摘要 我國(guó)鋼鐵能源強(qiáng)度與世界先進(jìn)水平相比存在明顯差距。該文比較了我國(guó)、日本、韓國(guó)三個(gè)國(guó)家在產(chǎn)值能耗和噸鋼能耗兩類能源強(qiáng)度指標(biāo)上的發(fā)展趨勢(shì)，并利用分解分析方法計(jì)算了1996-2005年中日韓三國(guó)產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)和能源效率的變化對(duì)各國(guó)鋼鐵噸鋼能耗的影響，最后將各國(guó)產(chǎn)值能耗與噸鋼能耗作進(jìn)一步比較，并對(duì)比較結(jié)果進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：能源效 率的提升對(duì)中國(guó)和韓國(guó)噸鋼平均能耗的下降有重要作用，結(jié)構(gòu)的變化則對(duì)日本的噸鋼平均能 耗的下降有顯著影響。因此，產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)和效率是影響鋼鐵能源強(qiáng)度偏高的根本原因，在對(duì)產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)調(diào)整和效率改進(jìn)的過(guò)程中，不僅要注重能耗的降低，還應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)性的提高。

關(guān)鍵詞 能源強(qiáng)度；產(chǎn)值能耗；噸鋼能耗；結(jié)構(gòu)；效率

中圖分類號(hào) F206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104(2008)03-0130-05

鋼鐵工業(yè)是能源消耗量大、能源強(qiáng)度大的工業(yè)之一。長(zhǎng)期以來(lái)，以日、韓、德、美為代表的國(guó)外主要產(chǎn)鋼國(guó)家，都非常注重采用先進(jìn)技術(shù)，開(kāi)展節(jié)能降耗和綜合利用，不斷優(yōu)化鋼鐵工業(yè)的能源強(qiáng)度，以達(dá)到能耗最少，效益最高，環(huán)保最優(yōu)。與國(guó)外先進(jìn)水平相比，我國(guó)鋼鐵工業(yè)差距明顯。2005年，我國(guó)鋼鐵工業(yè)噸鋼平均能耗比國(guó)際先進(jìn)水平高10%以上，單位工業(yè)總產(chǎn)值能耗比國(guó)際先進(jìn)水平高出3倍以上。能耗之“痛”緣于“結(jié)構(gòu)”之“痛”［1］，鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝上的不合理是否是我國(guó)鋼鐵能源強(qiáng)度偏高的根本原因？為此，將我國(guó)鋼鐵工業(yè)能源強(qiáng)度指標(biāo)與日韓等國(guó)外先進(jìn)水平進(jìn)行比較，并利用分解分析方法研究結(jié)構(gòu)與效率 對(duì)鋼鐵能源強(qiáng)度的影響，從數(shù)量上找出我國(guó)鋼鐵能耗偏高的根本原因及解決路徑。

1 能源強(qiáng)度指標(biāo)的定義和數(shù)據(jù)采集

1.1 產(chǎn)值能耗

產(chǎn)值能耗(energy intensity， EI)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，被定義為單位產(chǎn)值所消耗的能源量，又稱為經(jīng)濟(jì)能源強(qiáng)度，表達(dá)式為

式中：E為能源消耗量(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)；G通常為工業(yè)總產(chǎn)值或工業(yè)增加值(億美元)［2］，有的國(guó)家只有發(fā)貨值，例如日本，則G[WTBZ]就為發(fā)貨值。發(fā)貨值包括本企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品或服務(wù)的 銷售額以及購(gòu)買后不需要再加工的產(chǎn)品的銷售額［3］。研究中以EIGO，EIAV，以及EIVS來(lái)分別表示單位工業(yè)總產(chǎn)值能耗、單位工業(yè)增加值能耗以及單位發(fā)貨值能耗。

1.2 噸鋼能耗

噸鋼能耗(Specific energy consumption， SEC)是一個(gè)實(shí)物指標(biāo)，被定義為生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需要的能源量，又稱為實(shí)物能源強(qiáng)度。噸鋼能耗主要受到三個(gè)因素的影響：生產(chǎn)工藝(包括給料，如鐵礦石或廢鋼)，生產(chǎn)工藝效率以及產(chǎn)品品種［4］。

