我國工業部門煤炭消耗的定量分析

煤炭是我國的主體能源，2005年全國煤炭消耗占能源消耗總量的68.9％。長期以來工業是煤炭消耗的大戶，其煤炭消耗比例從1998年的88.7％增長到2005年的93.48％。煤炭需求的較快增長引起了近幾年部分地區的“煤荒和電荒”現象，給工業發展及居民生活帶來一定負面影響。另外，2007年第一季度中國首次出現煤炭凈進口使煤炭需求狀況再次成為關注的焦點，因此深入探討工業部門內部煤炭資源的消耗具有重要意義。本文試通過分解分析理論定量分析我國工業部門的煤炭消耗問題。

 

一、分解分析理論的主要內容

 

分解分析是一種廣泛應用在能源領域的研究方法，用來測定預先設定因子對總體能源消費的影響，從而測定工業生產變化對能源消耗和能源強度的影響，基本分析原則是測定基期和基期以后年份因子的變化程度，分別用T0，T1，T2，…，Tn表示（n = l，2，3，…）。分解模型一般將能源消耗變化看做是經濟發展效應、產業結構變化效應及能源強度效應共同作用的結果；能源強度受到技術進步、能源替代及價格等因素的影響，故能源強度又可以進一步分解為技術進步效應、替代效應及價格效應。本文采用此方法分析我國工業部門煤炭消耗狀況。

 

首先，將經濟發展、工業結構和煤炭強度看做影響煤炭消耗的三個因子，則有：
 

ΔETot=ΔEOUT+ΔEStr+ΔEInt                                                                                    （1）

 

其中，

 

       ΔEOUT = （Qt Si,0 Ii,0 -Q0 Si,0 Ii,0）=（Qt -Q0） Si,0 Ii,0                                       （2）

 

ΔEStr = （Qt Si,t Ii,0 –Qt Si,0 Ii,0）= Qt （Si,t -S i,0）Ii,0                                      （3）

 

ΔEInt = （Qt Si,t Ii,t –Qt Si,t Ii,0）= Qt （Ii,t -I i,0）Si,t                                        （4）

  

式（1）中，ΔETot為煤炭需求總變化，ΔEOUT為經濟增長效應，ΔEInt為煤炭強度效應，ΔEStr為工業結構調整效應。式（2）中，Q0指第0年行業總增加值，Qt為第t年行業總增加值，Si,0為第0年第i行業占行業總增加值比重，Ii,0為第0年i行業煤炭消耗強度，式 （2）表示在工業結構和煤炭強度不變情況下，只由于行業規模變化導致煤炭消費變化的絕對值，即經濟增長效應。式（3）中，Si,t為第t年第i行業占行業總增加值比重，式（3）表示在行業規模和煤炭強度不變情況下，由于產業結構變化導致煤炭消費變化的絕對值。式（4）中，Ii,t為第t年第i行業煤炭強度，式（4）表示在行業規模和工業結構不變情況下，只是由于煤炭強度變化導致煤炭消費變化的絕對值。

 

其次，煤炭強度受到煤炭使用效率和煤炭替代效應的影響。將煤炭替代效應從煤炭強度效應中剔除后，剩下的便是煤炭使用效率對煤炭消耗的影響，公式如下：

ΔEInt =ΔEFuel / Share +ΔEeff  （5）

其中，

       ΔEFuel / Share = （EFi,t Ei,0 - EFi,0 Ei,0）

                       = （EFi,t - EFi,0）Ei,0                                                                      （6）

       ΔEeff = （Qt Si,t EIi,t -Qt Si,t EIi,0）-ΔEFuel / Share

        = Qt  Si,t（EIi,t - EIi,0）-ΔEFuel / Share                                                         （7）

式（5）中，ΔEInt為煤炭強度效應，ΔEFuel / Share為煤炭替代效應，ΔEeff為煤炭使用效率變化對煤炭消耗的影響。式（6）中，EFi,t為第t期第i行業煤炭占能源消費比重，Ei,0為第0期第i行業總能源需求，EFi,0為第0期第i行業煤炭占能源消費比重，式（6）表示在總能源需求不變情況下，只是由于煤炭消耗在總能源需求比重發生變化導致煤炭消耗變化的絕對值。式（7）中，EIi,t為第t年第i行業煤炭使用效率，EIi,0為第0年第i行業煤炭使用效率公式，式（7）表示從能源強度中剔除能源替代效應后剩下的煤炭使用效率變化導致的煤炭消費變化的絕對值。

綜合以上得出，煤炭消耗效應表示如下：

ΔETot =ΔEOUT +ΔEStr +ΔEInt

=ΔEOUT +ΔEStr +ΔEFuel / Share +ΔEeff 

                                                           （8）

二、我國工業部門煤炭消耗狀況

 

1. 數據的選取。

 

