鄧光耀

(蘭州財經(jīng)大學(xué) 統(tǒng)計學(xué)院， 甘肅 蘭州 730020)

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，中國對能源的消費需求越來越大，而能源的供給有限，由此導(dǎo)致能源供求矛盾越來越尖銳。根據(jù)《能源發(fā)展“十三五規(guī)劃”》，2020年中國需要將能源消費總量控制在50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)。為了實現(xiàn)能源消費總量的控制目標(biāo)，有必要分析中國能源消費的類型差異、最終使用差異、部門差異，以及隱含能出口目的地差異，為此本文利用結(jié)構(gòu)路徑分析方法，研究中國能源消費的關(guān)鍵路徑。

結(jié)合投入產(chǎn)出模型的結(jié)構(gòu)路徑分析方法是研究碳排放和能源消費關(guān)鍵路徑的一種主流方法。謝銳等(2017)[1]結(jié)合結(jié)構(gòu)分解分析和結(jié)構(gòu)路徑分析方法研究了1995—2014年中國碳排放變動的影響因素和關(guān)鍵路徑，指出“非金屬礦物制品業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”和“電力燃氣水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”分別是驅(qū)動中國碳排放實現(xiàn)增加或減少的最關(guān)鍵路徑。SHAO L等(2018)[2]研究了2007年和2010年中國各省份的碳排放，指出碳排放最關(guān)鍵的部門是電力、燃氣和水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)。YANG X等(2018)[3]研究了2012年上海能源—水—碳排放傳輸?shù)年P(guān)鍵路徑，指出最關(guān)鍵的部門是通信設(shè)備、計算機和其他電子產(chǎn)品制造業(yè)。ZHEN W等(2018)[4]研究了2012年中國居民間接能源消費的關(guān)鍵路徑，指出“電力與燃氣的生產(chǎn)與供應(yīng)”“運輸、倉儲、郵政和電信服務(wù)”和“房地產(chǎn)服務(wù)”等行業(yè)是中國居民間接能源消費的最關(guān)鍵路徑。FENG C等(2019)[5]研究了2007年和2012年山西省能源和水傳輸?shù)年P(guān)鍵路徑，指出金屬礦加工和制造業(yè)是能源和水供應(yīng)鏈的關(guān)鍵部門。以上文獻主要對中國或者部分省份碳排放的關(guān)鍵路徑進行了研究，但是對中國各種能源消費類型、最終使用賬戶、出口目的地以及各部門能源消費關(guān)鍵路徑的研究較少。

本文在以上文獻的基礎(chǔ)上，利用投入產(chǎn)出模型和結(jié)構(gòu)路徑分析方法，識別2006—2015年中國能源消費關(guān)鍵路徑，并對能源消費類型差異、最終使用差異、部門差異及隱含能出口目的地差異進行研究。

一、研究方法

根據(jù)EORA數(shù)據(jù)庫中中國投入產(chǎn)出表的結(jié)構(gòu)(1)具體投入產(chǎn)出表參見https：∥www.worldmrio.com/countrywise/。，從行方向的平衡關(guān)系可得：

AdX+(Yd+Ex)=X

(1)

其中，Ad為中國國內(nèi)產(chǎn)品的直接消耗系數(shù)矩陣，X為總產(chǎn)出列向量，Yd為中國對國內(nèi)產(chǎn)品的最終使用列向量，Ex為出口列向量。定義列昂惕夫逆矩陣Ld=(I-Ad)-1，其中I為單位矩陣，可得：

X=Ld(Yd+Ex)

(2)

參考DENG G等(2018)[6]，定義直接能耗系數(shù)：

(3)

其中，Ei為第i部門的能源使用量，Xi為第i部門的總投入。結(jié)合公式(2)和公式(3)，各部門能源消費總量可表示為：

E=eX=eLd(Yd+Ex)

(4)

其中，e為直接能耗系數(shù)行向量。參考SU B等(2019)[7]對結(jié)構(gòu)路徑分析的研究，列昂惕夫逆矩陣可分解為：

Ld=I+Ad+(Ad)2+…(Ad)r+(Ad)>r

(5)

E=e(Yd+Ex)+eAd(Yd+Ex)+e(Ad)2(Yd+Ex)+e(Ad)>2(Yd+Ex)

