第二节 经济增长与能源效率的对比分析

2012年国务院发布的能源发展白皮书和2014年的“十三五”规划提出要注重“节约优先”的发展战略，强调要进一步地通过完善价格形成机制，建立反映市场供求和资源稀缺程度的动态调整机制，着力提高能源的使用效率。现阶段我国还处于城市化和工业化的快速发展时期，经济的持续增长面临严重的资源与环境约束问题，能源安全前景堪忧。能源效率是反映能源投入产出的重要指标，不同时期的能源效率与既定的能源结构、能源价格、产业结构以及技术水平密切相关。如何进一步优化能源结构、提高能效是破解当前我国经济发展过程中面临的能源短缺与环境污染两大困境的必经之路，是实现节能减排既定目标的重要举措。在此，本节从结构调整节能与能源产品价格两方面开展研究，通过分析国内外能源效率、能源效率与能源结构的相关性，形成能源消费状况的初步判断，为下一步如何优化能源结构、理顺能源价格以提升能效提供参考依据。

一 能源效率的理论概述

（一）提升能源效率的意义

能源作为生产必需的投入品，对经济发展起到至关重要的作用，能源供给不足会对经济增长产生阻碍作用。我国是能源资源相对稀缺的国家，提升能源效率对实现经济可持续发展具有重要战略意义。目前，我国经济发展方式处在低水平阶段，国民经济发展仍以粗放和外延方式为主，根据英国石油公司年度能源白皮书的统计数据，2010年中国首次超过美国成为世界第一大能源消费国，到2014年中国一次能源消费总量达到42.6万吨标准煤，5年内增加了18%。“高消耗、高排放、高污染、低效率”的发展模式，造成对能源的不合理需求增长过快，经济高速增长往往建立在能源的过度消耗基础上，未来节能空间巨大。因此，顺应新时期“十三五”规划和国家节能减排目标的战略要求，对能源利用效率现状形成更为准确的度量，能够为能源生产和消费模式转型的政策制定提供理论依据。

（二）能源效率的概念界定

能源效率反映投入与产出间的关系。经济学主要研究资源配置效率问题。所谓效率，就是社会资源得到合理利用，或者说是社会福利通过资源分配和运用实现最大化。效率可区分为三种含义：流量、存量和生产率。第一种含义中使用物质的多少表现为流量，即反映了产出与投入之间的关系。经济变量中包含两类量纲单位，一类是实物量单位，另一种是价值量单位。价值量单位在经济学中一般称为“效益”或“收益率”，所以“能源利用效率”应表示为产出与投入的实物量单位之比。本书所指能源效率是指经济利用效率，是从经济价值角度进行宏观层面上的能源利用效率分析，即能源效率等于经济总产出（价值量）与能源消耗总量（实物量）之比，反映能源利用的经济产出水平。

能源效率的统计测度。能源利用效率是以经济生产的产值与投入的总能源物质之比作为单位投入的产出，习惯上更多地采用其倒数，即能源消耗强度作为能源—国内生产总值指标，主要指单位国内生产总值的能源消耗量，也是对能源利用效率的度量方式。一般情况下，能源消耗强度是指万元国内生产总值（GDP）能耗，即每生产一万元国内生产总值所耗费的能源，其中国内生产总值采用可比价格体系调整后的实际值。世界银行以GDP单位能源消耗这一指标衡量各国能源效率，所谓GDP单位能源消耗是指平均每千克石油当量的能源消耗所产生的按照购买力平价计算的GDP。

二 国内外传统能源的利用效率分析

（一）能源禀赋影响能源使用效率

作为一种生产要素，能源投入一般取决于拥有的资源禀赋。所谓资源禀赋是指一国所拥有的各种生产要素，包括劳动力、资本、土地、能源等资源的稀缺程度。大卫·李嘉图的比较优势学说指出，倘若某国资源禀赋中一种要素的生产价格相对低于别国同种要素的价格，那么该国通过集中生产具有比较优势的产品，并与他国进行贸易交换，可以改善双方福利。因此，一般具有某种要素比较优势的国家会加强这种要素的供给和使用比例。

