結(jié)構(gòu)變化的節(jié)能潛力計(jì)算的方法論研究_紀(jì)念中國(guó)社會(huì)科學(xué)院建院三十周年學(xué)術(shù)論文集·數(shù)量經(jīng)濟(jì)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所卷

結(jié)構(gòu)變化的節(jié)能潛力計(jì)算的方法論研究

姚愉芳

一、背景

1．近年來(lái)，高耗能工業(yè)的超常規(guī)發(fā)展，造成全國(guó)煤、電、運(yùn)全面緊張，出現(xiàn)了自1978年以來(lái)前所未有的嚴(yán)峻局面，既給經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活造成了不良影響，也因以煤為主的化石燃料的消費(fèi)大量增長(zhǎng)而形成了嚴(yán)峻的環(huán)境壓力。

黨的十六屆五中全會(huì)在《“十一五”發(fā)展規(guī)劃建議》(以下簡(jiǎn)稱《建議》)中提出，“在優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高效益和降低消耗的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)2010年人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻一番;資源利用效率顯著提高，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比“十五”期末(即2005年末)降低20%左右?！卑褑挝籊DP能源消耗(以下簡(jiǎn)稱為能源強(qiáng)度)降低20%左右作為《建議》的重要約束性指標(biāo)，在歷史上是從未有過(guò)的，是一項(xiàng)影響深遠(yuǎn)的重大決策。這個(gè)量化指標(biāo)，是在我國(guó)實(shí)行節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略的20多年實(shí)踐的高度總結(jié)。

政府制定的節(jié)能目標(biāo)，不是僅針對(duì)“十一五”的規(guī)劃，更是今后幾十年發(fā)展需要的一個(gè)規(guī)劃目標(biāo)，要長(zhǎng)期實(shí)施。

節(jié)能目標(biāo)是促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)健康增長(zhǎng)、改善環(huán)境和氣候變化、保障能源持續(xù)供應(yīng)的有效措施之一。應(yīng)從戰(zhàn)略高度認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的重要性與緊迫性。

要降低單位GDP的能源消費(fèi)量主要從兩方面進(jìn)行:一是效率節(jié)能(或稱為技術(shù)節(jié)能)，即使單位產(chǎn)品能耗下降;二是結(jié)構(gòu)節(jié)能，即產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)、地區(qū)結(jié)構(gòu)、貿(mào)易結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)等變化引起的能耗的變化，還有價(jià)格、政策等作用。

為了實(shí)現(xiàn)“十一五”期間降耗指標(biāo)，結(jié)構(gòu)變化和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變具有多大的潛力，結(jié)構(gòu)如何轉(zhuǎn)變才能支撐“十一五”降耗指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是本文研究?jī)?nèi)容的核心。

2.目前國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界對(duì)效率(技術(shù))節(jié)能和結(jié)構(gòu)節(jié)能的作用(對(duì)節(jié)能量或?qū)δ茉磸?qiáng)度變化的貢獻(xiàn))研究結(jié)論差異很大。早期研究成果的結(jié)論是技術(shù)節(jié)能占20%～30%，結(jié)構(gòu)節(jié)能占70%～80%。近幾年不少國(guó)內(nèi)外學(xué)者發(fā)表的文章，以部門劃分為基礎(chǔ)，計(jì)算節(jié)能的因素貢獻(xiàn)份額，其得到的結(jié)果應(yīng)該是部門能源強(qiáng)度和部門結(jié)構(gòu)對(duì)總能源強(qiáng)度變化的貢獻(xiàn)份額。但將此計(jì)算結(jié)果定義為總能源強(qiáng)度變化的技術(shù)貢獻(xiàn)與結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)，并得到中國(guó)自1990年以來(lái)，結(jié)構(gòu)節(jié)能的貢獻(xiàn)很小、甚至為副作用的論點(diǎn)是不確切的。引起部門能源強(qiáng)度變化的主要因素有:①產(chǎn)品的能源利用效率。②產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。③產(chǎn)品附加值變化。能源利用效率的變化是技術(shù)貢獻(xiàn)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品附加值變化與部門結(jié)構(gòu)變化三者之和的節(jié)能是結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)的。因此，有必要進(jìn)行深入研究，以期得到符合客觀實(shí)際的結(jié)論。同時(shí)也為2010年節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)中結(jié)構(gòu)節(jié)能的作用提供可信的依據(jù)。

二、計(jì)算結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)份額與效率節(jié)能貢獻(xiàn)份額的方法論研究

1．總能源強(qiáng)度的技術(shù)節(jié)能與結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)份額計(jì)算方法。

(1)迪維西亞參數(shù)法Parametric Divisia Method(拉氏指數(shù)法是這種方法的一個(gè)特例)。

E_t為t年所有部門消耗的能源;

