基于投入产出法的我国行业能源消耗分析

姜朗

（西安交通大学经济与金融学院，陕西西安 710061）

1 引言

我国是世界能源消费大国，2017 年中国能源消费总量占全球能源消费总量的23.2%，并连续17年稳居全球能源增长榜首。我国能源消费的快速增长不但对国内能源的供应形成了巨大的压力，也造成了大量的环境污染，能源安全日益成为制约我国经济发展的一个重要因素。为此，我国“十三五”规划纲要要求到2020 年单位GDP 能耗比2015 年降低15%，能源消费总量控制在50 亿t 标准煤以内。

国内外学者利用投入产出法对能源和环境问题进行了广泛研究。Liu 等测算了中国2007 年工业部门的隐含能［1］。闾浩等利用影响力系数和感应系数对中国2002 年和2007 年各行业能耗进行分析［2］。现有文献大多是以行业的完全能耗系数为基础来研究能源消耗及影响，这种方法只考虑了其他行业通过投入产出关系转移给该行业的能源消耗量，并没有剔除该行业转移出去的能源消耗量。因此，本文利用投入产出表，综合考虑产业链之间的能源消耗的转入及转出因素，从最终使用的视角出发，分析我国各行业真实能源消耗及产业链转移情况。

2 基于投入产出的行业能源消耗模型

本文的最终使用视角，是利用投入产出方法对行业的产出中用于最终使用部分的产品在整个产业链的生产过程中所造成的能源消费进行计算。行业通过中间投入，间接产生了能源消耗，其产出又通过其他行业的中间投入，将其能源消耗转移给了其他行业，行业的中间投入与其产出之间的转换，使得各个行业最终使用量所造成的能源消耗将不同于该行业在生产过程中的直接能源消耗，也不同于该行业生产过程中的完全能源消耗。本文认为，基于投入产出的最终使用视角下的能源消耗能够更加准确地反映各个行业的“真实”能源消耗。

2.1 反映行业直接能源消耗效率的指标

行业直接能源消耗效率表示该行业在生产一单位产品的过程中所产生的直接能源消耗量，其计算公式为：

式中，D 为各行业的能源消耗矩阵；X 为各行业的总产出矩阵；Q（1×n 的行向量）为各行业的直接能耗数据。直接能耗系数反映了各行业在生产本行业产品过程中的直接能耗强度。

2.2 反映行业真实能源消耗效率的指标

行业间的投入产出反映了不同行业之间产品价值转换的过程，能源消耗将跟随产业链流动转移。本文参考胡鞍钢、郑云峰、高宇宁测算高耗能行业自然资源损耗的公式［3］来计算各行业的真实能源消耗数据：

式中，HT表示行业间直接消耗矩阵的逆矩阵；F 为行业使用的最终品占总产出的比重作为对角线上元素的 n×n 的对角矩阵；I 是单位矩阵；D 是行业直接消耗矩阵；Qout为各部门真实消耗矩阵。

2.3 反映行业能源消耗转移率的指标

行业能源转移率表示行业转移能源消耗的程度，其计算公式为：

式中，δ 为行业能源转移系数，反映了行业通过产业链将能源消耗转移给其他行业的比率。

2.4 数据的收集及整理

本文计算数据来源于《中国投入产出表（2015年）》《中国统计年鉴（2017 年）》中 2015 年按行业分能源消费量，为便于分析，行业能源消耗采用标准煤折算后的能源消费总量。由于《中国投入产出表（2015 年）》中的行业划分与《中国统计年鉴（2017年）》不完全一致，需要对投入产出表和能源消耗的行业分类进行相应处理：投入产出表的行业按同类相加合并的方法，对行向、列向进行处理；对于能源消费的行业数据做同类加总，处理后的我国行业分类及代码如下。

农业：1 农林牧渔产品和服务。

上游产业：2 煤炭采选产品，3 石油和天然气开采产品，4 金属矿采选产品，5 非金属矿和其他矿采选产品，11 石油、炼焦产品和核燃料加工品，12 化学产品，13 非金属矿物制品，14 金属冶炼和压延加工品，25 电力、热力的生产和供应，26 燃气生产和供应，27 水的生产和供应。

轻工业：6 食品和烟草，7 纺织品，8 纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品，9 木材加工品和家具，10 造纸印刷和文教体育用品。

