基于行业视角的中国石油消费因素分解分析

刘固望，王安建，王高尚，闫　强

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 100083；2.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京 100037)

基于行业视角的中国石油消费因素分解分析

刘固望1，2，王安建2，王高尚2，闫强2

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 100083；2.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京 100037)

摘要：为提高我国能源安全和减少石油对外依存，充分分解分析历史影响石油消费增加的潜在性因素是势在必行的。本文采用分解技术方法分析了1980～2012年4方面因素对全国及六大行业石油消费的影响。研究表明，经济产出是拉动全国及各行业石油消费增长的主要贡献因素；而石油消费抑制作用主要来源于能源消费强度。行业间以工业和交通业的产出效益和能源强度效应最为显著。能源结构对全国、工业及其他行业(非物质生产行业)的石油消费起着抑制作用，而对农业、建筑业、交通和商业起着拉动作用。化石能源替代对全国石油消费起着拉动作用，这归因于工业的化石能源替代正效应要强于其他四大行业负效应。未来我国对石油消费的控制主要途径是降低经济产出效应，其根本在于在经济发展过程中减少经济对能源的依赖，通过政策扶持改善能源结构，以及通过技术改进提高能源效率。

关键词：石油消费；因素分解分析；行业视角

伴随着我国经济的快速发展，由此而产生的能源短缺和环境问题日益突出，尤其是石油短缺和高碳排放问题最为突出。目前，我国正面临着石油内部供给不足，对外依存度较高的风险。从1993年开始，我国成为石油净进口国家，2003年我国成为世界上第二大石油消费国。随着我国经济进一步发展、城市化和工业化提高以及人口增长，石油消费量仍将保持快速增长。到2035年，我国能源消费量将达35.6亿toe(吨油当量)，石油消费量约占18%，即8.2亿t[1]。根据Hubbert石油峰值观点，全世界正关注着中国的发展，尤其是石油消费的情况。

为了提高能源安全和减少石油消费对外依存，充分分解分析历史影响石油消费增加的潜在性因素是势在必行的。发展中国家和发达国家的研究表明，石油消费增加受多种因素影响，包括产出的增加，经济结构的变化，能源效率的提高等。此外，石油作为能源中的重要组成部分，化石能源间存在一定的替代作用。因此，能源内部结构和化石能源间的替代作用变化也应作为影响石油消费的因素。

在过去的几十年里，因素分解技术在能源研究中应用十分广泛，其研究对象主要是能源消费，能源消费强度和碳排放[2-10]，对单个能源矿种[11-13]尤其是对石油消费的因素分解相对较少[14-15]。其采用的研究方法主要定量分解的方法，如计量回归、结构分解法(SDA)和指数分解法(IDA)等等。SDA是利用投入产出比较静态技术，将产业间的结构效应从能源消费中分解出来。由于投入产出表编制周期为5年，故而其具有不能用于跨期研究的劣势；IDA只是使用部门汇总的数据，故其使用时间序列数据；既可做跨期研究也可用于连续分析。指数分解分析法中主要有Laspeyres、Divisia、Pa-asche、Fisher等10多种，在研究中被广泛采用的是Laspeyres和Divisia。LMDI指数法(Logaruthmic Mean Divisia Index)又称为对数平均迪氏指数法，是研究增长内因及作用强度中广为应用的较为成熟的方法之一，可用于零残留误差分解的多因素和不完整的数据集的因素分解，鉴于其对数据要求降低，故而很容易进行时间序列和行业间对比分析。Ang B W等的研究表明，对数平均迪式指数法(LMDI)可对所有因素进行无残差分解，并可运用到部分残缺数据集的分解上[16]。对数平均迪氏指数法有加法形式和乘法形式，显示的结果具有较好的一致性。

为此，本文将采用LMID指数法以全国和六大行业为研究对象，考察1980～2012年经济产出、能源消费强度、能源结构(化石能源占总能源的比重)和化石能源替代(反映煤炭等化石能源对石油消费的替代效应)对石油消费的影响效应。

1数据收集及模型方法

1.1数据

考虑到本文研究石油消费的因素分解分析对象是农林牧渔水利业(简称农业，下同)、工业、建筑业、交通运输仓储及邮电通讯业(简称交通业)、批发零售贸易餐饮业(简称商业)、其他行业(非物质生产行业，简称其他)六大行业以及全国。特别说明，生活部门虽消耗了部分石油，但考虑到其未能产生GDP，故不将其作为分析对象。

