“兩型社會”建設試驗區產業結構的節能潛力分析——以株洲市為例

熊 鷹 韓曉夢

(長沙理工大學資源環境系，湖南長沙410114)

節能作為提高能源安全保障程度和減少CO2排放的重要手段，目前已為全世界各國廣泛重視［1］。產業結構升級與變遷是判斷區域經濟發展價值的主要標志，也是決定能源消費的主要因素［2］，因此加快轉變經濟發展方式以及經濟結構戰略性調整是減緩能源消費快速增長，實現節能減排目標的重要的、有效的途徑。節能潛力是完成某一經濟發展目標所消耗的能源量與在原來經濟增長方式下達到同樣經濟目標所消耗能源的差值，在生產和消費能源過程中，采取技術上先進，經濟上合理，社會能夠接受的一切措施，盡最大可能地、有效地利用能源［3］。目前，對產業結構的節能潛力探討已成為社會廣泛關注的熱點［4］。

株洲市是我國中部地區重要的交通樞紐和區域中心城市，該市地處湖南省東部、湘江中游，為長株潭城市群“兩型”社會建設綜合配套改革試驗區的核心組成部分。株洲市是我國的老工業基地，全國首批重點建設的工業城市之一，經過幾十年的發展，其經濟實力明顯增強，特別是工業的加速發展，已經形成了實力比較雄厚的工業體系，是亞洲最大的有色金屬冶煉基地、硬質合金研制基地、電動汽車研制基地，有“中國電力機車之都”的美譽。但能源消費呈現不斷上升的趨勢，且單位GDP能耗較高，不僅高于全省平均水平，也高于全國平均水平。同時，由于經濟增長較大程度地依賴第二產業，產業結構調整壓力與節能潛力較大。隨著經濟社會的快速發展，工業化水平不斷提高，其能源消費需求形勢愈益嚴峻，特別是株洲市在“十二五”規劃中明確了，萬元GDP能耗累計下降17%的約束指標，其節能壓力大。因此，作為國家“兩型社會”建設試驗區，株洲市節能潛力的有效發揮不僅關系到地區社會經濟發展的基本走向以及區域能源節約格局，而且在很大程度上影響長株潭城市群“兩型”社會建設的整體進程。基于此，本文從產業結構演進的視角，采用結構演進—能源消費關聯和結構演進—單位能耗關聯兩個基本模型及其相關分析方法來研究株洲市產業結構變動對能源消費的影響，并結合區域經濟發展態勢剖析能源的節約潛力和有效途徑，以期為積極探索“兩型社會”建設試驗區產業結構的調整，優化能耗結構，促進區域“兩型社會”的建設提供決策參考。

1 株洲市產業結構及能耗變化

1.1 產業結構變化

經過50多年的發展，株洲市第二產業發展迅速(圖1)，具有明顯的優勢。據統計，第二產業對GDP的貢獻率達60%，2010年株洲市的國內生產總值超過1千億元。同時，該市工業已形成了以交通裝備制造、有色冶金、基礎化工、生物醫藥和食品、陶瓷等為支柱的產業體系，并在全國同行業占有重要的地位。2010年五大支柱產業完成工業總產值占全市規模以上工業產值的80.37%。從圖1可看出，進入20世紀90年代以后，第三產業比重超過第一產業，且第二產業的比重逐年增加，第一產業呈逐年下降趨勢，到2010年株洲市三次產業結構比已經由1991的28.5:49.1:22.4 調整為 9.7:58.5:31.8，產業結構呈現明顯的“二三一”特征，其工業化水平較高。同時，隨著產業結構的調整，該市大中型企業優勢明顯。目前，株洲有世界五大硬質合金基地之一的株洲硬質合金集團，有中國最大的鉛鋅冶煉廠和電力機車科研制造基地，有江南最大的鐵路貨車制造基地、中國最大的中小航空發動機科研制造基地和火花塞制造基地，有與景德鎮齊名的醴陵陶瓷產業等，這些企業為促進株洲市產業結構的調整優化，加快節能降耗進程，奠定了良好的產業基礎。

