对单位工业增加值能耗影响因素的分析与研究

物流管理 40420035 马小红 对单位工业增加值能耗影响因素的与研究 摘要：本文主要通过对单位工业增加值的能源消耗进行多因素分析，建立以每亿元工业增加值能耗为应变量，以其它可量化影响因素为自变量的多元线性回归模型，并利用模型对经济增长是以高能耗为代价这一社会现象进行数量化分析，就有关如何建立一个节能型社会提出一些可供参考的意见。 关键字：每亿元工业增加值的能耗，能源结构，多因素分析 模型 一、问题提出 能源是现代工业、现代文明的支撑和动力。中国的经济增长取得举世瞩目的成就，与中国能源产业强有力的支撑是分不开的。特别是改革开放以来，我国能源发展取得了很大的成就。能源供需基本平衡，能源消费结构不断优化，但目前以高能耗为代价的经济增长格局并未得到根本改观。从图1可以看出，1989-2004 年期间，中国在保持经济高速增长的同时，能源消费增长都维持在一定的水平，整个时期能源消费弹性都较低，且起伏不大；尤其是在1998 年达到了历史最低水平，以较少的能源投入支撑了经济的持续稳定增长；但在随后的几年里，能源消费弹性却又持续上升，到 2004 年达到了 1.60。总体来看，中国经济的持续稳定增长，是以高能耗为代价的。而能源对经济发展的约束及其所引发的矛盾也日益凸现。 一是随着国民经济的高速增长，能源供给已难以满足日益增长的需求，瓶颈约束造成了能源供给的短缺和价格的上涨。据国家统计局有关资料显示，我国 2003年可供消费的能源总量与能源消费总量的平衡差额为-2455 万吨标准煤。同年，煤炭价格开始大幅上涨。而煤价上涨又直接导致了电价的上涨，原油、煤、电，能源价格“涨”声一片，而随着能源价格的上涨，交通运输、冶金、石化、轻工、渔业、农业等许多行业都受到不同程度的影响。专家认为，能源价格上升将导致消费和投资减少，进而影响国民经济增长。专家甚至预测，如果能源价格保持目前水平，今后中国经济增长可能此会放缓0.5-1个百分点。 二是中国工业化的进一步深化会对能源增长有更高的依赖性，能源的利用率低下则进一步深化了这一矛盾。据国内有关资料显示，我国 2000 年单位能源生产的 GDP 为 4.1 国际元/千克标准油，低于世界平均水平的 4.5 国际元/千克标准油，而 2003 年度中国的原油、原煤消耗量分别为世界的 7.4%、31%，而创造的 GDP仅相当世界的 4%。中国正处于工业化阶段，想要持续经济的高速发展，使得我们面临着能源供应每年递增的压力，而能否顶住压力，则取决于经济增长方式、能源发展战略和能效政策。 图1：能源消费弹性系数图及计算 这些矛盾和问题将引发我们去思考一系列问题：未来或更近一段时期内，能源能否支撑起我们所的经济增长？如何缓解我国能源紧张的现状？等等。为回答和有效解决这一系列问题，我们选择了工业这一国民经济中能耗最高的部门作为标的进行分析。其原因是工业作为国民经济中能耗最高的部门，其对能源的利用效率在相当程度上影响着我国总能源利用效率。且随着我国工业化进程的加快，工业对能源的高依赖性日益显现。本文旨在通过研究每亿元工业增加值的能耗变化趋势及影响因素，透视出国民经济增长与能源消费的变动趋势。 二、基本理论综述 （一）能源及其分类 能源是指可以从中取得能量以转换为人们所需的热、光、动力等的自然资源。同时，这些资源需要在经济上有开发利用价值，或在可预见的时期内有经济价值。据世界能源委员会（World Energy Council, WEC）的规定，各种可利用的能源包括：煤炭、石油、天然气、核能、水能、太阳能、地热能、风能及潮汐能等。 （二）每亿元工业增加值的能耗变化趋势及影响因素 1. 每亿元工业增加值的能耗变化趋势，如图： 图2：每亿元工业增加值的能耗变化趋势 2.从经济意义上考虑的影响因素有： 我们因以经济理论为基础选取模型变量，这样，变量以经济理论为支撑点，才具有现实的意义。 （1）重工业规模因素 重工业是指为国民经济各部门提供物质技术基础的主要生产资料的工业。按其生产性质和产品用途，可以分为下列三类： a.采掘(伐)工业，是指对自然资源的开采，包括石油开采、煤炭开采等工业；b.