为此，文中所采用的数据包括：全国的GDP(2000不变价)、石油消费量、能源消费量和化石能源(煤炭，石油和天然气)消费量；六大行业的产值(2000不变价)、石油消费、能源消费量和化石能源消费量。上述数据主要来源于各年的中国统计年鉴和中国能源统计年鉴[17-24]。鉴于数据的完整性和可获得性，本文所采用上述数据时间范围为1980～2012年，具体见表1。

1.2模型方法

石油消费分解基本模型见式(1)。

(1)

式中：OCi是全国或第i行业的石油消费量；FCi是全国或第i行业的化石能源消费量；ECi是第i行业的能源消费量；Pi是全国GDP或第i行业的产值；SSi是全国或第i行业的化石能源替代结构，用石油消费量占化石能源消费量的比表示；SEi是全国或第i行业的能源结构，用化石能源消费量占能源消费量比表示；Ii是全国或第i行业的能源消费强度。

由LMDI方法，分解各行业的因素变化引起石油消费变化，如式(2)～(6)所示。

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

表1　1980～2012年全国及六大行业石油、化石能源、能源消费量和GDP/产值

数据来源：中国统计年鉴，中国能源年鉴；部分数据由作者计算所得；煤炭按0.7143tce(吨标煤)/t折算；石油按1.4286tce/t；天然气按13.3tce/万m3。

当分解值为正，表示该效应造成了石油消费的增加；而分解值为负，表明该效应造成了石油消费的减少。需要说明的是，由于年度时间序列数据的可利用性，本研究将采用链接分析技术分析石油消费因素的影响。这也正如Ang等认为的那样：随着时间推移能源效率发生变化，当使用的数据存在非连续数据时，链接分析无疑使最好的研究方法[25]。

2中国石油消费影响因素分解

依据LMDI分解方法，将石油消费量变动的原因分解为：经济产出效应、能源强度效应、能源结构效应和化石能源替代效应。接下来通过式(1)～(6)对全国六大行业的石油消费进行因素分解。

2.1全国石油消费分解

全国石油消费因素分解分析结果见图1。1981年来，石油消费随着我国经济发展总体保持持续增长。尤其2000～2012年，石油消费增长速度明显加快。因素分解结果看，经济产出引起的石油消费持续快速上升，是拉动石油消费增长的主要贡献因素；而对石油消费最大的抑制因素是能源强度，其抑制强度基本与产出效益的拉动强度增长趋势保持一致，但抑制作用明显小于拉动作用。1995年之前能源强度对石油消费的抑制作用变化较小；之后抑制作用呈现加大的趋势。能源结构对石油消费也起着抑制作用，且明显弱于能源强度效应。化石能源替代对石油消费起着拉动作用，1993年开始，中国转为净进口石油，其对化石能源中的煤炭部分替代作用明显增强，而2002年后石油替代效应有所下降，这是主要是天然气消费增长较快所致。

图1　1980～2012年全国石油影响因素分解分析结果

2.2行业石油消费分解

2.2.1总体效应

从图2中可以看出，1980～2012年，我国各行业石油消费一直处于上升的趋势。即便是2008年金融危机，各行业仍保持增长态势，石油消费表现出较强的刚性需求。对比1980～2012年各行业的石油消费总体效应发现，石油消费增长量最大的是交通业(增长2.4亿t，1857%)，其次是工业(增长1.6亿t，185%)，二者的消费增长量占六大行业的80%左右。从时间序列看，1993年前，交通业和工业石油消费较为缓慢，但随着1993年我国成为石油净进口国以来，该两个行业的石油消费增长速度加快。其他四个行业石油消费增长相对缓慢，其中农业石油消费累计增长(88.7%)1030万t，建筑业累计增长3600万t(1440%)，商业累计增长730万t(1770%)，非物质生产行业累计增长3700万t(537%)。

2.2.2产出效益

经济产出对六大行业的石油消费均为拉动作用，以对工业和交通业的拉动作用最为明显，商业最不显著(图3)。1980～2012年，经济产出对二者拉动作用占六大行业的81%，工业石油消费累计增长5亿t(567%)，交通业累计增长2.7亿t(2097%)。这表明了，工业和交通业的经济产出对石油消费依赖较大，是石油消费增加的重要拉动因素。1995年，工业和交通业的石油消费增长量相对平缓，之后增长速度明显加快。

