我国区域及行业能源利用效率的实证分析Word下载.docx
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图5：
各行业能耗比重9
图6：
2009年中国工业内部各行业能源消耗比重10
图7：
全国整体水平的模型回归结果13
图8：
东部地区模型回归结果14
图9：
中部地区模型回归结果15
图10：
西部地区模型回归结果16
表1：
总体回归结果5
表2：
2009年各省人均GDP6
表3：
各区域拟合结果7
表4：
按能源消费强度行业聚类分析结果10
一、问题研究背景
我国是个能源的储藏大国，也是个能源的消耗大国。
在国家的工业化不断地向前推进的过程中，能源问题不断地突显在一系列的发展过程中，因此，正确认识我国的能源现状也是具有必要性的。
（一）我国能源储备情况
我国的能源资源存在结构不合理、人均拥有量相对较低和分布不均匀的情况。
我国是个能源大国，能源总量是丰富的，就能源的主要组成部分来看，我国的水能，煤炭，风能和太阳能资源丰富，油气资源不足。
水能资源理论蕴藏量6.89亿千瓦,经济可开发容量3.95亿千瓦,居世界第一位。
2006年，煤炭保有资源量10345亿吨，剩余探明可采储量约占世界的13%，列世界第三位。
石油基础储量248972.1万t、天然气为28185.4亿m3。
然而考虑到我国的人均占有量，中国却是能源的贫瘠国。
2006年人均石油储量只有1.9吨，人均天然气储量2168立方米，人均煤炭储量256吨，分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%,中国的人均资源储量远远低于世界水平。
按目前剩余可采储量（不包括将来勘探出来的能源资源）和能源消费量来看,煤炭还可以开采60年,天然气还可以开采40年,石油还可以开采10年，这成为我国经济发展的一大瓶颈。
这必然要求我国要高效率的利用现有能源，同时不断开发高效、清洁的新能源。
（二）我国能源的生产及消费结构
我国能源的储备情况决定了我国的能源的生产结构。
总的来说，煤炭生产在我国的能源生产中仍占据最大比重，从1990年的74.2%到2009年的77.3%，这一比重远远超过了世界平均水平，2009年世界煤炭平均产量占26.2%。
我国的煤炭产量比世界平均水平高出了约50个百分点。
其他能源组成方面来看，石油的比重从1990年的19%下降到2009年的9.9%，天然气比重从1990年的2%上升到2009年的4.1%，而2009年世界石油生产的平均比重为41%，天然气的平均比重为26.4%，可见我国的石油和天然气与世界平均水平的差距是较大的。
我国的核能及可再生能源2009年只占到8.7%，所占的比重仍然很小。
能源的消费结构方面，2009年，我国的能源消费中，煤炭消费占到70.4%，天然气消费占到3.9%，石油消费占到17.9%。
从能源生产和消耗的结构可以看出我国能源结构还很单一，煤炭始终占据着主要地位，对煤炭的利用效率也亟待提高。
2009年我国的能源生产总量为274618万吨标准煤，能源消费总量为306647万吨标准煤，能源的消费缺口需要以能源进口的形式来弥补。
另外，能源的生产总量的年增长率低于能源的消费总量的年增长率，使得我国的能源对外依赖程度不断地加大，我国已成为世界第一大能源消费国。
当前对我国能源利用效率的研究已成为十分重要的一件事情。
（三）我国能源利用效率情况
衡量能源利用效率的指标有很多，最被广泛使用的指标主要有能源生产弹性系数、能源消费弹性系数以及能源消费强度系数。
能源生产弹性系数是反映能源生产增长速度与国民经济增长速度之间关系的指标。
它等于能源生产总量年平均增长速度与国民经济年平均增长速度之比。
能源消费弹性系数是反映能源消费增长速度与国民经济增长速度之间比例关系的指标，通常用两者年平均增长率间的比值表示。
不同国家或同一个国家不同经济发展阶段其能源消费弹性系数差异较大。
通常情况下，在工业化过程中由低收入向中等收入发展的时期，经济增长对能源的需求主要靠能源量的投入，并且能源消费增长速度需要超前于经济增长能源消费弹性系数应该大于1；
当能耗达到一定水平之后，保持稳定，应该接近1；
