国内需求、技术进步和进出口贸易对电力消费增长的影响分析

　　内容提要：本文利用投入产出结构分解法和加权平均值法，从国内需求、技术进步和进出口贸易等方面，将产业以及金属、电力、建材和化工产业的电力消费增量分解为10种影响因素的加权平均和。结果表明:导致1997～2007年电力消费增长190%的正向影响因素为国内最终需求的成长、出口的成长、原料需求的成长、能源需求的替代和成长，其加权平均贡献率分别为145．9%、104．3%、23．6%、15．7%和5．3%;负向影响因素为技术进步、原料需求的替代、进口替代、国内最终需求的结构和出口的结构调整，其加权平均贡献率分别为－67．6%、－15．1%、－10．5%、－7．2%和－4．3%。

　　关键词：投入产出结构分解；电力消费；高耗能；CO2排放

　　一、引言

　　改革开放以来，随着经济的迅速发展，电力需求快速增长:从1980年的3000亿千瓦时，到2010年的41923亿千瓦时，增长了近13倍，已经成为仅次于美国的世界第二大电力消费国。现阶段正处于工业化快速发展时期，电力消费年均增长率较高;特别是自2001年以来，电力消费的增长幅度明显加大，年均增长率达13%，高于世界上任何其他国家，体现了工业化进程中的电力需求高速增长的特征。在工业化进程的同时，生产要素的优化配置带动了城市化的发展，这成为导致电力需求快速增加的另一个主要动力(何晓萍等，2009)。与目前中等收入国家的城市化率(61%)相比，城市化率(46%，2008年)还有一定的差距(林伯强和刘希颖，2010)。因此，可以预计，在2020年工业化、城市化基本完成之前，经济发展的阶段性决定了电力需求还有进一步增长的可能性。

　　迅速增长的电力需求对资源、环境带来了显著的压力。“富煤贫油少气”的资源禀赋特征和相对低廉的煤炭价格，决定了“以煤为主”的能源结构在短期内难以改变。然而，作为电力的主要动力燃料，煤炭资源尽管相对丰富，但是自2009年首次成为煤炭净进口国以来，2010年的煤炭净进口量进一步增加，接近1．5亿吨。这至少给我们三点警示:第一，煤炭资源的稀缺性已经开始显现，在国际原油价格不断上涨的背景下，未来的能源安全形势将更加严峻;第二，在以煤为主的电力结构短期内难以改变的前提下，电力供应紧张的态势不容乐观;第三，要重视节能、节电在国家节能减排和低碳转型发展战略中的特殊地位。

　　电力生产在高耗能的同时，还伴有较高的废物排放。2009年电力工业的二氧化硫(SO2)、烟尘、固体废物排放量分别占到整个工业相应排放量的55%、41%和24%，这对保护生态环境造成了较大的压力。至于电力需求增长带来的二氧化碳(CO2)排放量增加的环境经济问题就更为复杂。按照IEA(2009)的部门划分，电力与热力工业占CO2排放的比重接近一半，是目前CO2排放量最高的部门。如果考虑电力结构和电力需求的增长就不难理解电力工业CO2排放的现状:首先，燃煤发电产生的CO2排放是所有发电燃料中最高的，单位燃煤发电产生的CO2是石油的1．3倍(林伯强和蒋竺均，2009);而水电、核电等其他新能源发电的排放系数相对很小，因此以煤为主的电力结构决定了的CO2排放总量较大;其次，快速增长的电力需求又从增量上进一步推高了CO2排放量。这些无疑都给政府承诺的减排目标:到2020年，单位GDP的CO2排放(碳强度)要在2005年的基础上下降40%～45%施加了前所未有的压力。

　　正确认识能源需求的刚性和经济发展的阶段性，是制定节能减排战略的必要前提。这客观上决定了必须从控制碳排放增量入手，实施以节能为主、清洁能源发展为辅的低碳经济转型战略和减排政策(林伯强和刘希颖，2010;林伯强和孙传旺，2011)。然而，在电力供需矛盾和碳减排的国内外压力日益尖锐的背景下，如何控制电力消费的过快增长并据此制定科学合理的节能减排政策，是政府“十二五”期间乃至今后更长一段时期内应对能源安全和环境经济可持续发展的首要课题之一。

