北京市能源消費(fèi)影響因素分析及節(jié)能減排研究——基于產(chǎn)業(yè)視角

主持人語：

清華大學(xué) 張希良 教授重慶大學(xué) 劉渝琳 教授

在國內(nèi)經(jīng)濟(jì)邁入新常態(tài)的形勢(shì)下，經(jīng)濟(jì)增速放緩，環(huán)境與生態(tài)保護(hù)對(duì)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提出了更高要求，使得對(duì)產(chǎn)業(yè)端能源發(fā)展的研究越來越成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)，本期刊發(fā)的3篇文章均從產(chǎn)業(yè)端入手，從產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)、碳排放角度討論了其與節(jié)能減排、低碳環(huán)保等經(jīng)濟(jì)環(huán)境大背景之間的關(guān)系。無論是從北京市一地的區(qū)域角度，還是從電煤、鋼鐵等具體行業(yè)視角，均利用專業(yè)的數(shù)量模型，揭示評(píng)估能源消耗和碳排放的具體計(jì)算辦法，在為工業(yè)經(jīng)濟(jì)各部門及政府決策提供幫助方面做了有益嘗試。

北京市在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面一直走在國內(nèi)前列，產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)也因此得以控制，但多年下來，依靠產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)量下降變得越來越難，基于此，依靠降低能源強(qiáng)度將會(huì)是更有效的途徑。唐葆君教授等的《北京市能源消費(fèi)影響因素分析及節(jié)能減排研究——基于產(chǎn)業(yè)視角》即詳細(xì)分析了北京市2005—2012年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)狀況、趨勢(shì)及影響因素，并提出了節(jié)能減排的有效策略。

《電煤供應(yīng)過程碳足跡分析》和《鋼鐵行業(yè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳減排情景分析與評(píng)價(jià)研究》兩篇文章均從碳排放這一主要能耗種類入手，對(duì)電煤、鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中的碳足跡進(jìn)行了測(cè)算，對(duì)工業(yè)行業(yè)節(jié)能減排提供了有益參考。

北京市能源消費(fèi)影響因素分析及節(jié)能減排研究——基于產(chǎn)業(yè)視角

唐葆君a，b，周保進(jìn)a，b，豐超b

(北京理工大學(xué)a.能源與環(huán)境政策研究中心； b.管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京100081)

摘要：運(yùn)用對(duì)數(shù)平均迪氏分解法(LMDI)，對(duì)北京市2005—2012年三大產(chǎn)業(yè)下5個(gè)部門和產(chǎn)業(yè)端總的能源消費(fèi)影響因素進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：2005—2012年，北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)年均增長3.01%，主要的正向驅(qū)動(dòng)因素是經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化，負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、能源強(qiáng)度變化；在負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素中，能源強(qiáng)度變化對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)減少的貢獻(xiàn)是最大的，說明降低部門能源強(qiáng)度特別是工業(yè)部門的能源強(qiáng)度對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的減少具有重要意義；2005—2012年，由于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭使用量的調(diào)整，產(chǎn)業(yè)端能源量節(jié)約528.71萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而能源結(jié)構(gòu)中煤炭使用量變化對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量的平均貢獻(xiàn)為-1.45%。積極調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭的使用量能夠減少產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量。

關(guān)鍵詞：LMDI；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素分解；產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)

doi:10.3969/j.issn.1674-8425(s).2015.07.004

中圖分類號(hào)：F206

Analysis on Influence Factors of Energy Consumption and

Research on Energy Saving and Emission Reduction in Beijing:

Based on the Industrial Perspective

TANG Bao-juna，b, ZHOU Bao-jina，b, FENG Chaob

(a.Center for Energy & Environmental Policy Research; b.School of Management

and Economics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)

Abstract:This paper used LMDI, which can effectively solve the zero and residual problem as well as time transformation test, to analyze the influence factors from the perspective of five departments and total energy consumption in Beijing from 2005 to 2012. Empirical results indicate that: industrial energy consumption grow by 3.01% and the main positive driving factor is economic size change, while the change of industrial structure and energy intensity change are negative driving factors； Among the negative driving factors, reducing energy consumption for industrial energy consumption is the most important, suggesting that reducing energy intensity especially industrial departments of energy intensity for industry to reduce energy consumption is of great significance； Due to the adjustment of the coal in the energy consumption structure, industrial energy saving is up to 5.28 million tons of standard coal, and the average contribution of coal is -1.45%. Therefore, adjusting the use of coal in energy consumption structure can reduce the industrial energy consumption.

