书城经济中国工业发展报告(2007):工业发展效益现状与分析
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第9章 能源利用效率

提要

本章以不变价格计算分析了我国能源利用效率及其变动趋势,并从供应与消费两个环节、产业结构与产业能源利用效率、能源直接进出口和间接进出口、体制与政策等方面对能源利用效率下降的原因进行了分析。分析结果表明,近年来,我国能源供给效率下降,但消费效率有所提高。结构因素对能源利用效率具有负面影响,工业的比重和工业的能源利用效率对改善我国的能源利用效率具有决定性的影响。高耗能产品出口和国际产业分工低端化不利于我国能源利用效率的改善。我国一度出现的节能政策和管理体制弱化也是能源效率改进没有持续下去的原因之一。本章还对能源利用效率进行了国际比较,由于计算方法的差异,我国能源利用效率的国际比较结果差异较大,但是我国是世界上能源利用效率改进幅度最大的国家是没有疑问的,我国能源利用效率与国际先进水平的差距在逐步缩小。最后,本章从加快技术创新、保持适度的经济增长、优化产业结构、完善能源价格机制等方面提出改善我国能源利用效率的政策建议。

能源是人类社会生存与发展必不可少的要素,化石能源的大规模开发利用对经济社会的发展尤其是工业化起了至关重要的推动作用。但是,由于化石能源的不可再生性以及生产消费过程中对生态环境具有较大的破坏性,最大限度地减少化石能源消费是实现经济与社会可持续发展的客观要求。在可再生能源大规模替代化石能源之前,解决这一矛盾的根本出路是提高能源利用效率。本章试图从多方面、多角度分析比较我国能源利用效率,从中找出现阶段影响我国能源利用效率的主要因素和改进途径。

一、能源利用效率的变动及国际比较

能源利用效率是没有特定含义的概念,社会科学研究与自然科学研究虽然都是用产出与投入比计算能源利用效率,但是往往采用不同的指标,例如,科学技术中往往用热效率或者有功与无功比反映能源利用效率,经济研究则用单位能源投入的经济产出反映能源利用效率。前者关心的是投入的能源有多少能真正发挥作用,而后者关心的是投入的能源能产出多大的经济效果。前者是手段,后者是目的,二者之间有一定的区别。本章中的能源利用效率是指国民经济总产出与能源消费总量的比,与能源消费强度是互为倒数的关系,为了便于计算,本章有时采用能源消费强度。

1.改革开放以来我国的能源消费及其国际比较

1978年改革开放初期,我国的能源消费量为5.71亿吨标煤,其中,煤炭所占的比重为70.7%,2006年能源消费量达到22.33亿吨,比1980年增长了2.91倍。煤炭在能源消费中的比重达到68.9%。1980~2006年各年能源消费增长状况,在1999年以前,能源消费增长速度基本保持在5%~8%之间,每年增长速度有升有降,比较稳定。1999~2005年间,能源消费增长速度逐年提高,最高曾达到15%以上。2000~2005年因而也成为改革开放以来能源消费增幅最大的时期,增幅达到60%,增加了近10亿吨标煤。分品种来看,1980~2005年,石油消费增长了2.7倍,煤炭消费增长了2.55倍,电力消费增长了7.8倍。

从能源消费总量上看,我国的能源消费量仅低于美国。2005年美国的能源消费占世界的22.2%,我国占14.7%,日本、韩国和印度分别仅占5%、2.1%和3.7%。就能源消费增长速度来看,我国能源消费增长低于韩国、新加坡等新兴工业化国家,高于美国等发达国家和地区。1980~2005年,美国、日本、OECD发达国家和地区能源消费增长分别增长29%、52%、37%,新兴国家和地区,如韩国、新加坡、中国台湾的能源消费分别增长了4.5倍、7倍、2.6倍。印度的能源消费增长了3.1倍。但是,就人均能源消费增长来看,世界各国能源消费增长的差距小于消费总量的增长。1990~2002年,我国人均能源消费增长了24%,印度增长了19%,新加坡增长了39%,韩国增长了98%,美国增长了3%,日本增长了12%,英国增长了4%,德国下降了6%,意大利增长了11%,荷兰增长了9%,法国增长了12%。

2.我国能源利用效率的变化与比较

由于国民经济总产出是以价值形式计算的,能源利用效率的历史比较需要剔除价格水平变动的影响。本章首先计算出GDP的缩减指数,得出以1978年价格为基础的各年不变价GDP,然后计算出1978~2006年以不变价计算的能源利用效率,从1978~2003年,能源利用效率近乎直线上升,2003年最高达到2155.4万元/吨标煤,比1978年提高了2.38倍,但2003年以后,能源利用效率开始下降,2006年能源利用效率为1956.62万元/吨标煤,比2003年下降了9.2%。

