中国中长期宏观节能潜力分析：国际比较与国际经验

廖 华，魏一鸣

(1.北京理工大学 管理与经济学院;2.能源与环境政策研究中心;北京100181)

中国中长期宏观节能潜力分析：国际比较与国际经验

廖 华1，2，魏一鸣1，2

(1.北京理工大学 管理与经济学院;2.能源与环境政策研究中心;北京100181)

未来我国能源需求规模存在较多不确定性，把握节能潜力是设定节能目标并采取相应政策措施的前提条件。力求从更大范围的国际比较和更长历史时期的国际经验来讨论我国的节能潜力。依据人均GDP、经济结构、人均钢材和水泥保有量、人均用电量、人均居民生活用电量等指标，结合资源禀赋结构、气候条件、设备用能效率差异、后发优势等因素综合考量，从能源经济发展阶段来看，目前我国大致处在美国1960年左右的水平，处在英、法、德、意、日五大工业国1970-1980年间的水平。参考发达国家近50年来的能源发展经验和我国近30年来的发展历程，2010-2030年我国年均经济增速潜力超过8.5%，能源弹性系数潜力为0.6;单位GDP能耗年均下降潜力超过3.4%，累计下降潜力大约为50%。

发展阶段;国际经验;节能潜力;能源弹性

一、引言

能源问题归根结底是发展问题，但在相当长历史时期内主要是经济问题。未来我国能源需求不仅规模巨大，而且存在较多不确定性。改善能源效率、大幅度节约能源是应对能源挑战的重要且有效途径。能源强度即单位GDP能耗的下降幅度通常用来衡量一个国家或地区的宏观节能量。单位GDP能耗的演化路径存在一定内在规律，采取不同的能源政策措施，会有不同的节能效果，也会导致不同的节能代价。节能工作既要主观政策努力，也要符合能源发展客观规律。全面认识和分析节能潜力是设定节能目标并采取相应政策措施的前提条件，也是进一步开展能源需求不确定性研究和能源基础设施投资需求分析的前提。

过去30年来，我国的节能工作取得了重大成就，以年均5.8%的能源消费增速支撑了年均10.1%的经济增速，能源需求对 GDP的弹性为0.58(以下简称“能源弹性”)，单位GDP能耗显著下降。我国近30年的能源弹性与部分发达国家某些历史时期大体相同;但从单位GDP能耗降速来看，我国的节能绩效要远远超过绝大多数发达国家任何历史时期，这部分得益于过去30年来我国保持了平稳较高的经济增速［1］。局部来看，近10多年来我国的能源弹性出现大幅震荡。这表明要准确判断未来节能潜力并做出正确决策的难度不小。从长远来看，未来我国的宏观节能潜力有多大?即单位GDP能耗能否继续下降、降速潜力有多大、持续时间会有多长?这是值得深入探讨的问题。

目前，有关我国中长期宏观节能潜力的定量研究大多数是基于我国自身的历史经验和发展需求来分析，大致可以分为三类:(1)采用相关系数或者时间序列分析方法，研究过去30年来能源需求与GDP的某种统计关系，并据此判断未来的单位GDP能耗降速或能源弹性。这类方法的基本思想是“根据中国的过去推导出中国的未来”。由于我国仍处在向市场经济转轨的进程中，同时面临着信息化的重大机遇，很多情形过去并没有经历过，因此很难依据过去的发展经历推导出未来趋势;另外，要全面认识过去30年来我国能源经济的内在关联机制也并非易事。(2)先设定未来的产业结构情景，分析各行业的节能潜力，然后自底向上地进行汇总。这类方法的前提是需要比较准确把握未来我国经济增长的异质性或产业结构情景，但这通常比较困难。(3)采用投入产出分析、可计算一般均衡建模(CGE)等方法开展预测。该方法注意到了经济结构变化及其内在关联性和内生性，但需要外生给定一些技术关联系数或经济主体的行为参数，计算结果对某些参数很敏感，而要较准确地估计这些参数非常困难。例如，关于替代弹性的设定和技术进步率的度量就存在巨大争议。另外，CGE模型动态机制的设定也相当困难。