图2　1980～2012年六大行业石油消费总体效应结果

图3　1980～2012年六大行业石油消费产出效应结果

2.2.3能源结构效应

能源结构变化对其他行业即非物质生产行业石油消费影响最为显著，其次是农业。除工业外，其他五大行业由能源结构变化而引起的石油消费变化均为抑制作用，且随着时间推移，抑制作用越来越明显(图4)。1980～2012年，能源结构对其他行业石油消费量累计增长-1240万t(-180%)；农业累计增长-489万t(-42%)；交通业累计增长了-365万t(-28%)。特别注意的是，由于各年化石能源占比与1980年相比存在一定程度的浮动，故而其石油消费累计增长量波动幅度明显。

2.2.4化石能源替代效应

农业、建筑业、交通业和商业的化石能源替代效应为拉动作用，而工业和其他行业为抑制作用。其中，拉动作用最大的是交通业，抑制作用最大的是工业。1980～2012年，化石能源替代对农业、建筑业、交通业和商业的石油消费累计拉动分别为920万t、1200万t、5200万t和210万t；对工业累计抑制石油消费1.3亿t。

图4　1980～2012年六大行业石油消费能源结构效应结果

图5　1980～2012年六大行业石油消费化石能源替代效应结果

2.2.5能源强度效应

能源强度下降一定程度上意味着能源效率提高，同时能源强度下降有助于降低对石油消费的依赖[8]。综合来看，能源强度对六大行业的石油消费均为抑制作用，即能源强度的降低有助于国内各大行业对石油消费的依赖。但各行业间的抑制强度不同，其中以工业和交通业最为显著，其次是农业和建筑业(图6)。

图6　1980～2012年六大行业石油消费的能源强度效应结果

综上所述，经济产出效应和能源强度效应对全国及六大行业影响显著，是调控未来石油消费的主要影响因素。不过，各行业间二者的影响效应存在差异，以工业和交通业影响最大，这是因为工业和交通业的石油消费占全国比重大。再则，能源结构和化石能源替代在各时期的变动相对较小，对石油消费变化的影响微乎其微。为此，随着我国产业结构调整步伐加快，三次产业的产出效益仍有增长空间，尤其是对交通业的石油消费拉动作用仍将持续，但能源强度效应不足以抵消产出效益。

4结论及对策

本文采用分解技术方法分解分析了1980～2012年全国及六大行业石油消费量变化情况，并识别导致石油消费增长的影响因素。

全国石油消费随着我国经济发展总体保持增长。经济产出效应对石油消费持续快速上升，是拉动石油消费增长的主要贡献因素；而能源强度是石油消费最大的抑制因素，但其抑制作用明显小于拉动作用。能源结构对石油消费也起着抑制作用，且明显弱于能源强度效应。化石能源替代对石油消费起着拉动作用。

各行业石油消费的产出效应和能源强度效应与全国基本保持一致，各行业间存在差异，以工业和交通业的产出效益和能源强度效应最为显著。能源结构对农业、建筑业、交通和商业起着拉动作用，对工业和其他行业起着抑制作用。化石能源替代除工业和其他外对其他四大行业均起着抑制作用。

针对上述我国全国及六大行业石油消费影响因素分解特征可知，未来我国对石油消费的控制主要途径是降低经济产出效应，其根本在于在经济发展过程中减少经济对能源的依赖，通过政策扶持改善能源结构，及通过技术改进提高能源效率。重点降低工业，尤其是重工业，和交通业的能源消费强度，可以考虑提高技术等手段提高能源使用效率。与此同时，还需优化各行业尤其是交通业和工业的能源结构和化石能源替代。

参考文献

[1]BP.BP Energy Outlook 2035.2015.http：//www.bp.com/en/global/corporate/about-bp/energy-economics/energy-outlook.html>.

[2]Ang B W，Liu F L.A new energy decomposition method：perfect in decomposition and consistent in aggregation[J].Energy，2001，26(6)：537-548.

[3]Ang B W，Zhang F Q.Inter-regional comparisons of energy-related CO2emissions using the decomposition technique[J].Energy，1999，24(4)：297-305.

[4]Ang B W，Wang H.Index decomposition analysis with multidimensional and multilevel energy data[J].Energy Economics，2015，51：67-76.

[5]Ang B W，Xu X.Y.，Su Bin.Multi-country comparisons of energy performance：The index decomposition analysis approach[J].Energy Economics，2015，47：68-76.

[6]欧育辉，刘轶芳，满讲义.基于LMDI的我国能耗总量分解[J].经济管理，2007，29(7)：91-95.

