长三角地区制造业能源消耗的差异性研究——基于细分行业的视角

岳书敬，王旭兰

（东南大学 经济管理学院，江苏 南京211189）

一、引 言

随着城市化进程的加快、工业化进程的推进、以及经济发展和人民生活水平的日益改善，我国能源消耗总量急剧增加，2000年为145531万吨标准煤，2012年攀升至361732万吨标准煤，已成为世界第二大能源消耗国。伴随能耗总量的快速增长，我国国内的能源紧缺状况日益恶化，国际上面临的二氧化碳减排压力也不断加重。如何在实现经济高速发展的同时保持较低的能源消耗，已经成为我国目前以及未来相当一段时期迫切需要解决的重要问题。

长三角地区作为中国经济最发达的区域之一，2012年地区生产总值为119373亿元（占全国22.96%），人均GDP超过1万美元，已步入后工业化时代。作为中国经济发展的领先区域，拥有“托起中国制造”的制造业集聚地区，长三角较早面临了能源消耗偏大、土地资源紧张、水资源稀缺等问题。对长三角能源问题的深入分析和研究，不仅对缓解长三角本身面临的能源瓶颈有所帮助，对全国其他地区也具有一定的借鉴意义。

通过梳理有关能源消耗的研究文献，我们发现：首先，已有文献多将制造业作为整体，与农业、服务业等行业进行并列分析，而将制造业细分至二分位进行研究的文献较少，一定程度上减弱了政策建议的针对性和指导性；其次，制造业之间的复杂产业关联，存在大量的前向关联能耗和后向关联能耗，一些直接能耗较低的行业可能成为隐形“高耗能产业”，对这类产业的忽视会降低节能政策的执行效果，但此方面的文献相对不多；最后，虽已有针对上海、江苏和浙江各地的能源消耗分析，但从二分位的制造业入手，对长三角地区能源消耗的对比性分析较为少见。

本文利用能源普查的数据，从细分行业的视角，对比分析上海、江苏、浙江两省一市的能源消耗情况，探讨哪些行业是长三角地区的重点耗能产业，以及这些行业在沪、苏、浙有何差异；同时，基于投入产出的分析找出通信设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业等后向关联导致的潜在“高耗能产业”，并对现有的节能减排政策提出相应的策略建议。

二、文献综述

目前国内对能源消耗的研究以我国整体能源消耗和区域能源消耗为两个主要的研究方向。下面分别阐述有关我国能源消耗和长三角地区能耗分析的相关文献，并作简要评述。

关于我国能源消耗的文献较多，主要从能源消费与经济发展的关系、能源强度影响因素、能源消费结构等视角来展开。从能源消费与经济发展关系的角度出发，栾贵勤比较分析了美国、日本及中国能源消耗同经济发展的相关性，探索中国的能源消费状况与经济增长模式［1］；刘志雄和梁冬梅研究了我国低碳经济发展的能源消费现状，并进行了国际比较［2］；韩亚芬从时空两方面对能源效率和经济发展的关系进行了实证研究［3］；以能源强度的测度及其影响因素为研究方向，刘佳骏等从空间角度探讨产业结构变动对区域能源效率提高的贡献［4］；王玉潜指出能耗强度的影响因素可归纳为技术因素和结构因素［5］。姜磊基于能源结构估算了石油、煤炭等能源利用效率［6］。

关于长三角地区能耗分析的文献，以上海为研究对象，陈诗一提出，上海要从能源结构、产业结构、能源强度三方面着手，实现节能减排［7］；汪宏韬以LMDI模型为基础，认为优化能源结构和产业结构能源结构有利于促进节能减排［8］。以江苏省为研究对象，王迪等指出能源消费总量、能源投入结构与技术进步对江苏经济增长的贡献超过90%［9］；王圣等分析了经济发展、能源结构和能源效率对江苏省人均碳排放的影响，研究表明经济发展是造成江苏省人均碳排放快速增长的主要因素［10］。浙江省能源消耗的研究相对较少，叶晓佳指出经济发展和人口规模对浙江碳排放的正向积极作用特别显著［11］。长三角地区的能耗研究，张伟和吴文元运用DEA模型，以环境生产函数（EPF）和环境方向距离函数（EDDF）为基础，对长三角都市圈城市群1996—2008年全要素能源效率及其成分的影响因素进行了实证分析，发现在环境约束下，能源的过度使用以及废气的过度排放导致长三角都市圈能源效率和能源利用技术效率的增长速度减缓，不注重节能减排技术水平的提高会降低能源利用技术进步的增长率［12］。翟石艳和王铮定量研究了经济增长、能源消费量和碳排放量之间的关系，研究发现在长期关系中，能源消费对经济增长的影响为正，能源消费每增长1%，经济增长0.67%，碳排放量对经济增长的长期影响为负，碳排放量每增长1%，经济增长则减少0.49%［13］；邹沛思和贺灿飞指出上海和江苏的地区经济发展在一定程度上受到能源消费的带动，而浙江省经济发展对能源消费具有带动作用［14］。