1.2 能耗變化

從圖2可以看出，1991－2010年期間，隨著經濟的增長，能源消耗量也在不斷攀升，十年間能耗增長了近50%。且能源消耗與GDP增長表現出較為明顯的相關性，經擬合相關系數達0.90。2006年后，能源消耗呈下降趨勢，究其原因主要受科技水平的提升以及能源利用效率提高的影響。但作為工業城市，特別是重工業發展較為突出，其節能壓力較大。據統計，全市“兩高一資”(高能耗、高污染、資源性)企業在規模工業中的比重超過六成，能耗總量居高不下，特別是煤炭的耗費巨大，占到全部能耗總量的七成以上，低能耗的服務業比重偏低。同時，經濟增長較大地依賴第二產業，產業結構調整壓力較大。2010年，株洲市單位GDP能耗雖下降3.27%，但整體仍高于全省平均水平。因此，株洲作為國家“兩型社會”建設試驗區，應積極加快節能降耗的步伐，探索創建符合株洲經濟發展的節能產業結構體系。

2 產業結構演進與能源消費、單位能耗的關聯分析

2.1 產業結構演進—能源消費關聯模型分析

結構演進—能源消費關聯模型是分析區域產業結構演進與一次能源消費總量變化兩者運動變化軌跡，從而在整體上反映一個國家或地區經濟社會發展過程中一次能源消費變化的基本特征［3，5］。該模型的數學表達式如下:

式中，EU表示某地區一次能源的消費，ESD為該地區產業結構的多元化演進系數，P為該地區第一產業產出，S為第二產業產出，T為第三產業產出。

根據結構演進—消費關聯模型對株洲市1991－2009的能源消費和產業結構演進進行多項式擬合分析(圖3)，結果表明:①擬合曲線顯示株洲市產業結構演進和一次能源消費兩者之間存在著較為顯著的關聯特征，其相關系數R=0.9362;②根據曲線的走勢顯示，隨著產業結構系數的增加，也就是隨著第一產業比重的降低，二、三產業比重的升高，一次能源消費總量呈上升趨勢;③根據一元二次函數數(y=ax2+bx+c)的幾何意義，擬合模型函數(y=－4.816x2+148.2x－480.09)，為一個與坐標軸相交開口向下的拋物線，模型函數中二次項系數小于0，且初始常數項系數為負，這意味著隨著地區產業結構的演進，株洲市一次能源消費總量的增長呈現逐步下降的趨勢。若根據函數性質，說明一次能源在一定范圍內隨著結構演進系數的增大而增大，當結構演進系數增大到一定閾值后，能源消耗達到最大，之后隨著結構演進系數的不斷增大呈下降的趨勢。

圖3 株洲市產業結構演進－能源消費關聯模型分析

2.2 結構演進－單位能耗關聯模型分析

單位GDP能耗高低是決定一次能源消費規模的重要指標，也是經濟效率和經濟質量的重要體現［2］。結構演進—單位GDP能耗關聯模型是一種有關國家或地區產業結構演進與單位GDP能耗變化的相關分析模型，目的在于認識國家或地區產業結構演進的節能效果和變化趨勢。其模型的數學表達式為:

式中，EE為某地區的單位一次能耗系數，ESD為該地區產業結構的多元化演進系數，EC為該地區一次能源消費總量，GDP為該地區國內生產總值。

根據關聯模型分析結果(見圖4)，可以看出:

(1)1991－2009年株洲市經濟社會發展進程中，單位GDP能耗隨著產業結構的演進總體呈現由高向低的變化趨勢，這說明產業結構升級是降低能耗的一個重要影響因素，但兩者的相互關聯作用(R2=0.6653)在整體上沒有產業結構演—能源消費總量兩者表現的明顯和強烈(圖4a)，由此也說明影響能耗大小的因素除了產業結構這一主導要素外，還存在其他因素的作用。

