上海市经济增长与能源结构、产业结构关联状况的评价研究

梁日忠

（上海大学 循环经济研究院，上海 200072）

一、引 言

脱钩（decoupling）理论多用于测度在工业化发展过程中，资源消耗是否与经济增长之间保持同步的关系。近年来，由于中国经济正处于以资源密集开采和快速消耗为特征的城市化和工业化加速进程中，能源资源的有限性与经济增长的可持续性之间的矛盾日趋尖锐。因而脱钩或关联被越来越多地应用于资源环境使用进程的评估，脱钩或关联分析成为经济环境领域新的研究热点，探求影响连接与可能造成脱钩的因素，以此来检验政策的有效性或用来作为制定适当脱钩政策的依据[1]。

目前，众多研究多是从节能和减排两个方面研究，且多侧重于对经济增长与资源消耗或环境污染脱钩程度的测量。国内外学者分别从国家层面和地方层面对资源与经济的脱钩问题展开了广泛的研究，如Tapio（2005）提出并利用脱钩弹性（decoupling elasticity）概念研究了欧盟与芬兰运输业的CO2排放问题[2]。David Gray等（2010）对苏格兰地区经济增长与交通运输量及CO2排放之间的脱钩情况做了研究[3]。Steve Sorrell等（2012）分析了英国道路货运产业经济发展及其能耗之间的关系[4]。Hong Wang（2011）用OECD脱钩指标研究了1980-2009年中国经济增长与能源消耗之间的脱钩程度[5]。李忠民等（2010）分别用OECD脱钩指标和Tapio脱钩弹性对山西工业部门工业增加值与其能耗投入及CO2排放之间关系进行了脱钩分析[6]；Gao Jie等（2012）用弹性模型分析了中国交通行业发展与其能耗之间的关联[7]等。综观众多脱钩研究，研究范围多限定在国家或区域等较大空间上，对脱钩政策的分析和微观层次的脱钩分析研究并不多。在分析经济增长与碳排放关联状况时，因碳排放量无直接监测数据，都是基于能源消耗测算得来，且又都需要做适当的修正，这样就模糊了能源供应种类（结构）以及区域能资源特点（资源禀赋）对经济增长的影响。在有关经济增长、结构变迁与能源消费关联研究方面，王磊等（2012）实证研究了经济增长、结构变迁与中国能源消费的关系，证实经济增长对中国人均能耗增长具有显著正向影响，而调整经济结构、改变能源供给结构、加快技术进步等都有助于降低中国人均能耗水平[8]。吴开亚等（2013）基于投入产出模型，证实上海市石油加工炼焦及燃烧加工业、金属加工制品和交通运输仓储及信息服务部门是能源消耗高度密集型部门[9]。这些研究并没有给出区域不同产业结构变化与经济增长关联状态的全面信息。而经济发达城市，大多为经济体量大、能源消费量大且属于能资源相对缺乏的地区，研究其能源消费等与经济增长之间的问题，具有典型性和指导意义。

基于以上考虑，本文以上海市为例，直接以终端能源消耗为资源环境压力，运用Tapio脱钩弹性分析模型，对能源消费结构、产业结构与经济增长关联状况的时间演变趋势展开研究，评价典型地区资源环境与经济发展的状态变化，希望能得出对资源相对缺乏的经济发达城市未来制订能源和环境政策的建设性结论和意见，对其他地区的同类分析提供方法借鉴。

二、研究方法

（一）Tapio脱钩弹性模型

Tapio脱钩模型在OECD脱钩模型基础上发展而来，是目前研究经济脱钩关系的最主要研究方法，该方法克服了OECD脱钩模型在基期选择上的困境，Tapio脱钩模型采用“弹性概念”动态地反映变量间脱钩或连接关系[2]。

本研究以终端能源消耗为资源环境压力（Energy Consumption，简称EC），GDP为经济驱动力，修正Tapio弹性系数公式如下：如果两者各自的增长率呈现不平行现象，即发生了脱钩现象。该弹性指标的优点在于对资源环境压力指标与经济驱动力指标的各种可能组合给出了合理定位，如图1所示。