給料(鐵礦石和廢鋼)是影響鋼鐵工業(yè)能源消耗最重要的輸入因素。鐵礦石資源是有限的，按照目前的年開(kāi)采量，在現(xiàn)行的開(kāi)采技術(shù)條件下，我國(guó)鐵礦石的開(kāi)采期只有20-40年。

廢鋼鐵是一種再生資源，從鋼材→制品→使用→報(bào)廢→回爐煉鋼。每8-30年左右一個(gè)輪回不斷積蓄，不斷產(chǎn)生，無(wú)限循環(huán)使用，且自然耗損很低，利用率極高，所以“少吃礦石，多吃廢鋼”是鋼鐵業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)［5］。

產(chǎn)品種類是影響鋼鐵工業(yè)能源消耗最重要的輸出因素。鋼鐵產(chǎn)品的分類相當(dāng)復(fù)雜，研究中采用Worrell等對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的分類，將工藝與產(chǎn)品組合相結(jié)合，大致上分為轉(zhuǎn)爐鋼錠及厚鋼板，電爐鋼錠及厚鋼板，熱軋產(chǎn)品(包括板、帶、絲(棒)與長(zhǎng)材產(chǎn)品)，冷軋產(chǎn)品(冷軋薄板和帶鋼)四大類［3］。

1.3 數(shù)據(jù)采集

研究需要采集三個(gè)方面的數(shù)據(jù)，中日韓三國(guó)鋼鐵產(chǎn)量、產(chǎn)值和能耗。

中日韓三國(guó)的鋼鐵產(chǎn)量數(shù)據(jù)均來(lái)源于《鋼鐵統(tǒng)計(jì)年鑒2006》(IISI，2007)。各國(guó)鋼鐵工業(yè)能耗總量的數(shù)據(jù)來(lái)源于亞太經(jīng)合組織能源數(shù)據(jù)庫(kù)(EGEDA Under EWG APEC， www.ieej.or.jp/egeda/ )，中國(guó)鋼鐵行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值和工業(yè)增加值數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)鋼鐵工業(yè)年鑒》1997-2006；日本鋼鐵業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)1996-2002年來(lái)源于《日本歷史統(tǒng)計(jì)》(Historical Statistics of Japan， www.stat.go.jp/english/data/)，2003-2004年數(shù)據(jù)來(lái)源于《日本數(shù)字》(Japan in Figures， www.stat.go.jp/english/data/figures/)；韓國(guó)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)來(lái)源于韓國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局(http://www.nso.go.kr/eng2006/emain/index.html)。由于工業(yè)總產(chǎn)值、工業(yè)增加值和發(fā)貨值都是以本國(guó)貨幣且以當(dāng)年現(xiàn)值來(lái)采集的，為了便于比較，首先以各國(guó)1996-2005年當(dāng)年匯率將各國(guó)幣值統(tǒng)一折算為美元，同時(shí)按各國(guó)的通貨膨脹率以1996=100將這些數(shù)據(jù)統(tǒng)一折算為1996年價(jià)，以消除通貨膨脹的影響。

上述數(shù)據(jù)均為年度數(shù)據(jù)，時(shí)間為1996-2005年。

2 分解分析方法

前文所述，噸鋼能耗主要受到生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)工藝效率和產(chǎn)品品種三個(gè)因素的影響，采用Farla提出的簡(jiǎn)單平均參數(shù)的Divisia分解方法［6，7］，分析上述各因素對(duì)噸鋼能耗的貢獻(xiàn)。

噸鋼能耗等于統(tǒng)計(jì)期內(nèi)能源消耗總量除以同期鋼產(chǎn)量。但是由于鋼鐵產(chǎn)品品種總在不斷的變化，而且各個(gè)國(guó)家也各不相同，因此，不能簡(jiǎn)單地將所有產(chǎn)品總和起來(lái)，每個(gè)產(chǎn)品應(yīng)該被賦予一個(gè)權(quán)重，從而計(jì)算實(shí)物產(chǎn)品系數(shù)(PPI)，即