Key words: logarithmic mean Divisia index(LMDI); industrial structure factor decomposition; industrial end energy consumption

一、引言

能源作為社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展保持著密切的關(guān)系。自改革開放以來，北京市經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了舉世矚目的快速增長，伴隨著北京市現(xiàn)代化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)，能源與環(huán)境約束的影響逐漸凸顯出來，節(jié)能降耗成為可持續(xù)發(fā)展過程中的重要任務(wù)。我國資源稟賦不均衡，主要以煤炭為主，煤炭的消費(fèi)量一直占北京市能源消費(fèi)總量的大部分，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少煤炭使用量，是提高能源利用效率和改善生態(tài)環(huán)境的必由之路。而以第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)作為產(chǎn)業(yè)端的能源消費(fèi)占北京市能源消費(fèi)總量的80%左右，因此深入分析北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)與各種影響因素間的內(nèi)在聯(lián)系，量化產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)影響因素的差異，對(duì)于北京市節(jié)能降耗和提高能源利用效率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

北京市的能源消費(fèi)具有獨(dú)特性。

第一，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來了巨大的能源消費(fèi)。2013年北京市的能源消費(fèi)總量為7 354.18萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，較上年增長2.46%，其中產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量為5 779萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占能源消費(fèi)總量的79%，較上年增長1.57%，產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增長比率低于總的能源增長比率。而煤炭的燃燒會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，根據(jù)《北京市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》，北京市計(jì)劃將2015年煤炭使用總量控制在2 000萬噸，因此積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)端能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)于控制煤炭的使用量具有不可替代的作用。2013年，北京市的生產(chǎn)總值為19 500.6億元，較上年增長7.7%(以上年為基期)，GDP的增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的增長速度。2005—2012年北京市產(chǎn)業(yè)端的能源消費(fèi)總量增長了1.23倍，產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)年增長2.97%，與此同時(shí)北京市生產(chǎn)總值卻增加了1.99倍，年GDP增長10.4%，2005—2012年北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)年增長要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于年GDP的增長。而2005—2012年，全國產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量為32.21億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，7年間增長了1.53倍，產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)年增長6.25%，而此時(shí)全國的生產(chǎn)總值增加了2倍，GDP年增長10.42%，北京市和全國經(jīng)濟(jì)基本保持相同的高速增長，而產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)卻有非常大的差別，造成這些差別是有著深刻原因的。北京市經(jīng)濟(jì)在高速增長的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)卻保持較低的增長趨勢(shì)，要深入分析影響這種狀況的原因，就需要對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)進(jìn)行深入研究。

圖1反映的是2005—2012年北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量、能源消費(fèi)總量和產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量占能源消費(fèi)總量的百分比。從圖1中可知，產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增長越來越緩，從2006年增長6.1%到2012年的1.57%，產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增長下降趨勢(shì)明顯；而產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)占能源消費(fèi)的百分比也是下降的，從2005年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)占能源消費(fèi)的85.25%到2012年的80.6%，與此同時(shí)，2005—2012年北京市的經(jīng)濟(jì)增長卻保持10.4%的高速增長，這其中有著深層次的原因。

圖1　2005—2012年北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)、能源消費(fèi)總量及產(chǎn)業(yè)消費(fèi)占比

第二，北京市經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展中，產(chǎn)業(yè)端各部門能源消費(fèi)變化較大，第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長和能源消費(fèi)變化趨勢(shì)明顯。其中，工業(yè)對(duì)于推動(dòng)一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的作用，而工業(yè)作為一個(gè)高耗能的行業(yè)，其能源消耗在能源消費(fèi)總量中占據(jù)著十分突出的地位。2005年，北京市第二產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的48.94%，其中工業(yè)能源消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的47.07%，第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的34.75%。而2013年北京市第二產(chǎn)業(yè)的能耗占能源消費(fèi)總量的32.66%，其中工業(yè)能源消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的30.44%,第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的46.54%。在產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)方面，北京市做了較大的調(diào)整，這種調(diào)整的力度和效果，值得我們關(guān)注和研究，并為以后北京市節(jié)能降耗提供參考。

