中国隐含能存量测算及政策启示

公丕芹 冯 超

（1.中国能源研究会能效与投资评估专业委员会，北京 100053;2.中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京 100083）

伴随着中国经济的高速发展，中国能源消费量增长快速。2001年，中国能源消费总量为15.04亿t标准煤，到2012年，该数字已达到36.2亿t标准煤①数据来源于国家发展改革委能源研究所副所长戴彦德在2012中国节能服务产业年度峰会上的讲话。，是2001年消费量的2.4倍。中国能源消费量的不断上涨是由中国目前所处的经济发展阶段决定的。与欧美两百多年的工业发展历程不同，中国刚进入改革开放的第三十个年头。各项基础设施建设尚未完善，人民生活水准仍需提升，工业化、城镇化进程的持续快速推进，都需要大量能源消耗作支撑。但对中国能源消费结构进行研究后发现，中国工业能源消费占全国能源消费总量的比例高达70%以上［1］。形成鲜明对比的是，中国的生活能源消耗量较低，2010年仅为3.46亿t标准煤，占全国消费总量的十分之一。除以中国庞大的人口数量，人均生活能源消费量则更低，2010年仅为258.3 kg标准煤。由此可见，中国大量能源消耗在了可以形成固定资产如建筑、基础设施、设备机械的领域，而这些固定资产一般具有较长的生命周期，在其生命周期内，实质上能源是被分期消耗的。即每年中国的能源消费总量中都有相当大一部分作为隐含的能源被存储在了固定资产中。本文旨在探求这部分被隐含在固定资产中的能源存量及其对中国经济与能源可持续发展的意义。

1 概念界定及相关文献综述

1.1 概念界定

任何一种产品的生产，都直接或者间接地消耗了能源。为了得到某种产品而消耗在整个生产链中的能源，称之为“隐含能”［2］，有些研究称之为“虚拟能”［3］、“隐性能源”［4］。这一概念起源于“embodied energy”一词。1974年，国际高级研究机构联合会（IFIAS）能源分析工作组的一次会议指出，为了衡量某产品或服务生产过程中直接和间接消耗的某种资源的总量，可以使用“embodied”这一概念;原则上，“embodied”后可以加任何资源的名称，如土地、水、劳动力等［5］。中国学界也十分重视对隐含能的研究。早在1981年，陈锡康提出隐含能是指在产品和服务生产过程中直接和间接消耗的能源，其中间接能耗就是指在产品生产过程中所消耗的各部门产品（原材料、辅助材料、机器设备等）中所包含的能源之和［6］。罗思平等认为隐含能是指产品加工、制造和运输等全过程所消耗的总能源［7］。庞军等定义出口隐含能指为了生产出口产品而在生产国的整个生产链中直接和间接消耗的能源［8］。

可见，隐含能这一概念至少包含了两层意思:首先，它是指整个生产过程中所直接和间接消耗的总能源量;其次，这种能源消耗后便“看不见了”，常发生在产业链上游环节。但这些定义都忽略了一个事实，即能源实物看不见了，去哪了?事实上，所消耗的能源已经作为原材料或能量转换成了固定资产不可或缺的一份子，以另外一种形式存储于固定资产中，为此，本文提出隐含能存量的概念。

类似于能源库存量的概念，只不过隐含能存量更抽象。所谓隐含能存量是指在固定资产如建筑、基础设施、机器设备等建造或生产的过程中，直接和间接消耗的能源总量，只要固定资产仍然在用，就存在一定的隐含能存量。隐含能存量会随着固定资产折旧而“折旧”，直至固定资产寿命终结。在国民经济生产活动中，每一年都有新增的固定资产，因此也存在年新增隐含能存量。过去每年存储的未消耗完的隐含能存量之和称为隐含能总存量。

设当年的隐含能总存量为EEi，total，每年的新增隐含能存量为EEi，不同固定资产形成的隐含能存量折旧率为r，每年隐含能存量折旧量为di，能源浪费量为wi，年实质能源消耗量为ECactual，国家统计局所统计的年能源消费总量为ECstatistical，则存在如下关系:

根据固定资产折旧额的计算方法，每年隐含能存量折旧量（di）按照年新增隐含能存量（EEi）和分类年折旧率（r）计算，不存在残值。设基年隐含能总存量为EE1，每年三类固定资产（金属及非金属类产品、各类机器设备、建筑）新增隐含能存量分别为 EEi，a、EEi，b、EEi，c，则年隐含能存量折旧量为:

第i年的隐含能存量折旧量总和（di，total）为:

1.2 文献综述

隐含能研究日益引起国内外学者的重视，目前，国内外对于隐含能的测算，主要体现在测算国际贸易中蕴含于进出口货物中的隐含能，关注隐含能、隐含碳的流动状况;少量研究国内隐含能问题，如建筑物、基础设施建设、生产制造过程中的隐含能，研究通过何种方法和手段降低隐含能，提高能源利用效率。

近年来，随着中国能源消费量的增加和气候变化的加剧，国内学者对隐含能核算的研究逐步增多。Li Hong等利用1997年投入产出表，计算了20类主要进出口货物的能耗系数，在此基础上计算了1996－2004年我国进出口贸易中的隐含能［13］。但该研究没有对进出口货物的能耗系数加以区分，而是采用国内较高的能耗系数来估算进口产品的能耗，以至于得出了2004年我国隐含能进口高于出口的结论。刘峰认识到了以上文献中的一些问题，在他的研究中，采用2002年中国122部门投入产出表来计算出口货物的能耗系数，同时采用2000年日本104部门投入产出表来计算进口货物的能耗系数。该研究计算的2001－2005年中国“隐性能源”出口量占到了当年能源消费总量的24% －33%，同年的“隐性能源”净出口占到了当年能源消费总量的20% －27%［4］。齐晔等采用投入产出法，估算了1997－2006年中国进出口贸易中的隐含能，发现我国进口的能源又以隐含能出口的形式输出到国外而并未多消费世界上其他国家的能源［2］，该研究构建的模型合理，推导严谨，较为真实地展现了中国国际贸易中隐含能的流动状况。Chen Ying等采用投入产出法计算了2001－2006年间中国进出口贸易中的隐含能、隐含碳，得知2002年中国通过货物出口向外输出隐含能4.1亿t标准煤，货物进口输入隐含能为1.7亿t标准煤，是隐含能净出口国［13］。该研究假设各部门间投入产出结构不变，会对计算结果准确性产生一些影响。Liu Hongtao等运用投入产出法计算了1992－2007年期间我国基础设施建设投资的隐含能，并采用结构分解模型分析了影响基础设施建设隐含能的影响因素。研究结果发现，2007年基础设施建设投资的隐含能占全国能源消费总量的14.0%，不合理的建设是对能源、资源的浪费［14］。

尽管国内外对隐含能的相关研究较多，但是，尚没有学者开展国内最终能源消费中隐含能存量方面的研究。而研究隐含能存量对于解读一个国家能源消费结构和经济发展阶段、指导节约能源具有重大意义。对于能源消费总量相当的两个国家，隐含能存量还可以作为评价一国发达程度的重要指标和依据。通常能源消费总量大且新增隐含能存量大的国家为快速发展的新兴经济体，能源消费总量大而新增隐含能存量小的国家一般为发达国家。

目前学界对于隐含能的核算大多采用投入产出法。事实上，隐含能核算与投入产出经济学原理极其相似，因此，本文在综合借鉴前人研究方法的基础上，改进投入产出模型核算年新增隐含能存量、隐含能总存量。

2 算法设计与技术处理

2.1 投入－产出模型

投入产出模型最初由列昂惕夫于20世纪30年代构建的，是一种反映经济系统各部分之间投入与产出数量依存关系的分析方法［15］。假设一国经济中包含n个产业部门，可以建立投入产出数学模型:

其中，X=（xi）代表国民经济各部门总产出列向量，Y=（yi）代表包含其他最终产品的社会最终产品的列向量，A=（aij）为直接消耗系数矩阵。最终需求Y与总产出X之间的关系整理后得:

其中，（I-A）－1为Leontief逆矩阵。矩阵A中的元素aij为直接消耗系数，是指生产单位第j部门总产出对第i部门产品的直接消耗量，其计算公式为:

反映国民经济各部门间相互消耗产品关系的指标还有完全消耗系数，通常记作bij，完全消耗系数bij是指生产单位第j部门总产出对第i部门产品的直接消耗量与全部间接消耗价值量。用B=（bij）表示完全消耗系数矩阵，则有:

在一般经济投入－产出表的主栏中增加“能源利用部门”，便可构成能源经济投入－产出表［17］。根据能源经济投入－产出表中的各项平衡关系，可建立“能源经济投入－产出模型”:

其中，F代表国民经济各部门能源消费量的价值，X代表国民经济各部门总产出，（I－A）－1－I=（bij）为完全消耗系数矩阵，具体指生产单位第j部门的固定资产总产值对第i一次能源部门生产能源的直接消耗量与全部间接消耗量。根据能源经济投入－产出模型，可以计算国民经济各部门所直接和间接消费的能源总价值。

2.2 算法设计

根据能源经济投入－产出模型，要求出国民经济各部门所直接和间接消耗的能源总量，即新增隐含能存量，需要对国民经济各部门所直接和间接消费的能源总价值进行价值－实物转换。

从理论上讲，年新增隐含能存量可以表示为:

其中，EE为年新增隐含能存量，FAi为第i部门的总产值，该数据为国家统计局统计数据，Ci为第i种固定资产产值中包含的隐含能，即能耗系数。因此，年新增隐含能存量核算的关键在于能耗系数Ci的确定。

本文借鉴齐晔等采用的一次能源部门的产值－实物转换系数［1］，设产值 －实物转换系数为 Vi，其计算公式为:

其中，ECstatistical为能源消费总量，ECVstatistical为能源消费总价值。

结合投入产出法和产值－实物转换系数，可得能耗系数Ci:

因此，年新增隐含能存量的计算公式为:

2.3 相关技术处理

尽管核算方法从理论上看较为完备，但应用上述方法核算我国年新增隐含能存量的实际操作中，仍然存在一些技术上的问题，本文做了如下处理:

（1）根据统计年鉴选取了最终可形成固定资产的行业包括黑色金属矿采选业，有色金属矿采选业，非金属矿采选业，非金属矿物制品业，黑色金属冶炼及压延加工业，有色金属冶炼及压延加工业，金属制品业，通用设备制造业，专用设备制造业，交通运输设备制造业，电气机械及器材制造业，通信设备、计算机及其他电子设备制造业，仪器仪表及文化、办公用机械制造业，建筑业十四个行业，其他工业部门如木材加工及家具制造业、工艺品及其他制造业等行业的产品生命周期较短，在此忽略不计。

《2007中国投入产出表》中的分类分别为金属矿采选业，非金属矿及其他矿采选业，非金属矿物制品业，金属冶炼及压延加工业，金属制品业，通用、专用设备制造业，交通运输设备制造业，电气机械及器材制造业，通信设备、计算机及其他电子设备制造业，仪器仪表及文化办公用机械制造业，建筑业十一类。本文将统计年鉴中黑色金属矿采选业和有色金属矿采选业合并为金属矿采选业，黑色金属冶炼及压延加工业和有色金属冶炼及压延加工业合并为金属冶炼及压延加工业，将通用设备制造业和专用设备制造业合并为通用、专用设备制造业，从而保证统计年鉴中的分类与投入产出表中的分类一一对应。根据《2007中国年投入产出表》，确定了十一个行业的能耗系数。

（2）本文选取的能源生产部门为煤炭开采和洗选业，石油和天然气开采业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，电力、热力的生产和供应业，燃气生产和供应业，这五个能源行业涵盖了所有可供消费的能源产品。

（3）国家投入产出表并非每年都编制，目前最新的为《2007年中国投入产出表》。依据《2007年中国投入产出表》计算得出的能耗系数仅能够代表2007年的水平。如果应用技术方法将投入产出表调整到2007年之外的各年，所需的数据量和工作量都将十分庞大。为了简化计算，本文对2007年之外的其他年份的能耗系数，做了价格指数、技术水平两方面的修正（见表1）。

表1 2001－2010年能耗系数修正参数Tab.1 Amended parameters of energy intensity in 2001－2010

（4）隐含能存量会随着固定资产的折旧而“折旧”，直至固定资产的寿命终结，假定不存在隐含能存量的残值。本文将固定资产划分为三大类:金属及非金属类产品、各类机器设备、建筑。在本研究中，各类机器设备的折旧年限按15年计算，建筑的折旧年限按50年计算。金属类及非金属类产品一般用于建筑、车船飞机制造等领域，折旧年限不一，本研究按30年计算。