PPI=∑[DD(]n[]x=1[DD)]Px×Wx[JY](2)

式中：x為產(chǎn)品，Px為產(chǎn)品x的產(chǎn)量，Wx為產(chǎn)品x的權(quán)重。權(quán)重等于每一種產(chǎn)品的“ 最優(yōu)”能源消耗量，也就是在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)水平下，實(shí)踐中生產(chǎn)單位某類鋼鐵產(chǎn)品的最優(yōu)能耗量［8］。具體值見(jiàn)表1。

3.2 分解分析

通過(guò)分解分析可以得出整個(gè)研究期間，1996年到2005年(韓國(guó)為1999年到2005年)，鋼鐵行業(yè)產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)和效率對(duì)噸鋼能耗的相對(duì)影響(圖4)。

盡管在研究期內(nèi)，各個(gè)國(guó)家的噸鋼能耗變動(dòng)有所不同，但總的趨勢(shì)都是下降 。其中能源效率的提升對(duì)中國(guó)和韓國(guó)起到了重要的作用，而結(jié)構(gòu)的變化則對(duì)日本的影響深遠(yuǎn)。

日本從1996年到2005年，噸鋼平均能耗下降了12.6%，從823 kgce/t下降到719 kgce/t。結(jié) 構(gòu)優(yōu)化起了很重要的作用。日本是一個(gè)能源匱乏的國(guó)家，鋼鐵工業(yè)所需的原料、燃料資源幾乎完全依靠進(jìn)口，使得日本鋼鐵企業(yè)一貫注重技術(shù)創(chuàng)新，重視環(huán)保和投資效率，節(jié)能技術(shù)水平全球領(lǐng)先。因此其節(jié)能降耗的突破口在于產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整。在研究期內(nèi)，日本電爐鋼的比例和絕對(duì)值同步下降，也表明其在鋼鐵產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)上的調(diào)整是大有潛力的。同時(shí)，日本鋼鐵連鑄比由1996年的96.4%提升到2005年的97.7%，連鑄比的提高對(duì)噸鋼能耗的下降依然起到一定的作用。此外，生鐵進(jìn)口量的增加也對(duì)總能耗的下降也有一定的作用，2005年生鐵的進(jìn)口量已達(dá)到103.9萬(wàn)t，是其生鐵總產(chǎn)量的1.25%。

韓國(guó)從1999年到2005年，噸鋼平均能耗下降了4.01%，能源效率的作用至關(guān)重要。韓國(guó)是以計(jì)劃為主導(dǎo)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，其鋼鐵工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)政府的計(jì)劃干預(yù)， 1970年頒布的《鋼鐵工業(yè)育成法》為韓國(guó)鋼鐵工業(yè)形成合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)［9］，長(zhǎng)期以來(lái)，韓國(guó)高爐和電爐之比一直保持在6∶4這一合理的結(jié)構(gòu)水平上，韓國(guó)生鐵的進(jìn)口的比例一直很高，2005年雖有所下降也達(dá)到了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)量的5.5%。此外，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理性還體現(xiàn)在韓國(guó)的鋼鐵對(duì)外貿(mào)易上，韓國(guó)是一個(gè)貿(mào)易大國(guó)，是全球第三大鋼材進(jìn)口國(guó)、第六大鋼材出口國(guó)，2006年韓國(guó)鋼材消費(fèi)量為5 422萬(wàn)t，粗鋼貿(mào)易量占消費(fèi)量的76.5%。如此大規(guī)模鋼鐵貿(mào)易的原因是其進(jìn)出口產(chǎn)品有一定的互補(bǔ)性。韓國(guó)出口產(chǎn)品多為高附加值品種，而進(jìn)口主要是低附加值的通用鋼材，2006年進(jìn)口總量中來(lái)自中國(guó)的鋼材占40.7%。由此，韓國(guó)鋼鐵節(jié)能最主要的問(wèn)題不是產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)的調(diào)整，而是如何提高能源效率。在研究期內(nèi)，韓國(guó)政府制定了“五年經(jīng)濟(jì)能源節(jié)約計(jì)劃”，開(kāi)展節(jié)能宣傳，對(duì)鋼鐵業(yè)環(huán)保節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用給予政策和資金上的充分支持，開(kāi)發(fā)了大量的節(jié)能新技術(shù)，如FINEX工藝［10］，使得韓國(guó)鋼鐵能夠成為在節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用上僅次于日本的國(guó)家之一。

