新一轮东北振兴背景下吉林省产业结构调整与低碳转型发展

聂洪光，陈永庆

(1.长春理工大学经济管理学院，吉林 长春 130022；2.中国科学院科技战略咨询研究院，北京 100190；3.长春理工大学吉林省工业文化研究基地，吉林 长春 130022)

0 引言

东北地区的发展一直以来都是以其自身的资源优势为基础的。然而，近年来东北地区由于其对能源密集型产业的过度依赖,导致能源消耗过度和环境污染严重的问题，东北经济的可持续发展受到严重制约[1-2]。2016年4月，中共中央国务院在《关于全面振兴东北地区等老工业基地的若干意见》中明确指出，着力推进结构调整、转变经济增长方式是全面振兴东北老工业基地的重要目标。随着新一轮振兴东北老工业基地战略的实施，加快产业结构调整、实现低碳转型成为东北地区可持续发展的必然选择。

吉林省作为东北老工业基地的典型代表，近年来地区经济发展较快，地区生产总值由2001年的2120.35亿元增至2015年的14063.13亿元，年均增长率为14.47%[3]。伴随着经济的增长，吉林省能源消费也迅速增加，能源消费量由2001年的3712.7万吨标准煤增至2015年的8027.7万吨标准煤，增长116.22%。从能源强度来看，吉林省2015年能源强度为0.58[3]，远大于国内发达地区的水平(如2015年北京能源强度为0.34[4])，这就意味着经历了多年的发展吉林省目前仍然保持能源密集型的发展模式。这与吉林省产业结构密切相关，从三次产业结构来看(见图1)，截至2015年，吉林省第一、第二、第三次产业增加值占当年地区生产总值比重为11.4:49.8:38.8，依然保持着“二三一”的产业结构，与当年全国的8.9：40.9：50.2相比，能源相对密集的第二产业仍然在吉林省产业结构中占据主导地位，而服务业为主的第三产业发展要显著低于全国平均水平。究其原因，一方面，偏资源型和重化工型的产业结构使得吉林省在产业转型升级过程中难以摆脱对高能耗的依赖；另一方面，以技术密集型为主的战略型新兴产业以及高附加值的现代服务业在吉林省起步较晚，且与传统产业之间的新旧增长动力接续转换的土壤和环境问题没有得到解决[5]。随着新一轮振兴东北老工业基地发展战略的不断推进，积极加快产业结构低碳化调整是吉林省降低能源消费、实现低碳转型发展的内在需求和关键所在。

数据来源：《吉林统计年鉴》(2016)。图1 吉林省三次产业结构变化情况

目前已有学者考察产业结构与地区能源消费的关系有学者指出，由于存在地区差异，产业结构因素对于能源消费的影响程度和作用方向不完全一致[6-7]。另一些研究直接强调了产业结构调整对降低能源消费的积极作用[8-9]。Uchiyama[10]对日本的节能效果和未来能源需求的研究表明，当产业结构由材料、重工业为主导向服务业为主导转变时，对于能源需求的增长会趋于稳定。刘凤朝等[11]研究发现，农业、建筑业、批发零售业等低能耗产业部门产值的增加有助于减少能源消费。Mi等[12]的研究表明产业结构调整能够显著降低能源消费，并预测在经济年均增长速度维持在8.29%的情况下，到2020年产业结构调整能够节约39.42%的能源消费。Fan等[13]强调产业结构调整对减少能源消费有巨大潜力，并指出增加低能耗产业和高附加值产业比重能够显著降低能源消费。

综合来看，由于受不同时期[14]、区域[7,15]以及政策等因素的限制，产业结构调整对能源消费变化的影响效果也会有所差别。但可以肯定的是通过产业结构调整降低能源消费的潜力巨大，这也是吉林省低碳转型发展的必然选择。基于此，本文运用LMDI方法首先对吉林省“十五”到“十二五”期间(2001—2015年)的能源消费变化进行分解，分析吉林省能源消费变化的原因，之后结合新一轮东北振兴的经济发展要求对不同产业结构情景下吉林省未来十年(2016—2015年)能源消费的变化趋势和低碳转型潜力做出预测，并基于产业结构调整视角提出吉林省低碳转型发展的对策建议。

1 研究方法

本文运用对数平均迪式指数法(LMDI),对吉林省能源消费变化进行分解。LMDI方法是研究能源消费问题最为有效的分解分析方法，由于LMDI方法在应用过程中简单方便、解释性强以及实用性强等特点，在解释能源消费变化的原因方面具备较大的优势[16-17]。本文运用LMDI方法的加法形式对吉林省终端能源消费量进行分解，分解步骤如下所示。