(6)

在公式(6)中，第1項E(0)=e(Yd+Ex)可視為滿足中國最終使用和出口的能源消費量，第2項E(1)=eAd(Yd+Ex)可視為滿足中國E(0)中間需求的能源消費量(即滿足中國最終使用和出口的第一次中間需求所消耗的能源)，第3項E(2)=e(Ad)2(Yd+Ex)可視為滿足中國E(1)中間需求的能源消費量(即滿足中國最終使用和出口的第二次中間需求所消耗的能源)，第4項E(>2)=e(Ad)>2(Yd+Ex)可視為除E(0)、E(1)、E(2)之外的能源消費量(即滿足中國最終使用和出口的第三次及以上中間需求所消耗的能源)。

在EORA數(shù)據(jù)庫中，中國的投入產(chǎn)出表包括123個部門，能源投入種類包括天然氣、煤、石油、核能、水能、地?zé)崮?、風(fēng)能、太陽和潮汐能、生物能等9種類型，最終使用包括家庭最終消費、為家庭服務(wù)的非營利機構(gòu)、政府最終消費、固定資本形成總額、存貨變動、貴重物品的取得減處置等6大類核算賬戶，另外還包括對阿富汗等189個國家(地區(qū))的出口，因此公式(6)中每一項均可按照部門、能源使用類型、最終使用核算賬戶和出口目的地做進一步分解。具體來說，在計算最終使用部分能源消費時將公式(6)改寫為：

EYd=eYd+eAdYd+e(Ad)2Yd+e(Ad)>2Yd

(7)

類似于公式(6)，公式(7)右邊的4項可分別記為EYd(0)、EYd(1)、EYd(2)、EYd(>2)。在計算出口部分能源消費時將公式(6)改寫為：

EEx=eEx+eAdEx+e(Ad)2Ex+e(Ad)>2Ex

(8)

類似于公式(6)，公式(8)右邊的4項可分別記為EEx(0)、EEx(1)、EEx(2)、EEx(>2)。在計算各部門能源消費時將公式(6)改寫為：

e·X=e·(Yd+Ex)+(eAd)·(Yd+Ex)+

(e(Ad)2)·(Yd+Ex)+(e(Ad)>2)·(Yd+Ex)

(9)

其中，·代表向量的點積，也即向量e和X對應(yīng)元素相乘。類似于公式(6)，公式(9)右邊的4項可分別記為eX(0)、eX(1)、eX(2)、eX(>2)。

二、數(shù)據(jù)來源

文中中國投入產(chǎn)出表和各部門能源消費數(shù)據(jù)均來自于EORA數(shù)據(jù)庫[8-10]。EORA數(shù)據(jù)庫包括1970—2015年連續(xù)年度的進口非競爭型中國投入產(chǎn)出表，本文選取2006—2015年的數(shù)據(jù)進行研究。另外，由于投入產(chǎn)出表的編制較為繁瑣，2015年已是最新數(shù)據(jù)；中國特指中國大陸，中國的港澳臺地區(qū)單列。

三、實證分析

(一)不同能源消費類型的結(jié)構(gòu)路徑分析

利用公式(6)計算可得2006—2015年中國9類能源消費的結(jié)構(gòu)路徑分析結(jié)果，2006年和2015年的結(jié)果如表1所示：

表1 2006年和2015年中國9類能源消費的結(jié)構(gòu)路徑分析 103TJ

從表1可以看到：(1)E(0)、E(1)、E(2)、E(>2)4項之和為中國各類能源的消費量，根據(jù)以上4項之和可知：在2006年和2015年，中國能源消費的主要種類是煤和石油，其次是水能、天然氣、核能和生物能，而對地?zé)崮?、風(fēng)能、太陽和潮汐能消費較少。消費量較大的能源種類，對應(yīng)的分解項也較大。(2)天然氣、煤、石油、核能、水能和風(fēng)能E0值小于E1值，這說明以上6類能源中國最終使用和出口的能源消費量大于滿足中國最終使用和出口的第一次中間需求所消耗的能源。地?zé)崮?、太陽能和潮汐能、生物能則與以上6類能源的情況相反。(3)對表1中9類能源來說，均有E1值大于E2值，這說明滿足中國最終使用和出口的第一次中間需求所消耗的能源量大于滿足中國最終使用和出口的第二次中間需求所消耗的能源量。