（5）本研究中，年能源“实质消费量”等于统计年鉴中全国能源消费总量减去年新增隐含能存量再加上隐含能折旧量和隐含能浪费量，隐含能浪费量主要指固定资产如建筑、基础设施、设备等未到其报废年限而人为或者由于不可抗力而意外损毁或者灭失，从而导致了存储在其中的隐含能损失和浪费。由于隐含能浪费量属于随机变量，难以进行核算和估计，故本文没有测算在内。

（6）交通运输业的能耗中只有那部分为形成固定资产做贡献的才可以计入年新增隐含能存量，由于比例难以界定，在此未计入核算。金属、非金属及机器设备等产品存在一定的出口量，意味着国内新增隐含能存量的减少。由于中国同时从国外进口大量相应产品，本文对贸易总隐含能的流动做抵消处理。

3 结果与分析

3.1 2001－2010年新增隐含能存量

以中国的投入产出表和统计数据为基础，核算了2001－2010年我国每年新增隐含能存量（见图1）。新世纪第一个十年，我国每年新增隐含能存量总体增长趋势明显，2001年为8 207.91万t标准煤，到2010年，该数字已经飙升至10.33亿t标准煤，增长了近六倍。每年新增隐含能存量占全国能源消费总量的比例除2009年稍有回落，呈现逐年增长态势。2001－2003年期间，占比尚不足10%;2004－2007年期间，占比增至20%左右;2010年占比高达31.80%。可见，随着中国经济的快速发展和能源消费量的逐年增加，越来越多的能源以隐含能存量的形式储存在了基础设施、建筑等固定资产内。

图1 2001－2010年我国每年新增隐含能存量Fig.1 Annual new added embodied energy in 2001 －2010

从图1，我们还可以看出，2003－2004年是年新增隐含能存量占比的一个“拐点”，占比由2003年的6.59%快速提升到2004年的18.36%。究其原因，2004年按国家统计局数据的当年价计算黑色金属及非金属采矿业、金属制品业及非金属矿物制造业和电气机械及器材制造业与2003年相比，工业总产值呈现成倍或双倍的增长。

2008－2010年新增隐含能存量增长呈现“V”型，2008年新增隐含能存量占全国能源消费总量的比例为28.58%，2009 年跌至25.49%，下降了约3 个百分点，2010年又增长至31.80%。新增隐含能存量先降后升与2008年爆发的全球金融危机密切相关。2008－2009年，在外部环境恶化，国内结构性政策调整以及经济内在周期三重压力下，固定资产投资增速下降，房地产投资风光不再。作为新增隐含能存量重要载体的固定资产和房地产投资的萧条，直接导致了新增隐含能的增长逆转。

2009年以来，国家把增加投资作为应对金融危机，拉动经济增长的重要手段，实施了两年新增4万亿元的投资计划，加大对基础设施建设、房地产等领域的投资。国家加大固定资产投资是2010年新增隐含能存量快速增加的主要原因。

3.2 2001－2010年能源“实质消耗量”

在年新增隐含能存量的基础上，根据以下两个公式核算了我国每年的能源“实质消耗量”（见图2）。

从图2中可以看出，我国能源“实质消耗量”增幅相对较小，2001年我国能源“实质消耗量”为14.25亿t标准煤，到2010 年增至 24.27 亿 t，增长 70.31%，增长幅度低于全国能源消费总量116.04%的增长比率。这从侧面印证了我国能源消费总量的较快增长主要是由于随着中国经济的快速发展和能源消费量的逐年增加，越来越多的能源以隐含能存量的形式储存在了基础设施、建筑等固定资产内，而这是由中国目前所处加强基础设施建设、推进工业化城镇化进程的历史发展阶段所决定的。

图2 2001－2010年能源“实质消耗量”Fig.2 Annual actual energy consumption in 2001 －2010

图2中我国2001－2010年能源“实质消耗量”占全国能源消耗的比例总体呈现下降趋势，2001年占比为94.74%，到2010年占比下降至74.68%，体现了中国隐含能存量积累上的加速。

图3反映了2002－2010年实质能源消耗量与全国能源消费总量增长率，年实质能源消耗量增长率总体上小于全国能源消费总量增长率，其中2008和2010年实质能源消耗量出现了负增长，分别为－3.26%和－0.96%。

