我国工业部门煤炭消耗的定量分析

煤炭是我国的主体能源，2005年全国煤炭消耗占能源消耗总量的68.9％。长期以来工业是煤炭消耗的大户，其煤炭消耗比例从1998年的88.7％增长到2005年的93.48％。煤炭需求的较快增长引起了近几年部分地区的“煤荒和电荒”现象，给工业发展及居民生活带来一定负面影响。另外，2007年第一季度中国首次出现煤炭净进口使煤炭需求状况再次成为关注的焦点，因此深入探讨工业部门内部煤炭资源的消耗具有重要意义。本文试通过分解分析理论定量分析我国工业部门的煤炭消耗问题。

 

一、分解分析理论的主要内容

 

分解分析是一种广泛应用在能源领域的研究方法，用来测定预先设定因子对总体能源消费的影响，从而测定工业生产变化对能源消耗和能源强度的影响，基本分析原则是测定基期和基期以后年份因子的变化程度，分别用T0，T1，T2，…，Tn表示（n = l，2，3，…）。分解模型一般将能源消耗变化看做是经济发展效应、产业结构变化效应及能源强度效应共同作用的结果；能源强度受到技术进步、能源替代及价格等因素的影响，故能源强度又可以进一步分解为技术进步效应、替代效应及价格效应。本文采用此方法分析我国工业部门煤炭消耗状况。

 

首先，将经济发展、工业结构和煤炭强度看做影响煤炭消耗的三个因子，则有：
 

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为煤炭需求总变化，ΔEOUT为经济增长效应，ΔEInt为煤炭强度效应，ΔEStr为工业结构调整效应。式（2）中，Q0指第0年行业总增加值，Qt为第t年行业总增加值，Si,0为第0年第i行业占行业总增加值比重，Ii,0为第0年i行业煤炭消耗强度，式 （2）表示在工业结构和煤炭强度不变情况下，只由于行业规模变化导致煤炭消费变化的绝对值，即经济增长效应。式（3）中，Si,t为第t年第i行业占行业总增加值比重，式（3）表示在行业规模和煤炭强度不变情况下，由于产业结构变化导致煤炭消费变化的绝对值。式（4）中，Ii,t为第t年第i行业煤炭强度，式（4）表示在行业规模和工业结构不变情况下，只是由于煤炭强度变化导致煤炭消费变化的绝对值。

 

其次，煤炭强度受到煤炭使用效率和煤炭替代效应的影响。将煤炭替代效应从煤炭强度效应中剔除后，剩下的便是煤炭使用效率对煤炭消耗的影响，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为煤炭强度效应，ΔEFuel / Share为煤炭替代效应，ΔEeff为煤炭使用效率变化对煤炭消耗的影响。式（6）中，EFi,t为第t期第i行业煤炭占能源消费比重，Ei,0为第0期第i行业总能源需求，EFi,0为第0期第i行业煤炭占能源消费比重，式（6）表示在总能源需求不变情况下，只是由于煤炭消耗在总能源需求比重发生变化导致煤炭消耗变化的绝对值。式（7）中，EIi,t为第t年第i行业煤炭使用效率，EIi,0为第0年第i行业煤炭使用效率公式，式（7）表示从能源强度中剔除能源替代效应后剩下的煤炭使用效率变化导致的煤炭消费变化的绝对值。

综合以上得出，煤炭消耗效应表示如下：

ΔETot =ΔEOUT +ΔEStr +ΔEInt

=ΔEOUT +ΔEStr +ΔEFuel / Share +ΔEeff 

                                                           （8）

二、我国工业部门煤炭消耗状况

 

1. 数据的选取。

 

根据中国统计年鉴工业部门煤炭消费表，选取33个工业部门作为研究对象。由于采掘业中的煤炭开采和洗选业、电力蒸汽热水生产供应业及煤气的生产和供应业不同于其他行业能源消耗，故从研究对象中剔除。根据各部门加工程度和产业上下游关系，将33个行业分为3类：初级行业、二次加工业及二次制造业。

 

2. 指标的选取。

 

根据公式（8）选用经济增长、工业结构变化效应、能源替代和煤炭强度作为本次分析的四个因子。表1列出了我国2002年与2005年工业部门煤炭消耗状况，是分解分析的数据基础。

 

表1  2002年与2005年工业部门煤炭消耗状况

 

