中国能源利用效率变动对环境影响研究

王天营 宫 芳 沈菊华

(南京审计学院数学与统计学院，江苏南京211815)

中国作为最大的发展中大国，能源需求的增长一直居高不下，煤炭、石油和天然气在其能源消费中占90%以上，而使用效率却远低于世界平均水平。这不仅导致中国能源供需缺口进一步增大、能源国际依赖度逐年增强，而且能源消耗对环境产生的不利影响也在不断加大。因此，从能源供需的视角研究中国能源利用效率变动对环境的影响，并从创新产业发展模式的战略高度探讨提升能源使用效率的途径，具有非常重要的现实意义。

1 “十一五”时期中国能源供需变动分析

1.1 中国能源基础储量及结构

一个国家的能源基础储量及结构决定着一个国家能源的生产和消费结构及国民能源消费习惯。事实上，中国对埋于地下、水下的原煤、原油和天然气的探知能力在不断提高，2005－2009年中国原油和天然气的基础储量均有所增加。但是，中国原煤、原油和天然气基础储量分别占一次能源基础储量的比重却基本未变。因此，中国相对丰富的煤炭资源决定着煤炭必然成为支撑中国现代经济生活与现代工业发展的能源基础，大量消耗与低效利用煤炭资源是当今中国能源消费的重要特征。

1.2 中国能源生产结构

“十一五”时期中国能源产量分别为23.22亿tSCE、24.73 亿 tSCE、26.06 亿 tSCE 、27.46 亿 tSCE 和 29.90 亿tSCE，能源产量年平均增长6.70%，年平均增加1.66亿tSCE。其中，煤炭产量占全部能源产量的75.35%，年平均产量为20.32亿tSCE，年平均增速为6.60%，年平均增加1.26亿tSCE，占能源年平均增加的76.36%。即“十一五”时期中国煤炭产量占能源总产量的3/4以上、平均增速仅比全部能源生产增速慢0.1%、能源生产增量的76.36%来自煤炭生产的增加。由此可见，煤炭生产在中国能源生产格局中的地位。

1.3 中国能源消费结构

“十一五”时期中国能源消费分别为25.87亿tSCE、28.05亿 tSCE、29.14 亿 tSCE 、30.66 亿 tSCE 和 32.50 亿tSCE，能源消费年平均增长为6.61%，年平均增加1.78亿tSCE，年平均消费29.25亿tSCE。其中，煤炭消费占全部能源消费的70.54%，年平均增速为6.35%，年平均消费20.63亿tSCE，年平均增加1.20亿tSCE，占能源消费年平均增量的67.68%。

1.4 “十一五”时期中国能源生产与消费

“十一五”时期中国6.70%的能源生产平均增速与6.61%的能源消费平均增速分别低于“十五”时期的9.87%和10.15%，同时也均低于“十一五”时期的经济增长速度，能源生产与消费增长快于经济增长的势头得到了有效遏制。然而，从“十五”时期中国能源供需缺口分别为0.65亿tSCE、0.88亿 tSCE、1.19亿 tSCE、1.68亿 tSCE、1.98亿tSCE，与“十一五”时期能源供需缺口分别为2.65亿 tSCE、3.32亿 tSCE、3.09亿 tSCE、3.20亿 tSCE、2.60亿tSCE看，其能源消费对外依赖度从2001年的4.34%逐步增加到2009年的10.44%，2010年仅比2009年降低1.56个百分点。由此表明，“十一五”时期中国能源安全、经济安全受国际能源市场供求变化的影响程度在逐步增强。

另一方面，经测算，尽管2006－2010年中国清洁能源生产与消费的年均增量分别达到1 980万tSCE和1505万tSCE，清洁能源生产的平均增速达到10.11%，比同期一次能源平均增速快3.70%，但是，清洁能源生产与消费占整个能源生产与消费的比重基本保持不变。这表明清洁能源生产与消费在中国能源生产与消费中的绝对份额还相当小，经济增长对能源需求过于依赖煤炭的格局短期还难以改变。

2 能源使用效率变动对能源消费和环境的影响分析

2.1 中国能源使用效率变动对能源消费的影响

测定一个国家或地区能源使用效率的通用指标是万元GDP能耗。从2011年6月7日中国国家统计局等部门共同发布的《“十一五”各地区节能目标完成情况公报》可知，中国万元GDP能耗已由2005年的1.226tSCE下降到2010年的0.816 6tSCE(按2010年中国GDP初步核算为397 983亿元，消耗能源32.5亿tSCE测算)。也就是说，2010年中国因能源使用效率提高，使得创造397 983亿元GDP比按2005年能源使用效率绝对减少能源消耗162 934万 tSCE。

另外，2010年北京市万元GDP能耗0.582tSCE为中国最低，因此，不妨假定2010年中国万元GDP能耗也为0.582tSCE，那么，2010年中国创造397 983亿元GDP的能源消耗将比实际减少93 367万tSCE。同样，假定2010年中国万元GDP能耗按德国2001年万元GDP能耗0.232tSCE测算［1］，那么，2010 年中国能源消耗将比实际减少232 661万tSCE(其余年份见表1)。

