我國工業(yè)能源強度變動的影響因素分解分析
——基于LMDI分解法

劉 葉，王 磊

(1. 南開大學(xué) 國際經(jīng)濟研究所，天津 300071; 2. 天津市生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300462)

我國工業(yè)能源強度變動的影響因素分解分析
——基于LMDI分解法

劉 葉1，王 磊2

(1. 南開大學(xué) 國際經(jīng)濟研究所，天津 300071; 2. 天津市生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300462)

本文首先重新定義了能源強度的概念，在此基礎(chǔ)上，將終端能源消費定為考察對象，采用LMDI分解方法，將工業(yè)整體能源強度變動分解為能源消費結(jié)構(gòu)調(diào)整、行業(yè)調(diào)整、部門調(diào)整和技術(shù)變動四部分。研究表明，技術(shù)變動是影響我國工業(yè)能源強度最主要的因素，行業(yè)結(jié)構(gòu)和部門結(jié)構(gòu)變動次之，而能源消費結(jié)構(gòu)調(diào)整對工業(yè)行業(yè)能源強度變化的影響并不明顯。因此，政府通過制定相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，出臺措施鼓勵工業(yè)企業(yè)提高技術(shù)水平，有助于推動我國工業(yè)節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。

能源強度；LMDI分解；結(jié)構(gòu)調(diào)整

引言

改革開放至21世紀(jì)伊始，我國在較長的時間內(nèi)經(jīng)濟快速增長與能源強度遞減并存。這一問題引起了國外學(xué)者對中國統(tǒng)計年鑒經(jīng)濟增長相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)和能源消費量的真實性和可靠性的質(zhì)疑[1]。而進入新世紀(jì)之后，能源強度卻一轉(zhuǎn)下降趨勢反而大幅攀升，再次激起了政府和學(xué)者對中國能源強度問題的關(guān)注。到底中國能源強度經(jīng)歷著怎樣的變化？背后的影響因素主要有哪些？深入研究這一問題，對我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的指導(dǎo)意義。

本文首先界定能源強度的概念——能源強度是單位增加值的能耗水平。從國家(或地區(qū))總體來看，能源強度等于該國(或地區(qū))GDP總量與能源消費總量之比；從產(chǎn)業(yè)(或部門或行業(yè))層面來看，能源強度等于該產(chǎn)業(yè)(或部門或行業(yè))的增加值與能源消費量之比。在此強調(diào)指出：一、能源強度指的是單位增加值而并非單位產(chǎn)出的能耗水平，以克服重復(fù)計算帶來的影響。例如，隨著垂直非一體化形式的發(fā)展，外包作為一種新興業(yè)態(tài)逐漸流行起來，若采用“單位產(chǎn)出能耗水平”的計算方法，受重復(fù)計算的影響，境內(nèi)外包往往導(dǎo)致總產(chǎn)出水平被人為高估，進而能源強度被人為低估。二、本文所考察的能源消費量為終端能源消耗量，而不包括加工轉(zhuǎn)換損失和運輸損失。本文認為：在終端，單位增加值所耗費的能源多少才能真正反映能源強度高低。同時，本文所考察的能源僅包括商業(yè)能源，而未考慮柴薪、秸稈等非商業(yè)能源。

一、研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外對我國工業(yè)能源強度的定量研究成果基本包括指數(shù)分解和實證研究兩大類。

在實證分析方面，F(xiàn)isher-Vanden[2]利用1997-1999年的工業(yè)企業(yè)面板數(shù)據(jù)，得出促使中國能源消費強度下降的因素包括能源相對價格的上升、企業(yè)產(chǎn)權(quán)改革、能源研發(fā)支出和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等。李廉水和周勇[3]以1993-2003年間35個工業(yè)行業(yè)為樣本，用非參數(shù)的DEA-Malmquist生產(chǎn)率方法對全要素生產(chǎn)率(TFP)進行分解，并將廣義技術(shù)進步分解為科技進步、純技術(shù)效率和規(guī)模效率三部分，然后采用面板技術(shù)估算了這三個部分對能源強度的影響作用。此后，魏楚和沈滿洪[4] [5]將整個國民經(jīng)濟體系作為研究對象，以能源、資本和勞動為生產(chǎn)投入的三要素，沿用DEA方法分解出能源技術(shù)效率指標(biāo)，同時將結(jié)構(gòu)調(diào)整劃分為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)、要素結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)五種要素，然后基于1995-2006年29個省、市及自治區(qū)面板數(shù)據(jù)來考察結(jié)構(gòu)調(diào)整對能源技術(shù)效率的影響。

