摘要 我國鋼鐵能源強度與世界先進水平相比存在明顯差距。該文比較了我國、日本、韓國三個國家在產(chǎn)值能耗和噸鋼能耗兩類能源強度指標(biāo)上的發(fā)展趨勢，并利用分解分析方法計算了1996-2005年中日韓三國產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)和能源效率的變化對各國鋼鐵噸鋼能耗的影響，最后將各國產(chǎn)值能耗與噸鋼能耗作進一步比較，并對比較結(jié)果進行分析。研究結(jié)果表明：能源效 率的提升對中國和韓國噸鋼平均能耗的下降有重要作用，結(jié)構(gòu)的變化則對日本的噸鋼平均能 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度偏高的根本原因，在對產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)調(diào)整和效率改進的過程中，不僅要注重能耗的降低，還應(yīng)注重經(jīng)濟性的提高。

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

中圖分類號 F206 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1002-2104(2008)03-0130-05

鋼鐵工業(yè)是能源消耗量大、能源強度大的工業(yè)之一。長期以來，以日、韓、德、美為代表的國外主要產(chǎn)鋼國家，都非常注重采用先進技術(shù)，開展節(jié)能降耗和綜合利用，不斷優(yōu)化鋼鐵工業(yè)的能源強度，以達到能耗最少，效益最高，環(huán)保最優(yōu)。與國外先進水平相比，我國鋼鐵工業(yè)差距明顯。2005年，我國鋼鐵工業(yè)噸鋼平均能耗比國際先進水平高10%以上，單位工業(yè)總產(chǎn)值能耗比國際先進水平高出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鋼鐵能源強度偏高的根本原因？為此，將我國鋼鐵工業(yè)能源強度指標(biāo)與日韓等國外先進水平進行比較，并利用分解分析方法研究結(jié)構(gòu)與效率 對鋼鐵能源強度的影響，從數(shù)量上找出我國鋼鐵能耗偏高的根本原因及解決路徑。

1 能源強度指標(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)是一個經(jīng)濟指標(biāo)，被定義為單位產(chǎn)值所消耗的能源量，又稱為經(jīng)濟能源強度，表達式為

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)是一個實物指標(biāo)，被定義為生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需要的能源量，又稱為實物能源強度。噸鋼能耗主要受到三個因素的影響：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，按照目前的年開采量，在現(xiàn)行的開采技術(shù)條件下，我國鐵礦石的開采期只有20-40年。

廢鋼鐵是一種再生資源，從鋼材→制品→使用→報廢→回爐煉鋼。每8-30年左右一個輪回不斷積蓄，不斷產(chǎn)生，無限循環(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［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

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

中日韓三國的鋼鐵產(chǎn)量數(shù)據(jù)均來源于《鋼鐵統(tǒng)計年鑒2006》(IISI，2007)。各國鋼鐵工業(yè)能耗總量的數(shù)據(jù)來源于亞太經(jīng)合組織能源數(shù)據(jù)庫(EGEDA Under EWG APEC， www.ieej.or.jp/egeda/ )，中國鋼鐵行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值和工業(yè)增加值數(shù)據(jù)來源于《中國鋼鐵工業(yè)年鑒》1997-2006；日本鋼鐵業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)1996-2002年來源于《日本歷史統(tǒng)計》(Historical Statistics of Japan， www.stat.go.jp/english/data/)，2003-2004年數(shù)據(jù)來源于《日本數(shù)字》(Japan in Figures， www.stat.go.jp/english/data/figures/)；韓國鋼鐵行業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)來源于韓國國家統(tǒng)計局(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)貨值都是以本國貨幣且以當(dāng)年現(xiàn)值來采集的，為了便于比較，首先以各國1996-2005年當(dāng)年匯率將各國幣值統(tǒng)一折算為美元，同時按各國的通貨膨脹率以1996=100將這些數(shù)據(jù)統(tǒng)一折算為1996年價，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)品品種三個因素的影響，采用Farla提出的簡單平均參數(shù)的Divisia分解方法［6，7］，分析上述各因素對噸鋼能耗的貢獻。

噸鋼能耗等于統(tǒng)計期內(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，而且各個國家也各不相同，因此，不能簡單地將所有產(chǎn)品總和起來，每個產(chǎn)品應(yīng)該被賦予一個權(quán)重，從而計算實物產(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］。具體值見表1。

3.2 分解分析

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

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

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。日本是一個能源匱乏的國家，鋼鐵工業(yè)所需的原料、燃料資源幾乎完全依靠進口，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，日本鋼鐵連鑄比由1996年的96.4%提升到2005年的97.7%，連鑄比的提高對噸鋼能耗的下降依然起到一定的作用。此外，生鐵進口量的增加也對總能耗的下降也有一定的作用，2005年生鐵的進口量已達到103.9萬t，是其生鐵總產(chǎn)量的1.25%。