通过对文献的回顾我们发现：首先，对长三角地区的能耗分析，鲜有文献从细分制造业的角度进行分析，多是将制造业作为整体进行研究；其次，对长三角地区分析的文献中，多是分析能源直接消耗，而与产业关联相关的间接能耗分析的不多；最后，对上海、江苏、浙江等地的能源消耗进行分析的文章较多，但两省一市对比性分析相对不多。于是，我们从细分行业的视角入手，对长三角地区的能源消耗进行深入分析，探讨两省一市的相对优劣势，以期为长三角地区的节能减排提供政策参考。

三、长三角地区制造业能耗的对比分析

（一）长三角能源消耗的整体分析

这部分以2000—2011年上海、江苏和浙江两省一市的地区生产总值、能源消耗总量、能耗强度作为观察指标进行分析（见表1），所用数据来源于2001—2012《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》。

表1 2000—2011长三角地区生产总值、能耗总量及能耗强度

从长三角整体来看，2000—2011年长三角地区生产总值由19170亿元增加到100625亿元，年平均增长35.41%，显著高于全国平均水平。与此同时，长三角地区的能源消费总量也从2000年的20672万吨标准煤上升到了2011年的56686万吨标准煤，平均增长速度为14.52%。2000—2011年期间，虽然长三角地区生产总值增长率整体要高于能源消耗，但从2001年开始，能源消耗的增长率也在大幅提高，连续4年增长速度超过10%，2002年甚至超过了同期地区生产总值的增长速度。主要原因是该时期基础设施投资持续加大，以及房地产、汽车工业快速发展，导致许多高能耗行业在工业中的比重明显上升。可以看出，总体上长三角地区生产总值增长和能源消耗是同步变化的，反映出能源消费是经济增长重要的动力来源，能源消耗为长三角地区工业化和城市化的持续推进提供了重要的保障。

从各个地区来看，就经济增长而言，2000年到2011年江苏省地区生产总值一直位居榜首，浙江省紧随其后，上海列在第三位。就能源消费而言，上海的能耗总量相对较低，且进入2004年之后一直低于全国平均能耗水平，而江苏和浙江两省则都高于全国平均水平。江苏省拥有最高的地区生产总值，但其耗费的能源也是最多的。

从能耗强度（单位产值所消耗的能源量）来看，2000年以来，长三角能源强度有了明显改善，且每年都低于全国平均水平。2000—2011年，上海的能耗强度从1.21（吨标准煤／万元）减少到0.59（吨标准煤／万元），下降幅度达51.23%，江苏省的能耗强度从1（吨标准煤／万元）减少到0.56（吨标准煤／万元），下降了44%，而浙江省的能耗强度从1.09（吨标准煤／万元）减少到0.55（吨标准煤／万元），浙江省的能耗强度下降了49.54%，由此可以看出，进入21世纪以后，长三角地区能耗强度不断降低，能源利用效率提高的趋势愈加明显，能源强度已呈现收敛的趋势。

（二）长三角分行业的能耗分析

下面从将经济总量划分为第一、二、三产业的角度对长三角地区的能耗情况进行分析（见表2）。其中第一产业为农、林、牧、渔、水利业；第二产业为工业和建筑业；第三产业为交通运输、仓储和邮政业、批发、零售和住宿、餐饮业、生活消费以及其他。

长三角地区第三产业发展迅速，三产比重呈现出一、二产业下降，第三产业上升的趋势。江苏第一、第二产业比重都高于其他两个省市，上海的一、二产业比重最低，浙江居中；上海市第三产业较为发达，其比重明显高于苏、浙两省。相比较而言，江苏第三产业比重略低。

在三次产业能源消耗中，第二产业的能源消耗量最大。2011年上海、江苏、浙江的第二产业占能耗总量分别为63.1%、81%、73%，而在第二产业中，工业又是能源消耗的主力，2011年上海、江苏、浙江的工业能源消耗量依次为6008.4（万吨标准煤）、22013.3（万吨标准煤）、7703.4（万吨标准煤），分别占能源消耗总量的60.9%、79.8%、71.1%。由此看来，长三角地区推进节能减排，第二产业无疑是重点，而工业则是重点中的重点，且江苏为重点区域。

20 1 1年上海、江苏、浙江的第三产业占GDP的比重分别为5 7.1%、4 2.4%、4 3.9%，第三产业占能耗总量的比重分别是4 2.6%、1 7.4%、2 5%。浙江第三产业能耗强度低于上海和江苏，具有一定比较优势。