图1 研究思路

鉴于严格的定量分析存在较多困难，本文尝试采用定量比较与定性判断相结合的方式，力求通过更大范围的国际比较和更长历史时期的国际经验来讨论未来我国的节能潜力。“国际比较”旨在探讨我国目前所处的能源经济发展阶段，“国际经验分析”旨在从发达国家能源宏观效率变化的历史经验来分析我国的能源弹性和节能潜力。

本文的研究思路如图1所示，首先以发达国家历史时期作为参考，分析我国目前所处的能源经济发展阶段;其次分析发达国家长期以来能源宏观效率的变化特征或规律;然后将二者结合起来，同时考虑技术上的赶超效应或后发优势等因素，讨论未来我国的经济增长潜力和能源弹性;最后据此回答我国的中长期节能潜力。

二、经济发展阶段的分析与判断

依据发达国家经验来讨论未来我国能源宏观效率(单位GDP能耗)的可能走势时，一般是以发达国家曾经走过的能源经济路径为基础，并考虑技术进步、后发优势等因素开展研究。在参考发达国家历史经验之前，首先需要大体判断我国目前所处的经济发展阶段，或者我国目前的经济发展水平大致相当于发达国家历史上哪个时期。有关经济发展阶段的国际比较已有较多，早期的代表性工作有世界银行的Chenery和Taylor(1968)［1］、Chenery 和 Syrquin(1986)［3］等;国内的代表性工作有郭克莎(2000)［4］、陈佳贵和黄群慧(2003)［5］等。近年来，大多数文献直接采用了世界银行、联合国开发计划署等国际组织编制的综合指标数据，例如人均GDP、三大产业结构、投资-消费比例、人类发展指数(HDI)等。单独用某一两个指标来判断我国的发展阶段仍然存在一些片面性或者存在较多系统性偏差。

(一)以人均GDP或经济结构为判断依据

1.人均GDP水平

人均GDP(或者人均GNP)是最常见的发展阶段比较指标。依据市场汇率测算(表1)，2010年我国的人均GDP达到4500美元(当年价格)，与美国的差距超过100年，相当于韩国1973年的水平。鉴于汇率只能反映贸易品的相对货币价格水平，难以全面反映一国的整体价格水平，为此多数文献应用购买力平价(PPP)法测算的人均GDP进行国际比较。在使用PPP时，由于历史跨度比较长，Maddison(2010)［5］编制的数据用得比较广泛。据此，2010年我国人均 GDP为 7700国际元($1990GK)相当于美国1941年的水平，差距接近70年;相当于日本1968年、德国1960年、英国1943年、意大利1965年、法国1961年的水平，并且已经超过巴西和南非。采用上述分析方法，部分文献认为我国目前处于“工业化中期阶段”。此外，还有文献采用世界银行(2010)新调整的PPP数据进行比较，认为我国与美国的差距有70余年。如果按联合国编制的人类发展指数进行比较，我国目前仅处在韩国1985年左右的水平，与巴西还有5～10年的差距，与墨西哥还有15年差距①联合国更新的2010年版人类发展指数只提供了1980年以来的数据，因此无法与英美等主要发达国家进行比较。。

表1 以人均GDP计算的中国与主要国家差距

图2是经常被用来说明工业化进程与单位GDP能耗关系的示意图。该图显示:(1)发达国家在工业化进程中单位GDP能耗会有一个上升的过程，直到一定峰值再逐渐下降;(2)得益于后发优势，越晚进入工业化进程的国家，其单位GDP能耗峰值就越低。该经验曲线对于我国有部分参考价值。如果剔除1958-1959年的特殊情况，我国的单位GDP能耗峰值出现在1977年，之后总体上呈现下降趋势。但是，该曲线的适用性较弱。一是该曲线“经验”并不足，检验样本量不够;二是没有充分考虑经济结构和能源结构的影响。1977年我国仍然处于工业化起步阶段。