根據中國統計年鑒工業部門煤炭消費表，選取33個工業部門作為研究對象。由于采掘業中的煤炭開采和洗選業、電力蒸汽熱水生產供應業及煤氣的生產和供應業不同于其他行業能源消耗，故從研究對象中剔除。根據各部門加工程度和產業上下游關系，將33個行業分為3類：初級行業、二次加工業及二次制造業。

 

2. 指標的選取。

 

根據公式（8）選用經濟增長、工業結構變化效應、能源替代和煤炭強度作為本次分析的四個因子。表1列出了我國2002年與2005年工業部門煤炭消耗狀況，是分解分析的數據基礎。

 

表1  2002年與2005年工業部門煤炭消耗狀況

 

資料來源：根據統計年鑒數據計算而得。煤炭需求即為各部門所包括行業煤炭消耗總量；煤炭消耗占總能源消耗比例=各行業煤炭消耗數量/該行業能源消耗總量（換算為標準煤計算而得）；增加值直接由統計年鑒可得；工業結構為各行業增加值/工業部門總增加值；煤炭強度=各行業煤炭消耗量/各行業工業增加值。

 

3. 各因素變動對煤炭消耗的影響。

 

據分解分析公式（1）～（4），對2002年與2005年我國工業煤炭消耗狀況計算的結果如表2所示。

 

表2  未考慮煤炭替代效應的分解分析結果

 

① 經濟增長效應。

 

由表2可得，2002～2005年間經濟增長是煤炭消耗增加的重要因素，經濟發展使煤炭消耗增加60978.03萬t，其中經濟增長對2002～2005年煤炭消耗貢獻最大的10個行業為：黑色金屬冶煉及壓延加工業、石油加工及煉焦業、非金屬礦物制品業、化學原料及化學制品制造業、造紙及紙制品業、食品加工業、有色金屬冶煉及壓延加工業、紡織業、石油和天然氣開采業、化學纖維制造業。該10項行業的經濟增長帶來煤炭消耗增加54926.34萬t，占本文總體工業部門經濟增長效應（60978.03萬t）的90.096％，因此，這些產業規模的變化或國家在這些行業部門的政策調整對煤炭總體消耗會產生重大影響。

 

② 工業結構效應。

 

工業結構變化對煤炭消耗影響不大，正如前面所言，在我國工業結構的調整中，工業增加值增加較大的為制造業，而制造業相對于初級部門不屬于能源密集型行業，能源增加量很少，煤炭消耗增加量也不會太大；分解分析結果表明，工業結構調整僅使煤炭消耗增加9367.58萬t，不是影響煤炭強度變化的重要因素。通過計算可以得到工業結構調整對煤炭消耗影響最大的10個行業：石油加工及煉焦業、非金屬礦物制品業、造紙及紙制品業、飲料制造業、交通運輸設備制造業、化學纖維制造業、紡織業、醫藥制造業、非金屬礦采選業、煙草加工業，由于工業結構調整使這10個行業的煤炭消耗減少5446.72萬t，因此上述行業規模的縮減對節約煤炭有重要影響；另外由于工業結構調整使煤炭消耗增加的10個行業為：家具制造業、木材加工及竹藤棕草制品業、有色金屬礦采選業、普通機械制造業、黑色金屬礦采選業、石油和天然氣開采業、食品加工業、化學原料及化學制品制造業、有色金屬冶煉及壓延加工業、黑色金屬冶煉及壓延加工業，這10個行業共增加煤炭15071.94萬t，這些行業規模擴大將會對煤炭消耗增加有很大影響。

 

③ 煤炭強度效應。

 

煤炭消耗除受經濟增長、工業結構影響外，還受煤炭強度的影響，根據公式（4），2002～2005年由于煤炭強度下降，節約煤炭38605.29萬t。其中，煤炭節約較大的10個行業為：黑色金屬冶煉及壓延加工業、化學原料及化學制品制造業、食品加工業、石油和天然氣開采業、有色金屬冶煉及壓延加工業、非金屬礦物制品業、化學纖維制造業、石油加工及煉焦業、普通機械制造業、造紙及紙制品業；另外，計算表明電子及通信設備制造業和塑料制品業煤炭強度反而上升，在2002～2005年間煤炭強度分別增加了1.26萬t和18.77萬t。因此，深入研究這些行業煤炭強度變化較大的原因以及其地區分布，有助于挖掘當前煤炭市場供給和需求缺口矛盾之所以存在的信息，對分析2007年我國首次成為煤炭凈進口國也有一定的意義。

 