从能耗强度可以看出，2011年浙江总体的能耗强度最低，这源自浙江第一、二、三产业的能耗强度均是两省一市中最低的，尤其是浙江的第二产业，其0.48（吨标准煤／万元）的能耗强度几乎是上海0.78（吨标准煤／万元）和江苏0.88（吨标准煤／万元）的一半。

表2 2011年长三角分行业能耗对比分析

式（2）中，Xj为第j部门的总产出，xij为第j部门对第i部门的直接消耗量。

bij表示完全消耗系数，指生产单位的j部门总产出对第i部门产品的直接消耗量、间接消耗量的总和。B＝（bij）表示完全消耗系数矩阵，计算公式如下：

（2）能源投入产出模型

根据能源投入产出表中的各种平衡关系，引进第j行业的能耗定额（直接能耗系数）e，可建立能源投入产出模型：

式（1）和式（2）构成了能源投入产出分析模型。

（3）分行业能源消耗强度分析指标

投入产出技术在能源研究中的应用非常广泛。本文对国民经济部门能源消耗特性进行研究，采用直接能耗系数、完全能耗系数评价江苏省分行业的能源消耗强度特征。

直接能耗系数：反映各部门在生产本部门产品过程中的直接能耗强度。对第j部门而言，直接能耗系数ej可采用以下公式得到：

式（5）中：Ej为第j个部门的能耗量，Xj是第j个部门的增加值。

完全能耗系数：反映一个部门增加单位最终产品，整个经济体系总能耗量的增加量。对第j部门而言，完全能耗系数ej可采用以下公式得到：

2.长三角制造业细分行业的能耗对比分析

上文分析虽然可以了解到长三角地区的分行业能耗情况，但相对粗略的行业划分无疑减弱了研究结论的针对性，因此有必要使用二分位行业做进一步的分析。由于省级单元的二分位行业能耗数据只有2008年，与其最近年份的就是2007年投入产出表。假设2008年产业技术结构与2007年相同，基于2007年长三角两省一市的投入产出表和《中国经济普查年鉴2008能源卷》，计算出2008年上海、江苏、浙江制造业细分行业的的直接能耗系数、完全能耗系数和能耗乘数，结果见表3。

从各行业占制造业总产值比重来看，上海的主要行业为通信及电子设备制造业、通用专用设备制造业、化学工业、交通运输设备制造业等，上述行业占制造业比重都超过了10%，尤其是通信及电子设备制造业，更是上海制造业的支柱产业，比重达到22.18%。江苏省的主要行业包括通信及电子设备制造业、化学工业、金属冶炼及压延加工业等行业，其产值比重都超过10%。与上海和江苏相比，浙江的产业结构明显偏“轻”，浙江轻工业42%的占比远远超过了上海的22%、江苏的27%。如浙江纺织业产值比重较高，而在上海、江苏占据重要地位的通信及电子设备制造业，在浙江的比重仅为4.49%。

从绝对意义上的能耗总量来看，上海高能耗行业主要包括石油加工炼焦及核燃料加工业、金属冶炼及压延加工业；江苏高能耗行业主要是非金属矿物制品业、金属冶炼及压延加工业、化学工业；浙江高能耗行业主要有非金属矿物制品业、纺织业、化学工业。和上海以及江苏相比，浙江能耗总量较高的石油加工炼焦及核燃料加工业、金属冶炼及压延加工业等行业其产值比重也相对较低。可见江苏和上海节能减排任务更加

（三）基于投入产出表的细分行业能耗对比分析

1.分析方法

（1）投入产出计算模型

价值形投入产出模型反映各部门产品生产和分配使用的情况，建立最终产品与总产品之间的平衡关系，其基本模型可以由矩阵表示为：

式（1）中，I表示单位矩阵；X＝（xi）表示不同产业部门的总产出；Y＝（yi）表示不同产业部门的需求；A＝（aij）表示直接消耗系数矩阵；（I－A）－1表示里昂惕夫逆矩阵。其中aij为直接消耗系数，表示生产单位的第j部门总产出消耗的第i部门产品的数量，公式如下：艰巨，能耗总量高的行业也是产值比重高的行业，于是对以高能耗行业为主的产业结构进行调整和升级将是这两省市节能减排的重点方向。

表3 长三角2008年制造业能耗总量、直接能耗系数和完全能耗系数

从相对意义的直接能耗系数而言，长三角两省一市直接能耗系数相对较大的行业包括：石油加工炼焦及核燃料加工业、金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、化学工业等，上述行业主要是加工型行业，能源消费以煤炭和石油等化石燃料为主，因此这些行业的二氧化碳排放量也较大，需要作为节能减排的重点行业。以下行业的直接能耗系数较小：通信设备计算机及电子设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业、电气机械及器材制造业等。

