图书馆

绍兴杨汛桥校区  8:00—22:00

杭州拱宸桥校区  8:00—22:00

浙江省工业化进程中的结构转变与能源效率演进
来源:   作者:   编辑:   时间:2017-07-06   点击数:

内容提要:本文从三大产业之间结构变化、工业内部产业结构变化和高耗能产业内部产品结构变化三个层次分析工业化进程中的结构变化与用能效率关系,并为今后进一步加快结构转变提高全社会用能效率提供政策建议。

2000年以来,我省工业化进程加快,二产比重上升不仅拉动能源消费总量快速增长,也对全社会用能效率的提高产生不利影响。但工业用能效率则有所提高,特别是“十一五”前期,工业用能效率更呈快速提高趋势。从工业内部产业结构变化情况看,重工业化特点比较明显,装备制造业是拉动重工业发展的主要动力,工业内部结构变动有利于工业用能效率提高。拉动工业用能效率提高的主要原因则是我省主要高耗能行业用能效率的改进,引致高耗能行业能效变化的重要原因则是行业内部产品结构的变化。继续提高三产比重,加快装备制造业发展和改进高耗能产业内部产品结构是完成“十一五”期间节能目标的重要举措。

改革开放以来,我省经济快速发展。21世纪以来,我省进入工业化加速发展阶段,2001-2007年,全省GDP年均增长13.4%,其中二产增加值年均增速达到14.3%。该阶段经济快速发展也带来能源消耗的高速增长,2007年我省能源消费总量达1.45亿吨,比2000年增长1.2倍,年均增长12.0%,平均能源消费弹性系数为0.9,远高于1990-2000年间0.6的年均水平。提高能源利用效率,降低能源消费弹性系数,以较低的能源消费增速支撑较快经济发展,成为实现经济社会可持续发展的重要内容和“十一五”时期的重要任务。

一、能源利用效率演进情况

1.“十五”期间全社会能效基本持平,“十一五”前期有较大幅度提升。

“十五”期间,一产和二产能源利用效率略有提高,但全社会用能效率几乎没有提高。2005年,一产和二产单位增加值能耗分别比2000年下降5.6%和1.0%,三产单位增加值能耗略有反弹,与2000年比上升1.6%。用能量最大的二产用能效率提高极为有限,是“十五”期间全社会能效没有提高的主要原因。2005年,我省单位GDP能耗[1]为0.9吨标准煤/万元,与2000年基本持平,其中2002、2003年单位GDP能耗与上年相比略有上升。

“十一五”前期,二产用能效率大幅提高拉动了全社会用能效率的提高。2007年,一、二、三产单位增加值能耗比2005年分别下降0.4%、9.1%和3.8%,单位GDP能耗为0.83吨标准煤/万元,比2005年下降7.6%,其中2006年比上年下降3.52%,2007年比上年下降4.18%。

2.工业能效变化情况。

“十五”期间,我省规模以上工业能效改进极为有限,经测算,2005年单位工业增加值能耗与2000年相比仅下降1.3%左右。“十一五”前期,工业用能效率快速提高,2006年和2007年,单位工业增加值能耗比上年分别下降7.1%和7.8%,2008年前三季度,单位工业增加值能耗同比又下降6.0%,其中非金属矿物制品、石油加工、电力、纺织、化学纤维、造纸和化学原料等高耗能产业单位工业增加值能耗同比分别下降13.3%、10.5%、8.7%、8.3%、6.6%、5.5%和5.1%。工业用能效率进入快速提高阶段。

二、全社会能源效率的影响因素分析[2]

全社会能源利用效率是一个综合性指标,各大行业的能源利用水平、行业结构以及生活用能大小决定了全社会能源效率,本文暂不考虑生活用能,分析影响全社会能效水平的主要因素。

单位GDP能耗表示创造一个单位的生产总值所需要消耗的能源量,代表了全社会综合能源利用效率。根据单位GDP能耗公式:

,其中:E表示能源消费量(万吨标准煤),r表示生产总值(亿元人民币),将E和r分别按照三次产业进行分解(不考虑生活能源消费量),即

可见,全社会能源利用效率主要由各产业能源强度和各产业比重共同决定。各产业能源效率的改进或者高能效产业比重的提高都能促进全社会能效的提高。从目前三大产业情况看,一、二、三产单位增加值能耗的比例在1∶3.1∶0.7左右,三大产业之间比重的变化特别是二产比重的变化很大程度上决定全社会能源利用效率的高低。同样,工业能源利用效率也与工业中各行业比重和各行业的能源利用效率相关。

