跨行业能源交易视角下的我国能源优化配置研究

张一清，宋延军，刘晓燕

（1.山东工商学院 经济学院，山东 烟台 264025；2.重庆文化艺术职业学院，重庆 江北 400020；3.鲁东大学 财经处，山东 烟台 264025）

一、问题的提出

我国经济增长质量低下，资源过度利用与环境严重破坏，经济社会的可持续发展已经受到严重威胁[1]。当前我国能源供给总量难以满足快速增长的能源需求，能源日益成为稀缺资源，从工业发展和能源配置角度看我国不同行业的能源消费结构不协调，能源效率偏低，能源使用结构不合理。2012年我国第二产业万元GDP能耗为1.099，能源消费总量为258630.15万吨标准煤，占全部产业能源消费总量的71.50%，第二产业中非金属矿物制品业、金属冶炼及压延加工业（包括黑色金属和有色金属），这些行业的能源消耗量较多，工业产值相对较少①。

无论从当前还是长远看，我国的能源供给总量受瓶颈限制，供给量无法大幅增加，必须改变我国目前的能源配置制度，以满足经济快速发展对能源的需求，提升能源的使用效率，因此构建跨行业能源交易体系，创新能源配置制度势在必行。

从碳排放总量约束、能源配置方式角度，国内学者对能源优化配置进行了研究。碳排放约束，姚漫等（2012）建立了总量碳排放约束和各自碳排放约束下区域能源分配模型，以实现碳排放约束下的能源供给和需求平衡，即在模型的约束条件和目标函数下，将能源供给和需求曲线放在同一坐标中，找到实现能源供给和能源需求均衡的Pinch点，并通过算例进行了分析[2]；汪克亮等（2012）基于节能和减排约束测算了包含环境效应的省际全要素能源效率，得出我国全要素能效整体水平偏低，区域间能效差距明显，经济结构、技术进步和能源消费结构的优化对促进各地区节能减排有显著作用[3]。何建坤（2010）提出应当在碳排放约束下进行产业升级和结构节能以实现我国能源可持续发展，通过我国GDP能源强度的国际比较，指出我国GDP能源强度高的原因除能源利用和转换效率中的技术因素外，我国第二产业特别是高能耗产业比重大，产品价值链低等结构性因素更为主要[4]。能源配置方式，韩强、刘正林（2013）通过构建工业领域能源分配双层规划模型，在能源消费总量约束下配置各行业优先权，以促使工业能耗强度降低，引导高耗能行业发展[5]；仲伟周等（2013）通过研究不同省区、地区之间的能源强度差异并进行结构分解，得到能源强度的总体差异主要由区域内差异引起，区域间差异的下降趋势较为平稳的结论，给出了区域间进行节能方面合作，优化能源配置以降低能源强度的政策建议[6]；郑明慧等（2012）在分析能源消费省区配置的基础上，分别测算相对趋同条件、绝对趋同条件下河北省节能潜力，得出河北省总体能源效率明显偏低，具有相当大节能潜力的结论，并提出了针对性和预见性的能源发展政策[7]。陈军（2010）则根据区域间能源边际产出相等情形下能源富余或短缺情况判断化石能源优化配置的效果，给出了我国化石能源区域间实现优化配置应采取的对策[8]。

上述研究从不同的角度对能源优化配置问题做出了深入分析，但这些研究侧重于能源供需平衡的定性分析，着眼于区域、产业间能源利用效率差异，强调区域和产业间节能潜力的充分利用。但上述研究缺乏在能源供给总量既定的前提下，从能源定额、能源配额角度进行跨行业能源交易，缩小产业间能源利用差异，实现能源优化配置方面的理论分析。

考虑到能源既具有稀缺性又具有“准公共物品”的特点，在既定能源消费总量前提下，不同能源使用效率的产业分配相应的能源配额，既满足公共产业能源需求，又能降低能源强度，可以从跨行业能源配额交易的角度配置能源，即建立基于能源定额的行业能源配额机制，探析跨行业的能源交易框架及路径。

从我国不同行业的能源强度来看，我国有些行业的GDP产出与能源消耗量极不相称，根据能源消耗量和GDP贡献率进行跨行业的能源配额交易，实现能源供给总量约束下的能源优化配置实现能源的可持续利用，有着重要的现实意义[9]。