总体而言，各个行业的直接能耗系数存在地区性差异。上海石油加工炼焦及核燃料加工业是两省一市所有行业中直接能耗系数最大的，其值为1.15，金属冶炼及压延加工业的直接能耗系数为0.594，其余制造业的直接能耗系数都小于0.3，而通信设备计算机及其他电子设备制造业的直接能耗系数则是最小，仅为0.012；江苏省直接能耗系数最大的行业是非金属矿物制品业，其值为0.887，工艺品及其他制造业为0.801，而废品废料业的直接能耗系数最小；浙江省非金属矿物制品业的直接能耗系数最大，其值为0.807，其余制造业的直接能耗系数都较小，其中食品制造及烟草加工业最小。

对比直接能耗系数和完全能耗系数，可以看出，3省市各行业的完全能耗系数显著地大于各自的直接能耗系数，表明直接消耗系数并不能反映产业关联性强的行业通过使用其他行业的中间产品而造成的能耗增量，使得测算结果存在偏差，以致不能正确认识这些行业在整个能源消耗中的“贡献”，从而无法提出合理的节能减排政策。具体来看，完全能耗系数较大的行业包括：非金属矿物制品业、金属冶炼及压延加工业、化学工业、金属制品业、通用专用设备制造业、工艺品及其他制造业等。完全能耗系数与直接能耗系数差距较大的行业包括：通信设备计算机及其他电子设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业、电气机械及器材制造业、交通运输设备制造业、通用专用设备制造业等。值得指出的是，上海和浙江的通信设备计算机及其他电子设备制造业的完全能耗系数是直接能耗系数的将近5 0倍。通信及电子设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业、电气机械及器材制造业及其他设备制造业的较大的完全能耗系数说明这些行业与其各自上下游产业联系十分紧密，伴随着的中间的能源投入也是巨大的，最终导致其完全能耗总量很大。这些行业的直接能耗系数都偏小，不容易引起政府的关注，但由于生产活动中消耗了较多资源型产品的中间投入，导致这些行业的直接和间接能耗的总量较大，因此在推进节能减排的过程中，也需要重点产业关联，从统筹全局的角度降低通信及电子设备制造业等行业的能耗强度。

四、研究结论及建议

（一）金属冶炼及压延加工业、化学工业、非金属矿物制品业、石油加工炼焦及核燃料加工业等加工型行业是长三角能耗总量、直接能耗系数和完全能耗系数均较大的行业，同时也是产值比重较高的行业，需要作为整个长三角地区节能减排的重点行业。对于这些行业，一方面要优化能源消费结构，适当减少煤炭等化石能源的使用，增加可再生能源的比重；另一方面要鼓励开发和使用节能降耗技术，对产业内部的制造工艺进行改进，降低单位产品的化石能源使用量。此外，政府还应该颁布相应的政策法规，建立有效的激励机制和灵活的退出机制，例如对能源消费、环境污染以及碳排放等征收一定税款，倒逼能耗较高行业进行技术革新和产品创新，同时积极引导部分产能较小、排放不达标准、生产技术落后的企业逐步退出上述行业。

（二）尽管通信设备计算机及其他电子设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业、电气机械及器材制造业以及各类设备制造业等的直接能耗系数较小，但是这些行业在生产过程中对各类中间投入的资源性产品消耗量大，使其能耗乘数显著大于其他行业。这些“隐性高能耗行业”需要更加关注其产业间关联引致的较大能耗，从完全能耗的角度促进其节能减排。一方面，政府必须有针对性地对这些行业制定相应的节能减排措施，并且在推进节能减排的过程中，充分考虑并着重关注行业之间的联系，从统筹全局的角度降低通信及电子设备制造业等行业的能耗水平；另一方面也要激励这些行业不断更新设备，采用先进节能技术和工艺，减少对高能耗产品的中间需求，加强对各类资源型中间投入产品的节约利用，从而更好地提高节能减排水平和能源利用效率。

（三）从各地区来看，上海、江苏能耗总量、直接能耗和完全能耗系数高的行业也是产值比重高的行业，以高能耗行业为主的产业结构调整和升级应该作为这两省市节能减排的方向。因此，上海和江苏要进一步加强产业结构的调整力度，转变经济发展模式，一方面要把节约能源作为上海和江苏产业结构调整的重要标准；另一方面要严禁实施高能耗和高污染的项目，淘汰能耗强度大、污染严重的落后产业。浙江的产业结构偏“轻”，能耗强度整体较低，但浙江大部分制造业的完全能耗系数都高于上海和江苏，因此以提高能源利用效率的循环经济体建设应作为浙江省节能减排的主要方向。

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