提高能源使用效率

量，如产值、污染物排放等。 X j 和Yj 分别表示第 j 个决策单元的输入向
量和输出向量， X j = x1 j , x2 j ,...xmj T ，j=1,…,n, xij 表示第 j 个 DMU 的第 i
种投入变量；Yj = y 1 , y 2 , . . . y s j T ，j=1,…,n, yrj 表示第 j 个 DUM 的第 r
化学原料及化学制品制造业作为我市经济发展的重要支柱产业，其 达到 DEA 有效状态对全市单位 GDP 能耗的影响约为 4.5%。尽管通过节能 技术改造和消费结构调整，如采用离子膜碱代替隔膜碱、利用天然气代 替煤焦消耗等措施，已使我市化学工业主要耗能产品的单耗逐渐降低， 但与国内平均水平相比仍有一定差距。与发达国家相比，其能源利用效 率更是低 10%至 15%左右，一些单位产品的能耗甚至比发达国家高 20%以
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3.效率缺乏度高，生产又具有一定规模的行业对单位 GDP 能耗影响 较大，其节能潜力也越大。由于其能耗的增长率明显低于 GDP 的增长率， 高耗能行业能源的使用效率水平依然处于较低状态，而且相对于其他行 业而言，高耗能行业对全市单位 GDP 能耗的变动有显著拉动力。比如电 力行业有高达 534.31 万吨的节能潜力，以及对单位 GDP 能耗 9.4 个百分 点的拉动力，不仅是我市节能降耗工作的重点，也是节能减排成效相对 显著的行业。从 2006 年起，其能源使用效率逐渐呈上升趋势，为完成“十 一五”节能减排任务目标奠定了基础。
提高能源使用效率 发掘节能减排潜力
——重庆高耗能行业能源使用效率评价及对策建议
一、问题的提出 今年是我市完成“十一五”节能减排任务目标的冲刺之年，要实现 全市经济又好又快发展，就要求我们的节能减排工作与产业经济的发展 同步跃进。高耗能行业企业既是能源的生产者，同时又是重要的能源消 费者，要生产、要发展，就不可避免会有能源损耗，如何更好的合理配 置能源资源，减少能源浪费，提高能源使用效率，实现经济可持续发展， 既是今后节能减排工作的重点所在，也是难点所在。 目前国内的学者主要运用计量经济学的方法来论述技术进步以及结 构调整两个方面对能耗总量的影响，比如史丹、张金隆（2003）分析了 产业结构变动对我国能源消费的影响。戴彦德（2007）详细论证了全国 单位 GDP 能耗降低 20%的可行性同时提出结构调整的一系列政策措施。 还有一部分学者从制度经济学的角度出发研究如何有效发展循环经济和 低碳经济，如陈傲（2006）论述了中国循环经济发展的深层矛盾，并提 出了有效的对策建议。 同时，国内也有学者对高耗能行业的能源使用效率进行研究。比如
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张红霞（2008）利用数据包络分析（DEA）对我国几大高耗能工业产业分 地区能源使用的相对有效性进行了评价。笔者发现，利用这一方法来分 析评价各个行业是否达到能源使用效率的相对有效状态具有较强的可行 性和参考价值。重庆是我国主要的重工业城市之一，工业用能特别是高 耗能行业对全市的能耗影响很大。其中，煤炭开采和洗选业、化学原料 及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延业、有色 金属冶炼及压延业和电力、热力生产和供应等六大高耗能行业的能耗在 全市规模以上工业企业用能中占 86.1%。因此，要完成 “十一五”期间 全市单位 GDP 能耗降低 20%的目标，就应当把工作重点放在对高耗能行 业的研究上。本文将就这一问题进行分析，采用数据包络分析方法（DEA） 对我市六大高耗能行业从 2005 年到 2008 年能源使用的相对有效性进行 分析，评价其对我市单位 GDP 能耗的影响，发掘节能减排的潜力所在， 并以此提出几点政策建议。
非金属矿物制品业达到 DEA 有效状态时，对全市单位 GDP 能耗的影 响仅次于电力、热力生产和供应业，为 8.8%，而且该行业能源使用的有 效性最低，四年来行业的平均水平仅为 0.371。其中，吨水泥综合能耗 等指标比国家平均水平高了近 20%。笔者研究发现，全市年综合能源消 费量在万吨以上的企业中，有近三分之一的企业使用立窑生产，这种生 产方式工艺比较落后，排放污染多、能耗大，不符合国家的产业政策。 按照我国水泥协会的测算结果，如果每年淘汰 5000 万吨落后水泥，可节 电 45 亿度，减少粉尘排放 60 万吨，减少二氧化碳排放 4000 多万吨，节 煤 700 多万吨。因此，该行业节能减排的首要任务在于尽快淘汰这些落 后的生产能力，提高资源效率，以带动全市单位 GDP 能耗进一步下降。
例 减少，以杜绝无效的资源投入。若决策单元 k 的投入量不能再按比
例减少（ =1），且没有无效的投入（ S =0），以及进一步提高产出的可
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能性（ S =0），说明相对于目前各决策单元水平而言，该决策单元已经达 到最佳效率状态。反之，若决策单元 <1, S >0， S >0，则说明该决策
化学原料及化学制品制造业
253.58
19.7
4.5
非金属矿物制品业
498.26
38.7
8.8
黑色金属冶炼及压延业
0
--
--
有色金属冶炼及压延业
0
--
--
电力、热力生产和供应业
534.31
41.5
9.4
从表中得出的结果来看，如果六大高耗能行业均达到能源使用的有
效状态，将节约 1286.15 万吨标煤，带动全市单位 GDP 能耗降低 20%以
单位 GDP 能耗的影响”是指节约的能源量使得单位 GDP 能耗降低的百分
比。
表 2 六大高耗能行业达到 DEA 有效的影响
达到 DEA 有效需节 占总节约能 对全市单位 GDP
约量(万吨标准煤) 耗的比例(%) 能耗的影响(%)
六大高耗能行业总影响
1286.15
--
22.7
煤炭开采和洗选业
0
--
--
相比之下，我市的非金属矿物制品业近四年平均 值仅为 0.371，在 六大行业中处于最低水平。化学原料及化学制品制造业以及电力、热力 生产和供应业的四年平均 值分别为 0.570 和 0.621。这三个行业的 值 偏低，说明其能源使用效率较低，意味着在这几个行业中可能存在着投 入资源浪费严重、“三废”排放高以及产出效率低下等问题。而这三大行 业所占的能耗在全市规模以上工业企业综合能源消耗中占到了六成以 上，严重影响了我市实施节能减排工作的效果。因此，如何发掘这些行 业的节能潜力，进一步提高高耗能行业企业的能源使用效率，以带动全
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市单位 GDP 能耗的下降，应成为我市下一步工作的重点。
（二）高耗能行业能源使用效率提高的影响
针对我市几个能源使用效率较低的高耗能行业生产从 DEA 无效转化
为 DEA 有效（即各个行业 值均为 1）时可以节约的能源量，计算出这种
节约使得全市单位 GDP 能耗降低的程度，详见下表 2，其中，“对全市
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带来的困难。其次，它不需要主观确定指标的相对权数，具有很强的客
观性。同时，它将决策单元的投入和产出罗列在一张二维平面表中，具
有较强的直观性。其模型结构如下。
每个行业为 1 个决策单元（DMU），假设有 n 个决策单元（即 n 个行
业），每个行业有 m 个投入变量，如能源、资本、劳动力等，s 个输出变