吉林省每年的终端能源消费量可以分解为以下三个方面：

(1)

根据Ang[16-17]的研究结果，吉林省第0年到第t年的终端能源消费量的变化可以进行如下分解

ΔEtot=Et-E0=ΔEpro+ΔEstr+ΔEint

(2)

(3)

(4)

(5)

这里ΔEpro、ΔEstr、ΔEint分别表示经济增长效用、产业结构效用和能源强度效用产生的吉林省终端能源消费变化量。

2 数据来源

2.1 数据来源及处理

本文计算所使用的能源数据均为终端能源消费量，并将生活能源消费扣除。相关能源消费数据来自《吉林省统计年鉴》(2002—2016年各期)。考虑到通货膨胀因素，计算所使用的经济产出数据均统一折算为2001年不变价格并整理测算得到，其中各产业增加值数据来自《吉林统计年鉴》(2002—2016年各期)，剔除价格因素所使用的价格指数来自《中国统计年鉴2016》[18]。此外，由于第二产业和第三产业内不同部门的能源强度存在差别，如第二产业中，工业能源强度非常高，而建筑业的能源强度却很低，而在第三产业中交通运输、仓储及邮政业的能源强度要显著高于批发、零售业和住宿餐饮业等，所以将原有的三次产业结构细分为五部门产业结构，即农业、工业、建筑业、交通运输仓储及邮政业以及批发零售业和住宿餐饮业。为了说明五部门产业结构具有更好的解释能源消费变化的能力，下面应用灰色关联分析法进行证明。

2.2 终端能源消费与产业结构灰色关联分析

灰色关联分析的基本思想是：根据序列曲线几何形状来判断各序列之间的联系是否紧密，从而判断样本数据之间的关联度大小[19]。灰色关联度的取值范围为0～1。相应序列间的灰色关联度越接近于1，表明各因素之间的相互影响力就越大，反之越小。按照灰色关联度的大小对各因素进行排序,就可找出主要因素及其他次要因素。

在建立灰色关联分析模型前，首先设定参考序列(母序列)X0={x0(k)|k=1,2,…n}及比较序列(子序列)Xi={xi(k)|k=1,2,…n}，比较序列Xi(k)为产业部门i为k的数值。

灰色关联度的具体计算步骤如下[20]：

(1)对各参考序列和比较序列进行初值像处理:

(6)

其中，j=0,1,2，…，n。

(2)求两个极值，即极大值M和极小值m:

(7)

(3)计算关联系数:

(8)

这里ρ取值为0.5。

(4)计算关联度:

(9)

根据式(6)～式(9)计算所得到的终端能源消费与各产业结构之间的灰色关联度如表1所示。按照同样的步骤建立终端能源消费与五个细分产业部门的灰色关联分析模型。本部分选取农业、工业、建筑业、交通运输仓储及邮政业、批发零售业和住宿餐饮业五个产业部门增加值比重进行灰色关联分析，所对应的灰色关联度见表1。通过计算结果可以清楚地看到，吉林省能源消费与五个产业部门的关联度普遍偏高。综上所述，相对于三部门的产业结构，五部门的产业结构划分对于吉林省能源消费变化的解释效果更好。

表1 终端能源消费与各产业结构及部门的灰色关联度

数据来源：《吉林统计年鉴》(2002—2016年各期)，并整理、测算得到，下同。

3 计算结果分析

3.1 吉林省能源消费变化分解结果

根据式(1)～式(5)，运用LMDI方法将2001—2015年吉林省终端能源消费变化分解为三种效用，即经济增长效用、产业结构效用和能源强度效用，分解结果如表2和图2所示。

从分解结果来看，如表2和图2所示，2001—2015年，吉林省终端能源消费变动总体增加了3172.79万吨标准煤，其中“十五”“十一五”和“十二五”期间分别增加了1368.39万吨、1465.25万吨、339.15万吨标准煤。从能源消费变化趋势来看，吉林省“十五”和“十一五”能源消费变化量总体保持上升态势，而“十二五”期间能源消费变化量逐年下降，由2010—2011年增加823.98万吨标准煤变为2014—2015年减少435.61万吨标准煤。从驱动因素对能源消费变化的影响

