山东省钢铁工业能源强度影响因素分析研究

2011-11-04倪大伟12杨善林1

资源节约与环保 2011年1期

关键词：合肥工业大学钢产量钢铁工业

倪大伟1,2杨善林1,2

（1合肥工业大学管理学院，安徽合肥230009；2过程优化与智能决策教育部重点实验室，安徽合肥230009）

山东省钢铁工业能源强度影响因素分析研究

倪大伟1,2杨善林1,2

（1合肥工业大学管理学院，安徽合肥230009；2过程优化与智能决策教育部重点实验室，安徽合肥230009）

山东是中国最主要的钢铁大省之一，研究山东省钢铁工业能源强度的影响因素对该省乃至全国节能降耗目标的实现都是至关重要的。运用实证研究的方法，得出山东省钢铁工业钢产量、产业集中度、空间集中度等因素与吨钢综合能耗指标的关系，为山东省钢铁工业进一步实现可持续发展提供理论依据和决策参考。

吨钢综合能耗钢产量产业集中度空间集中度钢铁工业

1 引言

山东省是全国产钢能力最突出的省份之一，经过40多年的发展建设，特别是“十五”和“十一五”期间，产业规模大幅扩大，设备及技术水平不断提高，综合实力显著增强，实现了由大到小的转变，粗钢产量由2000年的635万t发展到2005年的4500万t（图1），在全国省市中位于第三位[1]。山东钢铁工业发展虽然取得了显著成绩，但仍存在着许多不容忽视的问题。企业普遍只注重产量提高，忽视了节约能源和保护环境，与国内大钢铁集团相比能源消耗水平有一定的差距。

本文试图从影响钢铁行业能耗水平的宏观因素入手，通过线性回归模型和灰色关联模型两种方法，得出钢产量、产业集中度、空间集中度与吨钢综合能耗的关系，再将得出的结果与山东省钢铁工业的发展规划目标相结合，提出钢铁工业降低能耗水平的一些建议，为山东钢铁工业进一步实现可持续发展提供理论依据和决策参考。

2 山东省吨钢综合能耗影响因素实证分析

2.1 数据来源

从1980年以来，钢铁工业能源消耗一直占全国总能耗的10%左右[2]。山东省钢铁工业的能源消耗以炼焦煤、焦炭和电力等为主，其他如燃料油、原油等所占份额极小。将这四项主要能源消耗折合成标准煤，再结合山东省近年来的钢产量，我们可以计算出1999-2008年山东钢铁工业的吨钢综合能耗。

钢产量指标用历年全省粗钢产量表示。如图1所示，从1999-2008年，山东省的粗钢产量都是逐年增加的，2005年以后增速虽开始逐渐变小，但仍然保持着产量上升的趋势。

考虑到山东省大型钢铁企业数目有限，我们用CR3指数来衡量钢铁行业的产业集中度。从产业集中度的变化情况来看，除了2000年、2004年、2008年略有上升外，产业集中度整体上基本处于下降趋势。2000年、2004年集中度上升是由大型钢铁企业扩张产能所致，而2008年上升是由于济钢和莱钢等的联合重组[3]。

本文用C3指数来衡量山东省钢铁行业的空间集中度，用排名前三位的地级市钢产量占全省钢产量的比重表示。选取的城市为济南、莱芜、青岛、日照这四个地级市，2006年之前，钢铁工业规模排名前三位的是济南、莱芜、青岛，2006年之后济南、莱芜、日照这三个地级市排名前三位。

图1 山东省1999年-2008年粗钢产量变化趋势图

表1 山东省重点钢铁企业1999年～2008年粗钢产量表（单位：万吨）

表2 山东省重点地级市1999年～2008年粗钢产量表（单位：万吨）

2.2 相关性分析方法

2.2.1 回归相关系数法

回归分析方法是统计分析的重要组成部分，它是研究随机变量之间关系的一种常用方法[4]。回归分析一般与实际联系比较密切，在实际中应用广泛。相关系数是度量两个随机变量之间的线性相关性的一个重要数字特征，样本相关系数的计算方法如下：