S


0

（1）
其中：S ，S 为松弛变量，对决策单元 k，若有θ＝1，且 S = S =0。
则决策单元 k 在所有决策单元中具有相对最佳效率（即为 DEA 有效），并
且在 n 个决策单元中至少有一个是 DEA 有效的。意味着在保持产出 Y 不
变的情况下，为使决策单元达到最佳的状态，应尽可能使投入资源按比
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上，由此可见，我市化工行业还有不小的节能潜力亟待挖掘和提高。 四、结论及对策建议 （一）结论 通过对六大高耗能行业能源使用的相对有效性进行分析，可以得到
如下的结论。 1.高耗能行业中传统的生产设备和技术对能耗的影响较为显著。我
市地处西部地区，经济发展不平衡，大量落后技术和生产工艺水平的存 在，极大的制约了能源使用效率的提高。比如烧碱行业中隔膜碱比离子 膜碱每吨多耗 0.41 吨标煤，水泥行业中老式的立窑工艺比新型干法水泥 生产线的能耗高 40%以上，还有电力行业中部分小火电机组每千瓦时供 电煤耗比大型高效发电机组高近 200 克标煤，其排放的二氧化硫和烟层 排放量还分别占电力行业总排放量的 35%和 52%。这些落后的生产力占据 了大量的资源，在同等产能条件下耗费了比技术发达地区企业更多的能 源资源。
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在不影响解释结果的前提下，本文并未将松弛变量 S ， S 列出及进 行进一步的解释。表中的有效性指标 值反映了我市六大高耗能行业之 间相比较的效率水平（即相对有效性），有效性指标 的取值在 0 到 1 之 间。如果 等于 1，说明该行业的能源消耗在所评价的行业中是相对有效 率的，如果 小于 1，则说明是相对效率缺乏的， 值越低，相对效率越 低。
二、DEA 模型简介 数据包络分析方法（DEA，Data Envelopment Analysis）由美国著名 运筹学家 A.Charnes、W.Cooper 和 E.Rhodes 于 1978 年提出。本文运用的 C2R 模型，是以相对效率概念为基础，利用多指标投入和多指标产出， 在不考虑规模收益的情况下对决策单元的相对有效性进行评价的一种新 方法。近年来， C2R 模型在我国得到了广泛的应用，它适用于多目标评 价，具有与其它多目标评价方法不同的优势：首先，在对决策单元进行 评价时，它不考虑指标的计量单位，可以避免由于指标的计量单位不同
种产出变量， X j >0，Yj >0。则第 j 个 DUM 的相对效率评价模型为：
m in