表2 吉林省终端能源消费量的LMDI分解结果 单位：万吨标准煤

图2 吉林省终端能源消费量的LMDI分解结果

来看，2001—2015年经济增长效用成为驱动吉林省能源消费增长的最主要因素，共增长了8581.48万吨标准煤，对终端能源消费变动的贡献率为270.47%。能源强度效用在抑制能源消费方面发挥了重要作用，研究期间吉林省能源强度效用抑制能源消费6148.58万吨标准煤，对终端能源消费变动贡献率为-193.79%，在很大程度上缓解了经济增长所带来的能源消费上升压力。产业结构效用在吉林省则表现为推动能源消费增长，2001—2015年增长能源消费739.89万吨标准煤，贡献率为23.32%。

3.2 经济增长效用和能源强度效用

从分解结果可以看出，经济增长效用和能源强度效用对吉林省能源消费变化产生重要影响。研究期间经济增长效用推动吉林省能源消费增加8581.48万吨标准煤，成为驱动吉林省能源消费增长的最主要因素。不同时期经济增长效用对吉林省能源消费的影响程度也不同。如表3所示，“十五”期间，经济增长效用促使能源消费增加1527.62万吨标准煤，贡献率为111.64%，而在“十一五”和“十二五”期间，经济增长效用对吉林省能源消费变化的影响更为显著，两个时期终端能源消费分别增加了4368.97万吨和2684.9万吨标准煤。

与此同时，能源强度效用抑制能源消费6148.58万吨标准煤，是抑制吉林省能源消费的最主要驱动因素。“十五”至“十二五”期间，能源强度效用促进吉林省能源消费分别减少389.49万吨、3430.03万吨和2329.05万吨标准煤，在很大程度上缓解了经济增长所带来的能源消费上升压力。研究表明，能源强度的下降来源于能源效率的不断提升，而技术进步则是驱动能源效率提升的主要原因[9,14-15]。随着吉林省经济和工业化进程的不断发展，更为先进的科学技术必然会不断提高各产业部门的能源效率，不断降低能源强度，从而减少能源消费。

表3 不同时期经济增长效用与能源强度效用对比情况 万吨标准煤

3.3 产业结构效用

研究期间产业结构效用增加吉林省能源消费739.89万吨标准煤，贡献率23.32%。不同时期产业结构效用对能源消费变化影响存在显著差别。“十五”“十一五”和“十二五”期间，产业结构效用增长吉林省能源消费分别为230.27万吨、526.31万吨和-16.69万吨标准煤，前两个时期产业结构效用推动吉林省能源消费不断增加，而“十二五”时期开始转变为抑制能源消费的作用，这种“先增加后降低”的变化趋势也与各时期的国家和吉林省的发展目标与政策有关。吉林省“十五”和“十一五”规划纲要明确指出，把发展经济和振兴东北老工业基地作为重要任务，石化产业、汽车产业等重工业的大力发展成为工业比例居高不下的重要原因。随着“十二五”的到来，以“调结构去产能”为目标的经济发展思路取得较好成效，特别是2014年以后工业比重减少2.44个百分点，其他低耗能产业部门比重有所回升(见图3)，产业结构效用开始由“十五”和“十一五”期间的推动能源消费增长转变为“十二五”期间的抑制能源消费增长。

图3 产业部门所占比重情况

目前吉林省产业结构仍然表现为较强的能源密集化特征,究其原因，一方面，一些占地区生产总值比重较小的高能耗产业部门发展较快，贡献了大部分的能源消费[21]。2015年吉林省农业、建筑业、批发零售业和住宿餐饮业三个产业合计占地区生产总值比重为37.69%，终端能源消费量为483.98万吨标准煤，而交通运输仓储及邮政业仅占比4.97%，同期却消耗了654.26万吨标准煤，高出前者35.18%。因此，限制能源密集型产业的规模对降低吉林省能源消费具有显著作用。另一方面，工业始终是吉林省经济发展的重要引擎。“十五”时期,按照建设新型工业化的发展要求，汽车工业、石化产业、农产品加工业等一批优势产业迅速成长为吉林省经济重要支柱，然而这些支柱产业又多为能源密集型、资源依赖型产业，在很大程度上制约着吉林省经济向低碳化转变。截至2015年底，吉林省工业部门增加值为6112.05亿元，其中制造业增加值为5284.46亿元，占到当年工业部门比重的86.46%，而采矿业和电力燃气及水的生产和供应业则分别占比8.81%、4.74%。可以看到，吉林省新型工业化建设进程依然将重工业作为重要增长点，特别是2003年振兴东北老工业基地战略实施以来，吉林省工业重新获得快速发展，工业部门比重不断增加。当然，这种以重工业为主导的产业结构是一个国家或地区经济发展初始阶段所必然经历的过程[22]，这也是吉林省产业结构难以在短期内实现转型的重要原因。