　　因此，对电力需求(暨电力需求的碳排放)增长背后的产业驱动因素研究，明确电力消费变动的影响因素，不仅有利于相关部门和机构更好地把握的电力消费特征，合理制定相应的节能减排政策，促进电力和相关产业的持续健康发展，而且对于提高电力利用效率、抑制不合理的电力消费、实现国家“十二五”发展规划合理控制能源消费总量和节能减排的目标具有重要的现实意义。

　　二、文献综述

　　国外对电力需求的研究较早可以追溯到Cheung和Thomson(2001)利用协整与误差修正模型对经济增长与电力消费之间关系的研究。他们发现，1952～2000年电力需求与GDP之间存在互为因果、相互促进的关系，并根据电力需求的收入与价格弹性(分别为1．1和－1．3)指出，电力消费应与经济增长保持一致，而价格改革对于抑制电力需求有着较为明显的作用。Shiu和Lam(2004)及Yuan等(2007)使用同样的方法分别研究了1971～2000年和1978～2004年电力需求与GDP之间的关系。他们的研究发现，电力需求与经济增长之间存在单向的因果关系，因而坚持“经济发展，电力先行”应成为一个长期的基本战略。

　　影响电力需求的因素不仅仅是GDP增长和价格，资本、劳动和经济结构等其他方面也是影响电力需求不可忽视的决定因素。上述文献对于电力需求影响因素的探讨比较单一，不够深入。国内这方面的研究视角则较为丰富。林伯强(2003)将GDP、电价、人口增长、经济结构、能源利用效率纳入研究范围，分析了这些因素对1952～2001年电力需求的影响。此外，何晓萍等(2009)在林伯强(2003)的基础上，通过引入城市化率，利用面板数据非线性模型和协整模型，更深入地研究了包括工业化、电价、电力利用效率在内的各种因素对电力需求的影响。

　　除了上述文献使用协整方法研究电力需求外，分解分析法因能根据研究的需要，通过恒等式灵活地分解出经济结构、能源强度等因素而在电力总需求尤其是部门的电力需求研究中得到了广泛应用。Steenhof(2006)通过分解分析法，研究了1998～2002年工业产出、产业结构及能源强度对工业部门电力需求的影响。Wang等(2010)通过对数分解法，将电力需求进一步分解为工业产出、产业结构、部门能源强度、电力能源的消费比重，并研究了这4个因素对工业部门1998～2007年电力消费变化的影响。

　　综合上述研究，众多学者对电力需求的研究方法和视角都在不断深入，其中一个显著的特点是，越来越多的研究开始将“结构因素”纳入研究范围。但是，也正是这一点，使这些研究忽略了电力需求的产业结构变动背后的影响因素，因而对电力需求的影响因素研究有待进一步的深入。

　　投入产出结构分解法不仅可以考虑经济变量在产业间直接的技术效应、终端需求效应等，而且更为关键的是通过考察变量在其他部门的间接效应，从而使得该方法对研究经济结构变化背后的影响因素更为严谨(DietzenbacherandLos，2000;HoekstraandVanDenBergh，2003)。目前，国内外已有部分针对能源消费变化的结构分解研究。Lin和Polenske(1995)研究了1981～1987年能源消费变化的影响因素，发现生产技术进步而非最终需求的变化是导致这一时期节能的主要原因;同时，在整个经济体系中，能源效率的提高通过产业间的投入－产出关系，进一步强化了其对降低能源强度的影响效应。Garbaccio等(1999)研究了1987～1992年能源强度的变化。他们发现，部门技术进步是降低能源强度的主要因素，高耗能产品进口的增加也在一定程度上抑制了能源消费的增长，但这一期间经济结构的变化却增加了能源消费。此外，Shi和Polenske(2006)还用结构分解法研究了能源价格与能源强度之间的关系。在国内，张友国(2009)利用该方法专门区分了与进出口有关的规模效应、结构效应和技术效应对能源消费的影响;而房斌等(2011)基于投入产出结构分解的IPAT模型研究了人口增长、能源强度、生产结构、最终使用结构、人均GDP对1992～2007年能源消费的影响。这些研究都为能源需求的分解分析提供了很有价值的参考。考虑到高耗能行业对节能减排的特殊地位，与张友国(2009)、房斌等(2011)的研究有所不同，本文侧重于考察产业部门，尤其是高耗能产业的电力需求。因此，本文将投入产出结构分解法和加权平均值法相结合，从国内需求、技术进步和进出口贸易等方面出发，研究了全体产业部门，尤其是高耗能部门电力消费增长的动因。

　　三、方法与数据