随着科学技术的进步、管理的改善和产业结构的变化，能耗不断下降，这时应小于1。
一般发达国家的能源消费弹性系数比较小，小于或接近于0.5。
我能源生产和消费弹性变动
如图1所示，从我国能源生产和消费弹性系数的变化趋势来看，这二者的变化趋势较一致，表明我国能源使用在一定程度上是能够自给自足的。
但二者的波动性很大，在1998—2004年表现出明显的上升趋势，并达到较高的1.63水平。
在最近几年又表现出持续降低的趋势，在最近几年已比较接近0.5的国际平均水平。
但2009年开始，又有上升的趋势，笔者认为我国能源生产和消费弹性强烈波动变化一方面可能与国家宏观经济周期有关，另一方面可能是与我国不断进行的产业结构调整，尤其是对国有企业的改革有关。
当前我国经济的增长仍然依靠能源的消耗作为基本动力，同时，在产业结构的调整过程中随着高耗能、低能源利用效率企业的逐步淘汰、优化、升级，整体能源利用效率得到提升。
在二者的共同作用下，导致了我国能源生产和消费弹性的较强波动性变化。
能源生产和消费弹性在衡量能源利用效率方面还存在诸多不足之处，它仅从增长率的角度反映了能源利用和经济产出的关系，却并不能反映一个地区对能源的总体利用状况。
在衡量对能源的总体利用水平上，能源消费强度是一个较好的指标，能源消费强度是指生产单位GDP所消耗的能源量，单位一般为：
吨标煤/万元。
这一比值越高，表明对能源的利用效率就越低，反之越低，就表明对能源的利用效率越高。
这个指标能够较好的反应能源利用效率情况。
经济研究结果表明，随着经济增长，一个地区的能源消费强度通常会经历先先增加后逐步降低的过程，对我国这一数据研究发现，我国对能源的利用效率也满足这一规律。
能源强度变化趋势
图2是我国30年来能源消费强度的的变化趋势图。
我国对能源的利用强度在经历了改革开放之前的逐渐增长之后，自1982年后开始呈现出逐渐降低的趋势。
我国已进入随经济增长，能源利用效率不断提高的阶段。
但是与同等发展水平国家或发达国家相同发展阶段相比能源消费强度处于中等水平。
通过对我国能源利用效率整体状况的初步分析发现，我国能源储量少，能源结构单一，当前经济的高速增长还较强的依赖于大量的能源的消耗。
然而当前我国能源利用效率还不够高，提高能源利用效率，将是我国在将来很长一段时间的主要任务。
对我国能源利用效率的研究尤为重要和迫切。
二、我国能源利用效率的实证分析
20世纪80年代以来，反映我国能源产出效率的能源消费弹性系数，除个别年份外,大多数年份低于1，即GDP增长速度高于能源消费增长速度。
而能源消耗产出效率，即能源消费强度在经历了自改革开放以来逐渐上升的过程后，从90年代后期开始，各地区都呈现出逐渐降低的趋势。
这一趋势的变化不仅是由于技术进步带来的影响，同时也受到经济结构，包括产业结构，尤其是工业内部的行业结构不断的合理化调整所造成的。
经济研究表明，随着经济的发展，一个地区对能源的利用效率通常会经历先上升而后下降的过程。
从上述两项指标，即能源消费弹性系数和能源消费强度来看，我国基本上已经进入了随着经济增长，能源利用效率逐步降低的发展阶段。
本文将选取2005-2009年我国30个省份（缺少西藏能源相关数据）的面板数据，来研究我国整体状况以及东中西各区域间能源利用效率的情况。
（一）变量的选取
能源利用效率受到各方面因素的影响，本文主要选取经济水平、产业结构、技术进步、能源结构等方面的因素进行分析。
（1）随着经济水平的提高，能源利用效率常表现出先降低再提高的变化过程，研究结果表明，当前我国已进入随着经济增长能源利用效率不断提高的阶段。
在本文的研究中选用人均GDP的自然对数来反映经济水平变化在研究中用rgdp表示这一变量。
（2）产业结构对能源利用效率的影响是十分显著的，从我国的数据来看，第二产业，尤其是其中的工业是我国能源消耗的主要部门。
随着经济的发展，总产出不断向第三产业调整，能源的利用效率应当不断提高。
鉴于工业部门的重大影响，本文选取工业占总产出比重的自然对数来反映结构的变化。
在本文研究中用ind表示这一变量。
（3）技术的进步必然会引起生产效率的提高，然而关于技术进步的衡量，还缺少十分完善、便于统计的指标。