图2 单位GDP能耗变化历史经验示意图

本文认为，上述比较以总量指标或综合指标为主，缺乏结构分析。相对而言，在OECD国家内部，依据PPP法测算的人均GDP具有较多可比性。这些国家的工业化进程时间差异较短、商品或服务异质性较小。但在发达国家与发展中国家间用PPP数据进行发展阶段比较，则可能出现较大偏差。这种偏差是无法克服的，除了有数据采集准确性和代表性的原因以外，更有PPP理论本身局限性的原因［8］。由于科技进步和社会需求的变化，目前我国的产业结构和产品结构与100年前、50年前甚至30年前的发达国家相比，差异相当大。如果按照计算机、互联网接入端等信息产品或设施的人均拥有量进行比较，则我国与美国的差距可能不到10年;如果按人均汽车拥有量计算，差距可能超过80年。此外，不同历史阶段下各国商品价格结构、外贸结构、汇率结构等差异，也导致很难采用人均GDP指标直接进行发展阶段的国际比较。因此，常见的“我国人均GDP已经达到1000美元(或者3000美元)，按照发达国家的经验，我国经济发展的进入了一个重要转折期”这一论断过于简单化。

2.产业结构和最终需求结构

有的文献也以现价计算的第三产业比重来判断发展阶段或者分析节能潜力。2010年我国第三产业比重为43%，而发达国家大部分在70%左右。由此得出一些量化结论:第三产业发展潜力巨大，未来我国单位GDP能耗存在较大下降潜力。表2列出了美国历史上及我国2010年的产业结构、支出结构数据。如果按照三产比重，我国与美国的差距要超过100年。这显然低估了我国的发展水平。

表2 中国与美国产业结构和需求结构长期比较(1869-2010年)

还有文献从支出结构或投资消费比例进行讨论。目前，我国的投资率要比发达国家工业化时期或者较早进入工业化时期的发展中国家高。按照当年价格计算，以日本为例，二战后的1946-1954年期间，投资率平均为26.49%，1956-1964年平均为33.35%，没有哪年超过了40%［10］。韩国的情况也类似，在1991年投资率达到最高值39.7%;1960年以来，巴西的投资率就没有高过30%;而2003年以来我国的投资率一直超过40%。

笔者认为，上述基于产业结构和需求结构的比较将高估我国的工业比重，低估第三产业比重;高估投资比重，低估消费比重。这主要是由价格结构差异造成的。以工业品为基准，我国的第三产业产品(服务)的价格要比发达国家低很多。我国的投资品价格与发达国家差异较小，而消费品特别是不可贸易的消费品价格远比发达国家便宜。如果按照世界银行的PPP数据，2005年我国的居民消费率为58.8%，比常规统计数据高了20个百分点。因此，考虑到价格结构因素，我国的产业结构、需求结构调整潜力并不是很大;通过优化产业结构或需求结构来降低单位GDP能耗的潜力，要比直接采用各国现价数据得到的比较结论偏低。

此外，还有的文献从就业结构和城市化进程来分析我国的发展阶段。我国是一个拥有13亿人口的发展中大国，目前农村人口占大多数。按照这两个指标进行比较，则我国与美国的差距要超过100年。有关这方面的讨论还可参考文献［9］。

(二)以人均工业品指标为判断依据

由于货币体系、价格结构、统计口径等原因，单独采用人均GDP(不论是市场汇率法还是购买力平价系数)、经济结构等经济量指标很难把我国目前所处的发展阶段与发达国家的某个历史阶段严格对应起来。因此，很难直接依据过去发达国家的人均GDP水平与能耗强度的关系来对未来我国能源强度进行趋势预测。鉴于国内生产总值、经济结构等指标受价格结构的影响较大，本文进一步考察有关国家长期历史实物量指标的变化，并结合前面的指标来定性判断我国的发展阶段。

对于大型经济体，钢材、水泥、电力等是必需的大宗工业品，其需求量会随着发展阶段变化而变化，呈现出一定的规律。我们计算了人均电力消耗量、人均水泥保有量(混凝土)、人均居民生活用电量和人均钢材保有量等实物量指标。这几类工业品都是高耗能或高载能产品。2009年我国钢铁行业用能占全社会用能的18%。由于钢材、水泥基本属于投资品(主要是机械制造和基建用钢)，这里使用钢材和水泥保有量(混凝土)两个存量指标。

