中国钢铁工业经济增长、能源消耗与碳排放脱钩分析

王俊岭++张新社

摘要：运用Tapio的弹性分析法对2006—2015年中国钢铁工业粗钢产量、能源消耗、废气排放总量、二氧化硫外排量等的脱钩弹性系数进行计算。结果表明，中国钢铁工业的能源消耗的增长率大都小于粗钢产量增长率，只有2008年例外，可见中国钢铁工业总能耗大致处在脱钩状态；但是脱钩状态多为弱脱钩，说明钢铁工业总能耗增加的主要原因仍是粗鋼产量的上涨。从废弃物排放来看，中国钢铁工业外排废气增长率在2007年、2009年、2010年、2012年、2013年、2015年小于该年的粗钢产量增长率，但是两者增长率之间的差值较小，虽处在脱钩状态，实则为弱脱钩。

关键词：钢铁工业；脱钩弹性；总能耗；二氧化硫；经济增长；碳排放

中图分类号：F067.1 文献标识码：A 文章编号：1007-2101（2017）04-0077-06

钢铁工业在我国经济发展中占有极其重要地位，对钢铁工业能源消耗与经济增长之间的脱钩或耦合状况进行评估有着重要意义。我国钢铁工业粗钢产量在1996年超过日本成为世界第一开始，连续多年保持着第一的位置。2015年我国粗钢产量为8.04亿吨，占全球比重为49.54%。我国钢铁产量的迅速增长伴随着极高的能源消耗，2014年工信部数据显示，我国钢铁工业能源消耗、二氧化碳排放量、烟尘排放量等分别占全国的15%、12%、8.3%，废水排放、粉尘排放、二氧化硫排放、废气排放分别约占工业的15.65%、15.65%、7.4%、21.31%。同国际先进水平相比，我国吨钢综合能耗高出10%～15%，吨钢二氧化硫排放高出50%以上。

煤炭是我国钢铁工业中最重要的燃料，在我国钢铁工业的能源消耗结构中煤炭占69.9%，电力占26.40%，燃油占3.2%，天然气占0.5%。这种燃料结构提高了单位产量的耗能，并且不可能在短期内有很大的变化。鉴于钢铁工业在我国经济中的重要地位以及钢铁工业对能源的依赖程度等特征，对我国钢铁工业能源消耗与经济增长之间的脱钩或耦合状况进行评估是非常有意义的，它直接涉及到我国钢铁工业以及我国经济未来可持续发展潜力。基于“脱钩”理论，结合我国钢铁工业实际数据，对我国钢铁工业经济增长特别是经济增长、资源消耗和碳排放之间的关系进行具体描述，并通过对三者之间关系的测度，分析其所处的发展阶段，对于深入分析我国钢铁工业近年来工业能耗增长加速的趋势和结构特点，预测我国钢铁工业今后资源供需矛盾的变动趋势，进而根据分析结果及原因探析，提出相应的改进措施等有着重要的现实意义和实践价值。

一、国内外研究综述

脱钩理论可追溯到20世纪70年代末，Kraft（1978）[1]首次提出能源消费与总产出的脱钩关系。在90年代初，英国政府在一份战略报告中针对可持续生产和消费提出了第一套脱钩指标，并用于衡量材料和能源的使用效率。经济发展与合作组织（OECD，2002）[2]研究了经济增长和环境的脱钩状况，并计量了经济发展与合作组织（OECD）的环境问题和经济增长指标国家间的差异，研究结果认为可以通过相关措施来逐步解决环境与经济发展之间的冲突，并给出了评价模型来衡量经济增长与环境的脱钩关系；Juknys（2003年）[3]运用了初级和次级脱钩理论，分析研究了立陶宛的脱钩状态；Avid Gray，Jillian Anable，Laura Illingworth和Wendy Graham（2006）针对苏格兰地区分析研究了经济增长、二氧化碳排放与交通运输量直接的脱钩关系；Tapio（2005）[4]首次提出“脱钩弹性”的概念，并对其进一步细分为连接、脱钩、负脱钩，同时根据不同的计算值，进一步细分为弱脱钩、强脱钩、弱负脱钩、增长负脱钩、增长连接、衰退脱钩与衰退连接等八大类，使得各种组合状况都可以根据得分得到合理界定。国内关于脱钩理论研究方面，邓华、段宁（2004）[5]是较早使用西方脱钩理论对循环经济进行分析探讨的学者；贺秀斌等（2005）[6]将脱钩概念引入到我国农业生态环境评价领域中，并分析评价我国农业生态发展与土壤侵蚀之间的关系；王明霞（2006）[7]通过引入生态效率指标，运用脱钩理论，对浙江循环经济发展状况进行了研究；赵一平、孙启宏、段宁（2006）[8]通过引入脱钩理论，构建了以GDP代表经济增长，用能源消耗总量代表能源消耗水平的脱钩评价指标，对中国经济增长与能源消耗间的脱钩状况进行了分析；庄贵阳（2007）[9]使用Tapio脱钩指标对包括中国在内的20个温室气体排放大国不同时期的面板数据，分析国际间脱钩状态的差异。总体来看，当前的研究大都集中在研究一国或某一地区经济增长与能源消耗的脱钩关系，较少有研究经济增长、能源消耗和碳排放三者之间的脱钩关系，另外研究大都集中在地区或国家层面，较少集中在行业，尤其是钢铁行业层面的研究相对较少，本文将聚焦在我国钢铁工业，对其2006—2015年的钢铁工业经济增长、能源消耗和碳排放三者之间的脱钩关系进行分析，并找到影响脱钩的因素，无论理论还是现实都有着较强的研究意义。