原材料工业，指向国民经济各部门提供基本材料、动力和燃料的工业。包括金属冶炼及加工、炼焦及电力、石油和煤炭加工等工业；c.加工工业，是指对工业原材料进行再加工制造的工业。而轻工业指主要提供生活消费品和制作手工工具的工业，例如食品制造、日用化学制品、文教体育用品等。由以上可看出，重工业的能耗远远大于轻工业；且在我国，重工业产值在工业总产值中所占比例超过半数，在工业中占有举足轻重的地位。我国今年前三季度，国内生产总值同比增长8.5%，工业增加值同比增长16.5%，重工业占工业总产值的比重更是超过64%。  中国社科院产业发展研究中心主任郭克莎预测，如果今年全国国内生产总值的增长率在8.5%-9%之间，工业对GDP增长的贡献率将超过70%。尤其是重工业，仍将保持高速增长的态势。因此我们将重工业占所占工业的比重作为每亿元工业增加值的能耗这个被解释变量最重要的影响因素。 （2）技术进步因素 α根据柯布-道格拉斯（Cobb-Dauglas,C-D）生产函数 : ，其中Y代表产出；L,K分别代表资本和劳动的投入量；A, α, β, 为三个参数。从本质上说，C-D生产函数反映了生产过程中的要素投入与产出量之间的技术关系。因此，经济增长可以由资本、劳动力等生产要素投入的增加量而实现，也可以由这些投入要素的产出效率的提高来实现。技术进步能够降低其中某种要素的使用比例，从而节约资源。 图3： 技术进步与生产函数 资料来源：西方经济学第三版（微观部分），中国人民大学出版社 如上图所示，f0和f1分别表示技术进步前后的生产函数。无论是技术进步以前还是以后，随着能源消费的增长，生产规模逐步扩大，从而实现经济的增长。不过科学技术的引进，使投入到产出有了事半功倍的效果。在k2这一投入水平上，技术进步为整个生产多带来了DB的产量。在l的经济规模上，技术进步节约了AB的投入量，也就是说为了实现一定的经济增长，在技术进步的参与下可以大大节约资源投入。因此技术进步也是影响每亿元工业增加值的能耗的一个重要因素,根据上述分析,可以用投入产出比来衡量技术进步因素的影响. （3）能源消费结构变化因素 煤炭的利用率相对石油、核能等较低，即同等产出下，相比石油、核能等消耗的煤炭更多。因此煤炭消耗占能源总消费的比例的变动对每亿元工业增加值的能耗影响较大。但下图可以看出，煤炭在总消费中所占的比例呈缓慢下降趋势，但其仍然是我国能源消费的主力军。2002年我国能源的生产结构为煤炭70.7%，原油17.2%，天然气3.2%，水电8.9%，煤炭占据了绝对的首位。在消费结构中，1953—2003年，煤炭的比例在逐步下降。 表1：中国能源消费结构 （4）政策因素 政策方针的导向作用从来都是经济运行中不可忽视的因素。1998年1月1日起，国家开始实施《能源法》，使其成为了国家统一管理能源、科学发展和使用能源的权威性法律，成为了遏制能源浪费的利剑。继《能源法》之后，各地相继出台了相关法律法规来鼓励、支持节约能源，遏制能源浪费。这一系列的政策出台都可能导致每亿元工业增加值能耗的变动。 三、数据收集和整理 本论文选取1980-2003年的时间序列数据,并以80年的可比价进行计算以剔除价格因素.如下表所示: 表2 表3 数据来源：中国统计年鉴；中国经济年鉴；中国能源年鉴；中经网统计数据库 4． 模型的设定 最初的模型设定为：Yi=αi+β1*X1i+β2*X2i+β3*DUM+Ui 其中: Y——每亿元工业增加值能耗 X1——重工业总产值在工业总产值中所占的比重 X2——工业中间投入与总产出之比(简称投入产出比,用以代表技术进步因素) DUM——(代表政治因素，98年以前为0，98年以后为1) 回归结果如下表： 由上表可知，X1和DUM的参数都不显著，可决系数也不高。查德宾—沃森d统计量表得N=24，K’=3时，DL=1.101，DU=1.656，DW=0.753645〈 DL，存在正的自相关，经过三次迭代得 虽然自相关仍然没有完全消除，但是迭代的过程中X2，DUM的T统计量在逐渐减小，可见该模型的变量选取可能存在问题。 