圖4 株洲市產業結構演進－單位能耗關聯模型分析

(2)1991－2000年的結構演進—單位能耗模型關聯分析顯示(圖4b)，產業結構演進與單位能耗降低的相關性并不是太強(R2=0.455)，這說明這一時期存在著諸多影響單位能源消耗的因素。實際上該時期處于“八五”和“九五”期間，若分段分析，可發現“八五”時期的單位GDP能耗呈現反常的下降趨勢，主要是由于此階段處于工業化發展的初期，受總體規模的影響，導致單位能耗呈下降狀態，其結果實際并非真正反映能源利用效率的提高。1991－1995年間，株洲市國民經濟總量不高，說明這種單位能耗的降低是暫時性的，具有一定的偶然性，是工業化進程的一個復蘇發展期，但其生產利用能源模式不是科技力量與產業結構變化所決定的恒久的低耗模式。1996－2000年(“九五”期間)，單位GDP能耗呈現逐步增加的趨勢，此階段與株洲大力發展以重工業為主工業化進程有關，由此帶來能源消耗總量的增長。實際上，在此期間株洲以金屬冶煉作為其優勢產業加快發展，其能源消耗量大。從圖可看出，單位GDP能耗隨著產業結構系數增大而增大，這充分說明在這一時期，雖然工業化程度提高，然而其能源效率不高，產業結構需要進一步優化。

(3)2001－2009年的結構演進—單位能耗模型的關聯分析表明(圖4c)，這一期間株洲市單位GDP能耗由高向低的趨勢走向較為明朗化。這種變化趨勢不僅反映在模型的一次系數和常數項為負外，而且更反映在擬合曲線的相關系數上(R2=0.8388)。若分階段來看，2001－2005年間，株洲市單位GDP能耗波動較大，在初期隨著結構演進的推進，單位GDP能耗延續上一時期的增長趨勢。在這一階段的后期，單位GDP能耗出現下降的趨勢。究其原因，主要是受政策的影響，此時長株潭一體化正式提出，促進了地區間的產業分工，其產業結構得到了優化。特別是產業通過集群發展，帶來了規模效益，并帶來了能源效率的提高，即單位GDP能源消耗的降低。在2006－2009年時期，隨著產業結構的優化以及“兩型”社會建設對產業發展的能耗要求，其單位GDP能耗呈現較明顯的下降趨勢。若對該階段產業結構演進—單位能耗模型的關聯分析表明，其相關系數達0.859，這種高相關程度表明，產業結構升級帶來了單位能耗的大大降低，也表明能源利用效率不斷提高。

因此，由上可看出近年來隨著產業結構的優化，其能耗減少趨勢較為明顯，通過進一步分析得知，株洲市產業結構演進系數每增加1個單位，其單位GDP能耗下降約0.35t標煤。由此可見，產業結構的升級是降低能耗的一個重要途徑，而且節能效果較為明顯。當然，產業結構調整只是降低能耗的一個重要環節。節能除了受調整產業結構的影響外，還與技術節能、管理節能等環節有較大關系，因此上述產業結構演進系數與能源消費關聯分析的相關性在有些時段不是很高，其根本原因就在于此。

2.3 “十一五”時期一次能源消費

近年來，株洲市經濟實力不斷增強，但同時也帶來了在單位能耗不斷降低背景下的能源消費總量的急劇增長。對一次能源消費的總體判定不僅是對能源消費總量急劇增長的原因剖析，也是今后節能潛力分析的重要依據。由表1可以看出，從“八五”到“十一五”期間GDP一直呈增長狀態，“十一五”時期株洲市GDP凈增量均超過了其他時期的增量，達到了152.29億元，分別是前三個時期的8.59、6.62 和3.19 倍，這種大幅度的增長主要來自產業結構的不斷調整升級(圖2)。從一次能源消費增量來看，“十五”期間能耗凈增量最大，達452.17萬噸標準煤，能耗年增速為12.68%。這主要與該時期重化工業的加速發展有較大的關系。“十一五”時期，能耗凈增量開始出現負增長，整體呈下降趨勢。而這一時期GDP年均增長速度卻是“九五”時期以來最快的，達18.33%，因此，整體上“十一五”時期受產業結構逐步升級調整、政策、環境、科技水平等方面的影響，能源利用效率不斷提高，進而導致能耗呈下降態勢。其下降的原因還可從工業部門結構和產品結構方面加以剖析。

表1 株洲市不同時期GDP增長和能源消耗比較

從耗能工業的主要產品產量來看，1991年～2009年株洲市的發電量大幅度增長，特別是2000年后，發電量呈快速增長趨勢，遠超過前期水平，如“九五”時期累計發電產量比“八五”時期增長了375690 kW·h，年均增長75138 kW·h。“十五“時期的發電產量比“九五”時期增長了1250788 kW·h，年均增長250157.6 kW·h。“十一五”時期發電產量比“十五”時期增長了1018913 kW·h，較“十五”增加了1.82倍。發電量和一次能源消費總量的相關性達97.54%(見圖5)。