根据单位增加值能耗公式,可以将能耗强度的变化分解为:

得到能耗强度变化的因素分解模型。式子右边的前半部分是在各行业能效水平不变情况下各产业比重变化引起的综合能效变化份额,即能效变化的结构因素;后半部分代表在产业结构不变情况下,各产业能效变化引起的综合能效变化份额,即能效变化的效率份额。

这里称其为效率因素暂不考虑行业内部的结构变化,在后文,将逐渐细分行业,同时也将分析行业内的产品结构变化。实际上,完全因为技术与管理改进因素引致的能效变化所占比重是很小的一部分,所以这里的效率因素仅指以行业为单位的整体用能效率。

三、产业结构演进情况及对能效影响

由上述分析可知,各产业用能效率的变化以及产业结构的变动都会对全社会能效产生影响,在这一部分,将从2000年以来我省产业结构变动情况探究我省能效变化,分析工业化进程中结构变化对能效产生的影响。

1.二产比重持续上升,三大产业之间结构变化不利节能,二产能效提高是“十一五”前期全行业能效水平提高的主要原因。

2000年以来,我省二产继续加快发展,2001-2007年,二产年平均增速为14.3%,比GDP增速高0.9个百分点。其中工业平均增速为14.5%。二产比重[3]呈逐年上升趋势,从2000年的51.0%上升到2005年的53.3%,2007年该比重继续上升到53.9%。其中工业比重从2000年的45.2%上升到2007年的48.3%。

二产单位增加值能耗高于一产和三产,因此“十五”以来,单位增加值能耗较高的二产比重的上升必然在结构上对全社会能效的提高产生不利影响。同一时期,虽然三产比重也有所上升,从2000年的38.7%上升到2007年的40.7%,但由于三产单位增加值能耗与一产相差不大,因此三产比重的上升不能抵消二产比重上升对能效产生的不利影响。

利用因素分解模型计算,2000年以来各年全行业能耗变化情况及结构、效率影响份额如表1[4]:

表1 全社会用能效率变化的效率因素和结构因素

年份

全行业能效变化

分产业效率因素

效率因素

结构因素

一产

二产

三产

2001

0.0022

-0.0008

-0.0013

0.0029

0.0009

0.0013

2002

0.0142

0.0029

0.0097

-0.0011

0.0115

0.0027

2003

0.0045

-0.0017

-0.0076

0.0056

-0.0038

0.0083

2004

0.0029

-0.0021

-0.0036

0.0008

-0.0049

0.0078

2005

-0.0116

0.0002

-0.0045

-0.0066

-0.0109

-0.0007

2006

-0.0293

-0.0005

-0.0292

-0.0008

-0.0305

0.0012

2007

-0.0338

0.0003

-0.0334

-0.0037

-0.0367

0.0029

由表1可以得出以下结论:

(1)工业化所带来的二产比重上升给全社会节能带来较大压力。“十五”以来,除2005年以外(该年二产比重略有下降),三大产业结构变化都是不利于能效提高的,特别是2003、2004两年结构因素的不利影响抵消了效率因素的有利影响,导致全行业能效比上年略有下降。“十一五”前期,三大产业之间结构变化也不利节能,2006、2007两年结构因素引起全行业单位增加值能耗分别上升0.001吨标煤/万元和0.003吨标煤/万元,但相对于“十五”期间,其不利影响相对较小。且由于“十一五”前两年三大产业用能效率出现较大幅度上升,效率因素的积极作用大于结构变动的不利影响,拉动全行业用能效率上升。“十一五”后几年,由于我省大力发展第三产业,预计二产比重上升幅度越来越小,结构因素对能效提高产生的不利影响也将趋弱。

(二)二产用能效率上升是“十五”以来全行业能效提高的主要原因。“十五”以来,除2002年二产能效略有下降外,其余各年二产能效都在上升。特别是“十一五”前期,二产能效上升是全行业能效上升的主要推动力。2006和2007年,二产单位增加值能耗的下降引起全行业单位增加值能耗比上年分别下降0.029吨标煤/万元和0.033吨标煤/万元,对全行业能效上升的影响分别达100%和98.8%。