资源的硬约束促使各国能源效率逐步提高。通常一国能源效率的影响因素包括资源禀赋条件、制度因素、能源价格、经济发展水平以及使用的技术水平等。目前，世界能源分布呈现明显不均衡，且与经济发展水平不存在显著的相关性。一般来说，能源禀赋高的国家对能源的稀缺性缺乏足够重视，普遍的低价格政策往往导致能源强度偏高；技术进步伴随能源消费量上升的同时，也促进能源强度的不断下降；经济发展水平更高的国家，能源强度往往表现更低。例如，过去10年经合组织国家的经济增幅达到18%，而能源消费量却基本平稳。

从图2.2.1可以看出，总体上讲，世界能源利用效率呈现上升趋势。从横截面的数据变化来看，人均GDP与GDP单位能源消耗基本上成反比，且高收入阶层的国家能源效率出现收敛趋势。从能源效率的长期变动趋势来看，伴随世界人均GDP总量的上升，不同国家的能源效率变动幅度不尽相同，与人均收入水平的变化不具有明显的相关性。

（二）我国能源利用效率整体偏低

相对而言，我国人口众多，能源消费量的基数较大，能源利用效率较低。1990年以来，我国能源强度要明显高于发达国家，总体高于世界平均水平。1990～2011年，中国能源利用效率上升了144%。但随着经济发展水平的提高，近几年开始出现不断下降的趋势，且下降幅度快于其他国家，与其他国家的差距不断缩小。

三 我国天然气、煤炭、石油资源的利用效率

（一）我国能源效率的变化趋势

在技术水平既定的条件下，能源的消费结构与价格及边际效用有关。假定消费者或者企业都是理性经济人，以需求函数表示购买量对价格的函数。作为投入品或消费品时，通过自身效用的最大化决定能源消费量，即消费组合由市场的相对价格和各类能源的边际效用共同决定。此外，能源的消费总量也面临着收入约束。

假定以I代表消费者的收入水平，QEC表示消费者能源消费总量，fE表示能源消费支出受收入约束的函数，则公式表示为：

由于商品类型的差异和边际效应的变动性，在相对价格体系不变的情形下，财富水平的增长未必直接导致所有商品消费量的增加。为考察能源消费与收入增长之间的关系，采用能源消费的收入弹性表示，即：

作为投入要素时，一国的能源总体需求与其产出之间存在上述的对应关系，即：

通常来说，不同的经济发展阶段或者经济政策，βEI值的大小会明显不同。若βEI＞1，则能源消费增速要快于经济增速；相反，若βEI ＜1，则能源消费增速要慢于经济增速。

表2.2.2显示，我国经济发展增速与能源消费增速之间呈现高度相关，两者相关系数达到90%，且需求弹性系数呈现上升趋势，即单位经济增速对能源需求的强度不断增大。尤其是跨入21世纪后的十年快速发展时期，能源强度上升很快。随着经济发展进入新常态和结构转型，最近几年能源强度有所下降，但前景依然不容乐观。国家“十二五”确定的节能减排目标是单位GDP能耗下降16%，两年时间内仅完成了32.7%。单位工业增加值能耗的降低难度越来越大，今后的节能减排形势更加严峻。

（二）能源强度与经济增长

能源需求首先体现在对经济增长的需求，经济增长与能源消费间的关系可以表述为三种：能源消费增长率高于、低于或与经济增长速度同步，三种情形在全球经济发展过程中都曾出现过，而且在当今环境下的不同国家也可能同时并存。能源需求的GDP弹性反映了能源消费增长和经济增长之间的相互关系，该指标取决于不同的经济发展阶段。经济发展初期必然经历一个重工业化阶段，通常表现为以大量能源投入换取经济的高速发展，第二产业所占比重越来越高，对能源消耗的程度也就越高。通过对比发达国家能源效率的长期变动趋势，已有研究发现：能源强度呈倒“U”型结构，即工业化初期的生产过程中，以能源作为动力对劳动力产生大量替代，促进了生产率的提高，并随着高耗能产业的发展，能源强度呈显著上升趋势；到工业化后期或后工业化时期，产业结构优化和技术进步使能源强度开始下降。