资料来源：根据统计年鉴数据计算而得。煤炭需求即为各部门所包括行业煤炭消耗总量；煤炭消耗占总能源消耗比例=各行业煤炭消耗数量/该行业能源消耗总量（换算为标准煤计算而得）；增加值直接由统计年鉴可得；工业结构为各行业增加值/工业部门总增加值；煤炭强度=各行业煤炭消耗量/各行业工业增加值。

 

3. 各因素变动对煤炭消耗的影响。

 

据分解分析公式（1）～（4），对2002年与2005年我国工业煤炭消耗状况计算的结果如表2所示。

 

表2  未考虑煤炭替代效应的分解分析结果

 

① 经济增长效应。

 

由表2可得，2002～2005年间经济增长是煤炭消耗增加的重要因素，经济发展使煤炭消耗增加60978.03万t，其中经济增长对2002～2005年煤炭消耗贡献最大的10个行业为：黑色金属冶炼及压延加工业、石油加工及炼焦业、非金属矿物制品业、化学原料及化学制品制造业、造纸及纸制品业、食品加工业、有色金属冶炼及压延加工业、纺织业、石油和天然气开采业、化学纤维制造业。该10项行业的经济增长带来煤炭消耗增加54926.34万t，占本文总体工业部门经济增长效应（60978.03万t）的90.096％，因此，这些产业规模的变化或国家在这些行业部门的政策调整对煤炭总体消耗会产生重大影响。

 

② 工业结构效应。

 

工业结构变化对煤炭消耗影响不大，正如前面所言，在我国工业结构的调整中，工业增加值增加较大的为制造业，而制造业相对于初级部门不属于能源密集型行业，能源增加量很少，煤炭消耗增加量也不会太大；分解分析结果表明，工业结构调整仅使煤炭消耗增加9367.58万t，不是影响煤炭强度变化的重要因素。通过计算可以得到工业结构调整对煤炭消耗影响最大的10个行业：石油加工及炼焦业、非金属矿物制品业、造纸及纸制品业、饮料制造业、交通运输设备制造业、化学纤维制造业、纺织业、医药制造业、非金属矿采选业、烟草加工业，由于工业结构调整使这10个行业的煤炭消耗减少5446.72万t，因此上述行业规模的缩减对节约煤炭有重要影响；另外由于工业结构调整使煤炭消耗增加的10个行业为：家具制造业、木材加工及竹藤棕草制品业、有色金属矿采选业、普通机械制造业、黑色金属矿采选业、石油和天然气开采业、食品加工业、化学原料及化学制品制造业、有色金属冶炼及压延加工业、黑色金属冶炼及压延加工业，这10个行业共增加煤炭15071.94万t，这些行业规模扩大将会对煤炭消耗增加有很大影响。

 

③ 煤炭强度效应。

 

煤炭消耗除受经济增长、工业结构影响外，还受煤炭强度的影响，根据公式（4），2002～2005年由于煤炭强度下降，节约煤炭38605.29万t。其中，煤炭节约较大的10个行业为：黑色金属冶炼及压延加工业、化学原料及化学制品制造业、食品加工业、石油和天然气开采业、有色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、化学纤维制造业、石油加工及炼焦业、普通机械制造业、造纸及纸制品业；另外，计算表明电子及通信设备制造业和塑料制品业煤炭强度反而上升，在2002～2005年间煤炭强度分别增加了1.26万t和18.77万t。因此，深入研究这些行业煤炭强度变化较大的原因以及其地区分布，有助于挖掘当前煤炭市场供给和需求缺口矛盾之所以存在的信息，对分析2007年我国首次成为煤炭净进口国也有一定的意义。

 

影响煤炭强度的因素很多，能源替代是重要因素，在其他能源与煤炭资源存在替代可能的前提下，其他能源价格的变化、消耗煤炭产业技术的改革等都会影响煤炭资源的需求，进而影响煤炭强度。另外煤炭强度反映单位GDP所耗煤炭量，间接反映煤炭使用效率，但如果存在能源替代，煤炭强度则不能准确反映煤炭使用效率，为响应发改委提出的“节能降耗”目标，有必要分解出工业部门中的煤炭消耗低效率产业，为此，将煤炭强度效应分解为真实煤炭强度效应和能源替代效应。

