跨行業(yè)能源交易視角下的我國能源優(yōu)化配置研究

張一清，宋延軍，劉曉燕

（1.山東工商學院 經(jīng)濟學院，山東 煙臺 264025；2.重慶文化藝術(shù)職業(yè)學院，重慶 江北 400020；3.魯東大學 財經(jīng)處，山東 煙臺 264025）

一、問題的提出

我國經(jīng)濟增長質(zhì)量低下，資源過度利用與環(huán)境嚴重破壞，經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)受到嚴重威脅[1]。當前我國能源供給總量難以滿足快速增長的能源需求，能源日益成為稀缺資源，從工業(yè)發(fā)展和能源配置角度看我國不同行業(yè)的能源消費結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)，能源效率偏低，能源使用結(jié)構(gòu)不合理。2012年我國第二產(chǎn)業(yè)萬元GDP能耗為1.099，能源消費總量為258630.15萬噸標準煤，占全部產(chǎn)業(yè)能源消費總量的71.50%，第二產(chǎn)業(yè)中非金屬礦物制品業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)（包括黑色金屬和有色金屬），這些行業(yè)的能源消耗量較多，工業(yè)產(chǎn)值相對較少①。

無論從當前還是長遠看，我國的能源供給總量受瓶頸限制，供給量無法大幅增加，必須改變我國目前的能源配置制度，以滿足經(jīng)濟快速發(fā)展對能源的需求，提升能源的使用效率，因此構(gòu)建跨行業(yè)能源交易體系，創(chuàng)新能源配置制度勢在必行。

從碳排放總量約束、能源配置方式角度，國內(nèi)學者對能源優(yōu)化配置進行了研究。碳排放約束，姚漫等（2012）建立了總量碳排放約束和各自碳排放約束下區(qū)域能源分配模型，以實現(xiàn)碳排放約束下的能源供給和需求平衡，即在模型的約束條件和目標函數(shù)下，將能源供給和需求曲線放在同一坐標中，找到實現(xiàn)能源供給和能源需求均衡的Pinch點，并通過算例進行了分析[2]；汪克亮等（2012）基于節(jié)能和減排約束測算了包含環(huán)境效應的省際全要素能源效率，得出我國全要素能效整體水平偏低，區(qū)域間能效差距明顯，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、技術(shù)進步和能源消費結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對促進各地區(qū)節(jié)能減排有顯著作用[3]。何建坤（2010）提出應當在碳排放約束下進行產(chǎn)業(yè)升級和結(jié)構(gòu)節(jié)能以實現(xiàn)我國能源可持續(xù)發(fā)展，通過我國GDP能源強度的國際比較，指出我國GDP能源強度高的原因除能源利用和轉(zhuǎn)換效率中的技術(shù)因素外，我國第二產(chǎn)業(yè)特別是高能耗產(chǎn)業(yè)比重大，產(chǎn)品價值鏈低等結(jié)構(gòu)性因素更為主要[4]。能源配置方式，韓強、劉正林（2013）通過構(gòu)建工業(yè)領(lǐng)域能源分配雙層規(guī)劃模型，在能源消費總量約束下配置各行業(yè)優(yōu)先權(quán)，以促使工業(yè)能耗強度降低，引導高耗能行業(yè)發(fā)展[5]；仲偉周等（2013）通過研究不同省區(qū)、地區(qū)之間的能源強度差異并進行結(jié)構(gòu)分解，得到能源強度的總體差異主要由區(qū)域內(nèi)差異引起，區(qū)域間差異的下降趨勢較為平穩(wěn)的結(jié)論，給出了區(qū)域間進行節(jié)能方面合作，優(yōu)化能源配置以降低能源強度的政策建議[6]；鄭明慧等（2012）在分析能源消費省區(qū)配置的基礎(chǔ)上，分別測算相對趨同條件、絕對趨同條件下河北省節(jié)能潛力，得出河北省總體能源效率明顯偏低，具有相當大節(jié)能潛力的結(jié)論，并提出了針對性和預見性的能源發(fā)展政策[7]。陳軍（2010）則根據(jù)區(qū)域間能源邊際產(chǎn)出相等情形下能源富余或短缺情況判斷化石能源優(yōu)化配置的效果，給出了我國化石能源區(qū)域間實現(xiàn)優(yōu)化配置應采取的對策[8]。