图1 Tapio脱钩弹性模型

Tapio脱钩模型将脱钩进一步划分为弱脱钩、强脱钩和衰退性脱钩；负脱钩划分为扩张性负脱钩、强负脱钩、弱负脱钩。其中强脱钩是实现经济低碳化发展的最理想状态；相应地强负脱钩为最不利状态。当经济总量保持持续增长（ΔGDP＞0）时，能源消耗的GDP弹性越小，脱钩越显著，即脱钩程度越高。

（二）数据来源

本文所使用的数据中，历年上海市生产总值、各类能源消费量、三次产业能源终端消费量及能源消费总量、全市三次产业占生产总值比重等来源于《上海统计年鉴》（2001-2012）和《中国能源统计年鉴》（2001-2012）。以能源终端消费量为能源消费选择变量，为保证各指标时间序列的完整性和可获性，选取可获取统计数据的2000－2011年作为研究时段（最新2012年统计年鉴只能获取2011年及之前的基础数据）。以2000年作为基准年份，使用按不变价格计算的上海市生产总值指数将2001-2011年的上海市生产总值修正为按2000年不变价格计算的生产总值。

三、上海市经济增长与能源消费关联状况的测度

利用Tapio脱钩弹性模型，从能源消费总量、能源供应种类、三次产业能耗三个方面分别对上海市经济增长与能耗关联状况进行测度。

（一）经济增长与能源消费总量的关联状况分析

2000-2011年，上海市经济增长（GDP）与能源终端消费量如图2所示。

图2 上海GDP与能源终端消费量变化（2000-2011）

从统计数据看，2000-2011年上海市终端能源消费量逐年增长，但其增速明显低于GDP的增长，两者出现了脱钩趋势。但也不难看出，上海经济的高速增长并没有摆脱对能资源消耗的依赖（两者增长率均大于0）。

利用Tapio脱钩弹性模型对上海市经济增长与终端能源消费量之间的脱钩关系进行分析，得到如图3所示结果。

由图2可知，2000-2011年间上海市经济增长速度和能耗总量增长速度均大于0，说明这十多年间上海市经济发展与能源消耗均为上升水平。图3中，除2005年和2010年外，其余年份的脱钩弹性值均在0～0.8之间，显示均为弱脱钩状态。2005年和2010年的脱钩弹性值都介于0.8～1.2之间，依据模型可判断这两年都处于扩张连接的状态。2005年由于上海市经济结构调整，第二产业规模过于扩大，导致能源消耗量的过度增加。2010年由于上海世博会的举办，促使能源需求量的增加，呈现扩张连接状态。

图3 上海年能耗总量与经济增长的关联状态（2001-2011）

（二）经济增长与能源消费结构的关联状况分析

将消费的能源总类划分为四种主要能源品种，即煤炭（煤炭、焦炭）、石油类（原油、汽油、煤油、柴油、燃料油）、天然气和电力。图4为上海市主要能源品种（煤炭、石油类、天然气、电力）消费量随时间演变情况。

图4 上海市不同能源消耗量变化（2000-2011）

2000-2011年间，上海能源消费主要以煤炭、电力和燃油为主，虽然消费量逐年增加，但强度却在下降；从2003年起，石油类消费量超过了煤炭消费量。天然气消费比例较低，但强度唯一正增长，见图5。

图5 上海市能源消费强度变化（2000-2011）

能耗总量的脱钩或连接并不意味着不同能源种类也呈现同样的变动。因此，现将能源消费按照煤炭、石油、天然气和电力等不同能源种类，分别观察其与经济总量的关联状况。具体结果如图6-9所示。

图6为煤炭消耗与经济增长脱钩弹性关系图，其变动轨迹与图2有较多相似，主要原因是上海市能源消费构成中煤炭消耗量占有主要部分。2000-2011年，平均煤炭消耗量占能耗总量约为37%，仅次于石油消费。因此，煤炭消耗量的增减变动较大程度影响着能耗总量的走向。所以，在2001-2011年间，经济增长与煤炭消耗的关系主要表现以弱脱钩为主（2001、2002、2003、2004、2005、2007、2008、2011年），2006年和2009年由于天然气和电力使用量的增加，使得这两年对煤炭的需求量小幅度下降，故呈现强脱钩趋势。另外，值得注意的是，这种弱脱钩是在煤炭消耗总量逐年上升的前提下形成的。

