宁夏能源结构低碳优化研究

谢俊斐 米文宝

摘要：宁夏的经济结构具有显著的高碳特征，煤炭与电力行业占全区工业产值的近一半比重，工业产值又占据宁夏GDP的半壁江山。低碳时代的到来不可逆转，减碳是对宁夏经济的重大考验与挑战。文章采用灰色关联分析法对宁夏各行业与碳排放的关联度进行了分析，并结合各相关产业区域专业化系数分析，提出了宁夏产业结构升级和能源结构优化的建议。

关键词：灰色关联 能源结构 低碳 优化

Low Carbon Optimization of Ningxia Energy Structure

Xie JunfeiMi Wenbao

School of Resources and Environment Ningxia University Yinchuan Ningxia 750021 China

Abstract: Ningxia economy is a typical carbon-based economy, coal and power industry occupy nearly share half the region's of industrial output, while the industrial output, account for half of Ningxias GDP. The arrival of the era of low carbon irreversible, carbon reduction means big energy-sapping economy in Ningxia. This study use gray correlation analysis method of ningxia industries and the correlation analysis of carbon emissions, combined with the relevant industry area, so as to put forward specialization coefficient of ningxia the upgrading of the industrial structure and the energy structure optimization of general advice.

Keywords: Grey relationEnergy structureLow carbonOptimize

近年来，全球气候问题的日益突出以及化石能源的有限性和需求量增加之间的矛盾日益加深，国际社会关于资源和能源利用方式的讨论也随之升温。世界各国开始重新审视其发展战略，通过各种方式发展低碳经济，在不损害环境的前提下拓展发展空间。发展低碳经济，对正在发展中的以碳基能源为主的宁夏来说，无疑是一个重大的挑战。宁夏经济是典型的碳基经济，煤炭与电力行业所占比重近全区工业产值的一半，工业产值又占据宁夏总体GDP的半壁江山，因此减碳对宁夏经济既是重大挑战也是发展的重要机遇。低碳蕴藏着无限商机，必须通过建立适应可持续发展要求的生产方式和消费方式，优化能源结构，着力推进低碳经济技术的研究和应用，推进产业升级等深层次的措施以应对低碳时代的到来。

1. 低碳的概念和意义

低碳经济是一种以低能耗、低污染、低排放为特点的发展模式，是以应对气候变化、保障能源安全、促进经济社会可持续发展有机结合为目的的规制世界发展格局的新规则。其实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构，发展低碳技术、产品和服务，确保经济稳定增长的同时消减温室气体的排放量，其核心是能源的高效率和洁净的能源结构，关键是技术创新和制度创新[1]。

发展低碳经济，一方面是积极承担保护环境的责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径，是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。

2. 宁夏能源结构分析

宁夏按照西部大开发的总体要求，立足优势产业，进一步加大能源投资建设力度，大力发展优势特色能源工业，取得了可喜的成就，能源工业发展强劲，经济运行质量显著提高，有力地推动了全区经济的快速发展。表1援引了宁夏统计年鉴2000年至2008年数据，可以看出，近十年来宁夏能源的消耗一直处于上升的态势，同时常规化石能源的消耗所占比例也一直居高不下。

宁夏是一个能源相对富集的省区，煤炭资源储量313亿t，能源上的优势为发展能源工业，高耗能工业提供了便利条件，多年来形成了一条能源经济的产业链。2008年宁夏单位GDP能耗居全国首位，如表2所示。

表2显示西北五省区单位GDP能耗、单位GDP电耗及单位工业增加值能耗宁夏均居第一，一方面说明宁夏工业产业的高耗能特征，另一方面也表明节能潜力巨大。能源工业和高耗能工业的发展促进了经济的增长，为国家税收、劳动力就业等做出了贡献。但能源工业、高耗能工业能耗较高，产值较低，因此，低碳作为新的发展模式，不仅是实现减排目标的战略选择，也是保证经济持续健康增长的良方。

3. 宁夏产业结构碳排放灰色关联分析

灰色关联分析实质是对反映各因素变化特性的数据序列进行几何比较[2]。由于在宁夏能源消耗构成中水电和风电的比例比较小，因此本研究未作考虑，利用灰色关联分析法对全社会能源消费量（折合万吨煤标准）与相关行业发展间的相互关系适宜程度进行测度，可得出碳排放与各相关行业的关联程度。

3.1指标体系的选取和原始比较序列的建立

依据科学性和可操作性原则，我们选取国民经济结构中具代表性的第一产业、工业、建筑业、交通运输、仓储和邮电业、批发零售及住宿餐饮业、金融保险业、房地产业以及其他服务业八项指标作为分析对象。