能源利用效率的国际比较有两种方法:一是按汇率计算;二是按购买力平价计算。以汇率计算,我国的能源利用效率是世界最低的国家之一。2003年,美国的能源利用效率是我国的3.19倍,日本是我国的6.7倍,韩国是我国的2.02倍,印度是我国的1.43倍,俄罗斯是我国的0.36倍。按购买力平价计算,我国能源利用效率则在世界上处于领先水平。2003年,美国的能源利用效率是我国的0.72倍,日本是我国的1.05倍,韩国是我国的0.69倍,印度是我国的1.73倍,俄罗斯是我国的0.33倍。由于上述两种方法各存在一定的偏差,因此,我国的能源消耗强度按汇率计算可能被明显高估,而按购买力平价计算又存在低估的可能。但是,无论用哪种方法计算,我国的能源利用效率有较大的改进是不争的事实。根据世界银行的数据计算,1990~2002年,中国能源利用效率上升了121%,居世界第1位,美国、德国、英国分别上升了17.9%、27.1%、19%,印度上升了26.5%,韩国和日本分别下降了8.9%和1.2%。

若不考虑能源消费基数的影响,仅分析1980年以来中国的能源消费增长的效率,即能源消费增长1%的经济增长率(即能源消费弹性系数的倒数,本章叫做能源利用效率的弹性效率系数)。1980~1990年期间,我国的能源利用效率的弹性效率系数高于日本、韩国等发达国家和新兴工业化国家以及与我国类似的发展中国家印度,1990~2000年我国的能源利用效率的弹性效率系数仍保持较高的水平,与美国相当。2000~2005年,我国的能源利用效率的弹性效率系数出现大幅度下降,大大低于美国等国。其原因在下节再加以分析。

3.技术效率指标的比较

能源生产技术与利用技术是影响能源利用效率的主要因素。改革开放以来,由于采取先进技术,我国的发电和供电标准煤耗水平有了显著改善,发电标准煤耗由1980年的413克/千瓦时,下降到2002年的342克/千瓦时,供电煤耗由1980年的448克/千瓦时下降到2005年的370克/千瓦时,发电厂用电率由1980年的6.44%下降到2005年的5.87%,线损率由1980年的8.93%下降到2002年的7.52%。与国际先进水平相比,我国的发电煤耗和供电煤耗的差距在逐步缩小,1980年我国的发电煤耗比日本高90.3克/千瓦时,2001年相差56克/千瓦时,供电煤耗1980年我国与日本相差110克/千瓦时,2005年二者相差58克/千瓦时,厂用电率和线损率的差距也大大缩小。但是,总体来看,我国能源加工转换效率提高的幅度十分有限,根据国家统计局的数据,2004年能源加工转换总效率只比1983年提高了0.74个百分点。但就能源品种来看,发电和炼焦加工转换率有了较大幅度的改善,炼油的加工转换率却出现下降趋势。2005年我们的供电煤耗为每千瓦时374克,比国际先进水平高出58克,相当于一年多消耗煤炭1.17亿吨。从输电的损耗率看,我国输电线损为7.18%,比国际先进水平高2到3个百分点,相当于一年损失450亿千瓦小时,基本上是我国中部地区一个省一年的用电量。煤炭综合回采率大型煤矿为33%,小型煤矿为10%~15%,石油采收率只有27%,浪费严重。

技术装备水平和用能设备直接决定终端能源利用效率,技术装备落后是我国能源利用效率低于发达国家的重要原因。例如,我国火电机组平均容量为60MW,而日本公用电厂早已淘汰100MW以下的机组,600MW机组供电煤耗比100MW的供电煤耗要节省70克/千瓦时。我国工业锅炉的效率平均在60%~65%,国际先进水平在80%~85%之间。我国的中小电动机平均效率为87%,国际先进水平为92%。载货汽车油耗国内平均水平为7.55升/百公里,而国际先进水平为3.4升/百公里。钢铁行业的连铸比2000年我国为82.5%,日本达到98%,我国的合成氨主要以煤、焦为主要原料,国外以气为原料的占80%~90%,我国的平均吨氨能耗为1801千克标煤,比世界先进水平高出830千克标煤。我国的烧碱生产隔膜法和离子法分别占78%和22%,离子法比隔膜法的能耗要低30%。2000年我国隔膜法烧碱的综合能耗为1563千克标煤/吨,比国外高25%左右。我国水泥生产热耗与国外先进水平相比,不同窑型差距为15%~65%。水泥能耗比世界先进水平高23.6%,吨钢能耗比世界先进水平高15.1%,载重汽车油耗比世界先进水平高1倍。

但是,也必须看到,改革开放以来,我国能源利用效率的提高,技术进步发挥了重要作用。例如,我国钢铁行业重点企业由于提高连铸比等技术措施和余热回收等技术,吨钢可比能耗由1980年的1201千克标煤/吨下降到2003年的726千克标煤/吨;水泥行业大中型企业由于采用新型干法回转窑等技术,水泥综合能耗由1980年的218.8千克标煤/吨下降到2003年的181千克标煤/吨。铁路部门用内燃机等先进机车取代蒸汽机等落后机车,货运综合能耗由1980年的147.4千克标煤/吨·公里下降到2000年的72.5千克标煤/吨·公里。通过引进先进生产设备,我国乙烯综合能耗由1980年的2013千克标煤/吨下降到2003年的889.8千克标煤/吨。1990~2005年我国代表性产品能耗变动与国际先进水平的比较。