本文進一步以9類能源消費總量為例，說明2006—2015年中國能源消費的結(jié)構(gòu)路徑，如圖1所示：

圖1 2006—2015年中國能源消費的結(jié)構(gòu)路徑

從圖1可以看到：2006—2015年中國能源消費的前3個分解項E(0)、E(1)和E(2)的趨勢基本一致，除最初幾年外，大部分年份保持增長的趨勢。另外，在2006—2011年，第4分解項E(>2)保持上升的趨勢，在2011—2015年大體上呈現(xiàn)下降的趨勢。

本文接下來以9類能源消費總量為例，說明2006—2015年中國最終使用部分、出口部分以及各部門能源消費的結(jié)構(gòu)路徑。

(二)最終使用部分能源消費的結(jié)構(gòu)路徑分析

2006年和2015年家庭最終消費、為家庭服務(wù)的非營利機構(gòu)、政府最終消費、固定資本形成總額、存貨變動、貴重物品的取得減處置等6大類中國最終使用核算賬戶能源消費的結(jié)構(gòu)路徑分析結(jié)果如表2所示：

表2 2006年和2015年最終使用部分能源消費的結(jié)構(gòu)路徑分析 103TJ

從表2可以看到：(1)無論是2006年還是2015年，在6大類最終使用核算賬戶中，按照能源消費量排序，依次是固定資本形成總額、家庭最終消費、政府最終消費、存貨變動、為家庭服務(wù)的非盈利機構(gòu)、貴重物品的取得減處置。(2)對家庭最終消費和為家庭服務(wù)的非營利機構(gòu)來說，無論是2006年還是2015年，按能源消費量排序，依次是EYd(>2)、EYd(0)、EYd(1)、EYd(2)。對固定資本形成總額和貴重物品的取得減處置來說，無論是2006年還是2015年，按能源消費量排序，依次是EYd(>2)、EYd(1)、EYd(2)和EYd(0)。對政府最終消費來說，2006年按能源消費量排序依次是EYd(>2)、EYd(1)、EYd(2)和EYd(0)，2015年則變?yōu)镋Yd(>2)、EYd(1)、EYd(0)和EYd(2)。對存貨變動來說，2006年按能源消費量排序依次是EYd(>2)、EYd(2)、EYd(1)和EYd(0)，2019年則變?yōu)镋Yd(>2)、EYd(1)、EYd(0)和EYd(2)。(3)2015年6大類最終使用核算賬戶各分解項所對應(yīng)的能源消費量均大于2006年的值。另外，2006年存貨變動的EYd(0)為負值，因此，在中國2006年投入產(chǎn)出表中大多數(shù)部門的存貨變動為負值。

本文進一步以4個分解項的合計值為例，說明2006—2015年6大類最終使用核算賬戶能源消費量的變化趨勢，如圖2所示：

圖2 2006—2015年6大類最終使用核算賬戶能源消費量

從圖2可以看到：2006—2015年，固定資本形成總額的能源消費量最多，其次是滿足家庭最終消費所消耗的能源，再次是滿足政府最終消費所消耗的能源，最后是存貨變動、為家庭服務(wù)的非營利機構(gòu)以及貴重物品的取得減處置的能源消費量，這與投入產(chǎn)出表中6大類最終使用核算賬戶價值量次序是一致的。另外，6大類最終使用核算賬戶的能源消費量在2006—2015年呈現(xiàn)增加的趨勢，雖然部分年度出現(xiàn)了短暫下降。

(三)出口部分能源消費的結(jié)構(gòu)路徑分析

由于EORA數(shù)據(jù)庫中中國的隱含能出口目的地多達189個，因此本文只研究中國對德國、印度、日本、韓國和美國等隱含能出口較多的國家以及中國香港地區(qū)進行結(jié)構(gòu)路徑分析。另外，本部分的能源出口不是指能源的直接出口，而是指產(chǎn)品或者服務(wù)中隱含的能源出口，也即隱含能出口。2006年和2015年中國對世界主要國家(地區(qū))隱含能出口的結(jié)構(gòu)路徑分析結(jié)果如表3所示：