装备制造业：15 金属制品，16 通用设备，17 专用设备，18 交通运输设备，19 电气机械和器材，20通信设备、计算机和其他电子设备，21 仪器仪表，22其他制造产品，23 废品废料，24 金属制品、机械和设备修理服务。

建筑业：28 建筑。

其他行业：29 交通运输、仓储和邮政，30 批发和零售、住宿餐饮，31 服务业及剩余行业。

3 我国行业能源消耗分析

3.1 我国行业直接能源消耗分析

在生产视角下的各行业直接能耗见表1。我国2015 年共消费能源折合42.99 万t 标准煤，其中上游产业占我国能源消费总量的57.52%，其直接能源消耗系数也较大，轻工业、装备制造业、建筑业、其他行业直接能源消耗系数较小。从直接能源消耗角度看，我国上游产业贡献了绝大部分的能源消费量。

表1 行业直接能源消耗量及消耗系数

3.2 我国行业真实能源消耗分析

在最终使用视角下的各行业真实能耗见表2。其中上游产业由总能耗的57.52%下降为7.95%，经过产业链间投入产出关系的转换，上游产业的真实能源消耗大幅下降，而处于下游产业的轻工业、装备制造业及建筑业，其真实能源消耗大幅增加。

表2 行业真实能源消耗量及消耗系数

3.3 我国行业间能源消耗转移情况分析

上述计算结果表明，在行业间的产业关联中能源消耗从产业链上游向下游、从生产端向使用端的转移过程不同，这是由于各行业在投入产出关系中所处的地位不同。如果某行业的真实能源消耗高于该行业在生产过程中的直接能源消耗，即行业能源转移系数δ＞0，表明该行业在产出环节获得了其他行业在生产环节的补贴，且δ 越接近1，表示该行业获得的补贴程度越大；如果某行业的真实能源消耗低于该行业在生产过程中的直接能源消耗，即行业能源转移系数δ＜0，说明该行业在生产环节补贴了其他行业的产出环节，且δ 越接近-1，表示该行业给其他行业的能源消耗补贴越多，各行业补贴的程度可以由公式（3）测算。

行业能源消耗转移程度见表3。

表3 行业能源消耗转移程度

各行业能源消耗及转移程度数据见图1。

图1 各行业能源消耗及转移程度数据

从测算结果看到，上游产业δ 值为-0.76，这是由于其大量产品用于其他行业的中间投入，上游产业在生产环节消耗的能源实质上是对产业链下游及非工业部门的产出环节的补贴，这些补贴使得产业链上游行业在最终使用视角下成为相对“低耗能行业”。而处于下游的装备制造业和建筑业获得了较多的补贴，尤其是建筑业，其δ 值为0.89，由占我国能源消耗总量的1.79%大幅跃升为30.26%，其真实能源消耗系数为0.64，为全行业最高，远大于直接能源消耗系数0.04。

4 结论

本文利用我国2015 年投入产出数据及能源消耗数据，对各行业的直接能源消耗数据、基于投入产出的最终使用视角下的真实能源消耗数据以及能耗转移程度进行了测算，得到如下结论：

（1）在生产视角下，产业链上游行业占据了我国能源消费量的57.52%，而在最终使用视角下，产业链上游行业仅占我国能源消费量的7.95%，转变为相对低能耗的行业。产业链上游行业为其他行业提供了重要的中间产品，其在生产环节所造成的能源消耗以价值的形式，通过行业间的投入产出关系转移到各个行业的最终品中，实质上是产业链上游行业对其他行业的补贴，而装备制造业、建筑业成为获得能源消耗补贴最多的行业。

（2）在投入产出视角下，建筑行业的δ 值为0.89，由占我国能源消耗总量的1.79%大幅跃升为30.26%，而以服务业为主的其他产业的δ 值仅为0.05。为实现降低单位GDP 能耗的目标，调整产业结构，控制固定资产投资规模，转变发展方式就显得尤为重要。

（3）为实现降低单位GDP 能耗，不仅要考虑产业链上游的高耗能行业在生产过程中的影响，同时要从行业间的投入产出视角，考虑上下游产业的需求供给关系间接导致的能源损耗，要从单纯的压缩高耗能行业能源消耗的生产导向模式转变为行业间共同而有区别责任的综合治理模式。