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江西能源结构与能源效率实证研究

发布时间:2009-12-23 02:59:41   信息来源:365体育在线投注欧洲板   浏览次数:
能源是人类社会生存与发展的重要物质基础,能源的大规模开发利用对经济社会的发展,尤其是工业化起到了重要的推动作用。但是常规能源具有不可再生以及在消费过程中对生态环境产生较大的破坏性的特点,因此,在清洁能源、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,使有限的能源创造更多的价值。提高能源效率从根本上说是由技术进步所决定,但由于不同能源品种对经济产出的支持程度不同,当能源结构发生变化时,总体能源效率也会受到影响。江西能源消费一直以煤炭为主,改革开放以后,江西能源消费开始逐步多元化发展,那么江西能源消费结构的变化到底能在多大程度上影响到能源效率?本文根据 1985 2008 年江西能源消费数据,建立能源效率与能源消费结构的计量模型,定量分析煤品、油品、电力等能源结构对能源效率的影响,并根据模型结果,从能源消费结构的角度提出优化我省能源结构和提高能源效率的政策建议。

  一、江西能源结构与能源效率演进

   1. 江西能源效率变化趋势

  改革开放以来,伴随着江西经济的高速增长,能源消费量也逐年攀升。 1985-2008 年,江西能源年消费量由 1343.7 万吨标准煤增加到 5375.8 万吨标准煤,增长了 3 倍,年均增长 6.2% ;国内生产总值由 207.98 元增长到 6480.33 亿元,增长了 8.1 倍,年均增长 9.5% 。能源消费年均弹性系数为 0.65 ,这意味着江西的经济快速增长过程中实现能源消费低速增长,从而促进江西能源利用效率不断提高。 1985 年江西能源效率为 0.47 万元 / 吨标准煤 (GDP 2005 年可比价计算 ) ,到 2008 年提高到 1.08 万元 / 吨标准煤,增长 1.3 倍,年均增长 3.6% 。从图 2 可以看出,江西经济能源效率明显呈现先高后低的两个阶段,即 1985 1999 年经济能源效率显著提高,能源效率年均提高 5.6% 以上 ;2000-2008 年能耗效率能源效率提高幅度减缓,年均增速仅为 0.6%

                                

 

 

   2. 江西能源消费结构变化趋势

  江西有 22 种常规能源消费品种,包括原煤及其制品、原油及其制品、电力、天然气及热力等其他能源。 1985 年以来,随着江西经济技术的发展,各能源品种消费均呈现较大规模的增长,但能源消费结构也在不断地发生变化。 1985 年,江西一次能源消费量中,煤炭、原油、水电分别占 80.6% 10.3% 9% 2000 年这一比例分别变为 70.5% 17.3% 12.2% ,到 2008 年,江西一次能源消费量中原煤、原油、电力比例分别为 73.8% 14.8% 0.8% ,此外,还有 0.6% 的天然气消费。

               

  江西终端能源消费结构变化比一次能源消费结构变化更大。由图 4 可以看出, 1985 2008 年在江西终端能源消费量中,原煤所占的比重则有较大幅度下降,由 1985 年的 77.4% 下降到 2008 年的 59.8%; 电力和油品所占比重则呈持续上升趋势,其中电力消费比重在 1985 年仅为 9.8% ,到 2008 年则上升到 16.1% ;油品的消费比重由 1985 年的 12.8% ,提高到 2008 年的 19.7% ;热力等其他能源从无到有,从 1991 年开始的 0.01% ,到 2008 4.4%

 

  二、能源结构和能源效率关系的定量研究

 

   1. 能源结构变化影响能源效率的定量模型

 

 能源效率虽然在本质上是技术和管理水平的外在表现,但在实际的计量中,能源效率却是通过经济产出总量和能源消费总量的比值来计算,其计算公式为:  。 其中, ef 为能源效率 ;Y 为经济产出总量 (GDP);E 为能源消费量。

  全社会能源消费分为终端能源消费、能源加工转换损失和运输损失三部分,由于终端能源是最终用能设备入口的能源消费,即生产的最终投入能源。所以我们将终端能源消费总量设为 E ,同时我们将不同能源品种按性质分为煤品燃料、油品燃料、电力和其它能源四类能源品种,其中:煤品燃料包括煤炭、焦炭及相关制品;油品燃料包括汽油、柴油等石油衍生产品;电力包括火电和水电;其他能源包括天然气、热力和回收能源等。将不同能源品种分别按照一定的热当量折合成吨标准煤,然后合计成为终端能源消费总量。不同能源品种的投入量分别为 (i=1 2 3 4) ,第 i 种能源品种所带来的经济产出为: i=1 2 3 4) ,则总经济产出为 , i 种能源品种的能源效率为:  (i=1,2,3,4), 于是经济总产出为  (i=1,2,3,4), 由此,总体能源效率为:

公式中 (i=1,2,3,4) 为不同品种能源占能源消费总量的比重。

由于每种能源所带来的经济产出数据 无法得到,从而 无法直接计算。因此,根据不同品种能源占能源消费总量的比重 , 可以建立多元回归模型来分析能源结构对能源效率的影响。以 ef 为因变量,  为自变量建立以下回归模型 :

        (式一)

  公式中, 为回归系数,  分别为煤品、油品、电力和其他能源在能源消费总量中所占的比重。

   

   2. 能源结构变化对能源效率影响的计量结果

  根据回归方程公式建立的以能源效率为因变量,各种能源品种占能源消费总量的比重为自变量的多元回归模型,本文采用 1985 年一 2008 年江西终端能源消费结构和以 1978 年不变价格计算的江西省 GDP 数据,对江西能源结构与能源效率之间的关系进行实证分析。

                         终端能源效率时间序列表

注:终端能源效率按 1978年可比价计算。

  模型回归结果如下 :

         (式二)  

= 一1.69, =0.9 =5.05 =2.18 =0.9358, F=992.49 ,D.W=1.32

由方程式二的回归结果看到 =0.9358

 

    说明回归方程拟合效果很好,能源品种结构变化对能源效率变化的解释程度很高。回归方程总体检验以及电力和其他能源的回归系数 T 值检验在 5% 的显著水平上通过,但原煤和油品的回归系数  均未通过 5% T 值检验。考虑到自变量多重共线性的影响,我们采用剔除法将 t 值检验结果中显著性差异最大的油品 

  从模型中删除,再重新建立以下回归模型

 

  回归结果为:

 

     (式三)

=-2.12 =8.49 =2.11 =0.9332, F= 1240.66 ,D.w=1.42

5:回归方程拟合图

   

    由方程式三的 = 0.9332 可以看出,回归方程的拟合程度很高,总体检验 F 值达 1% 显著水平以上, 的回归系数检验 T 值均达 5% 以上的显著水平,说明煤品、电力和其它能源之间比重变化对能源效率存在显著影响。方程的各个回归系数分别表示了 : 不同能源品种在能源消费总量中所占比重每变化一个百分点引起的总体能源效率的变化量。从回归系数可以看出 : 煤炭 回归系数是负值,表明在煤炭消费比例与能源效率之间显著的负相关关系,即在技术进步等一定的条件下,煤炭消费比重每提高 1% ,能源效率就将降低 0.0928 万元 / 吨标准煤。也就是说,煤炭消费所占的比重越大,能源效率越低,反之煤炭消费所占比重越小,能源效率越高。这表明煤炭的大量消费是制约我省能源效率提高的重要因素。而电力和其他能源的回归系数 均为正值,表示这二个能源品种比重的上升则会引起能源效率的上升,这反映了以天然气为主的其他能源和电力是较煤炭更高级的能源品种,能源消费结构从煤炭向天然气和电力的转变,是提高能源效率的一个重要因素。

    根据回归结果我们进一步计算能源结构变化所引起能源效率变化量,将能源结构变化引起能源效率变化量记为 则可以得到:

     (式四)

  根据增量回归方程,我们可以计算江西能源结构变化对总体能源效率的影响。计算结果如图 6 所示。 1985 年至 2008 年,大多数年份江西能源结构变化促进了能源效率提高。但 1995 2001 2002 2003 2005 年的电力消费在江西终端能源消费总量中所占比重出现了较大下滑,引发了能源效率明显下降。

 

  三、模型结果分析与讨论

  对能源结构变化影响能源效率的实证结果表明,能源结构与能源效率的变化是密切相关。大多数年份中,江西能源终端消费结构向优质化方向转变,在总体上对能源效率的提高发挥了积极作用,但 2000 年后,随着江西重工业化结构加强,能源消费结构对能源效率产生较大负面影响。具体看:

   1.1985-2000 年,江西终端能源结构在经济结构转变的带动下逐渐向优质化方向转变,有效地促进了江西能源总体效率的提高。这一时期,我省电气化水平快速提高,电能终端能源消费的比重稳步上升,煤品消费比重下降。电力消费的比重由 1985 年的 9.8% 上升到 2000 年的 16.6% ,而煤品消费则由 77.4% 下降至 58.1% 。期间,除了 1991 1995 1998 三年以外,江西能源结构转变对能源总体效率均产生正面的影响,促进了终端能源效率逐年提高。到 2000 年江西终端能源效率达 0.3831 万元 / 吨标准煤,较 1985 年提高了 2 倍。江西能源结构的转变对能源总体效率提高的贡献高达 0.21 万元 / 吨标准煤。

   2.2000 年以后我省进入新一轮的经济高速增长期,国民经济增长的重化工业倾向日益明显,使得经济增长对能源消耗的依赖性增强。经济和能源消费均保持快速增长,年均增长速度分别达到 12% 10% ,能源消费弹性系数 0.83 ,大大高于 2000 年前年均 0.47 的水平。终端能源消费效率年均增长只有 0.8% 。这一时期,能源消费总量增加中,煤炭比重在大多数年份都在提高,能源消费结构的变化事实上阻碍了能源效率的提高。特别是“十五”期间江西能源结构变化对能源效率影响是 -0.033 万元 / 吨标准煤。这说明江西经济仍处于粗放式扩张中,经济结构没有得到有效提升,也就没有形成使能源消费结构向优质化转变的需求动力,低效率的能源被大量投入生产来推动经济,在经济高速增长的背后是效率的损失。同时进一步证明了这个时期的经济高速增长依靠的是外延式的粗放增长而不是内涵式的集约增长。 2006 年随着国家对经济能耗指标的考核,万元 GDP 能耗开始逐年下降,但受到经济结构重化工业的影响,能源消费结构并没有发生大的改变, 2008 年煤品终端消费比重 59.8% ,略高于 2000 年的水平,同期电能终端能源消费比重 16.1% ,低于 2000 年。江西能源结构不理想对能源效率仍产生负面的影响。

  四、优化能源结构和提高能源效率的政策建议

  从江西 23 年能源结构对能源效率变化中,我们可以看到电力和天然气等优质能源不仅对环境破坏性较低,而且在推动能源效率提升方面具有不可替代的作用。因此,应更加重视能源结构变化对总体能源效率的影响,由此,未来我省能源发展要着重于扩大优质能源的生产和消费,这是提高能源效率的关键环节。但能源结构现状是由资源和生产力水平所决定的。省情决定了目前江西能源结构优化的发展战略仍需以煤炭为基础,积极开发电能,加快引进天然气,适当发展核电,重视开发新能源和可再生能源,以提高优质能源在能源消费中的比重,促进我省能源总体效率的进一步提高,走出一条优质、高效、洁净、低耗的能源可持续发展之路。

   1. 改进煤炭利用技术,深度开发煤炭资源

  我国“多煤、贫油、少气”的能源资源特点决定了我省以煤为主体的一次能源供应格局在相当长一段时期内不会发生根本性改变。但却要注意积极推进使用洁净煤技术、高效燃烧技术和煤转化技术,尽快地提高煤炭的使用效率。比如,发展洁净煤技术,可提高煤炭利用效率,有效减少粉尘和一氧化硫污染。采用煤炭加工技术,可有效减少原料煤的含灰和含硫量,在燃烧中实现脱硫降灰。采用先进的煤炭燃烧技术,不仅可有效提高燃烧效率,还可实现燃烧中脱硫。煤炭气化和液化技术可实现燃烧后脱硫,脱硫率达 90% 以上。通过推广高效洁净燃烧、烟气脱硫等技术,发展煤化工,提高煤炭的附加价值,大幅度减少煤炭使用对生态环境的影响。