根据分解分析理论公式（5）～（7），计算结果如表3所示：

 

表3  煤炭强度效应分解为煤炭替代效应和真实煤炭强度效应

 

a. 煤炭替代效应。

 

由表3可得，将煤炭强度效应分解出煤炭替代效应后，2002～2005年间煤炭替代效应使煤炭消耗仅增长了1666.13万t，即外界环境变化对煤炭资源替代影响不大，至少表明在此期间其他能源对煤炭资源的消耗没有太大影响。当前一些研究学者认为我国现在和未来都将是煤炭消耗大国，一方面基于我国丰富的煤炭资源禀赋特征，另一方面为降低进口石油依存度保证石油供给安全，我国会以煤炭资源代替石油、天然气，从而增加煤炭的消耗。然而统计发现，2002～2005年能源替代效应对煤炭资源消耗影响很小，因此一些学者关于用煤炭代替石油和天然气资源从而增加煤炭资源消耗会造成我国未来巨大的煤炭消耗的论断值得商榷。此外，现阶段我国基于煤炭液化项目技术、成本和资源的考虑，国家发改委已经明令不允许煤炭液化工程肆意泛滥，由此证明，未来煤炭液化将代替部分石油资源，但将其大规模产业化几率不会很大，这也表明未来煤炭替代效应对我国未来煤炭消耗不会产生很大影响。

 

煤炭替代效应对煤炭资源消耗影响不大，但这一结果局限在2002年与2005年统计数据，仅对现在有所启示。为进一步研究工业部门煤炭消耗状况，有必要深入了解行业内部煤炭资源消耗程度。根据计算结果，2002～2005年间煤炭资源消耗增加的行业包括：石油加工及炼焦业、非金属矿物制品业、化学纤维制造业、造纸及纸制品业、食品制造业、有色金属冶炼及压延加工业、专用设备制造业、纺织业、服装及其他纤维制品制造、电子及通信设备制造业，共增加煤炭5096.52万t；煤炭资源消耗减少的行业包括：饮料制造业、非金属矿采选业、电气机械及器材制造业、交通运输设备制造业、普通机械制造业、化学原料及化学制品制造业、食品加工业、石油和天然气开采业、黑色金属冶炼及压延加工业，共减少煤炭消耗3261.82万t。

 

b. 煤炭强度效应。

 

能源强度效应剔除能源替代效应后更加真实地反映煤炭使用效率对煤炭消耗的影响，使用效率提高带来煤炭强度降低，进而节省煤炭资源40271.42万t。计算结果表明，2002～2005年间工业部门中煤炭效率提高较快的10个行业为：黑色金属冶炼及压延加工业、化学原料及化学制品制造业、石油加工及炼焦业、非金属矿物制品业、有色金属冶炼及压延加工业、食品加工业、石油和天然气开采业、化学纤维制造业、造纸及纸制品业、纺织业、食品制造业，这10个行业节约煤炭37485.52万t，占煤炭节约总量的93.082％，因此提高上述行业的煤炭消耗效率对降低煤炭强度有重要意义；另外，如果这些行业主要分布在煤炭供给不足地区，提高上述行业的煤炭使用率能够缓解煤炭供给和需求的缺口矛盾。煤炭消耗效率提高较慢行业为：仪器仪表文化办公用机械、皮革毛皮羽绒及其制品业、服装及其他纤维制品制造、印刷业记录媒介的复制、电子及通信设备制造业、自来水的生产和供应业、文教体育用品制造业；另外值得关注的是，塑料制品业效率不但没有提高反而有所降低，使煤炭消耗增加1431万t，这些效率提高不多的行业将是未来节能降耗重点关注的行业。

 

三、结论

 

分解分析模型是一种能够有效分析工业部门中煤炭消耗状况的方法，它克服了多元统计回归分析所存在的残差影响，使得分析结果更客观合理。通过对我国2002年与2005年工业部门煤炭消耗状况的分析可知：经济增长是工业部门煤炭消耗增加的主要因素；提高煤炭使用效率是节约煤炭资源的主要手段；能源替代效应和工业结构变化对煤炭消耗影响不大；通过计算给出了在工业部门中，经济增长对煤炭消耗影响较大的10个行业和煤炭消耗效率较低的10个行业及相关行业对煤炭消耗的贡献程度，上述结果，可为相关政府决策部门制定政策提供依据。