二、跨行业能源交易体系框架

通过我国投入产出表和分行业的能源消耗资料测算，我国各行业的单位GDP能耗差异较大。在能源供应总量既定情况下，实现“以供定需”的能源消耗总量控制，即在各行业能源定额基础上，通过能源配额确定各耗能行业的初始配额（初始用能权），同时，在高能耗产业和低能耗产业间建立跨行业能源交易机制，将有利于提高能源的使用效率，优化能源的配置，在很大程度上能够缓解能源短缺的问题。跨行业能源交易体系设计见图1。

图1 跨行业能源交易体系框架

跨行业能源交易是在能源主管机构分配初始能源配额，政府宏观管理下的市场主导产业能源交易框架中进行。

能源主管机构的职能包括控制能源供给总量、制定能源定额、在耗能产业间分配能源配额以及维护能源交易市场的正常运行。能源交易市场则以市场为主导完成不同行业间能源的交易。能源总量控制是政府对现有以及未来一段时间内的可供能源的总量管理，除能源保护和能源使用的宏观调控外，还包括能源战略储备及进口。能源定额是通过技术、组织、教育等各种措施实现节能降耗，并依据一定能耗标准管理生产中各种能源消耗量，是加强能源管理的重要措施[10]。能源配额管理是依据行业的能源定额标准和可供能源总量，分配初始用能量给不同企业，即用能企业得到一定配额量的能源。能源主管机构负责分配各用能企业的能源配额，根据政府制定的计划价格和分配的能源额度，用能企业支付相应的费用。在能源交易市场中，实行政府宏观管理下市场主导的能源交易，即交易双方决定了能源的交易价格，同时政府负责市场的监管以避免市场被操纵，保证能源交易市场的有效运行。

能源交易体系中的A类企业表示第二产业和第三产业中的高耗能企业，B类企业表示第二产业和第三产业中的低耗能企业，在能源交易市场有效运行的前提下，只要A类和B类企业间能源边际收益存在较大差异，市场中的能源交易就会发生，既包括行业内不同企业的能源交易，又包括跨行业企业间的能源交易。

基于能源定额的跨行业能源交易可以实现“以供定需”的能源需求总量控制，是从“开源”到“节流”的制度创新，不仅提高了能源的配置效率和使用效益，而且增强了各行业节约能源使用激励，在一定程度上缓解了能源的稀缺问题。

三、跨行业能源交易体系的设计

跨行业的能源交易体系主要包括能源配额管理、能源定额管理以及能源交易市场三个方面的内容。

（一）能源定额管理

能源定额指在一定的技术和生产条件下，生产特定量的产品或完成特定工作所消耗的能源量。能源定额管理是以能源定额编制为核心，包括节能管理、能源使用统计管理、能源使用计划等内容。通常来讲，能源定额管理包含的要素有：能源总耗用规模的界定、能源定额指标的量化以及完善的能源定额指标体系，能源定额管理的核心是根据能源定额及能源定额的核算规模完成能源耗用总量的测算。

我国能源消耗70%以上都是钢铁等高耗能行业消耗的，这些行业节能潜力大，必须制定能源定额对这些重点耗能行业的能源消耗加以控制[11]。

能源定额管理需要根据行业能源使用统计，按照不同类别行业的能源定额制定各行业的能源配额，完成能源可供总量在我国各行业的分配。同时根据重点耗能行业的用能行为，制定能源定额指标，细化和完善能源定额考核的指标体系。

按照不同的标准，能源定额有以下分类：

（1）按照能量消耗不同作用，能源定额可分为工序消耗定额（铸铁件有烘模、退火和化铁定额，轧钢有轧材、开坯定额等）、工艺消耗定额、产品消耗定额。

（2）按照能源的种类，能源定额可分为焦炭消耗定额、煤炭消耗定额、设备润滑油消耗定额、汽车用油消耗定额、蒸汽消耗定额、电力消耗定额等，以上这些称为能源消耗定额。

（3）对于消耗两种以上能源的产品，能源定额可分为综合消耗定额与单项消耗定额。

当前我国采取分级管理的办法来管理能源定额，工业管理行政机构负责考核评定企业的能源定额指标以及审定批准下达一般产品的定额指标，省级部门负责审定批准耗能大的产品定额指标。在国外如罗马尼亚由部长会议直接管理国家能耗定额指标，美、日等国家制定高耗能企业的能耗定额指标和其他企业部分能耗指标，从世界整个发展趋势看，各个国家都在不断加强和深化能源管理。