圖2所示2005—2012年北京市三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)占產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的百分比，可直觀看出第二產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)占產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的百分比是下降的， 2005—2012年，北京市第二產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)占產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的份額下降了15.43%，而第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)占產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的百分比是逐漸上升的。2005—2012年，北京市第二產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)占產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的份額上升了15.51%，并且在2008年后第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)超過第二產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)總量。

圖2　2005—2012年北京市三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)占產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的百分比

面對(duì)以上兩個(gè)方面的現(xiàn)狀，要做到節(jié)能降耗就必須從理論上回答一系列問題：這些年北京市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整過程對(duì)未來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有什么樣的指導(dǎo)意義？產(chǎn)業(yè)端的能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長到底有什么樣的關(guān)系？能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)能否對(duì)于能源總量消費(fèi)產(chǎn)生影響？這一系列問題都涉及到一個(gè)最基本的問題，那就是什么原因推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的變化？本文重點(diǎn)分析了經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、能源強(qiáng)度變化和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化對(duì)北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的影響，以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量的影響。深入研究北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)，對(duì)北京市的節(jié)能降耗具有重要的指導(dǎo)意義。

二、文獻(xiàn)綜述

目前對(duì)于能源消費(fèi)驅(qū)動(dòng)因素的研究，主要方法為因素分解法和計(jì)量法，研究的主要范圍集中在20世紀(jì)90年代以后。國內(nèi)較早的研究是史丹運(yùn)用計(jì)量法將1980—1997年我國能源消費(fèi)的影響分解為產(chǎn)出水平和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)第一產(chǎn)業(yè)比重下降使煤炭消費(fèi)需求大幅下降，工業(yè)比重的上升拉動(dòng)了石油的消費(fèi)需求，電力將因結(jié)構(gòu)的變動(dòng)和經(jīng)濟(jì)總水平的提高而成為中國的主要消費(fèi)能源[1]。

(一)對(duì)工業(yè)部門能源消費(fèi)的研究

Francois Lescaroux運(yùn)用“二層”分解法將世界上45個(gè)國家的工業(yè)能源消費(fèi)總量分解為工業(yè)增加值的變化、工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和能源效率，并對(duì)其未來的能源需求做了預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)這些國家1980—2009年工業(yè)能源消費(fèi)變化主要是由于工業(yè)增加值的增長、工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和能源效率的提高，并指出未來這些國家工業(yè)能源變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)因素可能是燃料的替代效應(yīng)和其他效率的提高[2]。劉暢等利用中國29個(gè)工業(yè)行業(yè)的面板數(shù)據(jù)對(duì)中國工業(yè)行業(yè)能源消耗強(qiáng)度變動(dòng)及影響因素進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)科技經(jīng)費(fèi)的增加、節(jié)能技術(shù)的開發(fā)、提高能源相對(duì)價(jià)格以及提高電力、石油等能源產(chǎn)品占總能源消費(fèi)比例，對(duì)節(jié)能降耗具有明顯的促進(jìn)作用[3]。陳海燕等認(rèn)為工業(yè)部門快速的經(jīng)濟(jì)增長是能源消費(fèi)增長的決定性因素，為了減緩能源消費(fèi)增長速度，需要降低能源密集型部門的能源強(qiáng)度以及降低能源密集型部門產(chǎn)出在工業(yè)產(chǎn)出中的比例[4]。趙曉麗等基于LMDI模型將1998—2006年的北京及全國工業(yè)能源消費(fèi)量分解為規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和效率效應(yīng)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，效率效應(yīng)對(duì)全國工業(yè)能源消費(fèi)下降起到了比較顯著的作用，而結(jié)構(gòu)效應(yīng)和效率效應(yīng)共同促使北京的能源消費(fèi)降低。與全國相比，北京大力促進(jìn)高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，控制黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等高耗能工業(yè)的發(fā)展，是其工業(yè)能源強(qiáng)度迅速降低的一個(gè)重要原因[5]。施鳳丹運(yùn)用LMDI模型將1997—2002年中國工業(yè)能源消費(fèi)及煤炭消費(fèi)、石油消費(fèi)分別分解為產(chǎn)量效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和強(qiáng)度效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)1997—2002年中國工業(yè)能耗的增長主要是高耗能重化工業(yè)投入產(chǎn)出規(guī)模的擴(kuò)大引起的,工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整也對(duì)其起到了一定的促進(jìn)作用,而工業(yè)各部門實(shí)際能源強(qiáng)度的降低則大大減緩了能耗總量的增長幅度[6]。但施鳳丹提出由于工業(yè)中焦炭和天然氣消費(fèi)量較少,且較多行業(yè)的消費(fèi)量為零,不適用LMDI方法，而Ang對(duì)于LMDI的零值問題做了研究，很好地解決了零值問題[7]。陳詩一構(gòu)造了中國工業(yè)38個(gè)二位數(shù)行業(yè)的投入產(chǎn)出面板數(shù)據(jù)庫，估算了中國工業(yè)全要素生產(chǎn)率變化并進(jìn)行了綠色增長核算，發(fā)現(xiàn)能源和資本是技術(shù)進(jìn)步以外驅(qū)動(dòng)中國工業(yè)增長的主要?jiǎng)恿?勞動(dòng)和排放增長貢獻(xiàn)較低甚至為負(fù)[8]。