指數(shù)分解方法能夠?qū)⒛茉磸姸茸兓纸鉃榻Y(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)變動兩種因素，為分析能源強度變化背后的影響因素提供了非常重要的分析框架。具體來看，指數(shù)分解方法主要有Laspeyres、Divisia、Paasche、Fisher等, 而在應(yīng)用研究中采用Laspeyres和Divisia分解方法的最多，Laspeyres完全分解和對數(shù)平均Divisia分解由于沒有分解剩余且易于計算，而受到學(xué)者的廣泛青睞。在指數(shù)分解方面，吳巧生、成金華[6]以及齊志新、陳文穎[7]均運用Laspeyres指數(shù)分解方法以我國整個國民經(jīng)濟體系作為研究對象，將其分為第一、二、三產(chǎn)業(yè)，以此來考察1980-2004年間我國能源強度的變動及其影響因素，研究表明，我國能源使用效率大幅提高，其主要受各產(chǎn)業(yè)能源使用效率提高的影響，而結(jié)構(gòu)份額對能源消耗強度的影響較小，甚至少數(shù)年份影響作用為負。

二、本文研究思路

本文認為上述研究主要存在以下問題：

一是能源強度概念理解存在偏差，導(dǎo)致指數(shù)分解和實證分析指標(biāo)選取不合理，進而影響估計結(jié)果。國內(nèi)外很多學(xué)者將能源強度等同于總產(chǎn)值與能源消費總量之比，這是不科學(xué)的(上文已經(jīng)提到，在此不再贅述)。二是在能源強度指數(shù)分解方面，很多學(xué)者或忽視了能源替代的問題，或存在因國民經(jīng)濟分解層次較低而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)調(diào)整作用低估[2]。另外，還有部分研究存在因采用的分解方法不善而導(dǎo)致參差處理不合理或無法解釋的問題，進而導(dǎo)致能源強度分解存在較大偏差。三是通過非參數(shù)DEA和DEA-Malmquist生產(chǎn)率方法分解出技術(shù)進步，然后考察其對能源強度的影響，這種方法本身就備受質(zhì)疑[8]，以此為基礎(chǔ)對能源效率進行回歸分析，其結(jié)果的合理性令人難以置信。

在終端能源消費數(shù)據(jù)方面，我國統(tǒng)計年鑒中僅對工業(yè)的終端能源消費有統(tǒng)計；在增加值數(shù)據(jù)方面，我國統(tǒng)計年鑒中對第一產(chǎn)業(yè)的增加值一直沒有統(tǒng)計。為此，本文僅對工業(yè)整體能源強度變化的影響因素進行考察。

本文借鑒Chunbo Ma和David Stern[9]的LMDI(對數(shù)平均的Divisia指數(shù))分解方法，這種方法是一種完全分解法，不存在分解剩余無法解釋的問題。本文應(yīng)用其LMDI分解方法，將工業(yè)整體能源強度影響因素分解為：能源替代作用、行業(yè)調(diào)整作用、部門調(diào)整作用和能源利用技術(shù)變動的作用。

本文將我國工業(yè)分為10個部門39個行業(yè)。其中，按照部門性質(zhì)，本文的部門以及相應(yīng)行業(yè)的具體分類如表1所示：

表1工業(yè)10部門39個行業(yè)的分類

說明：由于“其他采礦業(yè)”、“木材及竹林采運業(yè)”、“其他制造業(yè)”“廢棄資源和廢舊材料回收加工業(yè)”等四個行業(yè)的工業(yè)增加值和終端能源消費，2002年以前或沒有統(tǒng)計，或二者統(tǒng)計口徑不一致，因此，2002年以前的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)均未包括上述四個行業(yè)。