E_it為t年i部門消耗的能源;

Y_t為t年所有部門的總產(chǎn)值(增加值);

Y_it為t年i部門的總產(chǎn)值(增加值);

S_it為t年i部門產(chǎn)值占全部部門總產(chǎn)值的比重

e_t為t年每單位產(chǎn)值所消耗的能源，

e_it為t年i部門每單位產(chǎn)值所消耗的能源，

主要想法就是把從0年(基年)到T年(計(jì)算年)的總能源強(qiáng)度變化分解為三種因素的影響:產(chǎn)量影響(production effect)、結(jié)構(gòu)影響(structural effect)和部門能源強(qiáng)度的影響(intensity effect)。

由

兩邊對(duì)t求導(dǎo):

在0和T之間對(duì)t積分得到(有兩種不同的形式):

以及

可以證明，在符合下面條件的前提下:

min(Y₀，Y_T)≤Y_t≤max(Y₀，Y_T)，min(e₀，e_T)≤e_t≤max(e₀，e_T)，0≤t≤T

成立

這里的α是0和1之間的一個(gè)待定參數(shù)。以上兩個(gè)積分等式的右端各項(xiàng)類似處理，可以得到:

1)迪維西亞參數(shù)方法1(Parametric Divisia Method1)

上式右端的三項(xiàng)分別表示產(chǎn)量影響、結(jié)構(gòu)影響和部門能源強(qiáng)度影響。

2)迪維西亞參數(shù)方法2(Parametric Divisia Method2)

上式右端的三項(xiàng)分別表示產(chǎn)量影響、部門結(jié)構(gòu)影響和部門能源強(qiáng)度影響。

這里的α、β、γ_i都是在0和1之間的待定參數(shù)。注意到上面兩個(gè)式子中，盡管我們都用同樣的字母代表參數(shù)，但事實(shí)上它們并不完全相同。

以前在一些文獻(xiàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的方法就是我們這兩種方法的特例:

The Laspeyres/Paasche Method就是在迪維西亞參數(shù)方法2中，取α=β_i=0，γ_i=1;

采用了迪維西亞參數(shù)方法1和迪維西亞參數(shù)方法2，通過(guò)對(duì)應(yīng)項(xiàng)相等求解參數(shù)。我們可以確定出一組兩種方法共同的相等的參數(shù)α、β_i、γ_i，它們是由給定的基年和計(jì)算年的數(shù)據(jù)內(nèi)生得到的，避免了我們隨意確定參數(shù)的主觀性。參數(shù)的表達(dá)式如下:

在把這些參數(shù)代入到迪維西亞參數(shù)方法1或者迪維西亞參數(shù)方法2中，就可以計(jì)算出各種因素影響的大小了。

這時(shí)，三種因素(產(chǎn)量影響、結(jié)構(gòu)影響和部門能源強(qiáng)度影響)之和可能不等于E_T－E₀，這是由于我們所取的參數(shù)與實(shí)際上使等式成立的參數(shù)還是不同的，原來(lái)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)誤差也帶入到了當(dāng)前的誤差中，它們之間的差額作為誤差項(xiàng)記錄。所以具體體現(xiàn)在數(shù)據(jù)上，E_T－E₀應(yīng)該等于三種因素(產(chǎn)量影響、結(jié)構(gòu)影響和部門能源強(qiáng)度影響)之和再加上一個(gè)誤差項(xiàng)。

(2)迪維西亞分解法

式中，第一項(xiàng)和第二項(xiàng)表示t年能源消費(fèi)，由0年相同的能源強(qiáng)度在t年所生產(chǎn)的產(chǎn)值決定;第三項(xiàng)表示0年到t年因行業(yè)部門能源強(qiáng)度變化而引起的總能源強(qiáng)度變化;第四項(xiàng)表示行業(yè)部門結(jié)構(gòu)變化而引起的總能源強(qiáng)度的變化。

(3)能源強(qiáng)度法

式中，第一項(xiàng)表示部門結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致總能源強(qiáng)度變化，其中e_i0(S_it－S_i0)為i產(chǎn)業(yè)部門在總產(chǎn)出中比重變化(即結(jié)構(gòu)變化)引起的總能源強(qiáng)度變化;第二項(xiàng)為部門能源強(qiáng)度變化導(dǎo)致的總能源強(qiáng)度的變化，其中(e_ite_i0)S_it為i部門能源強(qiáng)度的變化而引起的總能源強(qiáng)度的變化。

(4)改進(jìn)型結(jié)構(gòu)分解法

式中，第一項(xiàng)為部門能源強(qiáng)度變化導(dǎo)致的總能源強(qiáng)度變化;第二項(xiàng)為部門結(jié)構(gòu)變化引起的總能源強(qiáng)度變化。