(二)對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)體能源消費(fèi)總量的研究

馬曉微、崔曉凌基于LMDI方法定量分析了北京市終端能源消費(fèi)的變化特征，發(fā)現(xiàn)降低能源強(qiáng)度能有效抑制終端能源消費(fèi)。但是這一研究并不深入[9]。房斌等基于投入產(chǎn)出的結(jié)構(gòu)分解法研究了人口增長、效率、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、生活方式和水平與中國能源消費(fèi)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)1992—2007年人均GDP的提高是中國能源消費(fèi)增長的最大驅(qū)動(dòng)因素，推動(dòng)了241.93%的能源消費(fèi)量，而能源強(qiáng)度的降低則部分抵消了能源消費(fèi)的增量，抵消幅度達(dá)128.73%。從最終使用的角度看，總資本的形成和出口則是推動(dòng)能源消費(fèi)增長的重要驅(qū)動(dòng)力，分別為中國能源消費(fèi)的增長貢獻(xiàn)了42.42%和39.43%[10]。劉瑞翔運(yùn)用結(jié)構(gòu)分解法，對(duì)中國能源消費(fèi)加速增長的現(xiàn)象進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)1987—2007年,中間產(chǎn)品投入結(jié)構(gòu)變化和經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大是導(dǎo)致中國能源消費(fèi)近年來加速增長的主要原因。在行業(yè)層面上,中國能耗加速增長主要與工業(yè),特別是重化工業(yè)近年來迅速發(fā)展有關(guān)[11]。Xie基于投入產(chǎn)出表運(yùn)用結(jié)構(gòu)分解法對(duì)中國能源使用驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步調(diào)整最終需求結(jié)構(gòu)和改善能源效率將滿足中國未來面臨的能源挑戰(zhàn)[12]。趙進(jìn)文等運(yùn)用Granger檢驗(yàn)，研究了經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)二者之間關(guān)系，發(fā)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)增長對(duì)能源消費(fèi)的影響具有非線性特征，并且經(jīng)濟(jì)增長對(duì)能源消費(fèi)的影響具有明顯的階段性特征[13]。

以上研究主要集中于總的能源消費(fèi)和工業(yè)能源消費(fèi)的因素分解分析，對(duì)于研究產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的文章較少，因而不能更深刻地揭示產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的現(xiàn)狀和影響。趙曉麗將能源消費(fèi)分解為規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和效率效應(yīng)，但也主要考慮的是工業(yè)能源消費(fèi)的情況。北京市第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)總量在2008年就已經(jīng)超過第二產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)總量了，產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)一直占據(jù)能源消費(fèi)總量的80%左右，僅僅研究工業(yè)能源消費(fèi)并不能反映北京市整個(gè)產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)的特點(diǎn)，故此本文對(duì)北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)影響因素進(jìn)行了考察分析。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用LMDI模型，對(duì)北京市2005—2012年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)影響因素進(jìn)行分解，研究涵蓋三大產(chǎn)業(yè)的5個(gè)部門和2類能源，涉及4種影響因素。