韓國從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。韓國是以計劃為主導(dǎo)的市場經(jīng)濟，其鋼鐵工業(yè)的發(fā)展離不開政府的計劃干預(yù)， 1970年頒布的《鋼鐵工業(yè)育成法》為韓國鋼鐵工業(yè)形成合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)［9］，長期以來，韓國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，韓國生鐵的進口的比例一直很高，2005年雖有所下降也達到了國內(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)在韓國的鋼鐵對外貿(mào)易上，韓國是一個貿(mào)易大國，是全球第三大鋼材進口國、第六大鋼材出口國，2006年韓國鋼材消費量為5 422萬t，粗鋼貿(mào)易量占消費量的76.5%。如此大規(guī)模鋼鐵貿(mào)易的原因是其進出口產(chǎn)品有一定的互補性。韓國出口產(chǎn)品多為高附加值品種，而進口主要是低附加值的通用鋼材，2006年進口總量中來自中國的鋼材占40.7%。由此，韓國鋼鐵節(jié)能最主要的問題不是產(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)，韓國政府制定了“五年經(jīng)濟能源節(jié)約計劃”，開展節(jié)能宣傳，對鋼鐵業(yè)環(huán)保節(jié)能技術(shù)的開發(fā)和運用給予政策和資金上的充分支持，開發(fā)了大量的節(jié)能新技術(shù)，如FINEX工藝［10］，使得韓國鋼鐵能夠成為在節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用上僅次于日本的國家之一。

中國從1996年到2005年，噸鋼平均能耗下降了26.79%，幾乎全部要歸功于能源效率的提高 ，其貢獻為98%。結(jié)構(gòu)的作用微小到可以忽略不計。從效率上看，在研究期內(nèi)的10年間，我國不僅在節(jié)能技術(shù)上和生產(chǎn)裝備上有了長足的進步，還積極開展了一些提高鋼鐵行業(yè)能源利用效率的項目，如山東萊鋼和濟鋼參與的“節(jié)能自愿協(xié)議”，湖北新冶鋼的“合同能源管理”等等，這些項目的實施，實現(xiàn)了從技術(shù)上，從管理上的挖潛節(jié)能。但是與日本和韓國的鋼鐵工業(yè)相比較，我國在節(jié)能技術(shù)上的差距仍然較大。從結(jié)構(gòu)上看，我國鋼鐵生產(chǎn)的連鑄比由53.3%提高到94%，這雖然對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，2006年中國前十大鋼鐵企業(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)量來自于一些中小型鋼鐵企業(yè)，這無疑會不利于鋼鐵行業(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年開始，我國還由一個鋼鐵凈進口國轉(zhuǎn)變成為世界上最大的鋼鐵出口國，但是在出口產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中，出現(xiàn)了低附加值產(chǎn)品比重偏高的問題，這對于一個產(chǎn)值能耗高出韓國近5倍，噸鋼平均能耗高出日韓20%以上(2005年的數(shù)據(jù))的國家來說，能源的代價是相當(dāng)巨大的。

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

3.3 噸鋼能耗與產(chǎn)值能耗的趨勢比較

最后，我們將各國噸鋼能耗和產(chǎn)值能耗變化的趨勢相比較，從中找出兩者之間的關(guān)聯(lián)性，以分析結(jié)構(gòu)和效率是否同樣對產(chǎn)值能耗有顯著的影響(見圖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、日本的產(chǎn)值能耗和噸鋼能耗為1，以韓國1998=1，來計算產(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)展趨勢和兩者之間的關(guān)系。

中國的產(chǎn)值能耗與噸鋼能耗變動的趨勢是一致的，變動的幅度自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候變動的趨勢是一致的，但是變動的幅度上不具有一致性，其中噸鋼能耗的波動較為平穩(wěn)，而產(chǎn)值能耗的變化較大。

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

總的來說，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)，可以看到各國鋼鐵產(chǎn)值能耗與噸鋼能耗間，變動幅度差異較大，關(guān)聯(lián)性不強。但基本能耗水平是一致的，變動趨勢在大部分時候也具有一致性。 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)整和效率改進的過程中，不僅要考慮能耗水平的降低，還要考慮經(jīng)濟性的提高。

4 結(jié) 論

研究中我們比較了中日韓三國1996至2005年期間產(chǎn)值能耗和噸鋼能耗的發(fā)展趨勢，采用基于實物指標(biāo)的分解分析的方法，分析了鋼鐵產(chǎn)品及工藝結(jié)構(gòu)和效率對噸鋼能耗的影響，并比較了各國兩類能源強度之間的關(guān)系。

得到如下結(jié)論：

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

(2)對噸鋼能耗的分解分析表明，能源效率的提升對中國和韓國噸鋼平均能耗的下降起到了重要的作用，結(jié)構(gòu)的變化則對日本的噸鋼平均能耗的下降影響深遠。而對于中國鋼鐵行業(yè)而言，結(jié)構(gòu)與效率是進一步降低單位能耗的兩個關(guān)鍵問題。

(3)對各國鋼鐵產(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)整和效率改進的過程中，不僅要考慮能耗水平的降低，還要考慮經(jīng)濟性的提高。

(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