1.人均钢材和水泥保有量

中美两国的国土陆地面积基本相同、地理纬度大体相同，两国存在相对较多的可比性。鉴于目前仅能获得钢材和水泥的年度表观消费量数据，这里依据永续盘存法对钢材和水泥保有量进行估计。对于不同的折旧率，估算出的人均保有量会有所不同。我们假设不同的折旧率估算了中美两国人均钢材保有量，如图3和表3所示。如果两国均按照4%的年折旧率计算，2010年我国人均钢材保有量约3.5吨，相当于美国1928年的水平;如果按照6%折旧率计算，则相当于美国1940年的水平，按8%折旧率计，则相当于1942年水平。考虑到近年我国的低水平重复性建设项目可能较多，中美分别采用8%和6%的折旧率计算，则我国相当于美国1927或1936年的水平。近5年来，我国钢材消费量年均增长15%，人均钢材保有量年均增速超过14%。美国的人均钢材保有量在1975年之后，基本不再增长了，甚至有所下降。这一方面是基础设施建设基本完毕，另一方面是新材料的出现替代了部分钢材，以及技术进步导致部分机械产品呈现便捷化趋势。

图3 中美两国人均钢材保有量(1900-2010年)

表3 中国人均钢材保有量估计及与美国的差距

按照人均钢材保有量进行中美比较，我国与美国的差距超过70年甚至更长时间。如果考虑到当前我国钢铁行业投资和市场需求增长情况，即使保守估计“十二五”期间钢材消费量年均增长10%，到2015年我国的人均钢材保有量与美国差距将大大缩小。一方面，后发优势和人口规模较大，这形成我国人均钢材保有量要低于美国人均量的阻力;另一方面，我国是机械产品出口大国，地形地貌结构相对复杂，这形成我国人均钢材保有量要高于美国的拉力。考虑到这两点，预计未来我国人均钢材保有量峰值与美国相当，不太可能超过美国的2倍，也不太可能低于美国的50%。直接用人均钢材保有量进行发展阶段的国际比较，可能会低估我国的发展水平。

2010年我国的人均水泥消费量接近1.4吨，是美国历史最高水平的4倍多。如果按照相同的折旧率估算，2010年我国的人均水泥保有量(混凝土)也远远超过美国历史最高水平。中美两国国土面积相当，中国的人口是美国的4倍多。水泥是完成基础设施和房屋等不动产建设的必需工业品。尽管钢材也是基建必需品，但用于基建的钢材占全社会钢材使用的比重为20%～50%。图4显示我国的人均水泥保有量超过了美国。可能的原因有:(1)我国的地形地貌条件相当复杂，完成同样功能的基础设施或房屋建设，需要更多的钢筋混凝土;(2)我国的房屋建设集约型和紧凑性程度远远低于美国，我国的钢筋混凝土型房屋比重较大(美国板材结构房屋比重较大)，导致我国单位建筑面积水泥消耗量大;(3)我国低水平重复建设较多，基础设施和房屋使用寿命较短、重建或重修情形较多，图4采用的折旧率偏低，远远高估了我国的人均水泥保有量。在美国，46%的居民住房已使用40年以上。直接采用人均水泥保有量进行发展阶段的国际比较，可能会高估我国的发展水平。

2.人均用电量

图5是中美两国人均电力消费量和人均居民生活用电量历史变化图。2010年我国人均用电3100千瓦时，相当于美国1952年水平，大约是目前美国的24%;2010年我国人均居民生活用电382千瓦时，相当于美国1948年的水平，大约是目前美国的8.5%。从图中可以看出，美国的人均电力消费量总体上是呈现出增长的态势，在1950-1980年间的增速较快，之后增速开始减缓。

图4 中美两国人均水泥保有量(混凝土)估计(1900-2010年)

图5 中美两国人均电力消费量和人均生活用电量(1920-2010年)

表5数据反映了2010年中国人均用电量和人均居民生活用电量指标值相当于OECD国家某个历史年份水平的情况。从人均年用电量来看，我国相当于英国1964年、德国1969年、法国1973年、日本1970年、意大利1981年的水平;从人均居民生活用电量来看，大致相当于英国1955年、德国1968年、法国1971年、日本1967年、意大利1972年的水平。美国和加拿大的电耗水平较高。近10年来我国的人均居民生活用能年均增长12.8%。