[7]缪富民.基于迪氏对数指标分解法(LMDI)的工业能耗分解研究[J].求索，2008(8)：23-25.

[8]陈诗一．中国碳排放强度的波动下降模式及经济解释[J]．世界经济，2011(4)：124-143．

[9]陈雯，王湘萍．我国工业行业的技术进步、结构变迁与水资源消耗——基于LMDI方法的实证分析[J]．湖南大学学报：社会科学版，2011，25(2)：68-72．

[10]Chen Liang，Yang Zhifeng.A spatio-temporal decomposition analysis of energy-related CO2 emission growth in China[J].Journal of Cleaner Production，2015，103：49-60.

[11]Chong ChinHao，Ma Linwei，Li Zheng，Ni Weidou，Song Shizhong.Logarithmic mean Divisia index(LMDI) decomposition of coal consumption in China based on the energy allocation diagram of coal flows[J].Energy，2015，85：366-378.

[12]张伟，张金锁，孙再罗.基于LMDI指数分析的中国煤炭消费增长分解研究[J].中国矿业，2014，23(8)：42-45.

[13]Fionn Rogana，b，Caiman J.Cahillc，Brian P.ó Gallachóir.Decomposition analysis of gas consumption in the residential sector in Ireland[J].Energy Policy，2012，42：19-36.

[14]王双英，李东，王群伟．基于LMDI指数分解的中国石油消费影响因素分析[J]．资源科学．2011，33(4)：759-765．

[15]Tao ZP.Scenarios of China’s oil consumption per capita(OCPC) using a hybrid Factor Decomposition-System Dynamics(SD) simulation[J].Energy，35(2010)：168-180.

[16]Ang BW.Decomposition analysis for policymaking in energy：which is the preferred method? Energy Policy，2004(32)：1131-1139.

[17]国家统计局.中国统计年鉴(2013)[M].北京：中国统计出版社，2014.

[18]国家统计局.中国能源统计年鉴(1991)[M].北京：中国统计出版社，1992.

[19]国家统计局.中国能源统计年鉴(1997)[M].北京：中国统计出版社，1998.

[20]国家统计局.中国能源统计年鉴(1998)[M].北京：中国统计出版社，1999.

[21]国家统计局.中国能源统计年鉴(1999)[M].北京：中国统计出版社，2000.

[22]国家统计局.中国能源统计年鉴(2005)[M].北京：中国统计出版社，2006.

[23]国家统计局.中国能源统计年鉴(2007)[M].北京：中国统计出版社，2008.

[24]国家统计局.中国能源统计年鉴(2012)[M].北京：中国统计出版社，2013.

[25]Ang B W，Mu A R，Zhou P.Accounting frameworks for tracking energy efficiency trends.Energy Econ，2010(32)：1209-1219.

Decomposition analysis of oil consumption in China：an sector perspective

LIU Gu-wang1，2，WANG An-jian2，WANG Gao-shang2，YAN Qiang2

(1.School of the Earth and Resources，China University of Geosciences(Beijing)，Beijing 100083，China；2.Research Center of Strategy of Global mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China)

Abstract:In order to improve energy security and reduce oil dependence on foreign，it is imperative to decompose potential factors influencing oil consumption increase in the past.This study analyses oil consumption change on national and six industries，using by decomposition technique approach in 1980～2012 causing by four factors.The results indicate that Economic output is the main contributing factors pulling oil consumption growth in the country and each industry，while inhibition comes mainly from the energy consumption intensity.Moreover，output effect and energy intensity effect in transportation and industry sector is the most significant.Energy structure plays a negative role in the national，industry and other sector(Non-material production sector) and positive role in the agriculture，construction，transportation and business sector.Last，the fossil energy substitution effect of national oil consumption is positive.It is because that the positive substitution effect of industrial fossil energy in industry sector is stronger than the negative effect in others.In future，the main way to control China’s oil consumption is reducing economic output effect.It is essential to reduce economic dependence on energy in the process of economic development，and improve energy structure through policy support and energy efficiency through technological improvements.

Key words：oil consumption；decomposition analysis；sector perspective

收稿日期：2015-03-05

基金项目：中央地质勘查基金项目“国外重要矿产对中国可供性评估”资助(2002331100074)

作者简介：刘固望，男，江西吉安人，博士研究生，主要研究方向为矿产资源经济与管理、能源经济学。E-mai：lgw110@126.com。

中图分类号：F407.22

文献标识码：A

文章编号：1004-4051(2016)01-0055-06