能源经济学 第6讲

3. 能源物理效率
〔1〕能源物理效率通常是指能源 的热效率 ed，其理论根底是热力学定 律。根据能源流环节的不同，能源物 理效率通常可分为能源开采、加工转 换、储运及终端利用效率。此外还可 分为热力学第一定律、第二定律效率
〔2〕根据热力学〔能量转换与能 量守恒〕第一定律，过去 20 多年来， 我国能源物理效率有了显著提高。 2005 年能源开采效率、中间环节利用 效率、终端利用效率分别为 33.3%、 64.8%、52.9%，总物理效率为 13%。 2007 年我国电力供热效率为 40.24%， 炼焦效率为 97.78%，炼油效率为
〔3〕当今社会，能源既是一种必 需的生产与生活资料，而且也是一种 战略物资，其中，化石能源还是不可 再生的。同时，能源的开发与利用也 会带来环境污染和气候恶化等社会问 题，因此，提高能源效率确实是十分 必要而迫切的
2. 能源效率的社会奉献量
提高能源效率关键在于提升能源消耗对整个经济、社会及其环境可 持续开展的奉献量。然而，在不同的开展阶段，人们对能源奉献量的理解也 不一样
能源经济学
第六讲 能源效率
第六讲 能源效率
在经济快速增长时期，能源的有限性愈益突 出，如何利用有限的能源推动经济的快速开展是 各国面临的共同问题。本讲主要探讨能源效率的 内涵、能源效率测度的根本思路以及测度的具体 指标与方法等问题
第六讲 能源效率
一、能源效率的内涵 二、能源效率的测度 三、能源效率测度的具体指标 四、有关能源效率的几点启示
〔3〕有些能源活动，尽管带来的效劳量没有 增加，能源消耗量也没变化，但却推动了可持续 开展，也等于改善了能源效率。比方，技术的进 步使人们以更低的本钱用丰富的能源取代了稀缺 的能源〔太阳能取代化石能源〕，且没有带来环 境方面的负面影响，也可算作女性了的提高
二、能源效率的测度
1. 能源效率测度的根本思路 2. 能源效率测度中必须注意的 几个问题
〔11〕2007 年年底，世界银行发 布了 2005 年全球国际比较工程的研究 结果，对以前的 PPP 系数进行了修订 。多数兴旺国家一体化程度较高、 统 计体系相对完善，石油 PPP 系数对其 单位 GDP 能耗进行比较，其结果大都 相对可靠
〔12〕需要说明的是，尽管修订后 的数据准确性提高了， 但由于受到理 论方法、 根底数据等因素的制约，有 关中国 PPP 的数据还很不准确，需要 慎重斟酌
在研究推算中，每种指标都基于 一定的假设条件，都有其优点及其局 限性。如果这些假设条件难以满足， 那么会导致能源效率测度的偏差，进 而造成判断或决策的失误。在此，常 用的能源效率测度指标有：能源宏观 效率、能源实物效率、能源物理效率 以及能源价值效率等
三、能源效率测度的具体指标
1. 能源宏观效率 2. 能源实物效率 3. 能源物理效率 4. 能源价值效率
〔3〕通常情况下，采用单位产 值能耗或单位增加值能耗等指标， 只是从统计核算上得到能耗水平结 果，所获取的信息量也很有限，难 以据此决策。同时，采用不同的测 度指标，还可能会导致不同的用能 行为
2. 能源效率测度中必须注意的几个 问题
〔1〕每种能源效率测度指标都隐含 了一定的假设条件，都有其优缺点及 适用范围。 简单来看，能源效率的度 量就是效劳产出量除以能源投入量
4. 能源价值效率
〔1〕由于各类能源的品质不 一，即使是相同热当量的能源，其 成效也各不一样。有的企业虽然耗 能较低，但所消耗的大多为优质能 源，其能源本钱也不低
〔2〕为了对各类能源进行加总， 除了要用热当量系数作权重外，还可 以用价格做权重，由此推算出能源的 价值效率 ev。如果能源效劳产出量也 用价值量来测度，那么，把能源价值 效率与其他效率指标结合起来进行国 际比较，就可以发现各国能源宏观效 率或实物效率差异背后的原因
能源效劳产出的内容是多方面 的，是一个多维向量，其间存在着 产业结构、产品结构和效劳结构的 差异。在利用价格为权重进行加总 后，便可以货币来度量