三、模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)說明

指數(shù)分解法在20世紀(jì)70年代后期被逐漸應(yīng)用到能源問題研究中，通過近30年的發(fā)展，逐漸有了很多分支，目前最為常用的兩種方法是拉氏(Laspeyres)分解法和迪氏(Divisia)分解法。Ang比較了拉氏分解法、AMDI模型和LMDI模型，研究發(fā)現(xiàn)LMDI同時(shí)能夠解決零值問題，并且沒有殘差，這是其他兩個(gè)方法不具備的[14]。 Ang還發(fā)現(xiàn)拉氏分解法不能夠通過因素轉(zhuǎn)換和時(shí)間轉(zhuǎn)換的檢驗(yàn)，并指出LMDI模型由于其具有理論基礎(chǔ)，并具有適應(yīng)性、方便性、結(jié)果解釋和其他期望特性的特點(diǎn)，優(yōu)于其他分解分析方法[15]。于是，Ang進(jìn)一步給出了能源消費(fèi)分解和二氧化碳排放分解的理論公式，再次用數(shù)據(jù)說明了LMDI模型的優(yōu)勢(shì)：沒有殘差、加法分解和乘法分解能夠相互轉(zhuǎn)換、總量的一致性[16]。

本文考慮到數(shù)據(jù)可得性，模型的適應(yīng)性等因素，選擇LMDI模型把北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量分解為“5個(gè)部門”消費(fèi)的“2種能源”消費(fèi)的能源加總。用模型可表示如下，等式中各變量的含義詳見表1。

(1)

以上等式中的i=1,2，…，5分別表示農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)5個(gè)經(jīng)濟(jì)部門，j=1,2分別表示各部門消費(fèi)的2種化石燃料：煤炭、非煤能源。對(duì)經(jīng)濟(jì)部門的劃分基于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》“分行業(yè)能源消費(fèi)”分類標(biāo)準(zhǔn)，并按照2011年的《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》將工業(yè)部門的開采輔助活動(dòng)等歸入第三產(chǎn)業(yè)，將“批發(fā)、零售和住宿、餐飲業(yè)”與“其他行業(yè)”合并為“商業(yè)”[17]。對(duì)于消費(fèi)的“2種能源”選取的根據(jù)來源于王兵將煤炭消費(fèi)量作為能源結(jié)構(gòu)來考察煤炭的結(jié)構(gòu)效應(yīng)對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的影響[18]。

本文在原有分解模型的基礎(chǔ)上，加入了Mij這個(gè)變量用來討論部門能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭的消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)于能源消費(fèi)總量的影響，并進(jìn)一步分析了煤炭的影響程度。由于Ang已經(jīng)驗(yàn)證了LMDI模型的加法分解和乘法分解具有一致性，能夠相互轉(zhuǎn)換。在這里我們考慮到適用性，運(yùn)用加法分解法，其分解方程如下：

(2)

進(jìn)一步分解得到各個(gè)變量的結(jié)果表示：

(3)

(4)

(5)

(6)

補(bǔ)充公式：L(Ei,T,Ei,0)=(Ei,T-Ei,0)/In(Ei,T/Ei,0)，如果Ei,T≠Ei,0=Ei,T，如果Ei,T=Ei,0。

表1中經(jīng)濟(jì)總量、部門能源消費(fèi)量和部門產(chǎn)出的數(shù)據(jù)直接來自2006—2013年的《北京市統(tǒng)計(jì)年鑒》，經(jīng)濟(jì)總量和部門產(chǎn)出數(shù)據(jù)均以2005年的不變價(jià)格做了調(diào)整，產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量我們均以第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)總量進(jìn)行了加總，并換算成標(biāo)準(zhǔn)煤的統(tǒng)一形式。各個(gè)部門煤炭的消費(fèi)量我們均是從2006—2013年的《北京市統(tǒng)計(jì)年鑒》中分行業(yè)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)中得到，非煤能源是用總的能源消費(fèi)量減去煤炭消費(fèi)量，這里都換算成標(biāo)準(zhǔn)煤的統(tǒng)一形式，以及其余變量數(shù)據(jù)也是從2006—2013年的《北京市統(tǒng)計(jì)年鑒》中整理、匯總、計(jì)算得到。

四、實(shí)證結(jié)果分析

運(yùn)用模型(3)~(6)計(jì)算時(shí)，我們以2年為間隔，把2005—2012年劃分為7個(gè)時(shí)間段，分別進(jìn)行計(jì)算。我們將能源消費(fèi)總量的影響因素劃分為經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、能源強(qiáng)度變化和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化。實(shí)證分析結(jié)果顯示見表2。

表1　模型中各變量的符號(hào)及其含義

表2　2005—2012年北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增長驅(qū)動(dòng)因素及其貢獻(xiàn)　%