表3 2006和2015年中國對世界主要國家(地區(qū))隱含能出口的結(jié)構(gòu)路徑 103TJ

從表3可以看到：(1)在中國對世界主要國家(地區(qū))隱含能出口各分解項和合計值中，無論是2006年還是2015年，中國對美國的隱含能出口量最大。根據(jù)隱含能出口量的計算公式(公式8)，能耗結(jié)構(gòu)、直接消耗系數(shù)以及產(chǎn)品出口結(jié)構(gòu)和出口量均會影響隱含能出口量，不過已有研究表明[11]，在以上各因素中，產(chǎn)品的出口量是影響隱含能出口量的最關(guān)鍵因素，因此中國對美國的隱含能出口量最大的最主要原因是中國對美國的產(chǎn)品或服務(wù)的出口量最大。(2)除印度的第2項EEx(1)、第3項EEx(2)和第4項EEx(>2)外，與2006年相比，2015年中國對其他5個國家(地區(qū))的隱含能出口各分解項和合計值均下降。雖然與2006年相比，2015年中國對各國(地區(qū))產(chǎn)品和服務(wù)的出口額上升，但是由于節(jié)能技術(shù)的提高，根據(jù)EORA數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)計算得到的單位產(chǎn)出產(chǎn)品和服務(wù)所消耗的能源在下降，也即公式(6)中直接能耗系數(shù)e下降，因此，與2006年相比，2015年中國對德國等國家(地區(qū))的隱含能出口下降。另外從圖1也可以看到，與2006年相比，2015年中國的能源消費量增加得不多，但是2015年中國各部門的總產(chǎn)出比2006年增加了很多，因此根據(jù)公式(6)計算得到的各部門直接能耗系數(shù)下降得較多。

本文進一步分析2006—2015年中國對世界主要國家(地區(qū))隱含能出口(對應(yīng)表3中合計值)的變化趨勢，如圖3所示：

圖3 2006—2015年中國對世界主要國家(地區(qū))的隱含能出口量

從圖3可以看到：(1)2006—2015年，中國對世界主要國家(地區(qū))的隱含能出口量大體上經(jīng)歷了減少到增加再到減少的變化，其中2006—2009年減少，2009—2011年增加，2011—2015年再次減少。隱含能出口量減少的主要原因是節(jié)能技術(shù)的提高以及高能耗產(chǎn)品和服務(wù)出口量的減少，隱含能出口量增加的原因是產(chǎn)品和服務(wù)出口量的增加?？傮w來說，近年來中國經(jīng)濟逐步邁入新時代，經(jīng)濟增長從高速發(fā)展階段逐漸過渡到高質(zhì)量發(fā)展階段，減少了高能耗產(chǎn)業(yè)和服務(wù)的出口，并且提高了節(jié)能技術(shù)，從而與2006年相比，2015年中國對世界主要國家(地區(qū))的隱含能出口量下降。(2)2006—2015年，中國對美國的隱含能出口量最大，其次是中國香港和日本，再次是德國和韓國，最后是印度。

需要說明的是，本文采用的是進口非競爭型投入產(chǎn)出表，隱含能進口量的計算與其他國家對能源的消費有關(guān)(不同國家的直接能源消耗系數(shù)不同)，進口產(chǎn)品的生產(chǎn)不需要消耗中國的能源，因此本文未進一步對隱含能進口進行結(jié)構(gòu)路徑分析。

(四)各部門能源消費的結(jié)構(gòu)路徑分析

由于EOAR數(shù)據(jù)庫中中國投入產(chǎn)出表包括的部門多達123個，本文根據(jù)國民經(jīng)濟行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 4754-2017)，將123個部門合并為15個部門，然后對合并之后的部門進行結(jié)構(gòu)路徑分析。2015年中國各部門能源消費的結(jié)構(gòu)路徑如下：