2.節(jié)能的結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)、效率貢獻(xiàn)定義尚不明確。從前面四個(gè)計(jì)算公式中可以看到，每個(gè)公式主要包括兩個(gè)部分:一是由于部門能源強(qiáng)度變化而導(dǎo)致的總能源強(qiáng)度變化;二是由于部門結(jié)構(gòu)變化而導(dǎo)致的總能源強(qiáng)度變化(前提為以分部門進(jìn)行計(jì)算)。

應(yīng)引起注意的是，部門能源強(qiáng)度變化(部門能源消費(fèi)量/部門增加值)的主要因素:一是產(chǎn)品能源強(qiáng)度變化，主要指終端利用環(huán)節(jié)技術(shù)效率改進(jìn)和能源轉(zhuǎn)換效率改進(jìn)而引起的，稱之為產(chǎn)品節(jié)能或效率(技術(shù))節(jié)能;二是部門結(jié)構(gòu)下面的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整引起的部門能源強(qiáng)度的變化;三是由于產(chǎn)品附加值變化(全要素生產(chǎn)率提高，即廣義技術(shù)進(jìn)步)。即

所以，將計(jì)算結(jié)果中由于部門能源強(qiáng)度變化導(dǎo)致的總能源強(qiáng)度變化稱為能源利用效率貢獻(xiàn)(簡(jiǎn)稱為技術(shù)節(jié)能——總能源強(qiáng)度下降條件下)，將由于部門結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致的總能源強(qiáng)度變化稱之為結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)，是不確切的，甚至得到錯(cuò)誤的結(jié)論。

三、1995～2004年我國(guó)部門結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)份額與部門能源強(qiáng)度貢獻(xiàn)份額計(jì)算結(jié)果(29個(gè)部門，其中工業(yè)19個(gè)、能源工業(yè)5個(gè))

表1　1995～2004年總能源強(qiáng)度變化中部門能源強(qiáng)度貢獻(xiàn)份額與部門結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)份額

注:①總能源強(qiáng)度單位為噸標(biāo)煤/萬(wàn)元增加值。②增加值為2000年價(jià)格。③部門強(qiáng)度貢獻(xiàn)份額、部門結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)份額單位為%。

計(jì)算結(jié)果表明:

第一，四種方法計(jì)算結(jié)果相近。

第二，1995～2002年總能源強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。此階段內(nèi)，部門能源強(qiáng)度節(jié)能貢獻(xiàn)份額大，結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)小。

第三，2002年以后總能源強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)。此階段內(nèi)，部門能源強(qiáng)度仍起節(jié)能作用，而部門結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)為負(fù)，即由于此階段內(nèi)，高耗能工業(yè)快速增長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)重型化，結(jié)構(gòu)變化造成總能源強(qiáng)度上升。

第四，部門能源強(qiáng)度由技術(shù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、增加值率變化三部分組成，應(yīng)對(duì)部門能源強(qiáng)度組成成分進(jìn)行分解，最好的方法是將部門再細(xì)分為主要產(chǎn)品類。這時(shí)，部門能源強(qiáng)度中產(chǎn)品能源強(qiáng)度(單位產(chǎn)品消耗能源量)變化，即為利用技術(shù)變化(或能源利用效率變化)，而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化和增加值率變化部門對(duì)總能源強(qiáng)度變化的貢獻(xiàn)都應(yīng)并入結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)中。

第五，1995～2002年間部門能源強(qiáng)度節(jié)能貢獻(xiàn)的原因是，此階段內(nèi)29個(gè)部門能源強(qiáng)度均呈下降趨勢(shì)，尤其是一些工業(yè)部門能源強(qiáng)度下降幅度大，詳見(jiàn)表2和圖1。

表2　11個(gè)工業(yè)部門能源強(qiáng)度表

注:①能源強(qiáng)度單位為噸標(biāo)煤/萬(wàn)元增加值。②增速為年均速度，單位為%，負(fù)值為下降，其中1997年值為1995～1997年年均下降速度，2000年值為1995～2000年年均下降速度。

第六，1995～2002年間部門結(jié)構(gòu)變化較小(詳見(jiàn)表3)。從表3中可以看出，1995～2002年高耗能工業(yè)部門結(jié)構(gòu)變化小，而機(jī)械制造業(yè)，尤其是交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、通信設(shè)備計(jì)算機(jī)設(shè)備制造業(yè)等部門結(jié)構(gòu)變化大。

圖1　11個(gè)部門1995～2002年能源強(qiáng)度變化(噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元增加值)

表3　1995～2002年部門增加值比重變化(%)