（二）能源配额管理

能源配额通常在一个国家内的行业间或地区间试点应用，它是分配和管理有限能源的一种手段。能源配额作为一种行政配置能源手段，它是能源总量控制管理体系的核心，能源配额由能源主管部门负责分配，给重点行业发放能源使用许可证。实践中能源配额的分配可以从需求和供给两个角度进行，从需求出发，建立能源使用许可制度，根据节能技术进步和实际需要确定能源配额；从能源供应角度，结合各行业的实际情况制定能源配额指标，完成能源既定供应总量的分解。

能源配额的分配和使用要兼顾效率与公平，优先满足生活和必需产业的能源需求，加强重点行业的能源管理。产业优先级的确定是能源配额管理的重要机制，一方面，根据我国产业发展战略规划，重点扶持的产业要优先配置较大的能源配额；另一方面，以产业的影响力和感应力为标准确定分配能源配额，即优先安排能源配额给拉动力和辐射力较强的产业。

在能源配额分配过程中需要遵循以下原则：①保证生活和必需的产业用能。能源的分配应该是在满足生活和必需产业生产需要的基础上，不能以牺牲生活质量和企业停产为代价，可以通过能源定额和核算单元对应的规模，测算生活和必需产业的用能量。②配额的分配应该是动态的。能源配额的分配应该符合我国产业的发展战略规划，优先配置给重点扶持的产业以及能源利用率高的支柱产业，以实现能源稀缺资源的优化配置。③对于高能耗低产出的产业，要通过能源配额等行政手段并配合其他市场手段，实现该产业的技术节能、升级改造或者予以淘汰。

能源配额起着协调和承接能源定额管理和能源总量控制的作用，是连接能源定额管理和能源总量控制的重要环节，不仅在能源总量控制中起到自上而下的约束，同时在能源定额到能源总量的分配过程中又起到自下而上的约束，定额中有总量的约束，总量中有定额的影响，定额与总量的联系更加紧密。能源配额作为能源定额管理与能源总量控制的桥梁，根据年度能源供应总量的变化，在行业间或地区间灵活调整，动态协调能源定额和能源总量，使能源定额管理、能源总量控制、能源配额分配等各环节衔接一致，从制度、管理、技术等层面为节能型社会提供理论及应用支撑。

（三）能源交易市场制度

根据能源交易许可的理论构想，能源交易市场分为三级：一级能源市场在政府主管机构主导下完成区域能源的初始配额分配；二级能源市场主要是区域间不同行业的能源交易；三级能源市场主要是区域内不同行业间的能源交易。一级能源市场主要是依靠政府行政手段完成；二级能源市场主要由各区域政府主管机构主导，依靠市场手段确定能源价值，根据区域经济发展合理确定能源的需求，完成区域间的能源交易。三级能源市场要充分发挥市场机制的作用，即市场价格调节能源的供求，同时能源的供求关系也影响着市场价格。政府主管机构则从组织机构、信息体系、监管体系、调控体系和交易体系等方面，建立必要的制度环境和保障措施，以保障能源市场的正常运行[12]。

能源交易市场的主要内容是能源交易价格和交易手段。能源转让的原则是由能源边际使用效率低的行业向能源边际使用高的行业转移，以提高能源使用效率。能源转让定价原则是出售能源的产业至少要收回成本，定价方式可以采用协议定价或拍卖等多种方式。一是多余能源的转让，其能源转让定价为：出让能源企业获得该部分能源的成本减去出让能源企业的机会成本加上受让能源企业的机会成本。二是用能企业消减自身用能量的转让，即用能企业采取节能技术或者将自身生产必需用能中的一部分用于交易，其能源转让的定价为：出让能源企业因消减该部分能源所付出的成本减去出让能源企业的机会成本加上受让能源企业的机会成本。

四、企业间能源交易的情形分析

下面建立了一个包括高能耗企业A（买方）和低能耗企业B（卖方）的两企业能源交易基本模型进行分析，并做以下假设[13]：

（1）初始分配明晰的能源使用许可，高能耗企业A拥有初始的能源使用许可EA，低能耗企业B拥有初始的能源使用许可EB。

（2）高能耗企业、低能耗企业能源使用效益的差别较大并存在能源交易市场，能够为B提供内在节能激励。假定B的节能成本函数为C=C（Q）且C′(Q)＞0，即C（Q）为节能量Q的单调增函数。