2.重工业比重上升,从轻重工业角度看,结构变化不利节能。

由上述分析可知,二产能效变化对全社会能效水平起着重要作用,在二产中占主体地位的是工业。同样,影响工业能效水平的因素也包括工业内部各行业结构情况和各行业本身的能效水平。现以规模以上工业进行分析:

“十五”以来,我省经历持续重工业化过程,2001-2007年,重工业年平均增速为19.5%,比轻工业高2.1个百分点。“十一五”前期重工业化过程有所加快,2006-2007年,重工业年均增速为19.8%,比轻工业高4.8个百分点。重工业比重[5]从2000年的51.9%上升到2007年的55.3%,其中2007年重工业比重比2005年上升2个百分点。

由于重工业单位工业增加值能耗大于轻工业,从轻重工业变化角度看,“十五”以来重工业化的发展对工业能效的改进带来一定压力,轻重工业结构变化不利节能。这也是“十五”期间工业能效改进极为有限的原因之一。

3.高耗能产业比重略有下降,装备制造业比重提升,缓解了重工业化带来的结构压力。

在我省重工业内部,既包括单位增加值能耗较高的非金属矿物制品、黑色金属冶炼加工、化学原料和电力等高耗能行业,也包括金属制品、交通运输、通用设备、电气机械以及通信设备等单位增加值能耗较低的装备制造业。轻工业中也有纺织业等能耗较高的产业,因此仅从轻重工业比重的变化还不能说明我省结构变动对工业能效带来的影响。现以大类行业为单位,对我省“十一五”前期规模以上工业结构情况进行分析[6],剖析单位增加值能耗比较高的高耗能产业和能耗较低的装备制造业的发展情况。由于高耗能产业和装备制造业大部分是重工业,我们也可以从这一分析中得出我省重工业化的主要动力及其对工业能效的影响。

“十一五”前期,造纸、非金属矿物制品、黑色金属、电力、石油、纺织、化学原料、化学纤维八大高耗能行业增加值年均增长16.1%,比规模以上工业增速低1.5个百分点,其中2007年比上年增长15.6%,增速比2006年回落0.9个百分点。2007年,高耗能产业占工业增加值的比重为36.2%,比2005年回落1.0个百分点,其中纺织、石油加工、非金属矿物和电力分别回落0.6、0.4、0.2和0.4个百分点。

我省装备制造业加快发展,“十一五”前期年平均增速21.8%,比规模以上工业增速高4.2个百分点。2007年装备制造业占比34.4%,比2005年提高2.3个百分点,除电气机械和仪器仪表行业比重比2005年略有下降外,其余行业比重都有所提高,其中交通运输和通信设备比重比2005年分别提高1.1和0.9个百分点。装备制造业单位增加值能耗较低(约为规模以上工业的1/3)[7],其比重提高必然会从结构上提高规模以上工业整体能效。

表2 高耗能产业和装备制造业比重及变化情况

2005年

比重(%)

2006年

比重(%)

2007年

比重(%)

2007相对2005

比重变化

高耗能产业

37.2

36.9

36.2

-1.0

纺织业

11.83

11.41

11.25

-0.58

造纸及纸制品业

1.97

2.00

1.97

0.00

石油加工、炼焦及核燃料加工业

1.72

1.50

1.32

-0.40

化学原料及化学制品制造业

5.33

5.41

5.53

0.20

化学纤维制造业

2.18

2.21

2.20

0.02

非金属矿物制品业

3.04

2.93

2.88

-0.16

黑色金属冶炼及压延加工业

2.02

2.27

2.30

0.28

电力、热力的生产和供应业

9.14

9.14

8.70

-0.36

装备制造业

32.1

33.4

34.4

2.3

金属制品业

3.57

3.76

3.83

0.26

通用设备制造业

7.90

7.95

8.14

0.24

专用设备制造业

2.59

2.66

2.73

0.14

交通运输设备制造业

5.15

5.74

6.27

1.12

电气机械及器材制造业

7.57

7.33

7.39

-0.18

通信设备、计算机及其他电子设备

3.64

4.35

4.51

0.86

仪器仪表及文化、办公用机械制造

1.69

1.62

1.55

-0.14

由上述分析可知,虽然从轻重工业角度看重工业比重提高不利节能,但由于重工业化的发展主要靠装备制造业发展拉动,高耗能产业比重实际是有所下降的。因此以工业大类行业为单位进行分析,我省“十一五”前期工业结构还是朝有利节能的方向发展。