中國(guó)從1996年到2005年，噸鋼平均能耗下降了26.79%，幾乎全部要?dú)w功于能源效率的提高 ，其貢獻(xiàn)為98%。結(jié)構(gòu)的作用微小到可以忽略不計(jì)。從效率上看，在研究期內(nèi)的10年間，我國(guó)不僅在節(jié)能技術(shù)上和生產(chǎn)裝備上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，還積極開(kāi)展了一些提高鋼鐵行業(yè)能源利用效率的項(xiàng)目，如山東萊鋼和濟(jì)鋼參與的“節(jié)能自愿協(xié)議”，湖北新冶鋼的“合同能源管理”等等，這些項(xiàng)目的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)上，從管理上的挖潛節(jié)能。但是與日本和韓國(guó)的鋼鐵工業(yè)相比較，我國(guó)在節(jié)能技術(shù)上的差距仍然較大。從結(jié)構(gòu)上看，我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的連鑄比由53.3%提高到94%，這雖然對(duì)能耗的降低起到了非常重要的作用，但是行業(yè)集中度低仍然是阻礙鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要因素之一，依據(jù)IISI的統(tǒng)計(jì)，2006年中國(guó)前十大鋼鐵企業(yè)總產(chǎn)量占行業(yè)總產(chǎn)量的32.3%，還有近一半的鋼鐵產(chǎn)量來(lái)自于一些中小型鋼鐵企業(yè)，這無(wú)疑會(huì)不利于鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及全行業(yè)的技術(shù)水平的提高。此外，自2005年開(kāi)始，我國(guó)還由一個(gè)鋼鐵凈進(jìn)口國(guó)轉(zhuǎn)變成為世界上最大的鋼鐵出口國(guó)，但是在出口產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中，出現(xiàn)了低附加值產(chǎn)品比重偏高的問(wèn)題，這對(duì)于一個(gè)產(chǎn)值能耗高出韓國(guó)近5倍，噸鋼平均能耗高出日韓20%以上(2005年的數(shù)據(jù))的國(guó)家來(lái)說(shuō)，能源的代價(jià)是相當(dāng)巨大的。

由此，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理和效率低下是我國(guó)鋼鐵行業(yè)能耗偏高的根本原因，是我國(guó)鋼鐵節(jié)能面臨的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，兩者同步提高，共同促進(jìn)才能使我國(guó)鋼鐵節(jié)能邁上新的臺(tái)階。

3.3 噸鋼能耗與產(chǎn)值能耗的趨勢(shì)比較

最后，我們將各國(guó)噸鋼能耗和產(chǎn)值能耗變化的趨勢(shì)相比較，從中找出兩者之間的關(guān)聯(lián)性，以分析結(jié)構(gòu)和效率是否同樣對(duì)產(chǎn)值能耗有顯著的影響(見(jiàn)圖5～7)。由于產(chǎn)值能耗和噸鋼能耗的單位不一致，產(chǎn)值能耗為萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤/億美元，噸鋼能耗為千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸鋼，因此我們分別以1996年中國(guó)、日本的產(chǎn)值能耗和噸鋼能耗為1，以韓國(guó)1998=1，來(lái)計(jì)算產(chǎn)值能耗及噸鋼能耗指數(shù)，再比較產(chǎn)值能耗指數(shù)與噸鋼能耗指數(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和兩者之間的關(guān)系。

中國(guó)的產(chǎn)值能耗與噸鋼能耗變動(dòng)的趨勢(shì)是一致的，變動(dòng)的幅度自1999年以后差異較大。1999年至2002年，噸鋼能耗的上升的幅度大，而2002年至2005年，產(chǎn)值能耗下降的幅度大于噸鋼能耗。