上述研究從不同的角度對能源優(yōu)化配置問題做出了深入分析，但這些研究側(cè)重于能源供需平衡的定性分析，著眼于區(qū)域、產(chǎn)業(yè)間能源利用效率差異，強調(diào)區(qū)域和產(chǎn)業(yè)間節(jié)能潛力的充分利用。但上述研究缺乏在能源供給總量既定的前提下，從能源定額、能源配額角度進行跨行業(yè)能源交易，縮小產(chǎn)業(yè)間能源利用差異，實現(xiàn)能源優(yōu)化配置方面的理論分析。

考慮到能源既具有稀缺性又具有“準公共物品”的特點，在既定能源消費總量前提下，不同能源使用效率的產(chǎn)業(yè)分配相應的能源配額，既滿足公共產(chǎn)業(yè)能源需求，又能降低能源強度，可以從跨行業(yè)能源配額交易的角度配置能源，即建立基于能源定額的行業(yè)能源配額機制，探析跨行業(yè)的能源交易框架及路徑。

從我國不同行業(yè)的能源強度來看，我國有些行業(yè)的GDP產(chǎn)出與能源消耗量極不相稱，根據(jù)能源消耗量和GDP貢獻率進行跨行業(yè)的能源配額交易，實現(xiàn)能源供給總量約束下的能源優(yōu)化配置實現(xiàn)能源的可持續(xù)利用，有著重要的現(xiàn)實意義[9]。

二、跨行業(yè)能源交易體系框架

通過我國投入產(chǎn)出表和分行業(yè)的能源消耗資料測算，我國各行業(yè)的單位GDP能耗差異較大。在能源供應總量既定情況下，實現(xiàn)“以供定需”的能源消耗總量控制，即在各行業(yè)能源定額基礎(chǔ)上，通過能源配額確定各耗能行業(yè)的初始配額（初始用能權(quán)），同時，在高能耗產(chǎn)業(yè)和低能耗產(chǎn)業(yè)間建立跨行業(yè)能源交易機制，將有利于提高能源的使用效率，優(yōu)化能源的配置，在很大程度上能夠緩解能源短缺的問題。跨行業(yè)能源交易體系設(shè)計見圖1。

圖1 跨行業(yè)能源交易體系框架

跨行業(yè)能源交易是在能源主管機構(gòu)分配初始能源配額，政府宏觀管理下的市場主導產(chǎn)業(yè)能源交易框架中進行。

能源主管機構(gòu)的職能包括控制能源供給總量、制定能源定額、在耗能產(chǎn)業(yè)間分配能源配額以及維護能源交易市場的正常運行。能源交易市場則以市場為主導完成不同行業(yè)間能源的交易。能源總量控制是政府對現(xiàn)有以及未來一段時間內(nèi)的可供能源的總量管理，除能源保護和能源使用的宏觀調(diào)控外，還包括能源戰(zhàn)略儲備及進口。能源定額是通過技術(shù)、組織、教育等各種措施實現(xiàn)節(jié)能降耗，并依據(jù)一定能耗標準管理生產(chǎn)中各種能源消耗量，是加強能源管理的重要措施[10]。能源配額管理是依據(jù)行業(yè)的能源定額標準和可供能源總量，分配初始用能量給不同企業(yè)，即用能企業(yè)得到一定配額量的能源。能源主管機構(gòu)負責分配各用能企業(yè)的能源配額，根據(jù)政府制定的計劃價格和分配的能源額度，用能企業(yè)支付相應的費用。在能源交易市場中，實行政府宏觀管理下市場主導的能源交易，即交易雙方?jīng)Q定了能源的交易價格，同時政府負責市場的監(jiān)管以避免市場被操縱，保證能源交易市場的有效運行。

能源交易體系中的A類企業(yè)表示第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)中的高耗能企業(yè)，B類企業(yè)表示第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)中的低耗能企業(yè)，在能源交易市場有效運行的前提下，只要A類和B類企業(yè)間能源邊際收益存在較大差異，市場中的能源交易就會發(fā)生，既包括行業(yè)內(nèi)不同企業(yè)的能源交易，又包括跨行業(yè)企業(yè)間的能源交易。

基于能源定額的跨行業(yè)能源交易可以實現(xiàn)“以供定需”的能源需求總量控制，是從“開源”到“節(jié)流”的制度創(chuàng)新，不僅提高了能源的配置效率和使用效益，而且增強了各行業(yè)節(jié)約能源使用激勵，在一定程度上緩解了能源的稀缺問題。