4.工业内部结构变化对工业能效的影响程度分析。

现以大类行业为单位,计算工业能效变动中的结构因素和效率因素,分析我省工业结构变动对能效变化的影响方向和份额。2006、2007年和2008年前三季度分别相对于上年同期的工业能效变化情况及其结构因素和效率因素如下表:

表3 规模以上工业用能效率变化的效率因素和结构因素

2006年

2007年

2008年前三季度

规模以上工业能效变化(相对于上年同期)

-0.1122

-0.1118

-0.0756

高耗能产业

效率因素

纺织业

0.0046

-0.0240

-0.0172

造纸及纸制品业

-0.0041

-0.0058

-0.0041

石油加工、炼焦及核燃料加工业

-0.0215

-0.0026

-0.0054

化学原料及化学制品制造业

-0.0028

-0.0070

-0.0064

化学纤维制造业

0.0014

-0.0011

-0.0039

非金属矿物制品业

-0.0098

-0.0185

-0.0250

黑色金属冶炼及压延加工业

-0.0088

-0.0082

0.0265

电力、热力的生产和供应业

-0.0465

0.0023

-0.0102

效率因素

-0.0975

-0.0979

-0.0715

结构因素

-0.0146

-0.0139

-0.0041

结构因素占比重

13.0%

12.4%

5.4%

从上述计算结果可知,以工业大类行业为单位进行分析,“十一五”前期我省工业结构变化有利节能,但对能效上升贡献程度并不高,2006、2007年和2008年前三季度,结构因素对工业用能效率提高的影响仅占13.0%、12.4%和5.4%。2008年前三季度,结构因素对工业用能效率的影响趋弱。主要是受宁波钢铁公司投产影响导致黑色金属冶炼业比重上升,结构调整步子趋缓。

“十一五”前期工业结构调整促进能效提高,但主要还是依靠各行业用能效率的改进。特别是高耗能产业用能效率的提高起着关键作用,大部分高耗能产业在“十一五”前期都实现了行业能效的持续提高。2006、2007年和2008年前三季度,八大高耗能行业能效提高对工业总能效提高的影响比重分别达到78%、58%和60%,其中非金属矿物制品业的影响分别达8.7%、16.5%和33%。

四、产品结构转换与行业能效变化

“十一五”前期,我省重工业化的发展主要依靠单位增加值能耗较低的装备制造业拉动,工业大类行业结构变化对工业能效提高产生有利影响,但总体来说结构节能所占比例仍相当有限,工业内部各产业特别是高耗能产业能效改进是引起工业能效改进的主要原因。那么,纯粹的技术进步与管理改进是否是引起我省全社会能效、特别是工业能效改进的主要原因呢?

本文以单位增加值能耗指标代表全社会及工业用能效率,单位增加值能耗越低即用能效率越高,某一大类工业行业能效指标值:

可见,单位产量耗能和单位产品增加值是影响行业能效的两大因素,生产单位产品消耗能源越少,则行业能效越高,同时,产品价值的提升也能降低单位增加值能耗,导致行业用能效率上升。单位产品能耗的下降有两个途径,一是技术改进与管理改善,减少产品生产中的能源消耗,二是改进产品结构,提高低能耗产品的比重。单位产品增加值的提升则可以通过提高产品加工程度,增加产品附加值实现,也可以通过调整产品结构,提高高价值产品比重实现。现分析“十一五”期间几个典型高耗能行业的产品结构转变情况及对能效变化的影响:

