也较大的地区，即贵州、云南、内蒙和山西；另外，河南河北两省，虽然部门能源效率与全国平均水平差距较小，但经济规模显著大于其他地区，也是节能潜力较大的省份，(2)节能潜力较大的地区，包括甘肃、广西、黑龙江、重庆、吉林和湖南6个省区，这些地区能源效率较低，经济规模不是太小，具有一定的节能潜力。(3)节能难度较大的地区，包括海南、陕西、江西、安徽、四川和湖北，这些地区能源利用效率略高于全国平均水平，节能的难度较大。

　图10　各地区由于行业能源强度不同导致的能源强度差异(与全国平均水平相比)

　注：仅包括能源强度高于全国平均水平的地区。

　五、结论和政策建议

　通过对各地区能源强度差异进行分解分析，我们发现即使剔除价格水平因素以后，各地区的能源强度仍然存在显著差别。造成能源强度差异的原因主要在于产业结构差异和行业能源强度的差异；在能源强度低于全国平均水平的地区(主要是经济较为发达的东部地区)，其产业结构呈现节能型的特点，即高耗能产业比重较低，而低耗能产业比重较高，在能源强度高于全国平均水平的地区，其产业结构中高耗能行业比重往往较高；在大多数地区，部门的能源效率是决定能源强度差异的主要因素，产业结构差异导致的能源强度差异约占总差异的30%以上。

　根据本文分析，我们主要有以下几点结论：

　1.提高技术水平、提高能源利用效率是降低能源强度的最重要途径。由于能源利用效率的差别是导致能源强度差异的主要原因，而且许多地区的能源利用效率显著低于全国平均水平，因此对这些地区进行技术改造，包括改进工艺流程、提高规模效率、加强经营管理，促进能源利用效率显著提高是当前推进节能工作的重点环节，要促进能源效率的提高，需要综合利用多种手段，特别是经济手段，例如税收等多种措施，辅之以财政资金的支持，引导企业自觉主动推进技术革新，提高能源利用效率。

　2.优化调整工业内部产业结构、促进服务业发展对降低能源强度也很重要。从分解结果看，各地区产业结构差异对于能源强度高低有着重要影响，因此各地区需要调整产业结构，提高低污染、高附加值工业的比重，提高服务业比重，从而有效降低能源强度。我国许多地区，特别是中、西部地区高耗能工业所占比重较大，给当地环境带来了沉重的压力，由于中西部地区往往位于江河的上游，其污染不仅影响本地区的环境，还对中下游地区造成严重的影响。因此，这些地区更应该积极调整产业结构，更大幅度的提高能源利用效率。

　3.分地区看，不同地区的能源强度差别很大，能源利用效率存在巨大差异，因此制定节能减排目标时需要考虑到地区差别，以尽量减少节能的成本。不同能源利用效率情况下的边际节能成本有显著差别，那些能源利用效率已经较高的地区，其节能降耗的边际成本较高，反之则节能成本可能很低。因此在促进节能降耗工作时，就需要制定适当的政策措施，以引导能源效率低的地区多节能，以尽可能减少社会总成本。