二、我国能源利用效率下降的宏观因素分析

1.能源供给效率与能源消费效率变化的影响

国内一些学者采用物理学的分析方法,按照能源流程,分别计算能源开采、加工转换、最终消费三个环节的物量效率,这种方法的优点是不受汇率、价格等经济因素的影响,可以找出能量损失的主要环节。但是,这种方法是以研究用能设备的效率为基础,由于终端用能设备类型繁多,而且设备能效不能直接加总,需要选取代表性设备。因此,这种方法用于能源利用效率的宏观分析和国际比较时也具有局限性。本章把国民经济分为能源生产和能源消费两个系统,能源利用效率分解为能源供给效率和能源消费效率。能源供给效率是能源生产部门的投入产出效率,能源生产部门的产出就是提供给能源消费部门的最终能源消费量,投入就是一次能源消费量,能源供给效率是用最终能源消费与一次能源消费总量之比表示;能源消费效率是指能源消费部门的利用效率,用国民经济总产出与最终能源消费量之比表示。

能源利用效率=国民经济总产出/能源消费总量=能源供给效率×能源消费效率

能源供给效率=终端能源消费/能源消费总量

能源消费效率=GDP/终端能源消费总量

终端能源消费量=一次能源消费量-能源加工转换储运损失量

需要说明的是,能源供给效率与国家统计年鉴中的能源加工转换效率不是一个概念,前者是以一次能源消费量为分母,后者是以投入的加工总量为分母。此外,能源供给效率包括储运损失,而加工转换效率不包括这一损失。因此,二者计算结果并不一致。能源供给效率除了能源生产技术这一共同影响因素外,能源供给效率还受其他三个因素的影响:

一是能源加工转换的比例。改革开放以来,我国未经加工、直接进入终端消费的能源数量逐渐减少。以煤炭为例,1980年,64%的煤炭没有经过加工转换直接进入终端消费,1990年这一比例下降到57%,2005年只有29%没有经过加工转换。

二是能源净进出口的比例。笔者认为,从国外进口能源,可以节省能源生产过程中的能源消费或者加工转换能量损失,从而改善能源供应效率。据统计,2005年,我国煤炭、石油、天然气开采所消费的能源占全部能源消费量的4.8%。煤矿自用煤占原煤产量的0.8%,发电厂自用电占发电量的5.07%,气田自用及损失占产量的3%。若不考虑其他因素,提高能源进口比例,可以减少能源生产加工转换过程中的损失,对改善我国能源供应效率是有积极作用的。提高能源进口比例,也就是降低能源自给率。在能源净进口国中,我国是能源自给率较高的国家,美国的能源自给率2003年为72%,日本的能源自给率为16%,韩国的自给率为18%,印度的自给率为82%,我国的自给率为98%。

三是能源结构。相对于石油和天然气来讲,煤炭是低热值能源,煤炭比重大必然会降低能源供应效率,日本1955~1975年能源结构从以煤炭为主转向以石油为主,能源终端利用效率提高10%。我国是世界少数以煤炭为主的国家。1980~2002年,我国煤炭消费比重由72%下降到66.3%,石油、天然气、水电等高热值能源在能源消费中的比重由1980年的28%提高到33.7%,对提高能源利用效率具有一定作用。但是2003年以后,我国煤炭消费比重又上升到68%以上,2005年达到68.9%。同一时期,美国的能源结构是:煤炭占一次能源的24.6%,石油和天然气占64.8%,日本煤炭占一次能源消费总量的23%,石油、天然气占60.5%。韩国煤炭占一次能源的比重为24.4%,石油、天然气的比重为47%,印度煤炭的比重为55%,石油、天然气占38.4%。

根据IEA的统计数据,2000~2003年,我国能源供给效率由57%下降到54.4%,降低了2.6个百分点,而美国、日本、韩国等国家的能源供给效率在66%~69%之间,2003年的供应效率比2000年均有不同程度的上升。另外,从能源供给效率水平来看,我国要比上述国家低10个百分点左右。

能源消费效率是指进入最终消费的能源所生产的经济效率。我国能源消费效率及与世界一些国家与地区的比较,按汇率算法,2000~2003年我国能源消费效率略有上升,但上升幅度低于其他国家,我国能源消费效率在世界排名比较靠后。按购买力平价算法,我国的能源消费效率高于美国、日本以及OECD国家的平均值,2000~2003年能源消费效率提高的幅度与其他国家相近。2000~2003年,我国能源消费效率无论是按汇率算法还是按购买力平价算法均有所提高,其提高的幅度高于美国、日本等发达国家和OECD平均提高幅度,但低于印度、俄罗斯等国家以及非OECD国家的平均值。