（3）B能够在不影响产出水平的前提下采取节能措施减少能源耗用，假设其他生产投入要素和产出的产品价格不变，则B的净收益MB保持不变，即不会随能源使用量减少而改变。

（4）其他投入要素量不变情况下，随着能源投入量的增大A的净收益MA也相应增大。

（5）在能源交易市场上A从B以价格P购买能源量Q，总交易成本为TRC=TRCA+TRCB，TRCA、TRCB分别为A、B的交易成本。

（6）在能源消费总量控制前提下，政府仍预留一定的能源量，能源配额初始分配后，A可以向政府申请获取新增能源使用许可Q。假定新申请能源使用的成本为CA，新申请的能源价格为P0；在能源极端缺乏的情况下，政府会停止能源使用许可的分配，企业新申请能源使用许可的价格和成本为无穷大。

在上述假设基础上，分别给出高能耗企业A和低能耗企业B的成本、收益函数如下：

（1）低能耗企业B出售能源使用许可的收益：

出售能源使用许可的成本：

（2）高能耗企业A增大能源的使用获取的收益：

增大能源使用需支付的成本：

式（4）是高能耗企业为购买能源使用许可需支付的成本，式（5）是高能耗企业为申请能源使用许可向政府支付的成本。

能源转让能否发生，取决于A和B企业购买能源的成本与新申请能源的成本比较，以及其能源使用的成本收益比较，可分以下4种情况讨论：

（1）IB-TCB=P Q-C(Q)-TRCB ＞0且IA-TC1A＞IATC2A＞0。B通过出售能源获利，A通过购买能源也能获利而且成本低于从政府新申请的能源成本，即在能源交易市场中，B有节余的能源供给，A有需求，能源转让能够发生。

（2）IA-TC1A=ΔMA-PQ-TRCA ＞0且TC1A＞TC2A。A通过能源交易市场购买能源或者从政府新申请能源，都能增大收益，但从能源交易市场购买能源的成本高于从政府申请能源的成本，A选择从政府申请能源，能源交易市场缺乏需求，能源转让不能发生。

（3）IB-TCB=P Q-C(Q)-TRCB＜0。B的节能成本和交易成本大于其从能源交易市场中出售节余能源的收益，B没有节余能源进行交易的动力，能源转让不会发生。此时，从政府获取能源的成本和新申请能源带来的收益决定了A是否从政府申请能源。

（4）IA-TC1A=ΔMA-PQ-TRCA＜0，从能源交易市场中购买能源的成本大于A使用该能源所获得的收益增量时，A没有购买能源的需求，能源转让不能发生。

五、结束语

从能源优化配置的角度来看，要从根本上解决我国能源短缺问题，除加大能源供应外，必须转变思路，把不同行业的能源使用看作一种稀缺资源在国民经济各行业的优化配置，着重从制度创新的角度为既定能源供给总量下能源优化配置提供制度保障，跨行业能源配额交易能够充分体现能源总量控制倒逼我国经济发展方式的作用，以最低的成本实现能源优化配置的目标。

由上述研究得到如下政策建议：

（1）全面推行能源定额管理，实行用能计量、计划供能和总量控制，监督检查重点产品的能耗定额标准执行，在完善现有六大重点行业定额标准的基础上，从严制定一些污染严重行业的能源定额标准，并注重实施情况，这些行业包括化学原料及化学制品制造业、石油加工炼焦及核燃料加工业、黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、电力热力的生产和供应业、有色金属冶炼及压延加工业等。

（2）加强特殊耗能行业耗能的管理，推行分行业能源消费总量配额制度。严格管理有色金属、钢铁、建材、化工等行业的能源使用量，在我国能源总量控制目标下，规定重点耗能企业的能源消费的最大配额。在地区或者行业范围内，由能源主管部门根据该行业内先进企业的能源定额指标，分配重点耗能企业的能源配额，实行重点行业耗能的总量控制。

（3）初期阶段以能源配额和能源交易制度起步，通过基于项目的节能量认证交易体系，培育和完善节能服务市场和市场交易体系，在能源交易市场中能源主管机构作为“游戏规则的制定者”负责必要的监管，在相关制度保障的前提下，由市场主导同一区域及行业内企业间能源配额交易。

注 释：

① 一部分数据来源于中国能源统计年鉴2013，另一部分数据是从国家统计局网站获取相关数据经测算得出。

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[13]张一清，王利.能源优化配置机制的博弈与投入产出分析[D].北京：首都经济贸易大学，2011.