日本的產(chǎn)值能耗和噸鋼能耗在大部分時(shí)候變動(dòng)的趨勢(shì)是一致的，但是變動(dòng)的幅度上不具有一致性，其中噸鋼能耗的波動(dòng)較為平穩(wěn)，而產(chǎn)值能耗的變化較大。

韓國(guó)在2003年前，其產(chǎn)值能耗和噸鋼能耗非常接近，2003年后，兩者從趨勢(shì)上從根本不同的兩個(gè)方向上轉(zhuǎn)變。產(chǎn)值能耗顯著下降，而噸鋼能耗則有上升的趨勢(shì)。

總的來(lái)說(shuō)，依據(jù)上述有限的觀察數(shù)據(jù)(僅有從1996年至2005年10年的數(shù)據(jù)，還有 部分年份的數(shù)據(jù)缺損)，可以看到各國(guó)鋼鐵產(chǎn)值能耗與噸鋼能耗間，變動(dòng)幅度差異較大，關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。但基本能耗水平是一致的，變動(dòng)趨勢(shì)在大部分時(shí)候也具有一致性。 該結(jié)論表明，影響噸鋼能耗的重要因素，產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)和效率對(duì)產(chǎn)值能耗也有一定的影響。因此，在產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)調(diào)整和效率改進(jìn)的過(guò)程中，不僅要考慮能耗水平的降低，還要考慮經(jīng)濟(jì)性的提高。

4 結(jié) 論

研究中我們比較了中日韓三國(guó)1996至2005年期間產(chǎn)值能耗和噸鋼能耗的發(fā)展趨勢(shì)，采用基于實(shí)物指標(biāo)的分解分析的方法，分析了鋼鐵產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)和效率對(duì)噸鋼能耗的影響，并比較了各國(guó)兩類能源強(qiáng)度之間的關(guān)系。

得到如下結(jié)論：

(1)中、日、韓三國(guó)能源強(qiáng)度均呈下降趨勢(shì)，中國(guó)與日韓在能源強(qiáng)度上雖然有較大的差距，但可喜的是近年來(lái)中國(guó)的能源強(qiáng)度下降的幅度很大，下降的趨勢(shì)很顯著。

(2)對(duì)噸鋼能耗的分解分析表明，能源效率的提升對(duì)中國(guó)和韓國(guó)噸鋼平均能耗的下降起到了重要的作用，結(jié)構(gòu)的變化則對(duì)日本的噸鋼平均能耗的下降影響深遠(yuǎn)。而對(duì)于中國(guó)鋼鐵行業(yè)而言，結(jié)構(gòu)與效率是進(jìn)一步降低單位能耗的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

(3)對(duì)各國(guó)鋼鐵產(chǎn)值能耗與噸鋼能耗之間的關(guān)系比較表明，影響噸鋼能耗的重要因素，產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)和效率對(duì)產(chǎn)值能耗也有一定的影響。因此，在產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)調(diào)整和效率改進(jìn)的過(guò)程中，不僅要考慮能耗水平的降低，還要考慮經(jīng)濟(jì)性的提高。

(編輯：徐天祥)

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A Comparison of Energy Intensity of the Iron and Steel Industry

Between China， Japan and South Korea

DOU Bin

(School of Management of Southcentral University for Nationalities，Wuhan Hubei430074， China)

Abstract There is an obvious gap about the energy intensity of China's iron and steel with the world's advanced level. This paper compares energy intensity and specific energy consumption of China， Japan， South Korea， and uses a decomposition analysis to calculate the affects on three countries' specific energy consumption of the changes of products and technology structure and energy efficiency from 1996 to 2005. At last，the paper compared every country's energy inte nsity with specific energy consumption， and analyzed the result. The study conclusion showed that products and technology structure and energy efficiency are the root causes for iron and steel energy intensity. In the process of adjusting product and technology structural and improving energy efficiency， we must not only focus on the reduction of energy consumption， but also pay attention to the improvement of the economy.

Key words energy intensity; economic energy intensity indicator s; special energy consumption indicator; process and products mix; efficiency