部分生产性生产用电参与了固定资本形成，这部分用电量计入累计存量进行比较才具有可比性。由于我国的固定资本形成增速较高，因此单纯采用人均用电量进行比较可能会带来较大偏差(这里暂不考虑后发优势和技术赶超因素)。居民生活用电属于消费需求，尽管受居民收入水平的影响较大，但受居民收入短期增速的影响相对较小。因此，我们认为，在地理纬度相近的情况下，人均居民生活用电量是居民生活水平的重要指标，更适合用于发展阶段的国际比较。

表5 以人均用电量计算的中国与OECD国家的差距

说明:表中数据表示2010年中国的人均指标值相当于其它国家某个历史年份水平。括号内表示再次出现同样人均GDP的年份。“～”表示估计年份。除美国以外，其他国家仅可获得1960年以后的数据。数据来源:廖华(2008)［9］和国际能源署。

从具体用能技术来看，尽管我国多数能源密集型产品的单产能耗高于发达国家，但差距远比人均GDP或者人均用电量指标的差距小［11］，大约为10～30年，后发优势显著。综合考量资源禀赋结构、气候条件、后发优势、设备用能效率差异等因素，我们认为从能源经济发展阶段来看，目前我国大致处在美国1960年左右的水平，处在英、法、德、意、日五大工业国1970-1980年间的水平;处在其他多数OECD国家1975-1990年间的水平(纬度较高国家除外)。发达国家近50年来的能源发展经验对我国未来能源发展具有较强的启示意义。

三、发达国家单位GDP能耗历史演变特征

(一)单位GDP能耗降速的趋同性

对OECD国家1960-2005年、1970-2005年、1980-2005年、1990-2005年单位GDP能耗降速分析表明，各国单位GDP能耗降速存在显著的趋同性特征(表6)。初始年份单位GDP能耗较高的国家，其单位GDP能耗降速也较快。我国目前的单位GDP能耗水平较高(尽管难以准确计算出可用于国际比较的具体数值)，通过努力，今后仍可以保持较快的下降速度。

表6 OECD国家单位GDP能耗降速趋同性检验(1960-2005年)

(二)能源弹性与电力弹性的差异

上述趋同性检验所采用的能源消费总量数据系依据热当量法核算。近四十年来，部分发达国家能源结构发生了较大变化，例如天然气和核电增长较快，煤炭出现负增长等情况，这可能导致热当量法下的能源消费总量指标难以准确刻画能源经济系统的关系［12］。这可以从各发达国家能源弹性差异与电力弹性横向差异反映出来。1960-2009年，OECD各国能源弹性和电力弹性算术平均值分别为0.76和1.32，但各国能源弹性的差异要远远大于各国电力弹性的差异。用变异系数来刻度这种差异，前者为0.49，或者为0.25。如果不注意能源结构的变化，直接根据热当量法下的能源总量指标来研究能源经济关系，可能会导致有偏的结论。

图6 OECD国家能源弹性与电力弹性

表7 主要发达经济体不同历史时期能源弹性和电力弹性

纵向差异也能反映同样的问题。表5是主要发达国家经济体不同历史时期的能源弹性和电力弹性对比。纵向数据表明，各发达经济体在不同历史时期的电力弹性变化幅度要远远小于其能源弹性的变化幅度。我们估测，如果剔除能源结构变化的影响，各国的能源弹性大约要降低10%。据此，我们认为1960以来美国的能源弹性大约0.45;1971年以来OECD欧洲地区的能源弹性为0.40，日本为 0.60;韩国 1980 年以来的能源弹性为 0.85。

四、我国未来节能潜力分析与判断

结合前面对我国经济发展阶段的判断以及对发达国家能源强度降速趋同性及能源弹性的分析，考虑到我国局部领域低水平重复建设情形仍难以根本改变，我们认为，在能源结构不发生较大变化的情况下，未来我国的能源弹性系数大致可以保持在0.6的水平，即以能源消费增长0.6%支撑经济增长1%。考虑到未来我国天然气、风电、核电等可再生电力比重均将上升、煤炭比重下降的情况，按照我国现行的发电煤耗法计算原则，未来我国的能源弹性系数仍然大致为0.6的水平。