1.非金属矿物业中水泥熟料生产趋缓,促进行业能效提高。

非金属矿物制品业是“十一五”前期我省取得较大节能成效的行业之一。2006、2007年和2008年前三季度该行业单位增加值能耗同比分别比上年同期下降4.1%、8.5%和13.3%。水泥与水泥熟料是该行业主要耗能产品,但水泥熟料单耗大大高于水泥,生产同一重量水泥熟料的能耗为水泥能耗的10倍左右,水泥熟料中,预分解水泥熟料的单耗又比较低。“十一五”前期,我省水泥熟料生产增速趋缓,水泥熟料与水泥之比降低,预分解水泥熟料比重提高,对非金属矿物制品业的能效改进起决定性作用。2006和2007年,我省水泥熟料比上年分别增长12%和2.6%,比水泥增速分别低0.4和3.6个百分点,2008年前三季度,我省水泥熟料产量同比下降7.3%,降幅比水泥高6.7个百分点。2006年我省水泥熟料增幅虽然仅比水泥低0.4个百分点,但预分解水泥熟料的比重同比提高5.6个百分点。从非金属矿物制品情况看,水泥熟料生产趋缓是引起非金属矿物制品业单位增加值能耗大幅下降最主要的原因之一。

表4 非金属矿物冶炼业主要产品变化情况

2006年

2007年

2008年前三季度

水泥增速

12.4%

6.2 %

-0.6%

水泥熟料增速

12%

2.6 %

-7.3%

2.大型粗钢项目的投产导致黑色金属冶炼业单位增加值能耗大幅反弹。

黑色金属冶炼行业单位增加值能耗在2006年和2007年分别实现不同程度下降,但2008年前三季度出现较大反弹。2006年和2007年我省黑色金属冶炼行业单位增加值能耗比上年分别下降8.8%和9.2%,2008年前三季度同比上升31.6%。黑色金属行业主要产品有钢材、生铁和粗钢,钢材产品单耗远低于生铁和粗钢,产品价值则较高。2006年和2007年我省钢材产量同比分别增长30.6%和21.4%,比粗钢增速分别高24.7和18.8个百分点,比生铁增速分别高26和19.1个百分点。2008年以生产粗钢为主的宁波钢铁公司的投产拉动粗钢产量大幅增长,比重上升,导致黑色金属冶炼行业单位增加值能耗的上升。2008年,生铁和粗钢产量同比分别增长25.8%和57.3%,比钢材增速分别高14.6和46.2个百分点。

表5 黑色金属冶炼业主要产品变化情况

2006年

2007年

2008年前三季度

生铁增速

4.6%

2.3%

25.8%

粗钢增速

5.9%

2.7%

57.3%

钢材增速

30.6%

21.4%

11.2%

3.产品结构是影响行业能效的重要因素。

因为行业内部产品种类复杂,上文仅以产量较为单一的两个高耗能行业作初步分析,“十一五”前期,行业单位增加值能耗的下降不仅是生产技术进步与用能管理改善的结果,产品结构变化对工业用能效率的影响也非常大。如仅考虑行业之间结构变化对工业综合能效的影响,将低估结构因素在能效改进中所起的作用。虽然产品结构转换究竟对行业能耗变化起多大作用很难量化,但如果仅因为三次产业的变化对全社会用能效率的提高不利、工业大类行业结构变化对工业能效的提高影响很小就得出我省2000年以来能耗下降主要靠技术进步的结论,那是不科学的。

五、加快结构调整,充分挖掘节能潜力,进一步推动全社会能效提高

1.工业化给节能降耗带来较大压力,加速发展第三产业意义重大。

“十五”以来工业化的加速发展导致二产比重上升,从三大产业变化情况看,结构变化不利节能,全社会能效的改善也是主要依靠三大产业特别是工业的能效改进取得。2007年我省人均GDP达到37411元,按2007年汇率折算约为4920美元,正处于工业化加速发展阶段,工业比重还有可能继续上升。顺应工业化趋势,加快发展为工业配套的营销、研发等相关服务业,在提高三产比重的同时也为工业的结构升级提供服务,推动先进制造业发展和现代服务业发展的结合。同时加快发展信息传输、计算机服务和软件业、文化传媒、金融保险、会展、咨询服务以及旅游业等新型第三产业,切实提高三产比重。