圖5 株洲市發電量與一次能源消費相關分析(1991－2009年)

1991－2009 年株洲市的鋼產量大幅度增長，遠遠超過前期水平，“十五”時期累計鋼產量比“八五“、“九五”時期分別增長了3.17倍和2.39倍，平均每年增長35427t和30075.6t。而“十一五”前4年的鋼產量已接近“十五”時期的累計產量。因此，隨著株洲市經濟的發展，在鋼鐵工業上下游產業部門需求的帶動下，能源消費將會持續旺盛增長。這也是造成株洲市在近十年來能源消費高速增長的關鍵原因所在。通過對鋼產量和一次能源消費總量的相關分析，兩者的相關性高達97.36%(見圖6)。由此，進一步說明了能源工業的發展是影響能源消費量上升的重要因素。如果不適當控制能源工業的發展規模，節能降耗的目標將壓力較大。

圖6 1991－2009年株洲市鋼產量與一次能源消費相關分析

能源工業的快速發展不僅促使一次能源消費量迅速增加，而且還影響到區域生態環境的質量。從圖7可看出，1999年～2009年株洲市廢氣及廢水的排放均呈增加趨勢，特別是在“十一五”時期其排放量大大超過了上個時期。因此，株洲市能源消費快速增長的主要原因在于能源等大耗能工業部門的快速發展。因此，適當控制大耗能工業部門的發展，尤其是耗能工業部門的超常規發展，是株洲在“十二五”時期通過產業結構節能降耗的最大潛力所在。但值得注意的是，二氧化硫的排放量在此期間呈波動變化狀況，到2005年以后其排放呈較為明顯下降態勢，其排放量2009年較2005年下降了31%。由此也說明隨著產業結構、一次能源消費結構的調整，株洲市主要大氣污染物的排放還是呈現出一定的控制效果。

圖7 1999－2009年株洲市主要大氣污染物及廢水排放

3 促進能源與經濟協調發展的對策

就株洲市現有產業結構和生產力水平而言，一方面能源的投入是對目前工業生產不可缺少的投入因素，另一方面經濟發展中又面臨產業結構不協調且能源不足、利用率不高的問題。因此，促進區域能源與經濟協調發展，以及實現“兩型社會”建設的目標，在很大程度上取決于節能潛力的有效挖掘。工業，特別是重工業、制造業是能源消費的主要產業，因此節能就更為重要的體現在產業結構的調整上，通過產業結構調整優化，不斷提高經濟增長的質量與效益，從根本上轉變經濟增長方式，逐步構建節約型的產業結構和消費結構，加快推進節能社會的創建。

(1)加快推動產業戰略性結構調整，大力發展現代服務業。第三產業尤其是現代服務業是低耗能產業，其比重大小直接關系到單位GDP能耗水平的高低。就目前狀況而言，株洲市產業結構整體仍舊不協調，主要表現在第二產業比重過高。如從2007年湖南省及各市產業結構來看，株洲二產占G D P比重達52.7%，高于工業城市湘潭的47%，長沙的45%，更高于全省平均水平42.7%，在全省位居第一;同時，結構優化速度偏低。株洲從1997年的20.5:48.2:31.3 調整到 2007 年的 12.9:51.9:34.2，而同期全國三次產業由 18.3:49.2:32.5 調整到 11.7:49.2:39.1，第三產業的調整力度低于全國、全省平均水平［6］。因此，加快推動產業戰略性結構調整，株洲市應把發展具有較大節能潛力的現代服務業放到更加突出的位置，逐步提高第三產業比重，以此促進區域產業結構的協調。同時，現代服務業具有能耗低、污染小、效益高等特點，有利于突破資源約束瓶頸，減輕環境壓力，也是株洲市構建“兩型社會”建設綜合配套改革必須大力發展的產業之一。