續(xù)表

第七，2002～2004年總能源強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)，工業(yè)部門尤其是高耗能工業(yè)部門的能源強(qiáng)度上升，主要原因是工業(yè)結(jié)構(gòu)重型化和高耗能工業(yè)結(jié)構(gòu)比重增加所造成，盡管2002～2004年間高耗能工業(yè)的產(chǎn)品能耗大部呈下降趨勢(shì)，但其引起的能源強(qiáng)度下降幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工業(yè)結(jié)構(gòu)重型化引起的能源強(qiáng)度上升幅度(詳見(jiàn)表4、表5、表6和圖2)。

表4　2002～2004年11個(gè)工業(yè)部門能源強(qiáng)度變化

表5　2002～2004年部分高耗能工業(yè)部門結(jié)構(gòu)變化(%)

四、1995～2004年不同階段能源利用效率(技術(shù))與結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)份額計(jì)算結(jié)果

1.要想得到能源利用效率與結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)份額，必須對(duì)部門能源強(qiáng)度變化進(jìn)行分解，即將產(chǎn)品能源強(qiáng)度變化先分解，需對(duì)一些工業(yè)部門1995～2004年間產(chǎn)品能源強(qiáng)度變化進(jìn)行了分析研究，對(duì)表2中11個(gè)工業(yè)部門的能源強(qiáng)度進(jìn)行了分解(分解依據(jù)參照表6和表7)。

圖2　11個(gè)部門1995～2004年能源強(qiáng)度變化(噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元增加值)

2.有關(guān)工業(yè)部門能源強(qiáng)度分解參考依據(jù)。

(1)高耗能工業(yè)部門產(chǎn)品能源消耗(詳見(jiàn)表6)。

表6　高耗能工業(yè)部門產(chǎn)品能源消耗

注:*為2003年數(shù)據(jù)。

資料來(lái)源:中國(guó)可持續(xù)能源項(xiàng)目。

(2)對(duì)一些工業(yè)部門的產(chǎn)品技術(shù)節(jié)能和結(jié)構(gòu)節(jié)能進(jìn)行了分析計(jì)算。其中，有色金屬(10種產(chǎn)品)1995～2000年技術(shù)節(jié)能貢獻(xiàn)率為19.6%、結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)率為80.4%;2002～2003年技術(shù)節(jié)能貢獻(xiàn)率為13.4%、結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)率為－113.4%。紡織業(yè)1995年、2000年和2002年每噸紗用電量分別為2302千瓦時(shí)、2329千瓦時(shí)和2443千瓦時(shí);每百米布用電量分別為30千瓦時(shí)、38.11千瓦時(shí)和38千瓦時(shí);每百米絲織品用電量分別為54.6千瓦時(shí)、64.2千瓦時(shí)和47千瓦時(shí)。

3.將1995～2004年結(jié)構(gòu)與能源效率貢獻(xiàn)份額計(jì)算結(jié)果列于表7。

表7　1995～2004年結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)與能源效率貢獻(xiàn)

續(xù)表

注:增加值為2000年價(jià)。

4.計(jì)算結(jié)果初步分析。

第一，未分解前的計(jì)算結(jié)果應(yīng)稱為部門能源強(qiáng)度貢獻(xiàn)與部門結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)，分解后的計(jì)算結(jié)果可稱為效率貢獻(xiàn)與結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)。

第二，計(jì)算結(jié)果表明，1995～2000年總能源強(qiáng)度下降中，結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)還是很大的，大多在60%以上。2000年后總能源強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)，這時(shí)的結(jié)構(gòu)節(jié)能起副作用，這是由于高耗能工業(yè)超常發(fā)展造成部門結(jié)構(gòu)重型化而引起的，說(shuō)明結(jié)構(gòu)變化對(duì)總能源強(qiáng)度變化影響很大。

第三，我們認(rèn)為，由于目前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的部門分類較粗，得到的計(jì)算結(jié)果不能要求過(guò)于嚴(yán)格，趨勢(shì)正確即可。為進(jìn)一步提高此領(lǐng)域研究成果的準(zhǔn)確性，有必要將高耗能工業(yè)部門中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品能源強(qiáng)度收集、分析，將技術(shù)節(jié)能與結(jié)構(gòu)節(jié)能貢獻(xiàn)計(jì)算到產(chǎn)品層次(主要高耗能產(chǎn)品)，這將使研究成果更好反映實(shí)際情況。但從目前數(shù)據(jù)的掌握程度來(lái)看，做到產(chǎn)品層次難度很大，需要做很多基礎(chǔ)性的工作。

［參考文獻(xiàn)］

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3．胡萌:《再論我國(guó)能源強(qiáng)度降低問(wèn)題》，《統(tǒng)計(jì)研究》2006年第6期

(原載《數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究》2007年第4期)