在本文中用工业总产出比上总资产的值来反映技术进步。
在本文研究中用prod表示这一变量。
（4）新能源的开发、高效率能源的利用所带来的能源结构的变化，在很大程度上改善了能源利用效率。
在我国发达地区，能源种类已多样化，能源结构十分合理。
然而对于大部分地区而言，煤炭仍然是主要的能源，且利用效率不高。
占到了总能源的绝大部分。
因此，本文选取煤炭占总能源比重来表示能源结构的变化。
本文研究中用coa表示这一变量。
（5）反映能源利用效率的指标很多，本文选取最被广泛使用的能源消费这一指标，即单位GDP能源消费的能源（吨标准煤/万元）来反映我国能源利用效率的情况。
这一值越小表明能源利用效率越高，反之能源利用效率越低。
在本文的研究中用eff表示。
（二）模型建立
因此，本文选用PanelDate模型进行研究。
考虑到滞后项对模型的影响，在解释变量中加入被解释变量，即能源消费强度的一期滞后项进行分析，在本文用AR
（1）表示这一变量。
最终，模型的形式确定为含有AR
（1）项固定影响变截距PanelDate模型。
模型基本结构如下：
其中，i=1,2,…30,表示30个省份，
表示截面上，各省份间的个体差异影响。
Ind表示工业所占比重取对数之后的值；
coa表示煤炭消费占总能源消费的比重；
prod表示技术进步，工业总产出比上总资产；
rgdp表示人均GDP取自然对数之后的值；
为随机误差项。
（三）实证分析及结果
本文选取《中国统计年鉴2006-2010》以及《中国能源统计年鉴2006-2010》中30各省份的数据在Eviews5.1中按截面数据残差加权后进行分析处理。
得到各项系数估计结果如下：
表1总体回归结果
解释变量
回归系数
标准误
T统计量值
伴随概率P值.
C
16.52776
0.761478
21.70485
IND
0.102136
0.041695
2.449586
0.0164
COA
0.107647
0.036009
2.989490
0.0037
PROD
0.026222
0.010370
2.528637
0.0133
RGDP
-1.398423
0.049720
-28.12581
AR
（1）
0.934056
0.014117
66.16326
离差平方和
0.999303
被解释变量均值
2.817113
修正离差平方和
0.999024
被解释变量标准差
2.330804
回归标准差
0.036889
F统计值
173.5399
残差平方和
0.115669
F统计量伴随的P值
DW统计值
2.496750
从结果中可以看出，在0.05的显著性水平下，各项解释变量都通过了显著检验。
进一步观察模型整体效果可以发现：
该模型F统计量P值小于0.01，模型整体显著。
调整后的R-squared值大于0.99，表明模型拟合精度很高。
DW值为2.497，基本上可以认为残差序列不存在自相关。
总体来看，模型拟合效果是很好的。
模型的最终形式为：
从结果中看出，AR
（1）项系数小于1，验证了我国整体上已进入能源利用效率不断提高的阶段。
产业结构系数为0.102，大于0，表明当前全国工业部门对能源利用效率还不高，工业比重越高，总体能源利用效率越低。
这说明我国工业内部行业结构还不太合理。
能源结构，即煤炭比重的系数为0.108，大于0，表明整体上对煤炭的利用效率还不够高。
技术进步的系数为负，与实际情况稍有出入，这可能是由于该项指标构建不太合理所造成的。
人均GDP系数为-1.398再次表明，当前整体上我国对能源的利用效率已随着经济水平的不断增长而快速提高。
以上是对我国当前条件下，能源利用效率的总体分析，接下对我国东中西三大经济区域能源利用差异做进一步分析。
三、东中西部的差异分析
由于我国区域间济发展状况、产业结构、能源条件等各方面因素的差异，我国各区域间的能源利用效率受不同因素的影响状况也有所不同。
这个部分将主要分析我国东中西部能源利用效率上，不同因素的影响差异。
（一）三大区域的划分
本文对东中西三大区域的划分将不同于我国传统的按地域的划分方法，考虑到能源利用效率与地区经济发展水平的密切关系，本文将各省份按近几年人均GDP水平排序，均等的划分为东中西三个区域。