表1 2006－2010年按不同能耗标准测算的中国能源消耗量 单位:亿tSCE

由此可见，能源使用效率提高直接意味着能源消费的减少，经济规模的扩大并不意味着能源消费的绝对扩大。事实上，如果2010年中国能源使用效率能达到北京市能源使用效率水平，2010年仅需消耗23.16亿tSCE，比2005年中国创造184 937亿元GDP所需23.60亿tSCE还少;如果2010年中国能源使用效率能达到德国2001年能源使用效率水平，2010年中国仅需消耗9.23亿 tSCE，比1990年中国创造18 667.8亿元GDP所需9.87亿tSCE还少。另一方面，如果2010年中国能源使用效率还维持2005年的水平，2010年中国将要消耗48.79亿tSCE。因此，经济规模的扩大并不一定必然伴随着能源消耗的绝对增加，能源使用效率直接决定着能源消耗规模。

2.2 中国能源使用效率变动对环境的影响

一个国家能源使用效率的高低不仅直接影响着一个国家的能源和经济安全，而且直接影响着一个国家的环境质量。尤其是煤炭和石油在发电、炼焦、炼钢、交通运输及作为最终生活能源消费中所释放的SO2和CO2正是影响环境质量的主要有害物质。随着中国经济规模的不断扩大，在现有技术水平下，作为支撑现代经济增长和社会生活的煤炭消费其规模必然随之扩大，而扩大了的煤炭消费必然带来更多SO2和CO2等废弃物。唯有创新能源利用技术、提高能源使用效率，才能实现经济规模扩大与不可再生能源消耗量的反向变动，形成经济增长与有害物质排放的负相关关系。

如表1所示，按2010年北京市能源使用效率测算，2010年中国能源消费量可以从32.50亿 tSCE减少到23.16亿tSCE，比2005年能源消费量还少，经济总量却比2005年增加213 046亿元，实际 SO2排放将相对减少28.73%，绝对减少2168万t。同理，按2001年德国能源使用效率测算，2010年中国能源消费量比1990年还少，经济总量却比1990年增加379 315亿元，实际SO2排放将相对减少71.59%，绝对减少5 401万t。反之，按2005年中国能源使用效率测算，2010年能源消耗量将比实际增加16.29亿tSCE、SO2将实际多排放3 782万t，比实际排放增长50.13%(其余数据见表2)。

事实上，因2010年中国能源使用效率比2005年提高了33.39%，使得2010年SO2实际排放量比按2005年能源使用效率测算减少了50.13%，SO2排放的能源使用效率弹性为－1.5013。因此，提高能源使用效率不仅能大大减少能源消耗，而且是治理环境污染的根本举措。

表2 2006－2010年按不同能耗标准测算的中国SO2排放数据 单位:万t

3 提高能源使用效率的途径

3.1 提升能源转换技术，减少能源转换损失

在现代工业生产和社会生活中，人们对原油、原煤等一次能源直接消费的比重越来越小，更多地是消耗由原油、原煤转换而来的电力、焦炭、汽油等二次能源。因此，提高一次能源转换技术水平，减少能源转换及电力配送损失能直接提高能源使用效率。

事实上，2005－2008年中国仅炼油、煤炭洗选和电力输配造成的能源直接损失分别达到9 275万tSCE、10 361万tSCE、11 340万tSCE和12 217万 tSCE，年均损失增速达9.62%，高于“十一五”时期能源生产和能源消费的平均增速，而且三项损失占当年能源生产的比重逐年增大，分别达到 4.29% 、4.46%、4.59% 和 4.69%。这表明该时期中国炼油、煤炭洗选和电力输配技术水平没有提高，造成了大量能源损失。另一方面，如果中国炼油、煤炭洗选和电力输配技术能够得以提高，且使这三项损失减少为实际的一半，那么，2010年万元GDP能耗就可以从0.816 6 tSCE 降低为0.801 3tSCE，减少 SO2排放141.81 万 t;也可以使得2005－2008年中国能源对外依赖度分别降低4.45%、6.24%、7.80%和 6.41%。

3.2 加大工业企业技术创新力度，培养全民节能意识

从能源消费结构看，2005－2008年中国工业消费能源与生活消费能源占能源总消费的比重分别为71.5%、71.1%、71.6%、71.8% 和 10.7%、10.3%、10.1%、10.9%，因此，提升工业企业能源使用技术创新能力、培养全民节能意识有利于能源使用效率的提高和环境质量的改善。如中国钢铁企业采用烟道余热发电装置每年可以发电800多亿度(见CCTV.com－新闻联播，2008－07－12)，相当于节约能源2 000万tSCE。如华电哈尔滨第三发电厂通过创新锅炉微油点火技术，使锅炉点火油耗由原来每次150t减少到12t(见CCTV.com－新闻联播，2008－3－25)。中国火电厂现有7 000多台锅炉，按每台每年平均点火两次计算，采用该点火技术一年就可以节约原油达193.2万t，相当于275.7万 tSCE。因此，仅炼钢与发电企业创新相应技术，按2006年能源消耗水平测算，可以使2006年万元GDP能耗由原来的1.204tSCE降低到1.193 tSCE，从而使万元GDP能耗较2005年降低2.69%，减少SO2排放52.83万 t。