二、我国钢铁工业经济增长、能源消耗和碳排放的脱钩分析

环境、能源消耗评价往往使用“脱钩”理论，而脱钩指标是用来衡量“脱钩”的状态和程度指标之一，主要以GDP作为驱动变量，能源消费或碳排放量作为被解释变量，经常采用的方法有变化量综合分析法、OECD的脱钩指数法、Tapio的弹性分析法、计量分析法、脱钩指数组合法和差分回归系数法等[10]，根据各方法的计算结果可将脱钩状况分为连接、脱钩、负脱钩等类型，具体可分为衰退连接、增长连接、衰退脱钩、强脱钩、弱脱钩等8种类型[11]（见表1）。在脱钩的8种状态中，“强”和“弱”是用来衡量研究变量间变化方向以及变化率情况，如若研究变量同方向变化，变化率小即为“弱”；相反，研究变量反方向变化，变化率大即为“强”。而“脱钩”“负脱钩”“连结”都是用来说明所研究的两个要素间的关系；GDP增长而能源消耗或者碳排放降低，即为“脱钩”，相反即为“负脱钩”；GDP增长而能源消耗或者碳排放也一起增长即为“连接”，反之为“衰退”。脱钩是理想的状态，负脱钩是不理想的状态。

其中？驻CO2为当年CO2排放量与上年排放量的差值，？驻GDP也是当年GDP与上年GDP之间的差值；碳排放的GDP弹性系数ε=■，其中？驻CO2/CO2是指当年CO2排放量增长率，？驻GDP/GDP是指当年GDP收入增长率[12]。根据？驻CO2和？驻GDP值的大小及正负，以及ε值的大小可以得出脱钩的类型[13]。

（一）状况分析

数据来源于我国2006—2015年《钢铁工业统计年鉴》及《中国钢铁工业节能环保统计月报》，指标的选取以粗钢产量代表钢铁工业经济增长状况，以总能耗代表钢铁工业能源消耗量。以钢铁工业生产流程中废气排放总量、二氧化硫排放量作为主要碳排放指标。

为了全面了解我国钢铁工业经济发展、能源消耗和碳排放的情况，根据数据分别计算粗钢产量年增长率、总能耗增长率、外排废气增长率、二氧化硫排放量增长率等（见表2）。由表2可以看出粗钢产量每年都在增加，只有2015年首次出现下降，而2015年与之相关的各指标如总能耗、外排废气量、二氧化硫外排量等增长率都有不同程度的下降。

根据碳排放的GDP弹性系数ε=■，分别计算出总能耗增长率、废气总量增长率、二氧化硫量增长率，并根据脱钩弹性公式分别计算出总能耗弹性系数、废气总量弹性系数和二氧化硫量脱钩弹性[14]（如表3）。其中用粗钢产量代表钢铁工业经济发展状况，而总能耗脱钩弹性系数表示粗钢产量的增加对能源消耗的依赖程度；外排废气量脱钩弹性系数表示粗钢产量增加外排废气量的变化情况；二氧化硫脱钩弹性系数表示粗钢产量增加后的二氧化硫外排量的变化。同时根据Tapio的弹性分析法当脱钩弹性在-∞～0时即为强脱钩，是指经济持续增长，碳排放量增长指数呈现与经济增长反方向变动关系，即负增长；当脱钩弹性处于0～0.8时即弱脱钩，是指经济稳定增长，碳排放量虽有所增长，但其增长幅度不及生产总值增长幅度；当脱钩弹性处于0～0.8，经济增长和碳排放均为负值时为弱负脱钩，是指经济处于负增长状态，碳排放也负增長，不过碳排放减量速度比经济增长减速幅度小；当脱钩弹性为-∞～0，且经济增长为负值时为强负脱钩，是指经济负增长，碳排放却仍趋于上升；当脱钩弹性系数处于0.8～1.2，且经济增长和碳排放均为正值时为增长连接，是指碳排放量随经济增长以大致同比例速度上升，二者呈现线性关系；当脱钩弹性系数大于1.2，且经济增长和碳排放均为正值时为增长负脱钩，是指碳排放量伴随着经济增长以更高的速度上升；当脱钩弹性系数在0.8～1.2，且经济增长和碳排放均为负值时为衰退连接，是指经济负增长，碳排放呈现同比例负增长状态；当脱钩弹性系数大于1.2且经济增长和碳排放均为负值时为衰退性脱钩，是指经济负增长，碳排放量同样呈现负增长，其负增长率大于经济的萎缩率[15]。

