基于能源消费与经济增长关系的产业结构优化研究——以天津市为例的实证分析

◎文/吴 鹏 李永平

基于能源消费与经济增长关系的产业结构优化研究
——以天津市为例的实证分析

◎文/吴 鹏 李永平

经济增长对能源消耗的依赖较大，且对各产业的依赖程度不同。在能源日益紧缺的形势下，对各产业能源消耗特征进行计算分析、挖掘能源消耗与产业结构的关系并基于能源消耗特征进行产业结构调整将具有重要的现实意义。本文基于天津市各产业能源消耗的大量历史数据进行实证研究，对天津市各产业能源的消耗特点进行了分析，并基于投入产出模型对各产业能源完全消耗系数进行计算和分类，提出了产业结构调整的思路。

能源消耗；经济增长；投入产出；产业结构

一、引言

天津市正处在工业化和城市化建设的重要阶段，其经济的发展在很大程度上依赖对能源的消耗。欧美发达国家的发展经历显示，经济发展对能源消耗呈现先增长后减少的趋势。在天津市各部门发展过程中，由于原材料、加工工艺等产业特点的不同，有些部门直接消耗能源较多，而有些部门则通过对别的部门产品的消耗从而更多的间接消耗能源。因此，对天津各部门能源消耗的特点进行剖析，对于产业结构升级、各高能耗部门的挖掘以及产业的调整具有重要的现实意义。

二、天津市经济增长与能源消费的关系研究

为了探究天津市的经济增长与其能源消耗间的关系，首先需要对天津市历史GDP数据及能源消耗数据进行数组的协整检验，应用OLS方法建立经济发展水平（产业增加值，即GDP，用表示）与能源消耗（能源消耗总量，简称EC，用Xt表示）的协整关系模型：

基于2007-2013年《中国能源统计年鉴》中天津市能源平衡表数据，对天津市各产业煤、石油、天然气及热电等能源消耗量进行标煤处理和统计，得出天津市历年能源消耗总量，结合对应的GDP历年数据进行lngdp与lnec的回归分析，得出回归方程为：

计算表明，可决系数高达96.6%，且F统计量和T统计量都较为显著，故模型的拟合优度的可信度较高，由此可知，天津市的经济发展与能源消耗息息相关，即天津市产业发展倾向于能源依赖型。

随着产业结构的调整升级，各产业对能源的依赖程度会发生变化，导致经济增长对能源消耗程度的变化，可以用能源消费弹性系数进行计算分析，能源消费弹性系数计算公式为：

能源消费弹性系数反应的是经济增长的速率与GDP增长速率的比值，若弹性系数大于1，表示GDP的增长速度小于能源消耗的速度，即经济的发展较为粗放，以大量消耗能源为代价；若弹性系数小于1，表示GDP的增长速度大于能源消耗速度，主要由技术进步、产业结构不断优化带来的，结合天津市实际数据进行计算，得出结果如图1所示。

图1 天津市2007-2013年能源消费弹性系数变化趋势

图1显示，除了2010年弹性系数大于1外（2010年天津市工业能耗较2009年增长高达32%，呈现跨越式发展），其余年份都低于0.5，且整体呈现“倒V”型增长趋势，说明天津市产业结构正在向着能源节约型，能源高效利用的良性方向发展。

三、天津市各产业能源消耗特点分析

由于各产业对能源消耗的不同，故需要进行更加细致的分析，找寻各产业能源消耗特点，甄别能源高消耗型产业和能源节约型产业。为了进行产业能源消耗对比分析，需要引入消耗系数的概念。直接消耗系数aij是指第j部门每产出单位产品时对i部门产品的消耗量，计算公式为：

式中，xij为第i部门产品用于第j部门生产的产品量，xj表示第j部门的总产出。其矩阵形式为：

其中，A=（aij）n×m，X=（x1，x2，…，xn）T，Y=（y1，y2，…，yn）

实际生产中，各部门间相互依赖，相互消耗。A产业对B产业进行消耗，C产业也对A产业进行消耗，甚至两个产业会存在相互消耗，因此，在一个产业的生产中，会对另一个产业存在直接的消耗和间接的消耗，其和为完全消耗量，完全消耗系数则是描述这一现象的参数。