下一步考虑对模型变量取对数回归结果为： LOG（X1），DUM仍然没有通过T检验，可决系数不高，且模型存在自相关。于是，我们又分别对各个变量取对数建立模型，得到的结果均不理想。之后，我们对模型做一阶差分后进行回归，然而得到的结果仍不是十分理想。 综上分析，我们考虑模型是否存在拟合度不高的问题，因此尝试对模型进行分段回归。因为Y的图形为 所以按Y的取值，以87年和2001年为分界点对模型进行分段回归，取D1，D2两个虚拟变量，87年以前D1=0，87年以后D1=1；2001年以前D2=0，2001年以后D2=1；回归结果为： 可见分段回归对Y的拟合也不是很好，至此我们确定模型的变量选取有问题，开始考虑加入新变量。参考大量相关文献，我将煤炭消费量在总能源消费量中的比重X（代表能源消费结构变化因素）加入原模型Yi=αi+β1*X1i+β2*X2i+β3*DUM+Ui中，经回归得： 可见除截距项系数不显著之外，其他参数都通过了T检验，但是， 查德宾—沃森d统计量表得N=24，K’=4时，DL=1.013，DU=1.775，DW=1.355493，介于DL，DU之间，不能确定其是否存在自相关，采用修正的DW检验（即扩大拒绝域）的方法，认为模型存在正自相关。采用科克伦-奥克特迭代法修正其自相关，三次迭代后，结果为 虽然该模型消除了自相关,经检验,多重共线性和异方差等也都不存在，但是除X-0.810843*X（-1）参数显著外，其余变量的参数都不显著，可决系数R^2=0.512080亦不是很高.可见该模型不是很理想.对模型进行取对数,一阶差分等各种尝试后,该模型依旧没有得到改善. 经过多次研究和参阅其他相关文献,我考虑将重工业的总产值X3（规模因素）加入模型,对这5个解释变量进行各种组合,根据其对Y的解释作用,自相关,异方差,多重共线性有无等指标,确定对各个变量的取舍。 最后确定X X3 X2 DUM为模型的解释变量，即新模型为 Yi=αi+β1*Xi+β2*X2i+β3*X3i+β4*DUM+Ui 其中: Y——每亿元工业增加值能耗 X——煤炭消耗占能源总消费的比例 X2——投入产出比(工业中间投入除以工业增加值（代表技术进步因素) X3——重工业总产值 DUM——(政治因素，98年以前为0，98年以后为1) 最后回归的结果为： 五、模型的求解与检验 (一)经济意义检验 对我国工业来说，从1980年到2003年每亿元工业增加值能耗的变化趋势如图： 我们将其分为80年到93年的上升阶段，93年到2001年的下降阶段和01年以后的上升阶段三部分进行分析。 由上面的回归方程可知：重工业总产值，煤炭消耗占能源总消费的比例和被解释变量呈同方向变化，而投入产出比和被解释变量呈反方向变化。下图为以上几个解释变量在1980到2003年的变化 由上图可以看出：在80到93年（即第一阶段），重工业总产值，煤炭消耗占能源总消费的比例都处于上升阶段，而投入产出比在下降阶段，与被解释变量的变化相符合。 93年到01年，煤炭消耗占能源总消费的比例开始下降，而投入产出比开始上升，这些都会导致每亿元工业增加值能耗的下降。对于重工业总产值来说，虽然其在这一期间有小幅上升，但因其系数相对其它解释变量来说较小，即相对来说，其对被解释变量影响幅度较小，所以综合说来，各解释变量这一阶段的变化导致了被解释变量的下降。 在第三阶段，重工业总产值，煤炭消耗占能源总消费的比例都处于上升态势，而投入产出比在下降阶段，所以被解释变量每亿元工业增加值的能耗有所上升。 对于虚拟变量，按照经济常理，自1998年《能源法》实施开始，其参数应为负值，即其与被解释变量呈反向变动。但实际情况为，《能源法》及各地相关法律法规的出台，使得许多重工业工厂开始进行调整。例如2000年，首钢就已陆续 开始进行“结构调整”的工作，只在北京地区保留总部和研发体系，冶炼部分搬迁至唐山滦南县的曹妃甸。而在2002年，江西洪都钢铁厂也计划搬出南昌市区。其将新厂址选择为远离城区的昌北经济技术开发区，其已于2003年破土动工。这一系列的重工业厂址外迁，可能导致能源消费短期大幅上升，但从长期趋势看来，虚拟变量应与被解释变量呈反方向变动关系。