暂不考虑能源消费基数的影响，我们分析1980年前后我国经济增长与能源消费增速的相互关系，指标选择上可采用能源效率弹性指数，即能源增长1%引起的经济增长率（即能源消费弹性的倒数）。研究显示，改革开放前的能源消费增长率普遍要快于GDP增长率，即当产出的增长率较快时能源消费增长更快，能源效率处于低水平。直到改革开放后这种局势才得到明显改善，两者波动更加趋于稳定，能源效率进入长达25年的持续上升期，并达到历史最高水平，1吨标准煤投入带来国民经济产出0.9亿元。然而这种状态没能保持下去，近10多年来出现了不同的产出增长率变化特征，能源利用效率变动趋势发生转折，表现为与GDP增长率呈现负相关。

我国能源效率开始呈现逆周期特点。显而易见，这与发达国家的能效变动轨迹大致相同。在改革初期经济发展过程中，能源的投入使用以及红利因素改善了各部门的生产效率，带动经济实现了更快的增长。但随着经济发展到某种程度后，前期释放的红利逐渐消失，经济发展更注重依赖大量的要素投入维持，至此能源效率进入下降阶段。近几年，国家提出经济新常态的概念，强调以调整结构、创新驱动的发展模式，其中也不乏基于现实因素的考量。

（三）能源消费结构与能源效率的相关性

技术进步及结构调整是提高能源效率的重要手段，不同能源结构与能源效率通常存在不同关系。能源需求受制于能源的自然禀赋和技术水平，新技术的应用也会大大提高能源利用效率。能源消费结构受经济发展水平、能源消耗程度、节能减排政策等因素的影响；当能源约束对经济发展的约束作用凸显出来，导致价格大幅度上升使技术创新成为可能时，将改变现有的能源供应体系；伴随能源消耗程度的日益加深，较高的能源价格促使各国开发利用替代性能源成为可能，能源利用效率也将得到改善。

图2.2.3反映了2005～2011年全国各地区能源消费结构与能源效率之间的时序变化关系。不难发现，能源结构中的天然气消费与能源强度负相关，相关系数为-0.18，即天然气消费与能源效率具有显著的正相关性（能源强度与能源效率呈倒数关系）。从能源消费结构来看，我国天然气消费比重呈逐年增加的趋势。

因此，这在某种程度上意味着增加天然气消费比重会伴随着能源效率的提高。同理，煤炭消费比重的增加与能源强度呈现正相关，相关系数达+1.05，即煤炭消费与能源效率呈现很强的负相关性。以发电为例，从原料生产、输送至发电的全生命周期来看，根据能源效率等于开采能效、中间环节能效与终端能效的乘积，按照产出投入比计算，以气发电的能效约为38.59%，而煤电仅为28.56%，从能源效率值对比来看，前者比后者高约35%。倘若与天然气分布式能源项目对比来看，那么能效差距更大，分布式能源综合利用率在80%以上，在中间运输与终端消费环节的能效提高幅度为30%～40%。

随着产业结构和能源结构的不断优化，2015年上半年全国单位GDP能耗下降5.9%，其中原煤产量同比下降5.6%，天然气保持平稳增长，能源结构进一步调整。

（四）价格形成机制是实现效率均衡的充要条件

建立科学合理的价格形成机制，是提高能源使用效率和优化能源结构的有效手段。合理的价格水平与能源比价关系能够有效地引导供求，是实现节能减排约束性目标、促进产业结构及能源结构优化的重要途径。

长期以来，我国天然气价格呈现低位价格刚性，具有福利性色彩，价格形成基础没有反映出能源的稀缺性和环境的正外部性，既不利于淘汰落后产能和提高能源效率，也不利于促进上游勘探开发和技术创新的积极性。从价格形成机制的有效性来看，我国天然气价格的不完善，难以推动清洁能源发展的持久性。因此，推进价格改革和构建合理的要素价格体系，使市场优化资源配置的作用充分发挥，通过进一步改善需求方的能效才能达到节能减排目标和有效激发产业的发展潜力。