2.加快装备制造业发展,促进制造业向高加工度化发展。

工业化的特征除二产比重上升外,还伴随着重工业化程度的加深。但由高技术产业、装备制造业发展拉动的重工业化从结构上对工业能效的提高还是有利的。因此在重工业化过程中要结合浙江的区位优势,选择发展技术含量高的轻、小、精的装备制造业,严格控制黑色金属、非金属冶炼加工等能源依赖型的高耗能产业的发展。2008年前三季度,因为宁波钢铁公司的投产导致黑色金属冶炼加工业比重上升,也导致黑色金属冶炼加工业单位增加值能耗大幅反弹,影响工业用能效率的提高。重工业化是一个不可避免的过程,但在重工业化过程中要积极引导高技术产业及装备工业发展,向“高端”重工业化靠拢,并逐渐向工业高加工度化过程转变,进一步发挥工业结构变化对能效改进的积极作用。

3.延长产品加工链,提高产品加工度是从粗放型向集约型增长的关键一步。

由分析可知,产品结构转换对能效的影响也非常大,产品加工程度的提高和产品价值的提升都能降低单位增加值能耗。产品结构的转换比产业结构转换的难度小得多。近年来,我省产品的加工程度有较大提高,低能耗、高价值产品的比重也有进一步提高,这些都是“十一五”前期促进我省行业能效提高的重要因素。但与国际先进水平相比,我省工业品的加工程度与技术含量都有较大提升潜力,以我省主要高耗能行业为例,像纺织、化学原料、黑色金属冶炼与化学纤维等行业,也都存在着产品档次不高,粗放加工为主的情况,需要通过调整产品结构提升产品层次取得节能成效,这也是“十一五”后两年继续实现工业能效提升的重要途径。2007年我省工业增加值率仅为21%,比全国平均水平低7.9个百分点,进一步延长产品加工链,提升单位产品价值是实现“十一五”节能目标的重要举措。

4.继续保持危机意识,花大力气挖掘节能潜力。

虽然“十一五”前期我省节能工作取得较大成效,但要完成“十一五”目标,后三年单位GDP能耗需年均下降4.68%,远高于“十一五”初预定的年均目标。2008年前三季度,我省单位GDP能耗下降4%,今年要完成下降4.68%的争取目标还有一定难度。“十一五”后两年的节能任务还有可能加重。除上面提到的向结构转换要节能成效外,还需要通过多种途径从各个渠道进行努力,充分挖掘全社会节能潜力。“十一五”前期,工业仍是节能的最主要主体,三产、建筑以及交通等领域虽然也做了不少工作,但节能成效仍较为有限,今后在保证工业用能效率提高的基础上,进一步提高三产、建筑与交通等领域的能效水平并控制生活能耗过快增长是完成“十一五”目标的基本保证。

5.进一步完善节能补贴措施,调动企业和个人节能积极性。

对节能行为进行补贴是调动企业节能积极性促进能源利用效率提高的一种有效方式。需要进一步明确节能补贴的对象、方式和程序,加强补贴项目的监管,并明确补贴资金的来源渠道,确保节能补贴成为一项长效机制。同时要加快研究出台对大型节能项目的补贴措施,着重对项目的初期投资和推进阶段进行补贴。一些大型节能项目在投入初期需要较多资金、风险大,但经过一段时间运行后,往往能产生不小的经济效益,对于已成功运作并从节能项目中获益的应停止补贴,以节约有限的节能资金。在个人消费品上,也需要出台对低能耗设备进行补贴的相关措施,个人在购买设备时,往往首先考虑价格因素,对低能耗设备所带来的长期经济效益考虑不多,需要通过出台补贴措施缩小低能耗设备和高耗能设备的价格差,推动消费者购买低能耗设备。


[1]因“十一五”节能目标基期为2005年,因此本文GDP使用2005年价格计算的数据。2005年以前GDP数据通过增长速度折算成2005年价数据。

[2]因素分析部分仅仅考虑产业结构变化以及产业利用效率变化对全社会能源利用率的影响,因此这里的全社会能耗仅指三大行业能耗合计。

[3]采用2005可比价计算三大产业比重。

[4]负数指单位增加值能耗下降,用能效率上升。正数指单位增加值能耗上升,用能效率下降。

[5]按2005年可比价计算。

[6]“十一五”以来,我省工业能效变化较大,因此对“十一五”以来的工业产业结构变化情况和其对能效产生的影响进行分析较为有意义。本文所用工业增加值数全部通过工业分行业发展速度倒推计算成2005价数据。

[7]按2008年前三季度数据估算。