此外，為了考察不同能源類型間的替代作用，終端消費能源被分為油品、煤、天然氣、電力和其他五大類，其中，煤包括原煤、洗精煤和其他洗煤，油品包括原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煉廠干氣以及其他石油制品，電力包括水電、核電以及煤和天然氣發(fā)電等，其余的均包括在其它內(nèi)(如焦炭、焦?fàn)t煤氣、其他煤氣和焦化產(chǎn)品以及熱力)。

三、指數(shù)分解方法和樣本指標(biāo)說明

工業(yè)能源強度具體分解如下：

(1)

式中：E為工業(yè)整體的能源消耗量；Ejkm為j部門的k行業(yè)能源消費中第m種能源消費量；Ejk為j部門k行業(yè)能源消費總量；AVjk為j部門k行業(yè)增加值；AVj為j部門總的增加值；AV為工業(yè)總增加值。

(1) 式兩邊同除以AV，則有：

(2)

式中：I為工業(yè)總體能源強度；Fm為能源消費結(jié)構(gòu)，即在j部門的k行業(yè)能源消費中第m種能源消費所占比重；Ik為能源利用技術(shù)水平，即j部門的k行業(yè)的能源強度；Sk為行業(yè)結(jié)構(gòu)，即k行業(yè)增加值在相應(yīng)的j部門中所占比重；Sj為部門結(jié)構(gòu)，即j部門增加值在整個工業(yè)中所占比重；

將(2)式對時間t進行微分后改寫為增長率的形式，再對時間從t-1到t期進行積分，得到：

(3)

ΔI表示工業(yè)整體能源強度的年度變化，ΔIfm,ΔItec,ΔIind,ΔIset分別表示能源消費結(jié)構(gòu)變動、能源利用技術(shù)變動、行業(yè)結(jié)構(gòu)變動和部門結(jié)構(gòu)變動。

具體數(shù)據(jù)指標(biāo)包括：我國工業(yè)39個行業(yè)歷年終端能源消費量和工業(yè)增加值。由于從1998年開始，中國工業(yè)統(tǒng)計范圍改為全部國有企業(yè)及年產(chǎn)品銷售收入500萬元以上企業(yè)，工業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)沒有再按全社會口徑范圍進行統(tǒng)計。另外，1998年和2004年工業(yè)39個行業(yè)的工業(yè)增加值數(shù)據(jù)無法找到，因此本文樣本涉及的時間區(qū)間為1999-2007年(2004年除外)，全部數(shù)據(jù)取自2000至2008年的《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》及《中國城市(鎮(zhèn))生活與物價年鑒(2006)》。為了保證統(tǒng)計結(jié)果的可比性，我們把以當(dāng)年價格統(tǒng)計的各行業(yè)工業(yè)增加值均按1998年該行業(yè)產(chǎn)品不變價格進行調(diào)整(對于某些年份沒有相應(yīng)物價指數(shù)統(tǒng)計的行業(yè)未進行此項調(diào)整)，不同類型的終端能源消費折合成標(biāo)準(zhǔn)煤，行業(yè)終端能源消費總量的統(tǒng)計采用電熱當(dāng)量法。

四、分解結(jié)果及基本分析

1. 能源強度年度變化

從工業(yè)整體來看，1999-2007年間，年度變化均呈下降態(tài)勢。這意味著，工業(yè)部門每增加1元需要耗費的能源量年均下降0.03千克，這體現(xiàn)了能源消費結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源利用技術(shù)變動、行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、部門結(jié)構(gòu)調(diào)整的共同作用(詳細情況，如表2所示)。

表2 1999-2007年間能源強度變化的分解結(jié)果

從表2可以看出，在1999—2000年后，能源強度下降速度趨緩。筆者認為，這一方面與我國工業(yè)化進程加快和重化工業(yè)的加速發(fā)展有關(guān)；另一方面，與技術(shù)進步速度趨緩有關(guān)。