三、跨行業(yè)能源交易體系的設(shè)計

跨行業(yè)的能源交易體系主要包括能源配額管理、能源定額管理以及能源交易市場三個方面的內(nèi)容。

（一）能源定額管理

能源定額指在一定的技術(shù)和生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)特定量的產(chǎn)品或完成特定工作所消耗的能源量。能源定額管理是以能源定額編制為核心，包括節(jié)能管理、能源使用統(tǒng)計管理、能源使用計劃等內(nèi)容。通常來講，能源定額管理包含的要素有：能源總耗用規(guī)模的界定、能源定額指標的量化以及完善的能源定額指標體系，能源定額管理的核心是根據(jù)能源定額及能源定額的核算規(guī)模完成能源耗用總量的測算。

我國能源消耗70%以上都是鋼鐵等高耗能行業(yè)消耗的，這些行業(yè)節(jié)能潛力大，必須制定能源定額對這些重點耗能行業(yè)的能源消耗加以控制[11]。

能源定額管理需要根據(jù)行業(yè)能源使用統(tǒng)計，按照不同類別行業(yè)的能源定額制定各行業(yè)的能源配額，完成能源可供總量在我國各行業(yè)的分配。同時根據(jù)重點耗能行業(yè)的用能行為，制定能源定額指標，細化和完善能源定額考核的指標體系。

按照不同的標準，能源定額有以下分類：

（1）按照能量消耗不同作用，能源定額可分為工序消耗定額（鑄鐵件有烘模、退火和化鐵定額，軋鋼有軋材、開坯定額等）、工藝消耗定額、產(chǎn)品消耗定額。

（2）按照能源的種類，能源定額可分為焦炭消耗定額、煤炭消耗定額、設(shè)備潤滑油消耗定額、汽車用油消耗定額、蒸汽消耗定額、電力消耗定額等，以上這些稱為能源消耗定額。

（3）對于消耗兩種以上能源的產(chǎn)品，能源定額可分為綜合消耗定額與單項消耗定額。

當前我國采取分級管理的辦法來管理能源定額，工業(yè)管理行政機構(gòu)負責考核評定企業(yè)的能源定額指標以及審定批準下達一般產(chǎn)品的定額指標，省級部門負責審定批準耗能大的產(chǎn)品定額指標。在國外如羅馬尼亞由部長會議直接管理國家能耗定額指標，美、日等國家制定高耗能企業(yè)的能耗定額指標和其他企業(yè)部分能耗指標，從世界整個發(fā)展趨勢看，各個國家都在不斷加強和深化能源管理。

（二）能源配額管理

能源配額通常在一個國家內(nèi)的行業(yè)間或地區(qū)間試點應用，它是分配和管理有限能源的一種手段。能源配額作為一種行政配置能源手段，它是能源總量控制管理體系的核心，能源配額由能源主管部門負責分配，給重點行業(yè)發(fā)放能源使用許可證。實踐中能源配額的分配可以從需求和供給兩個角度進行，從需求出發(fā)，建立能源使用許可制度，根據(jù)節(jié)能技術(shù)進步和實際需要確定能源配額；從能源供應角度，結(jié)合各行業(yè)的實際情況制定能源配額指標，完成能源既定供應總量的分解。

能源配額的分配和使用要兼顧效率與公平，優(yōu)先滿足生活和必需產(chǎn)業(yè)的能源需求，加強重點行業(yè)的能源管理。產(chǎn)業(yè)優(yōu)先級的確定是能源配額管理的重要機制，一方面，根據(jù)我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，重點扶持的產(chǎn)業(yè)要優(yōu)先配置較大的能源配額；另一方面，以產(chǎn)業(yè)的影響力和感應力為標準確定分配能源配額，即優(yōu)先安排能源配額給拉動力和輻射力較強的產(chǎn)業(yè)。

在能源配額分配過程中需要遵循以下原則：①保證生活和必需的產(chǎn)業(yè)用能。能源的分配應該是在滿足生活和必需產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上，不能以犧牲生活質(zhì)量和企業(yè)停產(chǎn)為代價，可以通過能源定額和核算單元對應的規(guī)模，測算生活和必需產(chǎn)業(yè)的用能量。②配額的分配應該是動態(tài)的。能源配額的分配應該符合我國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，優(yōu)先配置給重點扶持的產(chǎn)業(yè)以及能源利用率高的支柱產(chǎn)業(yè)，以實現(xiàn)能源稀缺資源的優(yōu)化配置。③對于高能耗低產(chǎn)出的產(chǎn)業(yè)，要通過能源配額等行政手段并配合其他市場手段，實現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)的技術(shù)節(jié)能、升級改造或者予以淘汰。