过去30多年来，中国经济总体上保持了平稳较快的增长态势，而且到目前为止并没有出现增速趋缓的迹象，年均增速超过10%。尽管存在经济周期因素、尽管国家发展规划中经济增长指标不会设定很高、尽管国际经验显示后发国家经济增速会有所趋缓，但目前没有充分的证据显示未来我国经济增速会出现大幅度趋缓的迹象。鉴于目前与美国的差距有50年，与英法德日等国的差距也有30～40年，我们认为未来20年我国经济可以实现年均8.5%的增速。据此计算，2010-2030年我国的单位GDP能耗年均下降潜力可以达到3.4%，累计下降潜力可以超过50%。尽管未来我国的单位GDP能耗下降潜力较大，但并非可以自然实现，仍然需要继续做出巨大努力。发达国家过去三五十年来在节能领域也做出了重大努力。

由于结构异质性的原因，本文并没有做严格的定量推导，而是从发展阶段的国际比较和发达国家的历史经验的视角，通过定量比较与定性判断相结合的方式，对我国中长期节能潜力进行了研究。本文关于发展阶段的判断仍然是比较初步的，而且主要是从能源经济的视角，并非全部经济的视角。如果把全国各省作为经济体置入全球排名中，则在2009年有15个省的GDP位居全球前60名，有21个省的能源消耗量居全球前60名。各省间的商品和要素流动性远远大于各国间的流动性。因此，还可以从发展阶段的省际比较和发达省份的历史经验的视角，对我国中长期节能潜力进行分析。

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［2］Chenery H B，Taylor L.Development Patterns:among Countries and over Time［J］.Review of Economics and Statistics，1968，50(4):391-416.

［3］Chenery H，Robinson S，Syrquin M.Industrialization and Growth:A Comparative Study［M］.Oxford:Oxford University Press，1986.

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［5］陈佳贵，黄群慧.工业现代化的标志、衡量指标及对中国工业的初步评价［J］.中国社会科学，2003(3):18-28.

［6］Maddison A.World Population，GDP and per Capita GDP，1-2008 AD.http://www.ggdc.net/maddison/.

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［9］廖 华.能源效率的计量经济模型及其应用研究［D］.北京:中国科学院科技政策与管理科学研究所，2008

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(本文责编：海 洋)

China’s Mid to Long Term Energy Conservation Potential:International Comparison and Foreign Experience

LIAO Hua1，2，WEI Yi-ming1，2
(1.School of Management and Economics，Beijing Institute of Technology，Beijing 100181，China;2.Center for Energy and Environmental Policy Research，Beijing Institute of Technology，Beijing 100181，China)

There is much uncertainty in China’s future energy demand.It is necessary to analyse the energy conservation potential before setting energy intensity reduction target and taking proper policy measures.This paper discusses China’s energy conservation potential based on wide international comparison and long historical experience analysis.Considering the economic structure，and GDP，steel，cement stock，electricity consumption per capita，resource endowment，climate conditions，energy using efficiency，and backward advantage，we conclude that from the perspective of economic-energy development，China is currently at the same development stage as the United States around 1960，and the same level of United King，France，Germany，Japan and Italy in the range of 1970-1980.According to the development experiences of OECD countries in the latest 50 years and China’s experience of in the latest 30 years，China’s economic growth rate is expected to over 8.5%annually during 2010-2030，and its energy demand elasticity is expected to remain at around 0.6.Thus the annual energy intensity reduction potential per GDP is over 3.4%during 2010-2030，and the accumulated reduction is about 50%.

development stage;international experience;energy conservation potential;energy elasticity

F205

A

1002-9753(2011)03-0023-10

2010-12-11

2011-03-20

国家自然科学基金项目(70903066，70733005，71020107026)

廖 华(1980-)，男，江西南康人，北京理工大学助理研究员，博士，研究方向:能源经济学、资源与环境管理、能源经济环境系统建模及应用。