从全民节能角度看，按中国2000年第五次人口普查户均3.44人和2010第六次人口普查13.3972亿人估算，2010年中国约有3.94亿个家庭。如果每个家庭将2只60W的日光灯换成亮度相当的11W的节能灯，一天按使用3小时计，全年就可以节电422.8亿kWh，相当于节能1019万tSCE，减少 SO2排放23.66万 t。再如，若中国公交车驾驶员均采用西安公交公司驾驶员独创的“预见性驾驶技术”驾驶，一辆公交车每月节省400升油，并按2010年末中国共有42.05万辆公交车测算:公交车驾驶员一年就可以节约能源约合240万tSCE，减少SO2排放5.57万t。因此，从中国家庭照明和公交驾驶两项节能来看，全年就可以节约能源1259万tSCE，按2010年能源消耗水平测算，可使2010年万元GDP能耗由原来的0.816 6tSCE降到0.812 2tSCE、万元GDP能耗比实际降低0.54%、减少SO2排放29.23 万 t。

3.3 创新产业发展模式，积极构建循环经济产业链

作为以中国人推动和研究为主的循环经济［2］，强调经济活动行为必须遵循“减量化(Reduce)、再使用(Reuse)和再循环(Recycle)”的“3R”原则，不仅能提高原材料的使用效率和减少废物排放，而且可以提升能源使用效率。事实上，2005－2009年中国生活消费能源仅占10%左右，而以工业为主的能源消费占70%左右;在SO2和烟尘排放中，来自工业生产的排放平均占到85%和75%以上，来自生活消费的排放还不到15%和25%。所以，就循环经济的产业实施途径而言，借助工业产业链为循环经济的主要实现形式既能扎实推进循环经济，又能实现能源的节约和污染物排放的减少。

因为通过产业链上产业企业的协同发展，可以使得投入产业经济活动的各类资源得以高效利用［3］－物质资源在产业链上产业企业间实现有效物质转换、能源在产业链上产业企业间实现有效梯级利用－“吃干榨尽”投入的资源要素，既能节约资源、提高能源利用效率又能减少工业生产活动中废弃物的排放。

4 政府在提高能源使用效率中的作用

4.1 政府应加大一次能源转换技术研发的资金投放力度

事实上，中国能源综合转化率近30年来一直维持在70%左右，特别是煤炭火力发电转化率一直不足40%。造成这种状况的原因可能很多，而政府在能源技术转换、技术引进方面的政策激励、资金支持不足是主要原因。如中国多上单机容量100万kW发电机组或研制单机容量更高的发电机组，加快700℃超临界燃煤发电技术研发，将有助提升一次能源转换率和改善环境质量。实践证明，一台100万kW的发电机组，一年能节约SCE近50万t(见CCTV.com－新闻联播，2008－04－27)、减少 SO2排放11 607t。但是，大容量发电设备投资大、技术维护要求高又使许多企业望而却步。因此，政府应从技术引进、研发、服务以及融资等层面给予企业更多支持。

4.2 政府应大力推广和保护企业、个人的节能创新成果

企业及企业职工在实践中创新或发明的节能新技术，既不能仅仅局限于本企业使用也不能无偿地推向社会，政府应在加大对技术创新、技术发明专利保护的前提下，在全社会大力推广企业或个人创新、发明的节能新技术。如前面提及的“烟道余热蒸汽利用技术”、“锅炉微油点火技术”、“预见性驾驶技术”等。同时，政府也应对创新、发明企业或个人给予应有的经济利益才能激励更多的企业、个人参与发明创造。

4.3 政府应大力开发清洁能源，调整能源供需结构

首先，中国是世界上水资源最丰富的国家，理论水电装机容量达到5 922万亿kWh，分别是巴西、俄罗斯、美国和印度的 2.0 倍、2.5 倍、11.2 倍和 22.4 倍。其次，中国已投产核电装机容量到2010年约为1 016万kW，仅占电力总装机的1.13%，而世界核电占总发电量的平均比重为16%。最后，中国风电装机容量到2010年末也仅有3 000万kW，与中国丰富的风力资源相比比重也非常低。因此，大力开发清洁能源，不仅是缓解中国一次能源供给紧张和防治环境污染的迫切需要，也是保证中国能源、经济安全的战略选择。

(编辑:刘呈庆)

［1］冯之浚.循环经济在实践－中国循环经济高端论坛(2005)［M］.北京:人民出版社，2006:310－311.

［2］周宏春，刘燕华.循环经济学［M］.北京:中国发展出版社，2005:8－10.

［3］刘戒骄，冯久田.山东鲁北企业集团考察［M］.北京:经济管理出版社，2008:80－86.

［4］中国国家统计局.中国统计年鉴(2008－2010)［M］.北京:中国统计出版社，2008－2010.