中国能源工业内部的可持续发展能力分析.doc

中国能源工业内部（煤、电、油、气）的可持续发展能力分析一、引言自2007年以来,我国又出现了较大范围的“油荒”、“煤荒”和“电荒”,特别是08年初的南方雪灾和5月12日的汶川大地震加速了能源短缺。一方面是阳春三月用油淡季，缺柴油！加油难！广东、广西、云南、浙江、上海由南方开始的柴油供应紧张迅速蔓延，国内多个城市受到波及。另一方面是今夏用电高峰期，有20左右省市分别进行了不同程度的拉闸限电，电力资源供应持续偏紧，市场煤炭价格飙升，出现了有钱买不到煤的煤荒。煤荒、电荒伴随着矿难频仍，此起彼伏，先是“98”山西溃坝事故死亡至少262人，紧接着“920”黑龙江鹤岗煤矿火灾造成5人死亡、26人被困的特大事故。 “921”河南登封矿难37人遇难。血淋淋的数字让人唏嘘。毋庸置疑，能源供应不足不仅成为制约经济发展的瓶颈，也使得经济社会的可持续发展面临严峻挑战。目前引起能源供应不足的原因主要有个三方面，一是由于中国经济增长主要依赖固定资产投资扩张的模式尚未从根本上转变,钢铁、水泥、电解铝等高耗能行业投资规模较大,产品产量增加较快,对能源的需求过大。二是企业的科技创新能还很低，制约了能源的利用率的提高。单位产值能耗同西方国家还有很大差距。三是由供需关系决定的能源价格机制没有形成。笔者认为这三个原因中的核心问题仍是由于我国的能源管理体制不完善，没能解决好能源工业内部的市场失灵。能源工业内部（煤、电、油、气）价格的扭曲不能客观反映资源的稀缺性，进一步传导了能源工业内部（煤、电、油、气）生产和消费结构不合理。一方面是煤炭企业获得暴利，另一方面是发电、炼油企业大面积亏损。由于我国是以煤炭和石油为主要能源的国家,二者占能源总消耗的90%左右，天然气和其它能源消耗仅占10%左右。随着电力需求的快速增长，二次能源消费中火电消费不断上升几乎占煤炭消耗的60%，石油、天然气、电力消费结构的升级带动能源加工转换的力度不断加大,使产业联系日益密切。因此，要想理顺我国能源工业市场的价格形成机制，必须深入的考察我国能源工业产业联系。怎样才能解决我国的能源供给约束问题呢？可持续发展观认为,健康的经济发展,应建立在生态可持续能力、社会公正和人民积极参与自身发展决策基础之上,它追求的目标是,既使人类的各种需要得到满足,个人得到充分发展,又要保护资源和生态环境,不对后代得生存和发展构成威胁,衡量可持续发展主要有经济、环境和社会三方面的指标。这一理论的运用也不断渗透到各个行业,因此，我们以可持续发展理论为依据, 通过对我国能源工业内部（煤、电、油、气）的现状进行分析和产业关联评判，选择考察经济效率情况的指标，如劳动力生产率、单位产值能耗等，选择考察产业关联情况的指标，如占能源消费总量比重、价格波动率等，选择考察产业科技、环保情况的指标，科技投入强度、废物处理率等，建立一个能源工业内部（煤、电、油、气）的可持续发展能力评价体系，对我国能源工业内部（煤、电、油、气）的可持续发展能力进行评价。为进一步形成一个“分析诊断-制度与政策调整-实施评价-再分析诊断-制度与政策再调整”的政策支持循环体系，具有极其重要的理论意义和现实意义。二、文献综述国外关于能源工业内部结构的研究主要集中于定量分析不同类型能源之间（包括煤炭、石油、天然气和电力）的替代关系或者互补关系。能源之间的替代性对于改善一个国家的能源消费结构具有显著作用。Cho等人（2004）使用1981-1997年韩国的季度数据研究发现：（1）电力、煤炭和石油的自价格弹性皆为负；其中，煤炭的自价格弹性最大，而石油的自价格弹性最小；（2）煤炭与石油之间是可替代的；煤炭与电力之间、石油与电力之间均是互补的。Andrikopoulos等人（1989）发现加拿大的一些行业里，煤炭、石油和电力多数情况下是相互可替代的。而Harvey和Marshall（1991）发现，英国的石油和电力之间是可替代的，煤炭和石油之间则是互补的。Saderholm（2000）研究了西欧发电部门由价格所引发的化石燃料之间的替代效应，结果表明：短期的能源间替代效应在西欧电力部门是很明显的，特别是石油和天然气之间的短期替代性，原因在于很多电厂配备了可以使用两种以上燃料的发电机组。Jones，C.T.，（2004）用一个动态的线性Logit模型估计了瑞典供热厂燃料之间的替代效应，结果显示，所有燃料的自价格弹性都为负，所有燃料之间的交叉价格弹性都为正。表明燃料结构的调整随能源相对价格的变化是很快的。从以上国外的研究结果来看，能源间替代关系具有一定的差异性，主要表现在四个方面：国别之间的差异性；行业之间的差异性；短期效应与长期效应之间的差异性；不同时间跨度的差异性。