s .t .


n
j X j S X j0
j1


n
jY j S Y j0
j1


j

0,
j

1, 2 , ..., n
S 0

2006 2007
2008
平均值
煤炭开采和洗选业
0.718 1
1
1
0.930
化学原料及化学制品制造业 0.626 0.54 0.577 0.538 0.570
非金属矿物制品业
0.464 0.362 0.325 0.332 0.371
黑色金属冶炼及压延业
1
1
1ห้องสมุดไป่ตู้
1
1
有色金属冶炼及压延业
1
1
1
1
1
电力、热力生产和供应业 0.607 0.494 0.635 0.746 0.621
上。其中，电力、热力的生产和供应业达到 DEA 有效状态对全市单位 GDP
能耗的影响最大，达到 9.4%。目前，其能源使用效率低主要是因为：1.
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大量小火电机组的存在，造成平均供电煤耗高于国家平均水平。2.在输 电环节中线损、网损居高不下，制约了电力行业整体能效水平的提升。 3.火力发电企业节能技术改造融资困难，用于节能技术研究的投入太少， 许多关键技术和设备依赖于进口，提高了企业节能运作的成本。如果这 些问题能够得到有效解决，将为我市带来巨大的节能拉动力。
单元的投入还可减少，产出还可提高，即尚未达到最佳状态，属于非 DEA
有效。
三、主要结果以及分析
（一）高耗能行业能源使用的有效性评价
本文在对我市六大高耗能行业企业能源使用的有效性分析中，结合
投入与产出两方面的内容来进行研究。投入指标为分行业的资本、劳动
力和综合能源消费量，产出指标为工业总产值和生产中的废气排放物数
从表 1 可以看出，我市六大高耗能行业发展参差不齐。煤炭开采和 洗选业由于 2006 年以来煤炭价格逐年上涨，产值提升速度远远快于能耗 和各种投入的增幅，能源使用的相对效率水平逐年提高， 值也接近于 1。 黑色金属冶炼及压延业、有色金属冶炼及压延业连续四年 值为 1，表明 这两个行业在我市六大高耗能行业中是相对有效率的，其资本、人才、 技术等方面的投入配置较为合理，能源使用效率高于其他几个行业的整 体水平。
量的倒数。同时，为了避免时间因素造成的误差影响，主要采用 2006 年
至 2008 年《重庆市统计年鉴》中规模以上工业企业的数据作为模型数据，
将投入和产出方面的指标带入上述模型，进行求解，得到的结果见表 1。
表 1 2005-2008 年间我市高耗能行业能源使用的有效性评价结果
六大高耗能行业
2005
2.高耗能行业的能源浪费，制约着能源使用效率的提高。能源不仅 作为燃料、动力和原材料，而且还是可以成为产品，一直以来，我市的 高耗能行业都是以资源消耗大、技术含量和附加值低的初级产品为主， 这种粗放型的生产方式，产业链短，精细化率低，产品结构不合理，加 大了能源的消耗量，但对地区经济的拉动力却十分有限。尽管六大高耗 能行业总能耗占全市工业能耗的 80%以上，但增加值却仅占 36%左右，投 入大、产出低，发展极不平衡。