在时间的选择上，由于近年来宁夏经济发展迅速，统计数据较为客观，这里选取2000-2008年的数据进行分析，关联分析时间序列为9年的数值变化，相关联产业为8个。确定参考数列为折合万吨煤标准的全社会能源消费量(X0)，比较数列为第一产业(X1)、工业(X2)、建筑业(X3)、交通运输仓储和邮电业(X4)、批发零售住宿餐饮业(X5)、金融保险业(X6)、房地产业(X7)以及其他服务业(X8)等相关产业产出值。

3.2计算各因素序列与特征序列关联系数

表3为各相关因素序列指标数据，取分辨系数ρ=0.5，计算结果如表4所示。

3.3计算各影响因素与系统特征序列关联度

关联度是由关联系数演变而来，将各影响因素关联系数通过一定的关系整合成为一个综合值，定义为关联度，可以用各影响因素关联系数的均值表示，也可以考虑各行业相对重要程度，乘以相应的权系数得到。这里采用的是均值，计算公式如下：

即2000-2008年各相关行业与宁夏碳排放量关联程度由强到弱分别为交通运输、仓储和邮电业、工业、第一产业、批发零售及住宿餐饮业、建筑业、金融保险业、其他服务业、房地产业。虽然工业所占碳排放比重较大，但是交通运输、仓储和邮电业由于直接或间接消耗大量的化石能源，在一定时期内是影响碳排放的主导因素。另外，第一产业、批发零售住宿餐饮业的碳排放影响也不容忽视。

4. 宁夏能源结构低碳优化建议

能源结构的低碳优化受到地理区位、资源禀赋和资金技术等因素的影响，在不同地域有着不同的内涵。对于宁夏而言，煤炭是具有优势的主要能源之一，其第二产业的发展主要依赖于当地丰富的煤炭资源，且消耗能源较高，碳排放较高的行业和企业所占比重也较高。所以要实现宁夏能源结构的低碳化，可以通过以下方式进行。

4.1推动产业结构升级，降低高耗能产业比重

罗斯托在其经济成长的阶段理论中，用“主导部门序列”的改变来说明成长阶段之间的过渡，用旧主导部门的“减速趋势”和新主导部门采用新技术的“反减速斗争”来说明经济增长的过程[3]。新的主导部门的出现就意味着可能进入一个新的发展阶段，形成一种新的区域产业结构。

从这个意义上看，经济的增长和发展阶段的演替过程也是经济结构或产业结构的变化过程，产业结构的转化趋势与区域经济成长阶段的演化趋势在方向上具有一致性。由于宁夏第二产业的发展主要依赖于当地的煤炭资源，因此近年来的经济增长主要依靠第二产业的格局没有大的改变，所以要想保证经济增长不出现滑坡，并使得经济长足发展，必须从调整产业结构入手，促进其转型和升级。

要对产业结构与区域经济发展关系做定量分析，就需要知道度量产业专业化系数的指标。区位熵是区域产业效率与效益分析的定量工具，通过计算某一区域产业的区位熵，可以找出该区域在全国具有一定地位的优势产业，并衡量其专门化率。

区位熵的计算方法是用给定区域中产业占有的份额与整个经济中该产业占有的份额相比，函数表达式为：

1.5，则该产业就具有明显的比较优势。

这里选取宁夏规模以上工业2008年产值与全国同期数据进行计算，计算结果见下表5。

计算结果显示，宁夏在全国专业化优势比较高的主要有以下行业：煤炭开采和洗选业、食品制造业、纺织业、造纸及纸制品业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、化学原料及化学制品制造业、橡胶制品业、非金属矿物制品业、有色金属冶炼及压延加工业、电力、热力的生产和供应业、水的生产和供应业。

其中，最具优势的煤炭开采和洗选业、有色金属冶炼及压延加工业、电力、热力的生产和供应业等，都消耗大量的化石能源并排放大量的碳，突出显现了能源产业与低碳发展的矛盾。实现低碳经济，必须合理调整能源结构，也就是要协调资源优势与产业结构及碳排放间的关系，这就必须从两个方面着手进行：一是加快高耗能、高排放产业的技术改造、技术升级，尤其大力推进煤炭产业优化升级，强化高碳产业改造。二是加快发展低耗能、低排放的产业，如食品制造业、非金属矿物制品业、服务业、高新技术产业以及战略性新兴产业，如太阳能发电，风力发电等。

4.2推广煤炭净化技术，提升工业用净化煤所占比重

低碳发展的重点在于科技的创新与新技术的应用。煤炭净化技术应广泛用于在宁夏占较大比重的煤炭开采及洗选业。传统意义上的净化煤技术主要指煤炭的净化及加工转换技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用。而目前意义上的净化煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，即煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电等等，是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制的新技术的总称。