能源配額起著協(xié)調(diào)和承接能源定額管理和能源總量控制的作用，是連接能源定額管理和能源總量控制的重要環(huán)節(jié)，不僅在能源總量控制中起到自上而下的約束，同時在能源定額到能源總量的分配過程中又起到自下而上的約束，定額中有總量的約束，總量中有定額的影響，定額與總量的聯(lián)系更加緊密。能源配額作為能源定額管理與能源總量控制的橋梁，根據(jù)年度能源供應總量的變化，在行業(yè)間或地區(qū)間靈活調(diào)整，動態(tài)協(xié)調(diào)能源定額和能源總量，使能源定額管理、能源總量控制、能源配額分配等各環(huán)節(jié)銜接一致，從制度、管理、技術(shù)等層面為節(jié)能型社會提供理論及應用支撐。

（三）能源交易市場制度

根據(jù)能源交易許可的理論構(gòu)想，能源交易市場分為三級：一級能源市場在政府主管機構(gòu)主導下完成區(qū)域能源的初始配額分配；二級能源市場主要是區(qū)域間不同行業(yè)的能源交易；三級能源市場主要是區(qū)域內(nèi)不同行業(yè)間的能源交易。一級能源市場主要是依靠政府行政手段完成；二級能源市場主要由各區(qū)域政府主管機構(gòu)主導，依靠市場手段確定能源價值，根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展合理確定能源的需求，完成區(qū)域間的能源交易。三級能源市場要充分發(fā)揮市場機制的作用，即市場價格調(diào)節(jié)能源的供求，同時能源的供求關(guān)系也影響著市場價格。政府主管機構(gòu)則從組織機構(gòu)、信息體系、監(jiān)管體系、調(diào)控體系和交易體系等方面，建立必要的制度環(huán)境和保障措施，以保障能源市場的正常運行[12]。

能源交易市場的主要內(nèi)容是能源交易價格和交易手段。能源轉(zhuǎn)讓的原則是由能源邊際使用效率低的行業(yè)向能源邊際使用高的行業(yè)轉(zhuǎn)移，以提高能源使用效率。能源轉(zhuǎn)讓定價原則是出售能源的產(chǎn)業(yè)至少要收回成本，定價方式可以采用協(xié)議定價或拍賣等多種方式。一是多余能源的轉(zhuǎn)讓，其能源轉(zhuǎn)讓定價為：出讓能源企業(yè)獲得該部分能源的成本減去出讓能源企業(yè)的機會成本加上受讓能源企業(yè)的機會成本。二是用能企業(yè)消減自身用能量的轉(zhuǎn)讓，即用能企業(yè)采取節(jié)能技術(shù)或者將自身生產(chǎn)必需用能中的一部分用于交易，其能源轉(zhuǎn)讓的定價為：出讓能源企業(yè)因消減該部分能源所付出的成本減去出讓能源企業(yè)的機會成本加上受讓能源企業(yè)的機會成本。

四、企業(yè)間能源交易的情形分析

下面建立了一個包括高能耗企業(yè)A（買方）和低能耗企業(yè)B（賣方）的兩企業(yè)能源交易基本模型進行分析，并做以下假設(shè)[13]：

（1）初始分配明晰的能源使用許可，高能耗企業(yè)A擁有初始的能源使用許可EA，低能耗企業(yè)B擁有初始的能源使用許可EB。

（2）高能耗企業(yè)、低能耗企業(yè)能源使用效益的差別較大并存在能源交易市場，能夠為B提供內(nèi)在節(jié)能激勵。假定B的節(jié)能成本函數(shù)為C=C（Q）且C′(Q)＞0，即C（Q）為節(jié)能量Q的單調(diào)增函數(shù)。

（3）B能夠在不影響產(chǎn)出水平的前提下采取節(jié)能措施減少能源耗用，假設(shè)其他生產(chǎn)投入要素和產(chǎn)出的產(chǎn)品價格不變，則B的凈收益MB保持不變，即不會隨能源使用量減少而改變。

（4）其他投入要素量不變情況下，隨著能源投入量的增大A的凈收益MA也相應增大。

（5）在能源交易市場上A從B以價格P購買能源量Q，總交易成本為TRC=TRCA+TRCB，TRCA、TRCB分別為A、B的交易成本。

（6）在能源消費總量控制前提下，政府仍預留一定的能源量，能源配額初始分配后，A可以向政府申請獲取新增能源使用許可Q。假定新申請能源使用的成本為CA，新申請的能源價格為P0；在能源極端缺乏的情況下，政府會停止能源使用許可的分配，企業(yè)新申請能源使用許可的價格和成本為無窮大。