2. 能源消費結(jié)構(gòu)變動效應(yīng)

能源消費結(jié)構(gòu)變動在2005-2007年間對能源強度下降的作用微乎其微，在其他年份的作用也很微弱。因為一方面，不同能源消費占能源消費總量的比重變動較小，以煤炭為例，在1999年，煤炭在能源消費當(dāng)中所占比重為38.9%，在2000-2003年間呈下降趨勢，而在2003-2005年間呈上升趨勢，從2002年30.0%上升到2005年達33.6%，之后呈下降趨勢，到2007年下降到28.1%，但總的來看，1999-2007年間，煤炭在總的能源消費中年均下降速度僅為1.4%。

另一方面，不同行業(yè)的產(chǎn)品能源消費結(jié)構(gòu)變動不大，以能源消費量最大的黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)為例，其煤炭、天然氣、電力、油品和其他能源消費分別從1999年的18.7%、0.1%、8.6%、3.9%和68.7%，到2007年分別調(diào)整為10.7%、0.5%、11.7%、1.1%和75.9%，年均變化量僅在0-1%范圍內(nèi)波動。

3. 技術(shù)變動效應(yīng)

在影響能源強度變化的諸多因素中，技術(shù)變動都是最大的影響因素。

2005-2006年間，由于各工業(yè)行業(yè)能源強度普遍表現(xiàn)為小幅上升，導(dǎo)致此期間技術(shù)變動表現(xiàn)為負技術(shù)進步。除了2005-2006年間，技術(shù)變動均表現(xiàn)為技術(shù)進步，即不同行業(yè)的產(chǎn)品總體上單位能耗水平在下降，而且技術(shù)進步效應(yīng)在1999-2000和2000-2002年間表現(xiàn)尤為突出，貢獻率均在90%以上。例如，我國乙烯綜合能耗從1980年2013 kgce/tn(約為日本的2倍)，1995年下降到1277 kgce/tn，至2003年下降到889.8 kgce/tn(約為日本的1.4倍)；噸鋼能耗水平從1980年1201 kgce/tn(約為美日英等發(fā)達國家的1.5倍)，1995年下降到976 kgce/tn，2003年下降到726 kgce/tn(略高于同期日本噸鋼能耗水平)。

但是，很顯然，與上世紀(jì)90年代末相比，進入新世紀(jì)以來，技術(shù)進步的作用在減弱。一方面，從技術(shù)供給方面看，可能受研發(fā)能力的制約，技術(shù)進步的空間在縮?。涣硪环矫?，從技術(shù)需求方面看，可能受更新技術(shù)設(shè)備成本較高的影響，高新節(jié)能技術(shù)的需求仍然有限。

4. 部門結(jié)構(gòu)調(diào)整效應(yīng)

部門結(jié)構(gòu)調(diào)整是影響能源強度變化的又一重要因素。在2003-2005年間，煤炭工業(yè)、油氣及核燃料工業(yè)和金屬冶煉等三大高能耗的工業(yè)部門在工業(yè)體系中所占比重明顯上升，導(dǎo)致部門結(jié)構(gòu)調(diào)整效應(yīng)推動了能源強度的提高。除2003-2005年間外，部門結(jié)構(gòu)調(diào)整對能源強度的下降具有推動作用，尤其在2005-2006年間，究其原因，也主要是與上述三大高能耗部門在工業(yè)體系中所占比重不同程度的下降有關(guān)。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在1999-2007年間，“石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)”、“煤炭開采和洗選業(yè)”、“有色金屬礦采選業(yè)”、“黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)”、“有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)”以及“化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)”等6個重工業(yè)化部門在快速擴張，以2003年-2004年間為例，上述部門的總產(chǎn)值增長速度就分別達到31%、48%、37%、42%、43%和34%。此六部門顯然屬于重要的能源和原材料相關(guān)的生產(chǎn)部門，其快速擴張是適應(yīng)我國工業(yè)化進程加快和重工業(yè)迅速發(fā)展的需要。由于此六部門的能源強度一直在整個工業(yè)體系中居于最高水平，這必然會直接引發(fā)能源消費量的急劇擴張，以及能源強度下降速度趨緩。