3.4 研究小结

本章分解结果表明：经济增长、能源强度和产业结构是决定吉林省能源消费变化的三个重要驱动因素。在这三个驱动因素中，经济增长和能源强度未来对于吉林省能源消费变化的驱动作用是可以预期的。从经济增长来看，无论是新一轮东北振兴还是从吉林省经济的持续发展来看，保持适当的经济增长水平对于吉林省经济的未来发展是非常必要的，并且吉林省的“十三五”规划也明确指出了在未来5年保持经济中高速增长的发展目标。从能源强度来看，从“十五”期间开始，由于持续的技术进步，吉林省的能源强度一直持续下降，并保持在一定的范围内。鉴于新一轮东北振兴对于区域创新的大力支持以及吉林省产业技术进步存在的较大潜力，可以预期未来较长一段时间内，伴随着技术进步，吉林省的能源强度还会一直持续下降。

在这三个驱动因素中，产业结构是唯一的不确定效用。从分解结果来看，“十五”和“十一五”期间，产业结构效用一直推动吉林省的能源消费增长，而进入“十二五”期间以后，产业结构效用开始有所转变，并于2014—2015年促进吉林省能源消费降低。因此，在经济增长和能源强度未来发展可以预期的情况下，产业结构调整方向将成为决定吉林省未来低碳转型的决定性因素。

4 基于产业结构调整的吉林省低碳转型情景预测

4.1 产业结构调整情景设计

本文对吉林省能源消费分解结果表明，工业、交通运输仓储及邮政业等能源密集型产业占比提高是吉林省能源消费增加的主要原因。因此，通过产业结构调整降低能源密集型产业比重、提升低能耗产业比重对抑制吉林省能源消费潜力巨大。基于此，本文针对吉林省未来发展可能面临的产业结构设计不同的情景，预测不同情景下2016—2025年吉林省能源消费变化情况。

本文逆向应用指数分解分析模型，根据经济增长、能源强度和产业结构的变化情景预测未来10年吉林省能源消费情况，所应用模型如下：

(10)

如前文所述，吉林省的经济增长和能源强度变化是可以根据吉林省的发展现状和发展趋势来预测的。根据吉林省“十三五”规划中的经济增速发展目标，本文将2016—2025年吉林省每年经济增长水平预设为6.2%。对于能源强度变化，参照吉林省能源“十三五”规划中的要求，即与2015年相比，到2020年单位国内生产总值能耗减少15%，本文据此估计吉林省2016—2025年的能源强度，并预设吉林省2025年的能源强度将降为2015年的70%。

产业结构变化是吉林省未来发展过程中唯一无法确定发展趋势的能源消费驱动效用。为了更好地评价不同产业结构情景下吉林省能源消费的变化情况，本文根据吉林省未来产业结构可能的变化趋势设定三种情景，从而预测吉林省未来10年的能源消费情况和低碳转型潜力。

产业结构情景一：假设吉林省未来10年的产业结构继续保持“十二五”期间的发展趋势。根据本文的计算结果，“十二五”期间吉林省农业、工业、建筑业、交通运输仓储及邮政业、批发零售业和住宿餐饮业五个部门比重的年均变化率分别为0.48%、-0.42%、1.43%、-0.11%和0.74%。因此，按照这样的变化趋势，到2025年，上述各产业部门比重变为15.51%、54.95%、10.02%、4.92%和14.60%。

产业结构情景二：结合东北地区“十三五”规划发展目标与吉林省产业结构现状，假设吉林省未来10年的产业结构变化以增加第三产业为主要方向。按照东北地区“十三五”规划中对服务业的发展要求，到2020年服务业占比达到47%，根据吉林省目前的产业结构现状，本文进行保守估计，假设吉林省2025年第三产业占比达到47%，第三产业内部的交通运输仓储及邮政业、批发零售业和住宿餐饮业两个部门比重等比例增长。同时假设第三产业比重的增长完成来源于第二产业，且第二产业内部的工业和建筑业比重等比例减少，第一产业比重保持不变。在此种情景下，到2025年，上述各产业部门的比重变为16.00%、30.83%、6.17%、11.75%、35.25%。