在上述假設(shè)基礎(chǔ)上，分別給出高能耗企業(yè)A和低能耗企業(yè)B的成本、收益函數(shù)如下：

（1）低能耗企業(yè)B出售能源使用許可的收益：

出售能源使用許可的成本：

（2）高能耗企業(yè)A增大能源的使用獲取的收益：

增大能源使用需支付的成本：

式（4）是高能耗企業(yè)為購買能源使用許可需支付的成本，式（5）是高能耗企業(yè)為申請能源使用許可向政府支付的成本。

能源轉(zhuǎn)讓能否發(fā)生，取決于A和B企業(yè)購買能源的成本與新申請能源的成本比較，以及其能源使用的成本收益比較，可分以下4種情況討論：

（1）IB-TCB=P Q-C(Q)-TRCB ＞0且IA-TC1A＞IATC2A＞0。B通過出售能源獲利，A通過購買能源也能獲利而且成本低于從政府新申請的能源成本，即在能源交易市場中，B有節(jié)余的能源供給，A有需求，能源轉(zhuǎn)讓能夠發(fā)生。

（2）IA-TC1A=ΔMA-PQ-TRCA ＞0且TC1A＞TC2A。A通過能源交易市場購買能源或者從政府新申請能源，都能增大收益，但從能源交易市場購買能源的成本高于從政府申請能源的成本，A選擇從政府申請能源，能源交易市場缺乏需求，能源轉(zhuǎn)讓不能發(fā)生。

（3）IB-TCB=P Q-C(Q)-TRCB＜0。B的節(jié)能成本和交易成本大于其從能源交易市場中出售節(jié)余能源的收益，B沒有節(jié)余能源進行交易的動力，能源轉(zhuǎn)讓不會發(fā)生。此時，從政府獲取能源的成本和新申請能源帶來的收益決定了A是否從政府申請能源。

（4）IA-TC1A=ΔMA-PQ-TRCA＜0，從能源交易市場中購買能源的成本大于A使用該能源所獲得的收益增量時，A沒有購買能源的需求，能源轉(zhuǎn)讓不能發(fā)生。

五、結(jié)束語

從能源優(yōu)化配置的角度來看，要從根本上解決我國能源短缺問題，除加大能源供應外，必須轉(zhuǎn)變思路，把不同行業(yè)的能源使用看作一種稀缺資源在國民經(jīng)濟各行業(yè)的優(yōu)化配置，著重從制度創(chuàng)新的角度為既定能源供給總量下能源優(yōu)化配置提供制度保障，跨行業(yè)能源配額交易能夠充分體現(xiàn)能源總量控制倒逼我國經(jīng)濟發(fā)展方式的作用，以最低的成本實現(xiàn)能源優(yōu)化配置的目標。

由上述研究得到如下政策建議：

（1）全面推行能源定額管理，實行用能計量、計劃供能和總量控制，監(jiān)督檢查重點產(chǎn)品的能耗定額標準執(zhí)行，在完善現(xiàn)有六大重點行業(yè)定額標準的基礎(chǔ)上，從嚴制定一些污染嚴重行業(yè)的能源定額標準，并注重實施情況，這些行業(yè)包括化學原料及化學制品制造業(yè)、石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、電力熱力的生產(chǎn)和供應業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)等。

（2）加強特殊耗能行業(yè)耗能的管理，推行分行業(yè)能源消費總量配額制度。嚴格管理有色金屬、鋼鐵、建材、化工等行業(yè)的能源使用量，在我國能源總量控制目標下，規(guī)定重點耗能企業(yè)的能源消費的最大配額。在地區(qū)或者行業(yè)范圍內(nèi)，由能源主管部門根據(jù)該行業(yè)內(nèi)先進企業(yè)的能源定額指標，分配重點耗能企業(yè)的能源配額，實行重點行業(yè)耗能的總量控制。

（3）初期階段以能源配額和能源交易制度起步，通過基于項目的節(jié)能量認證交易體系，培育和完善節(jié)能服務(wù)市場和市場交易體系，在能源交易市場中能源主管機構(gòu)作為“游戲規(guī)則的制定者”負責必要的監(jiān)管，在相關(guān)制度保障的前提下，由市場主導同一區(qū)域及行業(yè)內(nèi)企業(yè)間能源配額交易。

注 釋：

① 一部分數(shù)據(jù)來源于中國能源統(tǒng)計年鑒2013，另一部分數(shù)據(jù)是從國家統(tǒng)計局網(wǎng)站獲取相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)測算得出。

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