5. 行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整效應(yīng)

在1999-2000和2003-2005年間，行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對能源強度下降具有一定的推動作用，但是貢獻率很低，作用微乎其微。除此之外，行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對能源強度的影響均表現(xiàn)為提升作用。例如，在2005-2006和2006-2007年間，“非金屬礦物制品業(yè)”、“有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)”、“化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)”、“金屬制品業(yè)”、“黑色金屬礦采選業(yè)”、“ 交通運輸設(shè)備制造業(yè)”等能源消耗較大的行業(yè)在其所在部門中所占比重相對上升，導(dǎo)致能源強度略微提高。但是從絕對量上看，行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響最高僅為0.0452，實質(zhì)影響很小。這或許表明，我國行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的政策尚未發(fā)生有效作用。

五、結(jié)論與啟示

工業(yè)能源強度變化取決于能源消費結(jié)構(gòu)、行業(yè)結(jié)構(gòu)、部門結(jié)構(gòu)以及技術(shù)水平。其中，技術(shù)水平是最主要的影響因素，部門結(jié)構(gòu)變動對能源強度變化的影響次之，行業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)對工業(yè)行業(yè)能源強度變化影響并不明顯。為此，本文給出如下政策建議：

1. 提高每個行業(yè)的技術(shù)水平，是降低我國能源強度的關(guān)鍵所在?！盎瘜W(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)”、“非金屬礦物制品業(yè)”、“黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)”、“石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)”和“有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)”等行業(yè)基本上是能源消耗最大和能源強度最高的五大行業(yè)，鼓勵這些行業(yè)積極開展高新節(jié)能技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新，并采用先進的生產(chǎn)技術(shù)，降低能耗水平，是緩解我國當(dāng)前能源緊缺的重要手段。

2. 制定有效的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，深化行業(yè)調(diào)整規(guī)劃，發(fā)揮經(jīng)濟政策的宏觀調(diào)控和引導(dǎo)職能，有助于抑制我國工業(yè)能源需求的過快擴張。在工業(yè)化過程中，重化工業(yè)的快速擴張必然會引發(fā)能源消費需求急劇擴大。政府可以通過制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，積極鼓勵“交通運輸設(shè)備制造業(yè)”、“通信設(shè)備、計算機及其他電子設(shè)備”、“醫(yī)藥制造業(yè)”等附加值相對較高而能源強度相對較低行業(yè)的發(fā)展，降低工業(yè)體系部門結(jié)構(gòu)和行業(yè)結(jié)構(gòu)不合理對能源形成的過度依賴。

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DecomposingAnalysisofInfluencingFactorsofChina’sIndustrialEnergyIntensity

LIU Ye1, WANG Lei2

(1.Institute of International Economics,Nankai University,Tianjin 300071,China;2.Tianjin Institute of Biological Engineering,Tianjin 300462,China)

This paper first defines the concept of energy intensity. By using LMDI decomposition methods, the paper decomposes the change of overall industrial energy intensity into the the energy consumption structural adjustment, technical change, sector structure and industry structure adjustment.This study shows that the technical change is the most important factor in influencing China’s industrial energy intensity, and the change in industry structure and departmental structure ranks the second, while the structural adjustment of energy consumption to influence the change of industrial energy intensity is not obvious. Therefore, the government makes relevant policies for the development of industries and introduces measures to encourage industrial enterprises to improve their techonology. This helps to promote the development of energy saving industry.

energy intensity；LMDI decomposition；structural adjustment

2009 - 06 - 11

2009 - 10 - 13

1.劉葉(1982-)，女，南開大學(xué)國際經(jīng)濟研究所博士生；

2.王磊(1979-)，男，天津市生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。

F407.2

A

1009-105X(2009)04-0066-05