(2)加大高新技術改造傳統產業力度，加快培育“低碳”新興產業，實現產業結構升級。株洲市是典型的工業城市，特別是重工業發展較為突出，其結構調整任務大，但具有較好的發展潛力。傳統產業的高新技術改造是產業技術進步與產業升級的過程，同時又是經濟增長質量不斷提高、經濟增長方式不斷轉變的過程。改造提升傳統產業，要在加強第二產優勢基礎上，大力發展高新技術產業，堅持用高新技術和先進技術改造提升傳統產業，提高生產效率和技術水平，最大限度地提高資源生產率及能源利用率;要以節能、減污、降耗和增效為目標，加快制造、冶金、電力、化工等傳統產業循環經濟和信息化改造，發展精深加工，提高技術含量，以此實現產業轉型升級;制定并落實落后產能強制淘汰制度，關停一批“兩高”產業和“五小”企業，特別是對清水塘地區的企業，要集中治理，限期達標［7］。同時，推動產業集群發展，加快培育“低碳”新興產業。充分發揮工業門類齊全、科技實力深厚的優勢，大力發展高新技術產業，重點培育生物制藥、健康食品、電子信息、風電裝備等新興產業，不斷提高區域競爭力。此外，在結合主體功能分區的基礎上，通過加強產業引導，整合資源，進一步優化產業布局，建設專業化園區，形成特色鮮明、錯位發展的產業格局。

(3)建立產業優化升級與節能降耗的促進機制，引導產業調整方向。產業優化升級與節能降耗是一項系統工程，必須建立健全各項體制機制。首先，建立產業優化升級促進機制，主要包括傳統產業的優化機制，即堅持用政策鼓勵引導傳統產業、企業高新化，優勢骨干產業、企業集群化，用園區集中排放處理來促使“雙高”產業、企業集中化。同時還包括高新產業的引進培育機制、現代服務業的推進機制以及符合“兩型社會”建設要求的招商引資機制。其次，制定與建立產業結構軟化政策機制。政府在招商引資中應嚴格把關，積極引進節能的新興企業和項目，并給予相關政策的傾斜(如貼息貸款)，限制高耗能項目新建［2］。加大對低碳經濟發展的培育力度，尤其在技術開發應用領域，給予政策引導和資金扶持。大力支持企業的技術創新和傳統產業的技術改造，提高生產效率和技術水平。同時，淘汰技術水平較低、不能適應現代經濟發展要求的落后企業和落后產能，對于現有高耗能產業，政府須參與或影響高耗能行業的投資行為，對于不符合產業政策的項目要堅決淘汰。第三，要建立有利于節資、降能、環保的機制。大力發展循環經濟，推進節能降耗、環境治理行業的專業化、公司化、規模化、產業化。同時要制定和完善科學、完整、統一的監測體系和相適應的政績考核評價體系與機制，嚴格實行問責制，堅決遏制高能耗行業盲目發展。并大力倡導發展清潔能源和可再生能源［15］，進而促進能源消費結構的改善。

此外，值得說明的是一個國家或地區的能源消耗水平除受產業結構影響外，還受到技術水平、生活習慣等多方面因素的影響，相應地，能源節約主要有結構節能、技術節能和生活節能三種方式，其中結構節能是集多種節能方式于一體的節能集合，是降低能耗的最為重要與有效的途徑，也最適宜于分析區域層面的節能問題［12］。因此，本文從產業結構演進角度入手，運用產業結構演進－能源消費關聯模型和產業結構演進－單位能耗關聯模型，分析了株洲市“八五”至“十一五”以來的能源消費總量和單位GDP能耗變化與產業結構演進的關系，并對節能潛力進行了有益探討，以期為探討“兩型社會”建設試驗區產業結構的優化調整，以及節能降耗提供案例實證研究與決策參考。但由于受系統復雜性的影響，本文僅進行了初步的探索，為此加強產業結構演進機制以及由此而產生的能耗變化預測、預警等方面的探討分析，還有待進一步的研究。

(編輯:徐天祥)

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［2］于蘭，龍如銀.江蘇省節能潛力分析與對策研究— 基于產業結構調整的視角［J］.技術與創新管理，2010，31(2):170 －173.

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［5］李艷梅，張雷.基于產業結構演進角度的內蒙古節能潛力分析［J］.干旱區資源與環境，2007，21(10):62 －67.

［6］李暉.株洲“兩型社會”建設的競爭力解析［J］.上海城市管理職業技術學院學報，2009，(5):40－44.

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