由于我们的数据仅截至于2003年，所以无法验证这一长期趋势。 （二）计量经济学检验 1.平稳性检验 我们先对Y做单位根平稳性检验，结果如下图所示 从检验结果看，在1%，5%，10%三个显著性水平下，单位根检验的Mackinnon临界值分别为-3.7856，-3.0114，-2.6457，t检验统计量值-1.784070大于相应临界值。从而不能拒绝原假设，表明被解释变量存在单位根，是非平稳序列。对各个解释变量进行单位根检验可以发现，所有解释变量的水平值都存在单位根，是非平稳序列。检验结果如下 由于知识所限，无法对模型进行多变量协整检验，但是从经济意义上说，被解释变量和以上解释变量之间应该存在着长期的均衡关系，从而我们可以建立这样的多元回归模型并对其进行回归估计。 2． 多重共线性检验 各参数的方差扩大因子为：vifx=7.78065 Vifx2=1.7352043 Vifx3=2.401935 Vifdum=8.222738 都小于10，所以模型不存在严重多重共线性 3．自相关检验 查dw表可知，当n=24,k’=4时，dl=1.013,du=1.775，dw=1.877823>du；因此接受原假设，模型不存在自相关。 4.异方差检验 选择一阶ARCH检验，结果为： N*R^2=0.562029,χ^2(1),在置信度95%，时取值为3.84146〉N*R^2，证明不存在异方差。 5.最终模型估计如下： Yi=-25.41316 + 75.90875*Xi - 25.88319*X2i + 0.000795*X3i + 4.043347*DUM + Ui （10.26322）（13.05411）（3.526039） （3.63E-05） （1.007375） t=(-2.476140) (5.814929) (-7.340586) (5.358151) (4.013744) R^2=0.890545 F=38.64687 DW=1.877823 df=24 模型的经济意义： β1的意义：在其他条件不变的情况下，由于能源消费结构变化变化，即煤炭消耗占能源总消费的比例每变动1个单位，平均来说可导致每亿元工业增加值能耗同向变动75.90875个单位。 β2的意义：在其他条件不变的情况下，由于技术变化，即投入产出比每变动1个单位，平均来说可导致每亿元工业增加值能耗反向变动25.88319个单位。 β3的意义：在其他条件不变的情况下，由于重工业规模变化，即重工业总产值每变动1个单位，平均来说可导致每亿元工业增加值能耗同向变动0.000795个单位。 β4的意义：在其他条件不变的情况下，由于国家在能源方面有关政策的变化，即虚拟变量每变动1个单位，平均来说可导致每亿元工业增加值能耗同向变动4.043347个单位。 六、结论 （一）综上分析，每亿元工业增加值能耗主要受4方面影响：重工业总产值，能源消耗中煤所占的比例，政策因素和投入产出比。前三个因素对每亿元工业增加值能耗有正的影响，投入产出比对其有负的影响。 （二）模型缺陷 最初我们使用工业总产值中重工业比重作为结构变量加入模型中，但是无论怎样处理，其系数都不显著，最后只得将其舍弃而将重工业总产值作为规模变量替代其加入模型。 未对模型进行协整检验,因此,造成模型科学性不够。 七、政策建议 　（一）推进资源价格市场化 国家发展与改革委员会主任 马凯 加快推进水、电、石油、天然气等资源性产品价格的市场化进程，建立反映资源稀缺程度的价格形成机制，充分发挥市场配置资源的基础性作用。 国务院发展研究中心产业经济研究部部长 冯飞 目前能源和资源的价格比较刚性，缺乏灵活性，并没有发挥价格机制和调节供需的作用。另外，从价格的结构来看，要形成有利于可再生能源发展替代能源发展，替代技术发展比价关系。 （二）节约激励政策 国家发展与改革委员会主任 马凯 建立健全有利于建设节约型社会的财税政策体系，加快制定鼓励生产、使用节能节水产品和节能建筑以及低油耗，低排量车辆的财政税收政策，完善资源综合利用税收优惠政策，调整高耗能产品进出口政策。 