图6 上海市2001-2011年煤炭消耗与经济增长的关联状态

图7 上海市2001-2011年油类消耗与经济增长的关联状态

图8 上海市2001-2011年天然气消耗与经济增长的关联状态

图9 上海市2001-2011年电力消耗与经济增长的关联状态

图7为石油类消耗与经济增长脱钩关系图，10年中经历了4种变动类型。2006年为强脱钩，2002年和2008年为扩张连接，2003年为扩张负脱钩，其余年份都为弱脱钩。与煤炭消耗量相比，石油类消耗量与经济增长之间出现连接或负脱钩的年份多一些，主要原因是上海市石油类消耗量的变化幅度较大，而这与油价的变化不无关系。同样不可忽视，自2000年以来，石油类消耗量年增速加快，2003年石油类消耗量首次超过煤炭消耗量，且在此之后一直都是最主要的能源消耗种类，总能耗量的增加逐步由石油类消耗量所决定。

图8为天然气消耗与经济增长脱钩关系图。在2001-2011年间，除2008、2011年外，上海市天然气消耗几乎全处于扩张负脱钩状态。说明上海市对天然气的利用强度较大。11年间上海市天然气消耗量平均年增长速度在36%以上，远高于全国平均水平。天然气是一种清洁高效的能源，因此，期待能耗总量下降的同时，应提高天然气的消耗比重，即经济增长对天然气的依赖程度有待提高。上海市在这方面已取得比较好的结果。

图9为电力消耗与经济增长脱钩关系图，上海市电力消费脱钩状态与能耗总量的脱钩状态基本相似。主要由于上海市电力消耗增长速度与能耗总量的增长速度十分相似所致。2003年电力的增长速度超过经济增长速度，使得其呈现扩张负脱钩状态。电力是一种清洁能源，也是大力提倡的能源种类。通过分析看出，从脱钩角度分析，未来上海市还需要进一步加强电力能源的使用比例。

（三）三次产业结构与能源消费的关联状况分析

从1999年起，上海市第三产业比重首次超过第二产业比重，以后基本形成了一个二、三产业共同推动的格局。2011年上海三次产业比重为0.7∶41.3∶58。2000-2011年，上海市一、二、三产结构变化情况如图10。可以预见，未来第三产业将成为上海城市的支柱产业，仅从生产领域来讨论能源消耗已经不能全面解释上海市能源消耗的影响因素。与国际上其他一些大城市不同，上海具有广大的郊区，具有发展制造业的基础和条件，未来一段时期内上海将保持二、三产业二轮驱动的格局，能源消费主要以二、三产业为主。

图10 上海市2000-2011年三次产业变化

随着上海市经济结构格局的调整，各产业能源消耗量也发生着变化。在分析经济增长与能耗总量和能源种类关系的基础上，应分不同产业观察其能源消费的变动。具体结果如图11-13所示。

图11 上海市第一产业经济增长与其能耗的关联状态

图12 上海市第二产业经济增长与其能耗的关联状态

图13 上海市第三产业经济增长与其能耗的关联状态

上海市是传统工业城市，其第一产业比重一直比较低，且随着产业结构的调整，第一产业产值所占比重更是逐年下降，很多年份甚至呈现负增长，如2004、2005、2009、2010、1011年，其能源消费的增速也低于第二和第三产业增速。图11显示上海市第一产业呈现六种脱钩状态。2001、2007、2008年为扩张负脱钩状态，2002、2006年属于强脱钩状态，2003年为扩张连接，2004、2009年则为弱负脱钩状态，2005年属于衰退脱钩，2010、2011年属于强负脱钩状态。因此，其能耗与经济增长出现不同关联状态。总体上看，上海市第一产业还需要进一步进行产业升级，降低能耗。

图12显示了上海市第二产业经济增长与其能耗的脱钩变化趋势。与第一产业不同，第二产业历来就是能源消费大户。2000-2011年，第二产业产值年均构成为47.16%左右，其能源消费年均构成为61.71%，高于其产值构成的14.55个百分点。但由于第二产业产值增速高于其能耗增速，致使其能耗强度的增速多年来一直呈现负增长，由此呈现出上海市第二产业能耗总体弱脱钩的态势。在11个年份中，第二产业能耗呈现弱脱钩状态的年份为9个，强脱钩年份为1个，1个年份为扩张负脱钩。第二产业能耗关联态势大体体现了上海市能耗的整体态势，表明上海市经济发展过程中第二产业对能源的依赖程度缓慢下降的良好趋向。