從表4可以看到：(1)在農(nóng)業(yè)等15個部門中，2015年能源消費最大的部門是建筑業(yè)，建筑業(yè)能源消費占全行業(yè)能源消費的1/3左右。在建筑業(yè)能源消費的4個分解項中，第4個分解項eX(>2)最大，這說明建筑業(yè)能源消費主要是為了滿足中國最終使用和出口第三次及以上的中間需求，結(jié)合建筑業(yè)能源消費占全行業(yè)能源消費的1/3左右的結(jié)果，可以得出建筑業(yè)eX(>2)是中國能源消費的最關(guān)鍵路徑。(2)在4個分解項中，非金屬制品業(yè)、電力燃氣和水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、交通運輸業(yè)的第1項eX(0)大于其他3項；采礦業(yè)、石化業(yè)的第2項eX(1)大于其他3項；農(nóng)業(yè)、食品和煙草制造業(yè)、紡織業(yè)、木材和造紙業(yè)、文體用品制造業(yè)、金屬制造業(yè)、機械制造業(yè)、其他制造業(yè)、建筑業(yè)和其他服務(wù)業(yè)均是第4項eX(>2)大于其他3項。

表4 2015年中國各部門能源消費的結(jié)構(gòu)路徑 103TJ

本文進一步以建筑業(yè)為例，說明2006—2015年中國能源消費的變化趨勢，從圖4可以看到：(1)在2006—2015年中國建筑業(yè)能源消費各分解項中，按照大小排序依次是eX(>2)、eX(1)、eX(2)和eX(0)。(2)從趨勢來看，建筑業(yè)能源消費的第1項eX(0)保持增長的趨勢；第2項eX(1)和第3項eX(2)趨勢基本一致，在2006—2007年先短暫下降，之后在2007—2015年逐漸上升；第4項eX(>2)則先在2006—2011年快速增長，在2011—2013年變化幅度不大，之后在2013—2015年逐漸下降。

圖4 2006—2015年中國建筑業(yè)能源消費

四、結(jié)論與啟示

本文利用EORA數(shù)據(jù)庫中中國非競爭型投入產(chǎn)出表和能源消費數(shù)據(jù)，研究了2006—2015年中國能源消費的關(guān)鍵路徑，實證結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)中國能源消費的主要種類是煤和石油，其次是水能、天然氣、核能和生物能，而對地?zé)崮?、風(fēng)能、太陽和潮汐能消費較少。(2)在6大類最終使用核算賬戶中，按照能源消費量排序，依次是固定資本形成總額、家庭最終消費、政府最終消費、存貨變動、為家庭服務(wù)的非盈利機構(gòu)、貴重物品的取得減處置。(3)在中國隱含能出口的189個國家(地區(qū))中，中國對美國的隱含能出口量最大。(4)在15個行業(yè)中，建筑業(yè)對能源消費最大，建筑業(yè)能源消費占全行業(yè)能源消費的1/3左右，最關(guān)鍵的路徑是滿足中國最終使用和出口部分第三次及以上中間需求的建筑業(yè)能源消費。

根據(jù)以上研究結(jié)論，可得以下政策啟示：(1)中國現(xiàn)階段能源消費的主要類型仍然是會產(chǎn)生較高污染的化石能源，對清潔能源的消費量較少，因此為了控制環(huán)境污染，需要逐步降低化石能源消費量，擴大水能、核能、風(fēng)能、太陽能等清潔能源的消費量。(2)從可持續(xù)發(fā)展角度來說，能源消費需要在投資和居民消費之間保持平衡。(3)在能源供給壓力較大時，需要適度控制對其他國家的隱含能出口，增加從其他國家的隱含能進口。(4)由于建筑業(yè)能源消費量最大，因此需要大力發(fā)展建筑節(jié)能材料，更新節(jié)能技術(shù)，并注意與上下游行業(yè)的同步發(fā)展。

需要說明的是，本文中最新的數(shù)據(jù)截至2015年，由于近年來新能源、新產(chǎn)業(yè)逐步涌現(xiàn)，2016—2020年中國的能源消費結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生較大改變，特別是歐佩克與俄羅斯之間的原油價格博弈會對2020年以及以后年度中國的能源消費結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，從而本文的研究結(jié)論與現(xiàn)實的吻合度有待商榷，這是本文以及其他利用投入產(chǎn)出模型來研究能源消費關(guān)鍵路徑的文獻[3-5]的不足之處。