各省份2009年人均GDP如下表：
表22009年各省人均GDP
地区
人均GDP
上海
78989
吉林
26595
新疆
19942
北京
70452
河北
24581
青海
19454
天津
62574
重庆
22920
海南
19254
江苏
44744
湖北
22677
四川
17339
浙江
44641
黑龙江
22447
江西
17335
广东
41166
宁夏
21777
安徽
16408
内蒙古
40282
陕西
21688
广西
16045
山东
35894
山西
21522
云南
13539
辽宁
35239
河南
20597
甘肃
12872
福建
33840
湖南
20428
贵州
10309
由上表，对30个省份的区域划分结果为：
（1）东部：
北京、福建、广东、江苏、辽宁、山东、上海、天津、浙江、内蒙古
（2）中部：
河北、河南、湖北、湖南、吉林、宁夏、山西、陕西、重庆、黑龙江、
（3）西部：
安徽、甘肃、广西、贵州、海南、江西、青海、四川、新疆、云南
在此区域的划分基础上，本文将分别研究区域间能源利用效率的差异。
（二）实证分析及结果
在对各区域的研究中模型的基本形式仍然采用前一章节中对我国总体情况的分析模型，即公式
（1）。
采用各省份2005-2009年的数据进行分析。
得到各区域最终结果如下总表：
表3各区域拟合结果
c
ind
coa
prod
rgdp
东部
12.200*
0.819*
-0.039
0.080*
-0.013
-1.042*
中部
23.071*
0.970*
0.357
-0.102
0.058
-1.760*
西部
17.400*
0.916*
0.038
0.249*
-0.007
-1.563*
*表示在0.05的水平下显著
三个区域都有较高的拟合精度，且模型整体上十分显著通过了F检验，残差序列不存在自相关。
模型具体拟合结果及效果见附录部分。
从各区域不同因素的回归系数来看：
AR
（1）系数都显著为正，其中，中部地区AR
（1）项系数最高，东部地区最低。
这表明当前东部地区能源利用效率提高速度最快，中部地区提高速度较慢。
这个应当与中部地区当前经济高速增长方式有关。
各地区工业比重的回归系数都不十分显著，但从系数大小来看，东部地区系数为负数，这就表明东部地区工业内部各行业的结构已越来越合理，工业对能源的利用效率在提高。
中部地区这一系数较大，表明中部地区工业部门对能源的利用效率还不够搞高，经济的增长还主要是靠工业部门对能源的消耗所带动的，工业内部行业结构还需调整。
东部和西部对煤炭比重的拟合结果都显著，且东部地区的系数明显小于西部地区系数，这一方面表明由于科学技术方面原因东部地区对煤炭的利用效率大大高于西部地区，另一方面表明东部地区能源结构也更加合理，高效率的多元化能源结构正在形成。
西部地区在对煤炭的利用效率上还有待提高，应当加快改善西部地区的能源结构。
三个地区技术进步项的回归结果都不显著，这可能和指标的构建有关，从各系数的大小来看，东西部地区技术进步对能源利用效率提高都表现出积极的作用。
各地区人均GDP项，都显著为负，也表现出，当前条件下各地区随经济发展，能源利用效率有逐步提高的趋势。
（三）结论
上述实证分析表明，当前我国东部地区在对能源利用上，各方面都比较合理，经济的增长是能源合理利用的基础上实现的。
东部地区的经济产业结构、能源结构、以及在对能源利用的技术上值得在全国推广。
近年来，中部地区经济发展十分迅速，然而上述研究结果表明，当前中部地区的发展还主要是以工业中，高能耗、低利用效率行业的发展为主，工业结构还不合理，能源效率的提高速度还低于全国高效化的速度，因此，中部地区在当前经济高速发展的背景下，应当注意产业结构的调整，发展低能耗、高效率行业。
西部地区在对煤炭的利用效率上还有待提高，有必要引进新的能源利用技术、改善能源结构。
西部地区应当结合自身特点发展高效率产业。
四、不同产业间能源消耗的差异
通常我们将整个国民经济划分为：
第一产业，第二产业，第三产业。
第一产业包括农、林、牧、渔、水利业；
第二产业包括：
工业，建筑业等；