影響煤炭強度的因素很多，能源替代是重要因素，在其他能源與煤炭資源存在替代可能的前提下，其他能源價格的變化、消耗煤炭產業技術的改革等都會影響煤炭資源的需求，進而影響煤炭強度。另外煤炭強度反映單位GDP所耗煤炭量，間接反映煤炭使用效率，但如果存在能源替代，煤炭強度則不能準確反映煤炭使用效率，為響應發改委提出的“節能降耗”目標，有必要分解出工業部門中的煤炭消耗低效率產業，為此，將煤炭強度效應分解為真實煤炭強度效應和能源替代效應。

根據分解分析理論公式（5）～（7），計算結果如表3所示：

 

表3  煤炭強度效應分解為煤炭替代效應和真實煤炭強度效應

 

a. 煤炭替代效應。

 

由表3可得，將煤炭強度效應分解出煤炭替代效應后，2002～2005年間煤炭替代效應使煤炭消耗僅增長了1666.13萬t，即外界環境變化對煤炭資源替代影響不大，至少表明在此期間其他能源對煤炭資源的消耗沒有太大影響。當前一些研究學者認為我國現在和未來都將是煤炭消耗大國，一方面基于我國豐富的煤炭資源稟賦特征，另一方面為降低進口石油依存度保證石油供給安全，我國會以煤炭資源代替石油、天然氣，從而增加煤炭的消耗。然而統計發現，2002～2005年能源替代效應對煤炭資源消耗影響很小，因此一些學者關于用煤炭代替石油和天然氣資源從而增加煤炭資源消耗會造成我國未來巨大的煤炭消耗的論斷值得商榷。此外，現階段我國基于煤炭液化項目技術、成本和資源的考慮，國家發改委已經明令不允許煤炭液化工程肆意泛濫，由此證明，未來煤炭液化將代替部分石油資源，但將其大規模產業化幾率不會很大，這也表明未來煤炭替代效應對我國未來煤炭消耗不會產生很大影響。

 

煤炭替代效應對煤炭資源消耗影響不大，但這一結果局限在2002年與2005年統計數據，僅對現在有所啟示。為進一步研究工業部門煤炭消耗狀況，有必要深入了解行業內部煤炭資源消耗程度。根據計算結果，2002～2005年間煤炭資源消耗增加的行業包括：石油加工及煉焦業、非金屬礦物制品業、化學纖維制造業、造紙及紙制品業、食品制造業、有色金屬冶煉及壓延加工業、專用設備制造業、紡織業、服裝及其他纖維制品制造、電子及通信設備制造業，共增加煤炭5096.52萬t；煤炭資源消耗減少的行業包括：飲料制造業、非金屬礦采選業、電氣機械及器材制造業、交通運輸設備制造業、普通機械制造業、化學原料及化學制品制造業、食品加工業、石油和天然氣開采業、黑色金屬冶煉及壓延加工業，共減少煤炭消耗3261.82萬t。

 

b. 煤炭強度效應。

 

能源強度效應剔除能源替代效應后更加真實地反映煤炭使用效率對煤炭消耗的影響，使用效率提高帶來煤炭強度降低，進而節省煤炭資源40271.42萬t。計算結果表明，2002～2005年間工業部門中煤炭效率提高較快的10個行業為：黑色金屬冶煉及壓延加工業、化學原料及化學制品制造業、石油加工及煉焦業、非金屬礦物制品業、有色金屬冶煉及壓延加工業、食品加工業、石油和天然氣開采業、化學纖維制造業、造紙及紙制品業、紡織業、食品制造業，這10個行業節約煤炭37485.52萬t，占煤炭節約總量的93.082％，因此提高上述行業的煤炭消耗效率對降低煤炭強度有重要意義；另外，如果這些行業主要分布在煤炭供給不足地區，提高上述行業的煤炭使用率能夠緩解煤炭供給和需求的缺口矛盾。煤炭消耗效率提高較慢行業為：儀器儀表文化辦公用機械、皮革毛皮羽絨及其制品業、服裝及其他纖維制品制造、印刷業記錄媒介的復制、電子及通信設備制造業、自來水的生產和供應業、文教體育用品制造業；另外值得關注的是，塑料制品業效率不但沒有提高反而有所降低，使煤炭消耗增加1431萬t，這些效率提高不多的行業將是未來節能降耗重點關注的行業。

 

三、結論

 

分解分析模型是一種能夠有效分析工業部門中煤炭消耗狀況的方法，它克服了多元統計回歸分析所存在的殘差影響，使得分析結果更客觀合理。通過對我國2002年與2005年工業部門煤炭消耗狀況的分析可知：經濟增長是工業部門煤炭消耗增加的主要因素；提高煤炭使用效率是節約煤炭資源的主要手段；能源替代效應和工業結構變化對煤炭消耗影響不大；通過計算給出了在工業部門中，經濟增長對煤炭消耗影響較大的10個行業和煤炭消耗效率較低的10個行業及相關行業對煤炭消耗的貢獻程度，上述結果，可為相關政府決策部門制定政策提供依據。