(一)對(duì)各時(shí)期的驅(qū)動(dòng)因素分析

每個(gè)時(shí)期產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量的增長速度和各驅(qū)動(dòng)因素的貢獻(xiàn)各不相同，本文只對(duì)具有研究?jī)r(jià)值的時(shí)期的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行深入分析，對(duì)其他時(shí)期的分解結(jié)果只做簡(jiǎn)單的描述，由于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的影響過小，我們主要對(duì)能源結(jié)構(gòu)中的碳結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

(1)2005—2006年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增長率為6.1%，正向的驅(qū)動(dòng)因素主要是經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化，其貢獻(xiàn)為12.57%。負(fù)向的驅(qū)動(dòng)因素主要是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和能源強(qiáng)度變化，其貢獻(xiàn)為-2.11%和-4.36%。

(2)2006—2007年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增長率為5.71%，正向的驅(qū)動(dòng)因素主要是經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化，其貢獻(xiàn)為13.92%。負(fù)向的驅(qū)動(dòng)因素主要是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和能源強(qiáng)度變化，其貢獻(xiàn)為-1.46%和-6.75%，能源利用效率的提高，對(duì)于減少能源的消費(fèi)是很有效的。

(3)2007—2008年產(chǎn)業(yè)端能源不同于前2個(gè)階段，其產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)有小幅度下降，能源消費(fèi)增長率為-0.41%，主要是由于當(dāng)時(shí)國際上金融危機(jī)的沖擊和北京舉行奧運(yùn)會(huì)，提倡節(jié)能減排。正向的驅(qū)動(dòng)因素主要是經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化，其貢獻(xiàn)為8.63%。負(fù)向的驅(qū)動(dòng)因素主要是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和能源強(qiáng)度變化，其貢獻(xiàn)為-4.05%和-4.99%。在此期間，商業(yè)生產(chǎn)總值增長了13.17%，能源消費(fèi)增加了4.38%，工業(yè)部門的生產(chǎn)總值增長是0.2%，而能源消費(fèi)卻減少了9.47%，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大調(diào)整對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的減少發(fā)揮了很大的作用。

(4)2008—2009年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增長率為2.77%，正向的驅(qū)動(dòng)因素主要是經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化，其貢獻(xiàn)為9.84%。負(fù)向的驅(qū)動(dòng)因素主要是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和能源強(qiáng)度變化，其貢獻(xiàn)為-1.64%和-5.43%。

(5)2009—2010年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增長率為5.94%，正向的驅(qū)動(dòng)因素主要是經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化，其貢獻(xiàn)分別為10.12%和1.48%。負(fù)向的驅(qū)動(dòng)因素主要是能源強(qiáng)度變化，其貢獻(xiàn)為-5.66%。此時(shí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化是個(gè)正值，主要是由于工業(yè)產(chǎn)值占總的生產(chǎn)總值的份額增加，比2009年增加了0.88%，帶動(dòng)了能源消費(fèi)的增加。

(6)2010—2011年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增長率為-0.61%，正向的驅(qū)動(dòng)因素主要是經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化，其貢獻(xiàn)分別為7.76%。負(fù)向的驅(qū)動(dòng)因素主要是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和能源強(qiáng)度變化，其貢獻(xiàn)分別為-0.62% 和-7.75%。雖然工業(yè)部門生產(chǎn)總值在此期間增加了7.5%，但能源消費(fèi)卻減少了230萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)雖然黑色金屬礦采選業(yè)在2011年產(chǎn)值上升21.4%，但其能源消費(fèi)卻減少了366.69萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可見能源利用效率的提高能夠大幅減少能源的使用，我們認(rèn)為主要是產(chǎn)業(yè)端特別是工業(yè)部門能源強(qiáng)度提高，導(dǎo)致了產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的減少。