国外的这些相关文献为研究我国制造业的能源间替代关系走可持续发展道路提供了诸多借鉴与参照。与国外研究不同，国内关于能源结构的文献主要是定性研究，通过对我国（或城市）一次能源结构统计资料的分析，与国外能源结构进行对比，指出我国以煤炭为主的能源结构的不合理性，在此基础上提出相应对策以改善能源结构。夏梅兴等（2005）对上海能源消费结构进行研究认为，煤炭在能源消费中所占的比重太高，将无法实现能源、经济、社会、环境的协调发展。孙祥斌（2006）从能源、经济与环境协调的角度分析了我国以煤炭为主的能源生产与消费结构存在的问题， 刘山（2002）从能源安全、可持续发展等方面分析了我国能源结构，强调了石油外交及环境保护的重要性。戴彦德（2005）认为核能应该成为我国能源发展的主要方向。严陆光（2008）认为化石能源耗竭、环境污染加重、气候变暖明显,减小对化石能源的依赖,增大核能与可再生能源份额,积极建立能源可持续发展体系是保证能源供应的唯一途径。综合以上文献，国内外对能源工业内部结构研究的来看，国外多从微观企业成本最小化角度，以经济学的基本理论为框架，通过建立超越对数成本函数模型，实证检验不同能源之间的替代/互补关系；而国内多以统计资料为依据，与国外能源结构进行对比分析。进行定性研究，提出调整能源结构的对策思路。而从可持续发展的角度，把经济、社会、环境等多领域及能源工业内部（煤、电、油、气）的产业关联结合起来研究，目前这方面的文献尚不多见。因此探索如何优化我国能源生产和能源消费结构，构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系将是本文要回答的问题。三、能源供应体系的可持续发展能力评价框架1.评价指标体系构建的基本原则科学合理的指标体系是评价能源工业内部（煤、电、油、气）可持续发展准确可靠的基础和保证,也是正确引导能源工业内部（煤、电、油、气）可持续发展方向的重要手段。因此, 能源工业内部（煤、电、油、气）可持续发展评价指标体系的建立,不能是任意一组指标的简单碓砌,必须遵循系统科学性原则、可操作性原则、层次性原则、动态性原则。2. 评价指标体系应包含的具体内容能源工业内部（煤、电、油、气）的快速增长是经济可持续发展的根本要求，因此，在指标体系中要体现总体经济发展的情况。能源的稳定、安全供给能力是保障经济可持续发展的前提，生态环境的保护是经济可持续发展的现实需要，故此评价指标体系中必须包含能源稳定、安全、清洁状况的相关指标。当前科技创新能力低是制约我国能源工业可持续发展的主要障碍，所以把科技创新能力纳入评价指标体系是必要的。综合以上因素，能源工业内部（煤、电、油、气）的可持续发展主要从以下四个方面进行评价: (1)经济发展状态。能源工业内部（煤、电、油、气）的可持续发展总体状态既要反映当前经济发展水平，又要反映经济发展潜在竞争能力，它是经济可持续发展的基础。因此我们选择了下面六个评价指标：成本费用利润率、全员劳动力生产率、单位产值能耗指数、产业集中度、行业人均收入来进行描述评价。(2) 稳定、安全状态能源供应的稳定性是指满足国家生存与发展正常需求的能源供应保障的稳定程度。能源使用的安全性是指能源消费及使用不应对人类自身的生存与发展环境构成任何威胁。因此我们选择了下面六个指标：储采比、对外依存度、消费强度、占能源消费总量比重、储备度、价格波动率进行评价。(3)清洁状态。环境问题主要表现为以煤为主的能源消费结构带来了严重的污染。主要目的是评价废物排放与处置情况，具体由废物排放强度、废物治理和废物最终处置状况构成。因此我们选择了下面六个指标：单值废水排放量、废气处理率、单值废气排放量、固体废物处理率、单值固体废物排放量进行评价。(4) 科技创新状态科技创新是促进可持续性的重要手段,会形成能源工业发展的强可持续性。可持续发展的主要障碍就是缺乏先进的技术来支撑,加大科技投入、增强创新能力就是解决技术难题的主要途径。因此我们选择了下面六个指标：R&D投入强度、科技投入强度、新产品产值比重、微电子设备所占比重、人均专利申请数、人均发明专利拥有数进行评价。 3.