产业结构情景三：本情景关于三次产业比重的假设同样依据东北地区“十三五”规划中对服务业的发展要求，与情景二完全一致。但是在第二产业和第三产业内部结构变化方面，本情景采用乐观态度进行估计。假设未来10年吉林省充分实现低碳转型发展，第二产业和第三产业内部的能源密集型部门得到有较控制，而低能耗部门则得到充分发展。在此种情景下，到2025年，上述各产业部门的比重变为16.00%、27.75%、9.25%、9.40%、37.6%。

4.2 吉林省低碳转型潜力分析

本文应用情景预测模型对以上三种产业结构情景进行估计，最终计算得到三种情景下2016—2025年吉林省终端能源消费发展趋势。如图4所示，三种产业结构情景下的能源消费差别较大。在情景1下，吉林省2025年能源消费将增至7180.81万吨标准煤，较2015年有增长24.06%，增长趋势显著；在情景2下，吉林省2025年能源消费为6125.18万吨标准煤，较2015年略有上升，增幅仅为5.82%；在情景3下，吉林省2025年能源消费为5508.31万吨标准煤，较2015年减少4.84%，下降趋势显著。

综上所述，当经济增长和能源强度两个效用控制在一定水平时，产业结构调整对吉林省未来能源消费的影响十分显著。如果不及时进行产业结构调整，保持目前的发展趋势，那么未来10年吉林省的能源消费将会保持快速增长，实现低碳转型发展相当困难。如果吉林省未来10年能够及时调整产业结构，实现振兴东北“十三五”规划的发展目标，那么吉林省未来的能源消费具有较强的下行潜力，特别是当吉林省的产业结构完全向低碳型产业转型时，依托产业结构调整来实现低碳转型发展的潜力十分巨大。

图4 基于三种产业结构情景下的能源消费变化情况

5 结论与建议

本文基于新一轮东北振兴战略背景，通过对2001—2015年吉林省能源消费变化的驱动机制进行研究，探讨了吉林省低碳转型的驱动因素及发展潜力。研究结果表明：吉林省低碳转型发展受到经济增长、产业结构和能源强度三个驱动因素的共同影响，其中经济增长效用是增加能源消费的最主要驱动因素，能源强度效用是抑制能源消费的最主要驱动因素，而产业结构效用在吉林省表现为促进能源消费增长。相对于经济增长和能源强度效用的可预期性，产业结构效用由于未来发展的多种可能性使其成为对吉林省低碳转型发展最大的不确定因素，因此本文将研究的重点放在产业结构效用上。通过对2016—2025年基于产业结构调整的低碳转型发展潜力进行情景预测，本文发现产业结构调整的不同情景对吉林省未来能源消费的变化作用非常显著，可以预见吉林省通过产业结构低碳化调整对于减少未来的能源消费的潜力非常巨大。

本文对吉林省实现低碳转型发展提出以下政策建议：

第一，对吉林省三次产业比重进行有效调整，适当控制第二产业的发展规模，增长第三产业的发展速度，尽快完成由“二三一”到“三二一”的产业结构转变。另外，第二产业和第三产业内部也要加快产业结构调整步伐，适当控制工业、交通运输仓储及邮政业等能源密集型产业的发展力度，加大批发零售业和住宿餐饮业等低能耗产业的发展力度，推进吉林省由能源密集型的产业结构向低能耗的产业结构的低碳转型。同时进一步发展高新技术产业等战略性新兴产业，积极培养新动力，实现吉林省产业结构的优化升级。

第二，通过技术创新不断提高产业内部的能源使用效率，使吉林省的能源密集型产业实现内部优化。特别是在工业、交通运输仓储及邮政业等能源密集型产业内部，加大技术创新的投入力度，通过设备改造和设备更换提高工业设备的能源效率，通过政府补贴等政策推动交通运输设备由原来的燃材汽车向新能源汽车转变，从而实现产业内部能源效率的提升，最终实现低碳转型的发展目标。

第三，政府应引入节能指标、严格审查制度，提高能源密集型产业的进入门槛，将高能耗产业的发展速度控制在适当的范围内。此外，针对高能耗产业内部的企业，政府向其鼓励和推进节能降耗技术在实际生产中的应用，强化和培训企业特别是工业企业在能源使用方面的管理经验，规范企业管理人员和技术人员的能源消费行为，以“新一轮东北振兴战略”为契机实现吉林省经济的可持续发展。

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