在一国能源效劳产出的宏观测度 中，效劳产出一般用国内生产总值指 标；在单个行业部门的测度中一般使 用总产值或增加值指标；个别产品那 么采用产量指标。由于各国产出效劳 结构不同，技术水平不同，同样的产 值能源消耗量也不一样
97.17%
〔3〕根据热力学第二定律，能量转 换是有方向的。按照卡诺定理，由两个 等温过程和两个绝热过程所构成的循环 效率为卡诺循环效率
c
(T1
T2) T1
〔4〕在现实中，由于高温热源的绝 对温度 T1 不可能无穷大，低温热源的 绝对温度 T2 不可能为 0。所以，卡诺 循环效率小于 1 ，热能不可能全部转 换为机械功，而依据第二定律计算的 热效率要更低
三、能源效率测度的具体指标与方法
能源效率通常用能源效劳产出量 与投入量的比值来度量，但是，如何 确定或核算能源投入量、效劳产出量 ，不同的领域会有不同的方法，由此 会产生不同的能源效率测度指标
在实践中，为了便于处理，一般 都用一个一维指标来反映能源效率的 上下。这个指标只要能涵盖大局部信 息、没有大的偏差，且能满足一般需 要，就具有可接受性。但是，有的指 标并不能涵盖所需要的各种信息。因 此，需要采用不同的测度指标
〔1〕在宏观上，能源效率的含义 重在经济、社会及其环境的可持续开 展上。在此，生产者主要从本钱或利 润的角度看待能源效率，消费者主要 从支付能力及效用等视角看待能源效 率，政府那么从能源的功能及其相互 关系上把握能源效率政策
〔2〕提高能源效率不仅表达在用 能设备的改进上，而且还表达在其他 方面。有些活动虽然多消耗了一些能 源，但提供了更多的效劳，也会在一 定程度上提高能源效率。航空运输虽 然在能源消耗上远远高于公路、水路 ，但能大大缩短时间，带来更大的经 济效益，也意味着能源效率的提高
一、能源效率的内涵
1. 能源效率的含义 2. 能源效率的社会奉献量
1. 能源效率的含义
〔1〕能源效率是指能源的效劳产 出量与能源使用量的比值。在此，改 善能源效率主要是以尽可能少的能源 投入获得尽可能多的效劳产出量
〔2〕能源效率难以孤立的度量 ，它与经济、社会、环境、技术等 因素密切相关。因此，不能简单地 强调降低能源消耗，而应当从经济 、社会、环境、技术等角度探讨如 何提高能源使用效率
〔5〕在能源投入结构变化不大时， 用单位 GDP 能耗来测度能源效率比 较简单易行，而且还不易受人为因素 的干扰。当能源投入结构变化较大时 ，必须注意各类能源之间的不完全替 代性所导致的核算结果的偏差
〔6〕在核算能源宏观效率时，通 常假设经济增长是靠能源消耗和技术 进步推动的，但实际上，经济增长还 需要其他因素的推动，而且各种因素 之间存在着不同程度的替代性
〔3〕能源投入是异质的，各类能 源之间难以完全替代。通常，提供同 样的能源效劳量，可以有不同的能源 投入结构，进而，所消耗的能源量也 会有所不同
在市场经济下，各类能源的差异 在一定程度上可以通过相对价格的差 异来表达。优质能源的边际产出量较 高，其单位能量的价格也会相对较高 。各类能源之间存在着一定的替代弹 性，但却不是恒定的，它会随着时光 的推移或技术的进步而变化
1. 能源效率测度的根本思路
〔1〕现有的能源效率水平是一个 客观存在，但却难以用一个指标把能 源效率的各种信息全面覆盖。为方便 研究，人们通常使用一个一维指标来 描述能源效率
〔2〕由于分析视角不同，采用 的测度方法或指标不尽一致，能源 效率的度量值可能有所不同，这在 进行国际或区域比较时尤为突出
2. 能源实物效率
〔1〕能源实物效率 ep 通常是指生 产单位产品的能耗以及工序能耗等效 率指标，如吨钢综合能耗、吨钢可比 能耗、吨炼钢能耗等实物量指标
〔2〕能源实物效率指标通常适用 于在具有相同生产结构的企业间的横 向比较，它主要反映微观经济组织的 技术装备与管理水平。目前，我国多 数企业所使用的“标杆能耗法〞都以 单位产品能耗为根底。然而，由于种 种因素的影响，我国能源宏观效率极 不理想，下降趋势依然尚存
〔7〕显然，由于没有考虑到能源 与其他要素的替代性，能源宏观效率 是一个有偏差的测度指标。为了克服 上述局限性，有时需要采用其他能源 效率指标作补充