图13为上海市第三产业经济增长与其能耗的脱钩变化趋势。第三产业是上海市经济增长的主要贡献产业。2000-2011年间，上海市第三产业产值占总产值比重均在51.89%左右，而其能耗年均构成则只有28.45%，低于产值比重约23.44个百分点。尽管第三产业规模较大，但其经济增长速度却低于其能耗增长速度，在2000-2011年间，第三产业产值增长速度年均为11.82%，而其能耗增长速度却为12.93%，即第三产业能源消费的增速快于其产值的增速。在11个年份中，有3个年份呈现扩张连接状态，有4个年份呈现扩张负脱钩状态，有4个年份（2007、2008、2009、2011年）是属于弱脱钩状态。因此，未来第三产业是上海市节能减排的一个关键产业。

四、分析与讨论

综上分析，2001-2011年间，上海市经济增长对能源消耗的依赖程度逐渐减弱，脱钩迹象显现。但是脱钩的拐点还没有出现，虽然有个别年份出现能耗绝对量的减少，但其持续的时间较短。现将上述三个方面测度结果进行对比分析，见表1所列。

从经济增长与能耗总量的关系看，两者之间主体走势为弱脱钩。这种走势主要受到第二产业产值与其能耗关系走势影响。从能源结构看，上海市已较好地走在了清洁能源的道路上。从产业能耗看，上海市还需进一步优化产业结构，合理控制产业能源消费的增长等。

研究结果也说明，未来上海市若要继续弱脱钩的走势甚至走向强脱钩的道路，需继续控制能源消耗增长速度，在保证经济增长的同时尽可能地降低能源消耗量，更要求提高能源使用效率，降低能源强度（特别是对第三产业）。但是，需要注意的是，能源强度的降低，并不必然意味着碳排放强度的降低。各种能源资源的碳排放系数不尽相同，即使能源利用效率提高，但如果更多、更集中地采用高排放的化石能源，如煤炭，带来的依旧是单位生产总值碳排放量的增加，所以，要进一步优化能源使用结构，继续加大清洁高效能源（如天然气）的使用比例。此外，在电力消费中应加强诸如水电、核电、太阳能发电等可再生能源的使用比例，不但可以缓解我国能源匮乏的现状，实现对环境的保护，同时还可以优化能源构成。总之，对资源缺乏经济发达城市，在未来经济发展中，产业结构和能源消费结构的改善对节能减排至关重要。除了控制能源消费总量外，产业结构的有序演进和能源结构的高效低碳演进是节能减排的最基本途径和有效方式。

五、结 论

研究经济发达城市的经济增长与能源消费、产业结构关联状况，对经济体量大、能源消费量大且属于能资源相对缺乏的地区探求影响连接与可能造成脱钩的因素，以此来检验政策的有效性或用来作为制定适当脱钩政策的依据，有现实的指导意义。

直接以终端能源消耗为资源环境压力，运用Tapio脱钩弹性分析模型，对经济增长与能源消费结构、产业结构关联状况的时间演变趋势进行系统化、定量化和定期评价研究，说明产业结构和能源消费结构的改善对节能减排至关重要。

对上海市经济增长与能源消耗之间的脱钩关系的实证分析表明，不管是从能源消费总量、能源消费结构还是产业能源消费看，2001-2011年，上海市经济增长与能源消费之间存在着较弱的压力关系，上海市经济增长与能源消费之间呈现弱脱钩发展态势。能源消费结构中，煤炭、石油、电力消费在大多数年份也处于弱脱钩状态，而天然气消费则属于扩张负脱钩状态。第一、三产业都未能较好实现脱钩，第二产业以弱脱钩状态为主。要最终实现经济增长与能源消费达到绝对脱钩或强脱钩的目标，在未来经济发展中，除了控制能源消费总量外，产业结构的有序演进和能源结构的高效低碳演进是节能减排的最基本途径和有效方式。

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