(7)2011—2012年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增長率為1.57%，正向的驅(qū)動(dòng)因素主要是經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化，其貢獻(xiàn)為7.62%。負(fù)向的驅(qū)動(dòng)因素主要是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和能源強(qiáng)度變化，其貢獻(xiàn)為-0.42%和-5.61%。由于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)并不能清晰反映產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的變化，我們列出了能源結(jié)構(gòu)中碳的變化來反映能源結(jié)構(gòu)對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的影響，這里我們將煤炭消費(fèi)量作為能源結(jié)構(gòu)，將其對(duì)于能源消費(fèi)的影響符號(hào)表示為ΔEmix1。從表2中我們能清楚地看到能源結(jié)構(gòu)碳變化對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的影響是負(fù)向的，從2005—2012年由于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整而少使用的產(chǎn)業(yè)端能源量為528.71萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，能源結(jié)構(gòu)中煤炭消費(fèi)的變化對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量的平均貢獻(xiàn)為-1.45%，這說明了通過調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中碳變化是能夠減少產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量的，這同時(shí)也說明了北京市在節(jié)能減排和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)取得了突出的效果。

(二)從驅(qū)動(dòng)因素的總量進(jìn)行分析

2005—2012年造成產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增加的因素是經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化，促進(jìn)能源消費(fèi)減少的因素是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、能源強(qiáng)度變化，這里由于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)影響過小，我們主要考慮主要的影響因素，見表3。

1.正向的驅(qū)動(dòng)因素

在造成北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量增加的主要因素中，經(jīng)濟(jì)規(guī)模的變化表現(xiàn)得最為明顯，貢獻(xiàn)值為3 680.77萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。也就是說如果其他因素保持不變，經(jīng)濟(jì)規(guī)模從2005年的6 969.50億元增加到2012年的13 929.26億元，產(chǎn)業(yè)端的能源消費(fèi)總量則增加3 680.77萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在這里，經(jīng)濟(jì)規(guī)模對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的貢獻(xiàn)率為343.60%，說明了能源消費(fèi)增加的主要正向驅(qū)動(dòng)因素在于經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大。

表3　2005—2012年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)變動(dòng)的原因分析

2.負(fù)向的驅(qū)動(dòng)因素

促進(jìn)產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)減少的因素是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、能源強(qiáng)度變化。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的貢獻(xiàn)值為-453.55萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，對(duì)產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的貢獻(xiàn)率為-42.34%。其中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的具體情況如表4所示，以下20個(gè)部門的選擇依據(jù)主要是較高的能源消費(fèi)和較大的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。

作為高耗能行業(yè)的石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)，黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)，化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)等行業(yè)，它們?cè)诋a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中所占的份額有了較大的變化。其中，有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)，化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)，交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)，電氣機(jī)械和器材制造業(yè)，金屬制品業(yè)，儀器儀表制造業(yè)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中份額的下降幅度比較明顯。正是這種對(duì)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使作為高耗能的工業(yè)部門中的石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)，化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)的能源消費(fèi)量大幅下降，下降幅度分別為-4.12%、-2.15%、-11.53%和-1.4%。

服務(wù)業(yè)中批發(fā)與零售業(yè)、金融業(yè)的增加值占的份額分別為2.37%、2.13%，它們上升的幅度比較大，其能源消費(fèi)變化卻不是很明顯，分別為0.24%、0.26%，這里主要是批發(fā)與零售業(yè)、金融業(yè)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中對(duì)于能源消費(fèi)的節(jié)約和經(jīng)濟(jì)增長貢獻(xiàn)較大所致。

儀器儀表制造業(yè)、金屬制品業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)等高耗能行業(yè)規(guī)模的縮小，對(duì)于節(jié)約能源的貢獻(xiàn)較大，以上說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的確減少了產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的使用，這有助于節(jié)約能源，利用較少的能源創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。

交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)的能源消費(fèi)2005—2012年增加了7.00%，其增加值卻增長了-1.22%，這說明了交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)的能源消費(fèi)值得我們關(guān)注。

表4　2005—2012北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化　%

能源強(qiáng)度變化的貢獻(xiàn)值為-2 155.98萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。能源強(qiáng)度變化對(duì)產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的貢獻(xiàn)率為-201.26%。其中能源強(qiáng)度變化的具體情況如表5所示。

表5顯示了2005—2012年北京市各個(gè)部門的直接能源消耗系數(shù)的情況，主要的重工業(yè)部門石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)下降明顯，能源強(qiáng)度的下降顯示出各部門能源利用效率的進(jìn)步,即生產(chǎn)單位產(chǎn)出所需要消耗的能源的減少,因此如果總產(chǎn)出不變的話,那么能源消費(fèi)會(huì)相應(yīng)減少。實(shí)證分析結(jié)果表明，能源強(qiáng)度變化的貢獻(xiàn)值為-2 155.98 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而且就貢獻(xiàn)絕對(duì)值來看,能源強(qiáng)度變化影響是2個(gè)負(fù)向影響因素中最大的,說明能源強(qiáng)度變化對(duì)減少能源消費(fèi)的影響最為顯著。從而使得在經(jīng)濟(jì)大幅增長、高耗能部門快速擴(kuò)張和增加率不斷下降的情況下,能源消費(fèi)不至于增幅太大。