在提供B部门Y数量最终产品过程中，需消耗A部门的产品，直接消耗量为：

同时，在提供M1产品的过程中，需要消耗A部门的产品量为：

如此类推，整个产业链中，为生产Y数量B部门产品，需消耗A部门产品总量为：

I表示单位矩阵，用B代表完全消耗系数矩阵，则有：

完全消耗矩阵中的第j行代表各部门对j部门的完全消耗系数，用bij表示。

由于数据采集及处理的滞后性，2012年天津市投入产出表仍未对外公布，故选取2002年级2007年的《天津市投入产出表》数据进行消耗系数分析，根据直接消耗系数和完全消耗系数计算公式，对2个投入产出表42部门共3528个数据进行矩阵计算分析，得出直接消耗系数矩阵和完全消耗系数矩阵。在完全消耗系数矩阵中，选取各部门对煤炭开采及洗选业，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5个部门的完全消耗系数矩阵进行分析，由于投入产出表按照产值进行统计，在收集资料和处理过程中进行了不同部门计量的当量统一，因此，可以将各部门对这5个能源部门的完全消耗系数进行相加，即代表各部门对能源的整体直接消耗系数和完全消耗系数。

由于产业结构的复杂性，各部门对能源部门的依赖程度不同，故用完全消耗系数进行分析更加合理，为了挖掘间接、潜在的能源依赖程度，采用完全消耗系数与直接消耗系数的比值进行分析，比值越大，说明该产业对能源的间接消耗程度越大，能源消耗关系越复杂；比值越小，说明其对能源的间接消耗越小，潜在依赖程度越低。计算并进行归类，得出结果如表1所示。

比值越大，则间接能源消耗越大，其能源产业链较为复杂，对能源的依赖程度较大。当然，有些部门由于工艺需要、原材料需要，对能源的间接消耗较大，故单纯的按照完全消耗系数与直接消耗系数的比值进行分类仍欠全面。这时可以结合2002年及2007年的数据、挖掘完全消耗系数变化情况及2007年的各部门的完全消耗系数数据做出散点图 （横轴表示各部门对能源的完全消耗系数，纵轴代表完全消耗系数变化情况，若大于1，则表示2007年较2002年有所增长），如图2所示。

取（20.75，1）（总体能源消耗的平均数）作为原点，划分为四个象限，归纳分析如表2所示。

表1 2007年各部门对能源完全消耗系数与直接消耗系数比值归类

四、小结及建议

本文结合天津市大量历史数据，依托2007-2013年《中国能源统计年鉴》及天津市2002年及2007年的《投入产出表》数据，利用协整分析、回归分析、投入产出模型，引入能源消费弹性系数、直接消耗系数、完全消耗系数等参数进行了天津市各部门能源消费与经济增长关系研究，经济发展各产业对能源消耗特点研究，得出结论有：

1.天津市经济发展对能源消费的依赖较大，且能源消费弹性系数呈现“倒V”走势，表明近年来天津市能源消费结构有所好转，能源弹性系数小于1，反映出天津市产业发展对能源的利用效率正在逐渐提升。

表2 2007年各部门能源完全消耗系数及其变化趋势分象限汇总表

图2 2007年各部门能源完全消耗系数及其变化情况

2.天津市各产业的能源消耗特点有较大不同，部分产业间接消耗大，对于图2和表4中第一象限的部门，需加强能源利用效率的提升，改进生产工艺，用先进设备或技术完善高能耗的环节；对于第二象限的部门，虽然目前能源利用相对较少，但呈现增长的态势，也需要提前进行能源效率提升改进，规避能源紧缺为其发展带来的风险；对于第三象限的部门，能源利用情况较为理想；对于第四象限，虽然增长缓慢，但由于本身就属于高能耗部门，其进一步发展受能源短缺的限制，需加强内部产业结构调整，优化产业链，寻求可替代的发展模式。

[1]韩智勇，魏一鸣，焦建玲，范英，张九天.中国能源消费与经济增长的协整性与因果关系分析[J].系统工程，2004（12）.

[2]汪旭晖，刘勇.中国能源消费与经济增长：基于协整分析和Granger因果检验[J].资源科学，2007（5）.

[3]刘干.关于投入产出分析中消耗系数的研究[J].统计与决策，2006（2）.

[4]何其祥.投入产出分析[M].北京：科学出版社，1999.

[5]路正南.产业结构调整对我国能源消费影响的实证分析[J].数量经济技术经济研究，1999（12）.

责任编辑：闫 威

F403.2

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1006－1255－（2015）02－0021-04

吴 鹏（1986—），中海油能源发展股份有限公司销售服务分公司。邮编：300457

李永平（1987—），中海石油技术检测有限公司。邮编：300452