国务院发展研究中心研究员 周宏春 出台相应的经济、财税激励政策，才是建设节约型社会的关键。 我国对于节能的财税激励政策，在上世纪80年代有“固定资产投资调节税”，即对北方节能建筑给予零税率的优惠，但后来为了拉动固定资产投资，此政策暂停。目前，国务院相关部门正着手研究调整高耗能产品进出口政策、适时开征燃气油税、完善消费税制、研究制定低能耗、低污染车辆的财税政策等。 （三）.产业结构升级 　　中国科学院院士、中国院院士 潘家铮 我国在工业化过程中必须有所为有所不为，有所发展有所控制，低级产业向中国转移并不是来者不拒、多多益善。那些以付出土地、水、能源、矿产为代价取得一点点经济效益或外汇的产业就不能要。必须加快产业结构升级的步伐，加快从传统工业向新兴工业的转变。今后，国家应该基本停止发展高消耗、高污染、低效率、低产出的产业，各行各业各省区都要按照中央精神和具体情况对产业体系进行规划、转轨、重组、引进，制定传统工业和新兴工业的发展和取代过程。放弃外延式、粗放式、低附加值的生产。产业体系结构的调整升级是最大的节约。 国务院发展研究中心产业经济研究部部长 冯飞 建设节约型社会要紧紧抓住转变经济的方式、调整经济的结构的优化、发展循环经济这些核心的环节。造成近几年能源和资源消费快速增长的原因是结构性的问题，经济增长要从主要依靠资源的投入转向提高资源效用，要尽最大可能提高资源利用效率。特别是从有利于可持续发展和增强国家竞争优势的角度形成资源节约型国民经济的体系。 （四）依靠科技创新 　　全国政协副主席、中国工程院院长、院士 徐匡迪 依靠科技创新，建设资源节约环境友好型社会。国家和社会应该大幅增加科学研究和开发的经费投入，还应该努力将发明和专利转化为生产力，为此必须致力于人才培养和人力资源的开发，否则节约型社会就难以实现。 　　国家发展与改革委员会主任 马凯 高度重视信息、先进工艺和制造技术在资源开发利用领域的应用，坚持引进技术与消化、吸收、创新相结合，加强资源节约和循环利用技术的科技攻关和产业化。重点开发十分有重大推广意义的资源节约和综合利用技术。加快资源节约新技术、新产品和新材料的推广应用。加大对节约资源、发展循环经济的重大项目和技术开发、产业化示范项目的支持力度。 　　中国科学院院士、中国工程院院士 潘家铮 要实现新型工业化，以信息化带动工业化，从传统工业走向知识产业，以及提高生产效率，降低生产消耗，开发节约型产品，这些都要依靠科技创新和发展。中国必须有强大的科技创新能力与发明成果，科技创新和发展是我国实现走新型工业化道路的动力和支撑力量。国家和社会应该大幅增加R&D投入，投入应该主要用于开发性、应用性和应用基础研究上，还应该有将发明和专利转化为生产力的渠道和保证，还要致力于人才的培养和人力资源的开发。 国务院发展研究中心产业经济研究部部长 冯飞 在建设资源节约型社会要推动技术进步，要鼓励技术创新。技术进步和技术是建设资源性社会一个重要的保证，节约能源应该写入国家中长期发展规划当中。特别是鼓励新技术的应用，包括政府采购节能、节约资源产品，为新技术成果的应用创造好的市场环境、好的政策环境。 （五）完善法律与加强规制并重 国家发展与改革委员会主任 马凯 健全法规标准，强化监督管理。加强法规建设，抓紧制定和修订促进资源有效利用的法律法规，解决无法可依和法律不完善的问题，制定完善标准，对高消耗、高污染行业新建项目，提出更为严格的产业准入标准，加快制定产品的强制性效能标准，修订和完善主要效能行业节能设计规范、建筑节能标准等。依法建立严格的，并加大执法和监督检查力度。 　国务院发展研究中心产业经济研究部部长 冯飞 建立资源能源审计制度，要从现行的环境评价制度一道共同构成新的社会性管制制度。也就是说，要从能源、资源、环保这些方面提出更为严格的产业准入的标准和制度，对高耗能的落后工艺、落后技术和落后的社会要实行强制淘汰。对于重点耗能产品的市场准入制度要实现。 参考文献: 《计量经济学》 《西方经济学—微观部分》 为能源消费弹性系数 � EMBED Equation.3 ��� _1228422520.unknown