   2. 积极扩大电能转换,提高能源效率

  电力是较煤炭更为优质的能源品种,电能的优质性不仅表现在其对环境较低的破坏性方面,而且表现在推动整体能源效率上升方面。本文的实证研究可以看到,从目前江西能源各品种的消费来看,煤炭投入比重上升会引起总体能源效率的下降,而电力比重的上升则会推动总体能源效率上升。从我国能源品种的边际替代率看, 1 吨标准煤电力的边际投入可以替代 17.27 吨标准煤煤炭的边际投入。因此应将优质能源的发展重点向电能方向转移,在新能源和可再生能源难以在短期内成为能源消费主力军的情形下,现阶段优化能源消费结构的重点应当积极推动电能的生产和消费。应是大力推动煤炭向电力的转化,从而提高优质能源在能源消费中的比例,利用能源结构来推动能源效率的提高。在调整能源结构的同时,要推动经济结构的调整,为能源结构的调整提供来自需求方面的动力。应进一步提高电气化水平,提高各行业电能在终端能源消费中的比重,逐步减少终端能源消费中煤炭直接燃烧的比重,加大煤炭转换为电力的比重,提高电能占终端能源消费的比重。

   3. 加快天然气管线建设,充分利用外部资源

  天然气是一种优质能源,也是重要的化工原料,大力引进我国西部地区的天然气资源,是弥补我省能源紧张,优化能源结构,改善环境的重要对策之一。与西方国家相比,我国的城市平均用气量较少,目前天然气占一次能源消费比重不超过 3.5% ,发达国家为 20%-22% 之间。而我省天然气占能源消费总量的比重就更小,约 0.3% ,利用人口仅占总用气人口的 9% 。天然气利用主要有城市燃气、工业燃气、天然气发电、天然气化工四个方向。在瓷都景德镇,不少窑炉目前使用液化天然气;而高安、丰城承接江西省等地的建筑陶瓷产业转移,对天然气也有很大需要。我省应充分抓住川气东输、西气东输两路管路入赣的有机契机,加快省内天然气输送管路和中转站的规划、建设、运营和管理工作,在全省形成以城市为中心,覆盖全省所有工业园区的天然气输送网络。

   4. 合理规划,积极发展新型能源

  新能源是指石油、煤等传统能源之外的各种能源形式。包括太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和核能。发展新能源已经不仅仅是江西长期能源发展战略的选择,也是环境保护的需要。江西新能源资源蕴藏丰富,开发潜力巨大。江西应从实际出发,制定新能源发展规划,明确发展重点。近期应重点开发利用核电、风能发电和生物燃料。江西是全国铀矿资源大省,铀矿产量和铀产品占全国的三分之一,所以江西新能源振兴和发展规划的重点应是核电。要扎实抓好彭泽帽子山核电站如期完工发电,全力推进江西万安烟家山核电项目的建设。风电发展要抓好规划,进行分期有序开发条件较好的鄱阳湖风地场,有序建设开发矶山湖风电场、长岭风电场风电项目。应鼓励发展垃圾焚烧发电,重点建设垃圾焚烧发电项目。发展沼气、生物质固体液化燃料和生物质气化,为农村提供高效清洁的生活燃料。

   5. 大力推进产业结构调整,避免低效率的能源消耗

  当前,江西经济的增长在很大程度上依赖于高强度的资源投入,未来如果继续保持这种增长方式,从能源角度来看难以维系。为此,江西要从根本上转变经济增长方式,通过加快调整产业结构来优化经济结构,不断提高经济增长的质量与效益,破解经济增长与能源消费之间的矛盾和难题,从而推进经济可持续发展。调整产业结构包括三层含义:首先,要调整三次产业的结构,进一步提高能耗低、附加值高的服务业比重,逐步形成以第三产业为主导的三次产业结构体系;其次,对能耗较高的制造业要调整其产业内部的行业结构,特别要控制以煤品为主要燃料的高耗能项目行业发展。应大力发展以高新技术为代表的低能耗、低污染、技术密集型行业,以这些行业为重点来降低总体能耗水平;第三,对主要的高能耗行业要调整产品结构,如对钢铁、有色、水泥三大基础行业要以高端材料为突破口,提高产品的技术含量和附加值,降低单位产品能耗。三个层次共同推进,不断优化江西的产业结构和经济结构,加快构建资源节约型的经济发展模式。

 

 

 

                                                 课题组:孙菊生 何小敏 章鹏

 

 

  参考文献:

   1 、魏一鸣,范英中国能源报告科学出版社 2006

   2 、张珍花,王鹏中国一次能源结构对能源效率的影响统计与决策 2008 年第 22

   3 、李世祥,成金华中国主要工业省区能源效率分析: 1990 2006 年数量经济技术经济研究 2008 年第 10

    4 1984 2008 年江西统计年鉴

   5 、杜强福建能源结构的优化与新能源的发展《发展研究》 2009 07

   6 、钟金平江西新能源规划重点发展核电信息日报 2009 6 3