图3 2002－2010年实质能源消耗量与全国能源消费总量增长率Fig.3 Annual growth rate of annual actual energy consumption and national total energy consumption

3.3 2001－2010年隐含能总存量

由于数据难获得和计算量巨大方面的条件限制，本研究选取2001年为隐含能总存量的基年。在此基础上，计算了2001－2010年的隐含能总存量（见表2）。我国的隐含能总存量规模不断增大，呈现指数级的增长态势，2001年为7 912.91万t标准煤，该数字到2010年增长为41.35亿t标准煤，为2012年全国能源消费总量的1.14倍。

表2 2001－2010年隐含能总存量Tab.2 Total embodied energy in 2001 －2010万t标准煤

4 结论和政策启示

本研究采用投入产出法，核算了2001－2010年间我国每年新增隐含能存量、能源“实质消耗量”，并选取2001年为基年，核算了2001－2010年的隐含能总存量。结果显示，新世纪的第一个十年，我国年新增隐含能存量和隐含能总存量均呈现明显的增长趋势，到2010年，年新增隐含能存量达到10.33亿t标准煤，占全国能源消费总量的31.80%。2010年隐含能总存量达到41.35亿t标准煤，是2012年全国能源消费总量的1.14倍，是一个巨大的“隐性能源宝库”。

形成鲜明对比的是，我国能源“实质消耗量”增幅相对较小，2001年我国能源“实质消耗量”为14.25亿t标准煤，到2010年增至24.27亿 t，增长70.31%，增长幅度低于全国能源消费总量116.04%的增长比率，其中2008和2010年实质能源消耗量出现了负增长，分别为－3.26%和－0.96%。我国2001－2010年能源“实质消耗量”占全国能源消耗的比例总体呈现下降趋势，体现了中国隐含能存量积累上的加速。

我国能源消费总量巨大，但“实质能源消费量”相对较小，2010年“实质能源消费量”仅占全国能源消费总量的74.68%。可见，中国相当大一部分能源消费量并未被一次性彻底消耗掉，而是以隐含能存量的形式存储在了固定资产中，随着固定资产使用而逐步“折旧”，这是由中国所处的加强基础设施建设、保证经济持续稳定增长的历史发展阶段决定的。

中国能源形势异常严峻，节约能源是一项基本国策。目前，对于节约看得见、摸得着的能源实物，已经引起政府、企业、服务机构、研究机构等相关方的高度重视，相关政策和标准、技术措施、服务等办相对完善，“十一五”期间基本完成了单位GDP能耗下降20%的节能约束性目标。但对于看不见摸不着的隐含能存量，目前并未引起人们的注意。隐含能存量浪费的情况层出不穷，典型案例为拆除未达到设计使用年限的建筑物。2010年我国隐含能存量已经达到41.35亿t标准煤，提高这部分隐含能存量的“利用效率”，节约隐含能显得尤为重要，对促进社会经济可持续发展和建设资源节约型、环境友好型社会中起着重要作用，应引起政府等相关方的高度重视。

未来中国应积极探索出台节约隐含能相关政策，加强相关领域的立法。例如，进一步明确规定各类建筑物的合理使用年限、业主对其进行正常维修包括大修的年限和义务，保证建筑物的安全性，以达到规定的使用年限。对因维护不力导致的隐含能存量损失追究相关责任;同时，对有安全缺陷确实无法修复的建筑物要核算其隐含能存量浪费情况，报送相关政府节能主管部门备案。

对于企业机器设备、汽车、家用电器等蕴含较大量隐含能的资产设备，所有者负有保养和维护资产设备，保证其使用年限的义务。一些达到报废年限的机器设备、家用电器等物品仍然含有隐含能的残值，如废旧钢铁、零部件等，应对这部分物品进行合理回收利用，使其中蕴含的隐含能得到循环利用。

政府、行业协会等相关部门应出台节约隐含能的相关政策法规，各级政府部门成立负责节约隐含能的专门机构，针对各类固定资产项目，开发更为科学、严谨的隐含能存量方法学，分门类、有步骤地实施“隐含能存量数值”标签制度，传达其在整个生产过程中消耗的能源量。日常生活用品也蕴含大量隐含能，要加大节约隐含能方面的广告宣传，提高公共认知，引导人们合理消费，节约隐含能。

（编辑:刘照胜）

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