评价指标的选取根据上述能源工业内部（煤、电、油、气）可持续发展能力的评价的具体内容和统计资料的可得性，能源工业内部（煤、电、油、气）可持续发展能力的评价由经济、稳定、安全、清洁、科技四部分组成，进一步细化为24个具体指标，具体列表如下:表1 经济、稳定、安全、清洁的能源供应评价指标体系主指标标一级指标单位计算公式经济指标标x1总资产贡献率%总资产贡献率=利润总额+税金总额+利息支出/平均资金总额100%x2成本费用利润率%成本费用利润=利润总额/成本费用总额100%x3劳动力生产率元/人年劳动力生产率=产业增加值/平均就业人数100%x4单位产值能耗指数千克标准煤/元单值能源消耗指数=能源消耗总量/产业总产值100%x5产业集中度产业集中度=产业中产量排在前3位企业的产量之和/产业总产量x6行业人均收入元工资总额/平均就业人数100%稳定安全指标X7储采比储采比=年底剩余可采储量/当年产量X8对外依存度对外依存度=年净进口量/本国年消费量X9消费强度千克标准煤/万元消费强度=一国的年消耗总量该国当年实际国内生产总值X10占能源消费总量比重占一次能源消费总量比重=该能源的年消耗总量一国能源的年消耗总量X11战略储备度%战略储备度=战略储备总量/国内每天消费量X12价格波动率价格波动率=（某一期间某能源的最高价同期同种能源的最低价）/同期同种能源的平均价清洁指标X13废水排放达标率%废水排放达标率=废水排放达标量/废水排放总量100%X14单值废水排放量千克/元单值废水排放量=废水排放总量/工业总产值100%X15废气处理率%工业废气去除率=(工业烟尘去除量+工业粉尘去除量+工业二氧化硫去除量)/(工业烟尘排放量+工业烟尘去除量+工业粉尘排放量+工业粉尘去除量+工业二氧化硫排放量+工业二氧化硫去除量)100%X16单值废气排放量立方立方米/元单值废气排放量=废气排放总量/工业总产值100%X17固体废物处理率%固体废物处理率=固体废物处置量/固体废物产生量100%X18单值固体废物排放量千克/元单值固体废物排放量=固体废物排放量/行业总产值100%科技指标X19R&D投入强度%R&D投入强度=R&D支出/产品销售收入100%X20科技投入强度%科技投入强度=科技活动经费/产品销售收入100%X21新产品产值比重%新产品产值比重=新产品产值/行业总产值100%X22微电子设备所占比重%微电子设备所占比重=微电子设备原值生产用设备原值X23人均专利申请数项/人人均专利申请数=专利申请数/行业平均就业人数X24人均发明专利拥有数项/人人均发明专利拥有数=发明专利拥有数/行业平均就业人数附注： 1万千瓦小时=1.23吨标准煤，1吨标准煤=700万千卡， 1吨煤炭=0.714吨标准煤 ，1吨石油=1.43吨标准煤， 1千立方米天然气=1.33吨标准煤。四、实证分析1、数据收集数据均来自中国统计年鉴(2007)、中国能源统计年鉴(2007)、中国科技统计资料汇编(2007)。经计算整理可得附表12、运用stata10进行主成分分析可得表2、表3、附表2表2 主成分分析结果主成分特征根方差方差贡献率累计贡献率113.067964.717280.54450.544528.350685.769320.34790.892432.581362.581360.10761.0000 表3 主成分的特征向量指标特征向量1特征向量2特征向量3x10.263430.098990.06615x20.269410.073330.05062x30.26833-0.028530.14229x4-0.272620.02126-0.09838x50.173790.205960.31188x60.21317-0.105920.34794x7-0.241610.080720.26609x80.273700.049940.00886x9-0.123460.303630.10954x10-0.074710.329520.08871x110.267880.073150.08241x120.232370.182880.07649x130.15426-0.189030.38902x14-0.21991-0.056960.36342x15-0.03838-0.342610.01456x16-0.09161-0.201970.46146x170.164470.276050.06269x18-0.135430.299250.06959x190.14011-0.29832-0.01117x200.055280.33578-0.08474x21-0.078420.330670.05042x22-0.227880.074610.32632x230.274830.039170.00705x240.26921-0.01574-0.14034由表3可知，前3个主成分的累计方差贡献率达到100%,具有较强的说服力。处理结果的置信度达到100%。充分说明可作主成分分析。从特征根来看：第一特征根最大，占总变异的1/2以上，前三个特征根占总变异的100，故取前三个主成分进行分析;其它特征根几乎为0，说明变量间可能存在共线性。