〔8〕从生产法 GDP 即能源效率 的核算视角来看， GDP 是各行业增加 值的累计值，能源消耗总量也是各行 业能耗的累计值。因此，能源宏观效 率的变化可以分解为产业结构的变化 和各行业内部宏观能源效率的变化， 即结构份额与效率份额的变化
实际上，无论是产出量还是投入 量，往往都是多维向量，其中各项元 素都是不同质的，有的甚至无法用货 币度量。通常，通过一定方法〔加权 求和〕处理后才能核算其效劳产出量 除以能源投入量，但这个处理过程也 会导致信息损失
假定能源投入总量为 E，各类能 源 i 的含能量的权重系数为 λi，各类能 源 i 的投入量为 ei，那么，能源投入总 量的计算公式为：
〔3〕在进行单位产品能耗、工序 能耗的国际比较时，仍然需要统一口 径。比方，我国与兴旺国家的工序吨 钢能耗的计算口径就很不一样。日本 的能耗工程中只有固体燃料、气体燃 料、电、氧及蒸汽，而我国还包括压 缩空气、氮气和水等能源介质，有时 甚至风量也被计入工序能耗中
〔4〕根据热当量法，我国主要耗 能产品单耗较高，除了技术装备水平 等原因外，原材料质量、能源消费结 构等也是重要原因。在目前热当量法 下，我国钢铁行业的单产能耗就比兴 旺国家高，其中，铁矿石质量差、用 煤比重高等就是重要原因
通常，在核算能源投入量时，不 仅要考虑各类能源所蕴含的能量，而 且还要考虑他们的相对价格、本钱和 不完全替代性，否那么，将会影响数 据的准确性
〔4〕由 于各国的资源禀赋、根底 条件及其开展阶段不同，很难பைடு நூலகம்定我 国单位 GDP 能耗与兴旺国家之间的 精确比例
按照世界银行和国际能源署的统 计数据，依据汇率法，2007 年我国单 位 GDP 的能耗是美国的 4 倍；而依据 购置力平价法，仅比美国高出 70% 左 右。在此，既有统计口径及数据准确 性的差异，也有研究方法本身科学性 的差异
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在不同的领域，核算方法是不一 样的，由此会形成不同的能源效率测 度指标。每种指标都基于一定的假定 条件，都有其优缺点。如果这些假设 条件不具备，那么可能影响能源效率 的测度，导致一定的错误或偏差，进 而诱发决策失误
〔2〕一国能源效劳产出包括有益 成分和有害成分两方面。从能源效率 的内涵上看，效劳产出不仅要核算其 有用量，而且也要核算其有害量，关 键是要看其对整个经济、社会及其环 境可持续开展的奉献量，即净效劳产 出量
〔3〕最近二百多年来，英美等兴 旺国家在工业化进程中单位 GDP 能 耗出现了一个上升过程，直到出现一 个峰值后才下降。显然，进入工业化 进程越晚的国家，就越得益于技术进 步与后发优势，其单位 GDP 能耗峰 值就越低甚至不存在
〔4〕能源宏观效率不同于能源生 产率，在能源宏观效率核算中包括居 民生活用能，而能源生产率核算中不 包括居民生活用能。不过，目前我国 居民生活用能比重很小，能源生产率 与能源宏观效率相差不大，在各地区 纵横比较中偏差不太明显
〔9〕在国际比较中，由于货币体 系的原因，经济产出量必须换算成同 一货币单位进行度量。常用的换算方 法有市场汇率法和购置力平价系数法 等。虽然有的方法更适宜，但其测算 十分困难
〔10〕根据汇率法，2007 年，我 国单位 GDP 能耗为 5.78 吨标准油/万 美元，是 OECD 国家的 3.8 倍。而按 照世界银行的 PPP 数据，那么为 2.75 吨标准油/
1. 能源宏观效率
〔1〕在测度一个国家、地区或 行业总体能源效率水平时，最常用 的是单位 GDP 能耗这一宏观指标 ， 这一指标也被称为能源强度， 其倒数便是能源宏观效率em
〔2〕通常，单位增加值能耗越低 ，能源宏观效率就越高。在此，可用 经济活动产出量代表能源产出，各类 一次能源消耗量代表能源投入。单位 增加值能耗的上下主要受制于经济开 展阶段、经济结构、技术水平、能源 价格、社会文化、地理位置、气候条 件以及资源禀赋等因素