根据2006—2015年《钢铁工业统计年鉴》和《中国钢铁工业环境保护统计》数据计算，可得我国钢铁工业经济增长与能源消耗、废气外排量、二氧化硫外排量间的脱钩弹性系数（见表3），以及能源消耗与外排废气量、二氧化硫排放量间的脱钩弹性系数（见表4）。

（二）应用分析

1. 随着我国钢铁工业粗钢产量的增加，钢铁工业的总能耗也在发生着不一样的变化。2007年能源消耗脱钩弹性状态为增长连接，即能源消耗量随经济增长以大致同比例速度上升，二者呈现线性关系；2008年能源消耗脱钩弹性状态是增长性负脱钩，即能源消耗量伴随着经济增长以更高的速度上升，说明钢铁工业粗钢产量的增加对能源消耗的依赖程度在增加，能源消耗增加速度大于粗钢产量的增加速度，说明这一年的钢铁工业发展效率在降低[16] [17] [18] [19]。2009年能源消耗脱钩弹性状态是强脱钩，指粗钢产量持续增长，能源消耗量增长指数呈现与经济增长反方向变动关系，即负增长；强脱钩是经济增长健康良性发展的主要标志之一。2010年是“十一五规划”的最后一年，钢铁工业发展也到了事关重要的阶段，而该年的能源消耗脱钩弹性状态是增长连接，是指能源消耗量随粗钢产量的增长以大致同比例速度上升，二者呈现线性关系；2011—2014年，钢铁工业能源消耗脱钩弹性大都处于脱钩状态，其中2012年和2014年是强脱钩，2011年和2013年是弱脱钩，这说明我国钢铁工业在“十二五规划”期间发展良好；但是到2015年，“十二五规划”最后一年，钢铁工业能源消耗脱钩弹性状态为衰退脱钩，是指粗钢产量负增长，能源消耗量同样呈现负增长，其负增长率大于粗钢产能的萎缩率。

分析原因不难发现，“十二五规划”要求淘汰400立方米及以下高炉（不含铸造铁）、30吨及以下转炉和电炉；“十二五”时期是淘汰落后的攻坚期，综合运用财政奖励、考核问责等法律手段、经济手段和必要的行政手段，加大淘汰落后产能力度；2015年粗钢产量不增反降，导致当年的能源消耗脱钩弹性为衰退脱钩。

2. 外排废气总量脱钩弹性在2007年、2009年、2010年出现短暂弱脱钩，而2008年、2011年、2014年状态为增长负脱钩，说明这3年中钢铁工业粗钢产量增加速度低于外排废气量的增加速度，进一步说明这3年中国钢铁工业发展对环境造成的外排废气的影响较大，虽然一直在节能减排，但这3年间粗钢产品有所增加的同时，废气排放以更快的速度在增加，说明这3年减排效果不够明显。而2012年和2013年脱钩弹性状态为增长连接，是指废气排放量随粗钢产量的增长以大致同比例速度上升，二者呈现线性关系；这样充分说明钢铁工业经济增长、废气外排量还没有达到脱钩状态。在治理结构和政策制定上仍需进一步加强。2015年为衰退脱钩，粗钢产量在下降，外排废气以更快的速度下降，节能减排制度初见成效。

3. 钢铁工业外排废气中二氧化硫是主要的污染物之一，二氧化硫的排放量是否脱钩，直接反映出钢铁工业经济增长、碳排放的关系状态。2007—2015年，二氧化硫外排量大致逐年递减的趋势，这与中国政府制定节能减排、环境保护的政策是分不开的；同时二氧化硫外排量脱钩弹性状态基本处在脱钩状态，其中2007年、2009年、2010年、2013年、2014年为强脱钩状态；2008年、2011年、2012年为弱脱钩状态；而2015年状态是衰退性脱钩，主要原因是2015年粗钢产量大幅降低，而代表钢铁工业经济增长的主要指标选择是粗钢产量，同时二氧化硫外排量在2015年以较大速度减少，说明二氧化硫外排量在该年也处在脱钩状态，主要是因为粗钢产能减少，脱钩为衰退性脱钩。