从特征向量来看：第一特征向量上,指标x1、x2、x3、x5、x6以及x11、x12、x13、x17、x23、x24的得分比较高; 说明第一特征向量反映的是以经济为主兼顾综合的指标，第二特征向量上，指标x9、x10、x12、x17、x18和x20、x21的得分比较高; 说明第二特征向量反映的是以稳定、安全为主兼顾清洁、科技的指标，第三特征向量上，指标x5、x6、x7、x13、x14、x16和x22的得分比较高; 说明第三特征向量反映的是以清洁为主兼顾经济、科技的指标。3、计算因子得分可得表4和附表3。表4 综合因子得分和排名行业主成分1得分主成分2得分主成分3得分综合得分排名煤-2.65538843.7657487.17790113-.116612812油5.3414268.73071915.084895663.17175891气-1.2577437-1.9105115-2.0898035-1.57437124电-1.428295-2.58595631.8270066-1.48077493根据三个主成分因子的得分情况,可以大致判断出中国能源工业内部的ASD。从表4可以看出,在能源工业内部可持续能力因子得分最高的是油,其次煤、电、气。油在第一主成分上得分是最高，由于第一主成分占总权重的54.6%，所以油的可持续发展能力最强。煤在第二主成分上得分是最高，第二主成分占总权重的34.7%，它反映的是以稳定、安全为主的指标，综合得分排第二。电在第三主成分上得分是最高，由于第三主成分占总权重的10.7%，它反映的是以科技创新为主的指标，综合得分排第三。气的综合得分最低。五、结论、政策含义与研究局限鉴于能源供应不足成为制约经济发展的瓶颈，本文选择以能源工业内部（煤、电、油、气）的可持续发展能力为研究对象,以2007年的数据,应用stata10进行主成分分析法分析了（煤、电、油、气）的可持续发展能力，现将主要结论总结如下: （1）油的可持续发展能力的因子得分最高，说明油的可持续发展能力最强。煤的可持续发展能力的因子得分虽然排在第二位，受限于我国油的储量有限的，国际市场又没占主导地位， 所以目前煤能源的生产和消费仍首位。（2）电(火电、水电、核电) 可持续发展能力的因子得分排第三，说明当前火电不环保，水电不经济、核电发展慢。气可持续发展能力的因子得分排第四，说明我国的天燃气开发利用率较低。（3）油的可持续发展能力因子得分是煤、电、气是4倍，说明油同它们之间的替代性差，煤、电、气的可持续发展能力仍有很大的提升空间，煤、电、气的可持续发展能力因子得分都是负值，且得分相当。说明这三个行业可持续发展能力较差，且替代性较强。本文的研究发现具有如下政策含义:（1）油的可持续发展能力最强。因此，要加大石油产业投入，鼓励国内石油集团到国外参股或者收购石油资产。同时，要建立自己的石油期货市场，避免受国外金融炒家控制，加大石油储备，延长石油储备天数至90天。进一步理顺能源价格与国际接轨，让油价能反映资源的稀缺性，形成行之有效的石油价格机制和管理体制。（2）根据当前的国情，煤炭作为主导能源，很难发生大的改变。因此，我们要加大煤矿基本建设投入，加快煤炭大基地建设，在全国建设一些大型和特大型煤炭基地。同时要加快煤炭工业结构调整，提高煤炭产业附加值和使用效率。推进煤炭资源的高效开发和清洁利用，并通过有关法律法规和标准体系，有效保护生态环境。（3）电力要有所为，有所不为，要关停小火电、小水电，尽可能的限制上火电项目。大力发展核电、水电、风电等可再生能源。逐步理顺电煤价格，建立新的能源管理体制。电煤问题、价格问题、运输问题，归根到底是体制问题。市场经济规律强迫我们站在大能源的战略角度上来思考能源的发展和体制问题，建议下决心拼弃旧制，组建一个全新的适应市场化改革的现代化的能源管理体制。（4）加大投入，拓宽天然气的供应渠道。与煤炭、石油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生，具有使用安全、热值高、洁净等优势。天然气用于联合发电、供冷和供热、燃料电池等方面都具有十分诱人的前途，发达国家都在竞相进行应用开发，调节本国的能源结构。（5）加强新能源和替代能源的研发应用。有限的化石能源不可能取之不尽、用之不竭，科技上的重大突破和创新，是能源可持续发展的动力和源泉。因此，要从根本上解决能源供应问题，特别是化石能源的替代问题，必须大力推进能源科技进步与自主创新。本文的研究还存在一定的局限,有待进一步改进和发展。本文的能源供应评价指标体系的指标设定有很大的主观性,对整个评价结果有着重要的影响。所以,如何正确的选择评价指标是十分重要且很需要进一步研究的工作。由于有些评价指标的设定与统计年鉴数据存在一定的偏差，对评价结果有些影响。由于本文的评价指标体系不能代表全部，有些不能量化指标（体制、制度等）的同样影响能源供结构。