表5　2005—2012北京市能源強(qiáng)度的變化　噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元

五、結(jié)論

基于以上研究，本文主要可以得出以下主要結(jié)論：

第一，總體來看，2005—2012年北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量年均增長3.01%，其主要的正向驅(qū)動(dòng)因素為經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化，其平均貢獻(xiàn)為10.07%；負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素主要為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、能源強(qiáng)度變化，其平均貢獻(xiàn)分別為-1.26%和-5.79%。

第二，對(duì)于抑制2005—2012年產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量最大的貢獻(xiàn)因素是能源強(qiáng)度的下降，其貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化。與此同時(shí)從單位GDP能耗來看，2011年我國單位GDP能耗為0.743噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元(3.36萬噸油當(dāng)量/億美元)，北京市單位GDP能耗是全國最低，2011年單位GDP能耗為0.430噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元(1.944萬噸油當(dāng)量/億美元)；然而，同期美國、日本、英國的單位GDP能耗分別為1.451、1.133、0.885萬噸油當(dāng)量/億美元。我們與主要發(fā)達(dá)國家的單位GDP能耗還是有差距的，進(jìn)一步降低能源強(qiáng)度是可行的，因此降低部門能源強(qiáng)度特別是工業(yè)部門的能源強(qiáng)度對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的減少具有重要意義，同時(shí)對(duì)于節(jié)能和有效利用資源能源具有重要的作用。

第三，2007—2008年，北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)有一個(gè)小幅度的下降，降幅為-0.41%，究其深層次原因，主要是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，例如高耗能行業(yè)的增加值的大幅度下降。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)產(chǎn)值分別下降104.05%和52.94%，這2個(gè)行業(yè)能源消費(fèi)比2007年下降198.5萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我們看到通過對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，能夠大幅度減少能源消費(fèi)的使用。2010—2011年，北京市產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)主要是由于能源強(qiáng)度的提高所致。雖然黑色金屬礦采選業(yè)在2011年增加值上升21.40%，但其能源消費(fèi)卻減少了366.69萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可見能源利用效率的提高能夠大幅減少能源的使用。

第四，關(guān)于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭使用的影響，2005—2012年，由于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，產(chǎn)業(yè)端能源量節(jié)約528.71萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而能源結(jié)構(gòu)中碳變化對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量的平均貢獻(xiàn)為-1.45%，我們發(fā)現(xiàn)通過積極調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是能夠減少產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)總量的，這同時(shí)也說明了北京市在節(jié)能減排和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面做出的努力取得了突出的效果。

第五，2005—2012年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對(duì)于產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)的貢獻(xiàn)是負(fù)的，年平均貢獻(xiàn)為-1.26%，且從變化趨勢(shì)我們能夠發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)減少能源使用的效果越來越微弱，通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整想要達(dá)到節(jié)約能源的目的越來越困難。從理論上講,發(fā)展第三產(chǎn)業(yè),逐步降低工業(yè)在經(jīng)濟(jì)中的比重將是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一條有效途徑。但當(dāng)前北京市已經(jīng)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面做出了很大的努力，要想進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能減排的效果，我們認(rèn)為通過降低能源強(qiáng)度，減少能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭的使用量所產(chǎn)生的效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

隨著北京市經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，能源消費(fèi)的總量還會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大，將面臨更加嚴(yán)峻的節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)的壓力。促進(jìn)產(chǎn)業(yè)端能源消費(fèi)增加的主要因素是經(jīng)濟(jì)的快速增長，而減少能源消費(fèi)的主要因素則是能源強(qiáng)度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中碳使用量的變化。由于我國的自然資源稟賦極不均衡，煤炭?jī)?chǔ)量十分豐富，因而主要使用化石能源，但在此過程中煤炭的利用效率卻較低，而且燃燒會(huì)產(chǎn)生大量污染環(huán)境的氣體，所以就需要北京市在節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境方面做出更大的努力，在快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，積極調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率。

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(責(zé)任編輯許若茜)