第三产业主要为交通运输、仓储和邮政业，批发、零售业和住宿、餐饮业，其他行业；
能源消耗还包括生活消费方面能源消耗。
其中，工业包括：
采掘业，制造业，电力、煤气及水生产和供应业。
产业结构与能源消费之间存在着必然的联系。
各个产业的能源消费强度不一样，能源消费强度高的产业在国民经济中占的比重越大，整个国民经济的能源消费强度越高；
反之，整个经济体的能源消费强度就低。
由于经济发展一般都经历着产业结构由一二三到二一三，再到二三一，三二一的过渡，不同经济发展阶段的能源消费强度不同，提高能源消费强度除了提升各行业的技术含量和管理水平外，产业结构优化也具有非常巨大的作用。
与能源消费强度相关的还有一个重要问题—环境问题，一般情况下，能源消费强度越高，造成的环境污染越少；
反之，会造成较严重的环境污染。
（一）自改革开放以来，我国能源消费与经济增长的关系
图5中Y代表的是能源消费量（单位为万吨标准煤），X代表的是国内生产总值（单位为亿元），从图中可以看出：
X与Y都呈现出明显的上升趋势，表明改革开放以来，我国的能源消耗与GDP都在迅速提高，但GDP提高的速度要快于能源消费提高的速度，因为X曲线更为陡峭。
1978年，我国的GDP与能源消费分别为3645.2亿与57144万吨标准煤，到2009年，这两项指标分别变为340506.9亿与306647万吨标准煤。
1978年-2009年中国能源消耗与GDP变化趋势图
图4中曲线为能源消耗量与GDP之比，我们将其称之为能源消费强度（单位为万吨标准煤/亿元），表示单位产值消耗的能源量。
能源消费强度越高，能源消费量与GDP的比值越小；
能源消费强度越低，能源消费量与GDP的比值越大。
从图中可以看出：
曲线呈现出明显的下降趋势，表明改革开放以来，能源消费量与GDP之比在迅速地下降，我国的能源消费强度明显提高。
需要注意的是，GDP数值中我们没有考虑通货膨胀的影响，GDP并没有以1978年为基期进行折算。
另外，我国的能源消费强度与发达国家之间还存在着很大的差距。
改革开放以后，不仅经济制度，而且我国经济结构也发生重大变化，第一产业的比重迅速下降，二三产业则有很大提高，这对能源消费强度会有很大的影响。
:
1978年-2009年中国能源消费强度变化趋势图
（二）不同产业能源消费强度的差异
各个行业的能源消费强度不同，化工钢铁等行业的能源消耗量可能较多，而金融保险等行业的能源消耗很少。
以2009年的数据为例，用饼状图来反映各行业能源消耗占总能源消耗的比重，工业所占比重为0.71，远远高出其他各行业，提高能源消费强度，着重考虑工业对能源的利用。
工业又包括采掘业，制造业，电力、煤气及水生产和供应业。
除工业外，农业能源消耗量最多，而其他行业的能源消耗量则只占能源消耗总量很小的一部分。
各行业能耗比重
我国的工业能源消耗中制造业能源消耗所占的比重最大，由图中也可以看出制造业的能源消耗量占工业能源消耗量的82%，占能源消耗总量的58%，能源消耗量与能源消费强度相比，并不是一个很好的指标。
有的产业能源消耗量大，但产值也多，所以我们使用能源消费强度这个指标。
2009年中国工业内部各行业能源消耗比重
工农业各部门中，能源消费强度又有很大的不同，下表是根据能源消费强度对工农业各行业所做的聚类分析。
可以看出石油加工、炼焦及核燃料加工业单独作为一类出现在表格中，而计算的该行业的能源消费强度接近1，为能源消费强度较低的行业；
木材加工及木、竹、藤、棕、草业也作为单独一类出现，该行业的能源消费强度为0.78，使能源消费强度第二低的行业。
其他各行业能源消费强度一般都在0.05到0.5之间。
表4按能源消费强度行业聚类分析结果
农、林、牧、渔、水利业
1
饮料制造业
采掘业
烟草制品业
煤炭开采和洗选业
纺织业
3
石油和天然气开采业
纺织服装、鞋、帽制造业
黑色金属矿采选业
皮革、毛皮、羽毛（绒）及其制品业
有色金属矿采选业
木材加工及木、竹、藤、棕、草
4
非金属矿采选业
家具制造业
其他采矿业
造纸及纸制品业
制造业
2
印刷业和记录媒介的复制
农副食品加工业
文教体育用品制
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