其中：X0表示山东省历年吨钢综合能耗的时间样本序列；Xi分别表示山东省钢铁工业钢产量、产业集中度、空间集中度的时间样本序列（i分别为1、2、3）；ri表示X0与Xi的回归相关系数，易证|ri|≤1。显然，只有当|ri|充分接近1时我们才能认为随机变量X0与Xi之间存在线性相关性，并且当ri>0时X0与Xi之间具有正相关性，当ri<0时X0与Xi之间具有负相关性。

2.2.2 灰色关联分析法

灰色系统方法与数理统计中的方差分析、回归分析等因素分析方法相比，克服了统计方法中要求大样本及其样本具有典型的概率分布的不足，灰色关联度的计算步骤如下：

（1）作累减生成，生成新的数列。

（2）计算X0与Xi两个时间数列的标准差。

即x0和xi分别表示两个时间数列和的均值

分别表示两个时间数列X0和Xi的标准差。

（3）计算t时间x0（t），xi（t）的关联系数。

（4）计算和的灰色关联度。

上述关联度式具有对称性、唯一性和规范性，即Ri>0,表示X0与Xi具有正相关性，Ri<0,表示X0与Xi具有负相关性；|Ri|≤1且Ri=1当且仅当X0与Xi完全相关[5]。

3 结果与分析

计算结果显示，灰色关联分析模型得出吨钢综合能耗与钢产量、钢铁产业集中度、钢铁工业空间集中度的灰关联度分别为R1=-0.84981<0，R2=0.237682>0，R3=0.219028>0，而且有|R1|>|R2|>|R3|；运用回归相关系数法得到的相关系数r1<0、r2>0、r3>0,且同样有|r1|>|r2|>|r3|。结果表明，吨钢综合能耗与钢铁产业集中度、钢铁工业空间集中度的关联程度不高（|R2|、|R3|<0.5），且均呈现正相关，而吨钢综合能耗与钢产量的关联程度却很高（|R1|>0.5），并呈现负相关。两种方法得出的结果一致，从而验证了结果的有效性，因此得出结论如下：

（1）在节能降耗的大势所趋下，虽然国内普遍提倡钢铁企业联合重组，山东省钢铁行业近几年的重组力度也很大，但吨钢综合能耗指标与行业的集中度并没有呈负向运动关系，说明产业集中度对能源强度的关联带动效应较差。这是由于产业联合重组工作的发展仍处于初级阶段，重组水平不高，结构性矛盾突出，这与联合重组后现存的一些问题是对应的：只是松散合作关系并无实质性的重组。

（2）目前山东省的钢铁行业的空间集中度也与吨钢综合能耗呈现不太明显的正相关联性，这是由于空间集聚的发展水平太低，以致没有发挥出其对能源强度的关联带动效应[6]。目前主要存在以下问题：1）地区分布不合理，大都分布在内陆地区，其产业布局的地域局限性越来越突出，比如济南、莱芜等地瘦环境、水资源等因素的资源非常明显；2）同一产业区域的钢铁企业缺少合作，缺乏自主创新能力等。这些问题导致了钢铁工业没有发挥出空间集聚的优势。

（3）近几年山东钢铁工业粗钢产量的不断增长促进了吨钢综合能耗的降低，粗钢产量与吨钢综合能耗表现了较为显著的负相关性。说明未来山东省仍应继续保持粗钢产量持续增长的趋势，从而进一步实现节能降耗的目标。但为了防止中小钢铁企业盲目扩张产能而导致行业整体能源效率出现反弹，也应合理调控钢铁工业生产规模与产量增长速度，根据资源、能源和环保状况，将钢铁生产控制在以满足国内需求为主的范围内。

（4）由于粗钢产量与吨钢综合能耗的关联程度大于产业集中度和空间集中度，因此应当使大型钢铁企业充分利用产能，同时也要重点发展中小型钢铁企业，提高钢铁生产效率，从而提高能源利用效率。而不是盲目地追求产业集中度和空间集中度的提高，否则会弄巧成拙。

（5）统计分析方法是根据有限数据拟合的，它在一定的数据范围内体现了一定的规律性，但如果超过了这个范围，变量之间的关系很可能发生变化[7]。本文的关联分析主要是在一定的数据范围内进行的，在宏观政策、技术水平、产业结构等变化不大的情况下，本文的分析结果需与山东省的实际相结合进行整合应用。