这是本研究的一个主要局限。参考文献1 Cho, W.G.，Nam K，Pagn JA， Economic growth and inter factor inter fuel substitution in Korea.Energy Economics J.2004. (26)2Andrikopoulos，A.A.，Brox，J.A.，Paraskevopoulos，C.C, Interfuel and interfactor substitution in Ontario manufacturingJ. Appl.Econ.21，1989.(16).3 Saderholm，P.， Environmental regulations and interfuel substitution in the power sector:a generalized Leontief model J.Energy and Environment ，2000， (11).4 Harvey，A.C.，Marshall，P.，.Inter-fuel substitution，technical change and the demand for energy in the UK economy J.Appl.Econ.23，1991，（19）5 Jones，C.T.， A pooled dynamic analysis of interfuel substitution in industrial energy demand by the G-7 CountriesJ. Applied Economics，2004. (7).6 夏梅兴，唐忆文.上海市经济发展与能源弹性系数变动研究J.上海经济研究，2006.(1).7 刘山.我国的能源结构调整与能源安全J.国际技术经济研究，2002,(5).8 孙祥斌.山东省煤炭资源与经济发展的关系研究2006，（6）.9戴彦德.核能应成为能源发展主流J.绿叶,2005，（8）.10严陆光.发展大规模非水能可再生能源积极构建我国能源可持续发展体系J 中国软科学 ,2008,(2)附表1综合评价指标数据表一级指标煤油气电x1总资产贡献率13.2957.654.828.45x2成本费用利润率10.571003.48.17x3劳动力生产率7.73685564.1450813.1850126.67771x4单位产值能耗指数.9415798.469788.882774.808233x5产业集中度.7631904.9015411.456001.653999x6行业人均收入23224331802377430755X7储采比47.515.427.142.1X8对外依存度-.01.48.009-.002X9消费强度35.16X10占能源消费总量比重.694.204.03.072X11储备度15571015X12价格波动率.3X13废水排放达标率.8887881.9573231.904515.9673997X14单值废水排放量7.4952731.4480234.47759210.07665X15废气处理率.7112125.7842593.8967391.9261912X16单值废气排放量立方.0061463.0006037.0051906.0720301X17固体废物处理率.294543.357983.095535.099708X18单值固体废物排放量.05191.001391.000177.002542X19R&D投入强度.004945.9573231.904515.9673997X20科技投入强度.014236.0114521.006231.003452X21新产品产值比重.025483.007001.00174.001599X22微电子设备所占比重.060522.015255.028256.055833X23人均专利申请数.5121814.307196.778443.694955X24人均发明专利拥有数.2159461.804511.778443.358667附表2 综合评价指标均值、标准差及最值表指标均值标准差最小值最大值X121.052524.64384.8257.65X230.53546.405783.4100X327.9361625.418357.73685564.14508X4.7755937.2110462.469788.9415798X5.6936829.1880637.456001.9015411X627733.254993.5642322433180X733.02514.5788415.447.5X8.11925. 2