宁夏是以煤炭为主导的能源结构，因此，大力推广实施煤炭净化技术及加强相关基础设施的建设将成为宁夏能源结构转变的一个契机。根据宁夏煤炭利用的基本现状，选用的净化技术应包括：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化等。

4.3注重运输清洁技术，促进绿色物流发展

据宁夏统计年鉴2009数据，2004-2008年五年间公路运输和航空运输得到了巨大增长，2008年载货汽车达到81072辆，公路通车里程数达到21008km，民航通航里程达到44197km，如表所示6。

前已述及，交通运输业的飞速发展是宁夏碳排放已不容忽视的主要因素之一。传统物流过程存在着巨大的“外部负效应”(spillovers)，发展绿色物流，是适应世界社会发展潮流的必然趋势。

绿色物流是指以降低对环境的污染、减少资源消耗为目标，利用先进物流技术，规划来实施的运输、储存、包装、装卸、流通、加工等物流活动。绿色物流的目标是在实现经济利益目标的同时追求节约资源、保护环境这一既具经济属性、又具有社会属性的目标[4]。发展绿色物流不仅对于促进能源结构合理化，而且对于实现经济效益、社会效益和环境效益的有机统一具有重要意义。

宁夏以物流中心、商贸市场、连锁店以及仓储、站场等为表现形式的物流设施已逐步完善，物流信息化条件基本具备，物流园区、航空和陆路口岸等功能性物流设施正在兴建，部分已开始运营，这都为宁夏发展绿色物流奠定了基础。当前应根据低耗能、低排放的低碳经济发展需求，将能源消费结构的变化与城市化燃料供应的改善紧密结合起来，在区域交通方面控制高耗油、高污染机动车辆发展，完善公共交通体系，推广节能环保汽车，鼓励建立高效快捷的城市轻轨系统，以注重物流业发展过程中的清洁运输，促进宁夏绿色物流的发展为途径之一来实现宁夏能源结构的低碳优化。

4.4提高常规能源开发利用的技术水平，大力提升能源利用效益

提高常规能源开发与利用的技术水平及能效主要应用于工业、交通等领域。宁夏现今的能源技术总体依然较落后，能源效率也明显偏低，而提高能源利用效率是城市低碳经济发展的核心，因此，采取一系列措施淘汰能源效率下的工业企业、优化能源利用方式是控制碳排放的关键。只有通过技术创新，开发现役机组整体节能降耗技术，提高能源的利用效率， 才能达到节能减排的需求，完成能源结构的低碳优化。

4.5全力发展低碳和无碳能源，促进能源供应的多样化

在一定的经济技术条件下，产业结构的调整会受到功能与成本的约束。宁夏的经济结构具有显著的高碳特征。在这种“富煤贫油少气”的资源特征下，如果能源总量仍然大幅增长而结构调整不能满足能源供给需求，则化石能源的消费总量仍可能增加。例如公路交通运输主要能源形式是液态的石油或天然气制品，煤很难替代。所以能源替代受到资源禀赋及先进技术的约束，宁夏的化石能源储量以煤为主，就决定了其能源生产和消费以煤为主的格局。

宁夏发展低碳和无碳能源，促进能源供应的多样化，是减少煤炭消费、降低对进口石油依赖度的必然选择。宁夏应从转变产业结构着手，逐步降低煤炭终端消费比例，引进先进技术，大力发展洁净煤技术，避免和减少能源的开发、开采以及利用，促进能源效率的提高，加速发展天然气，适当发展核电，积极发展水电，深入开发风能、太阳能、水能、地热能和生物质能等可再生能源，减少煤炭在能源消费结构中的比重。

宁夏的低碳经济之路还很长，在保证经济稳步发展的同时，如何控制单位GDP能源耗费、控制碳足迹以及如何规划未来的低碳发展战略，是减少CO2排放、应对气候变暖、转变经济发展方式的需要，更是创建生态文明、建设资源节约型和环境友好型社会经济体系的需要。努力发展低碳经济将是宁夏未来一段时间内经济建设的焦点。

参考文献：

[1 袁男优.低碳经济的概念内涵[J].城市环境与城市生态，2010(01)：43-46.

[2] 邓聚龙.灰色系统的基本方法[M].武汉：华中理工大学出版社，1986：17-34.

[3] 崔功豪等.区域分析与区域规划(第二版)[M].北京：高等教育出版社，2006：239-244.

[4] 焦德杰.绿色物流—未来物流业的发展方向[J].物流管理，2007(06)：31-32

[5] 唐建荣，张荣荣.我国发展低碳经济的可能路径[J].科技进步与对策，2010(04)：30-32.

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