4. 从钢铁工业能源消耗与外排废气量之间的脱钩情况看，随着钢铁工业能源消耗的增加，外排废气量也在增加，并且外排废气量增长率在2008年、2009年、2011年、2012年、2013年、2014年份都超过了能耗增长率，并且在钢铁工业能耗得到一定控制的情况下，外排废气量仍在增加，这说明钢铁工业外排废气量与能源消耗之间至今还没能真正脱钩，并且在2009年、2012年、2014年出现强负脱钩。由此可见钢铁工业外排废气量的控制任重道远，各项针对外排废气量的政策还仍将严厉继续执行。

5. 从我国钢铁工业能源消耗与二氧化硫外排量之间的脱钩弹性来看，随着钢铁工业能源消耗量的增加，二氧化硫外排量在以不同程度的速度下降，并且在2009年、2010年、2013年、2014年、2015年下降速度比较明显，这说明钢铁工业二氧化硫外排量与能源消耗间大致呈脱钩状态，并且一定程度上可以达到强脱钩，这种脱钩状态是主要发展趋势，说明钢铁工业能源消耗不是二氧化硫外排量增加的主要原因，而是由于中国政府对钢铁工业脱硫技术的严格要求和控制，使得钢铁工业二氧化硫外排量逐年减少。

三、结论及建议

根据2006—2015年我国钢铁工业粗钢产量、能源消耗、外排废气和二氧化硫外排量等面板数据，计算出各指标的增长率，并证实了钢铁工业粗钢产量、能源消耗、外排废气量、二氧化硫外排量之间的脱钩关系及状态，结论如下。

1. 从能源消耗来看，我国钢铁工业的能源消耗的增长率大都小于粗钢产量增长率，只有2008年例外，可见我国钢铁工业总能耗大致处在脱钩状态。但是钢铁工业总能耗增加的主要原因仍是粗钢产量的上涨，虽然钢铁工业总能耗脱钩弹性在2009年、2011年、2012年、2013年、2014年处在脱钩状态，但是强脱钩的年份只有一半，分别是2009年、2012年、2014年。而2007年、2008年、2010年、2015年能源消耗脱钩状态或增长连接或衰退脱钩，更有甚者是2008年出现增长性负脱钩，钢铁工业总能耗不但没有减少反而有所增加。

2. 从废弃物排放来看，本文主要分析了我国钢铁工业外排废气量和二氧化硫外排量。分析发现我国钢铁工业外排废气增长率在2007年、2009年、2010年、2012年、2013年、2015年小于该年的粗钢产量增长率，但是两者增长率之间的差值较小，虽处在脱钩状态，实则为弱脱钩。且2008年、2011年、2014年我国钢铁工业外排废气量增长率超过了粗钢产量增长率。说明我国钢铁工业外排废气量与粗钢产量之间未实现强脱钩，钢铁工业外排废气量要实现完全强脱钩任重而道远。

另一个主要废弃物排放是二氧化硫，从分析结果来看，二氧化硫外排增长率都小于粗钢产量增长率，并且增长率也在逐年降低，基本都已经达到脱钩状态，其中2007年、2009年、2010年、2013年、2014年为强脱钩状态；2008年、2011年、2012年为弱脱钩状态。分析原因发现烧结烟气脱硫一直是钢铁工业环境治理的重点，“十二五”期间我国已明确要求，钢铁工业实现全脱硫。

鉴于以上分析及结果，提出如下建议。

第一，钢铁工业能源消耗的增加主要是由于粗钢产量的上涨，降低粗钢产量，淘汰落后产能，增加钢铁工业行业集中度是必要手段。为此，政府应继续坚持淘汰落后产能的政策不变，同时分析钢铁工业产能过剩状况，制定合理的钢铁工业产能规模，在淘汰过剩产能的同时，提升钢铁工业发展质量。

第二，由于我国钢铁工业废气外排量与粗钢产量之间未实现完全脱钩，甚至在个别年份粗钢产量下降的情况下，外排废气量反而增加，钢铁工业的外排废气量的压力较大，仅仅从降低产能、淘汰过剩产能解决不了外排废气量的问题。主要应加强钢铁工业循环经济发展水平，提升钢铁工业生态技术水平，从技术发展视角降低废气外排量。

第三，煤炭是我國钢铁工业最重要的燃料，在我国钢铁工业的能源消耗结构中煤炭占69.9%，电力占26.40%，燃油占3.2%，天然气占0.5%[20]。这种燃料结构提高了单位产量的耗能，并且不可能在短期内有很大的变化。因此改变钢铁工业能源消费结构是重中之重的事情。

第四，钢铁工业规模的萎缩对于能耗强度、碳排放下降是极为有利的，但是对经济增长并不一定有利。当产业结构合理化和高级化水平上升到一定程度后，其结构红利也会消失，致使结构调整停滞甚至抑制经济增长。面对减排目标及压力，钢铁行业应迫切需要支持升级的产业政策，这也是未来发展的战略方向。

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责任编辑：秦学诗