全球生产网络背景下日本能源消耗测算及特征分析——基于多区域投入产出模型的分析

马 江

（西南民族大学 经济学院，成都610041）

1 文献综述

世界经济进入全球化时代的一个显著特征是全球范围的专业化分工持续深化延长了产品和服务的生产链和消费链。产品和服务在空间上的分离降低了最终产品贸易的增长速度、提升了中间产品贸易的增长速度。国际贸易在增进贸易参与国福利的同时，也使自然资源、能源及环境容量的消耗在不同国家间重新配置。测算曾经长期雄踞世界第二大经济体地位的日本究竟有多少能源消耗来源于外部需求，深入分析这些外需能耗的国别流向和生产部门来源构成情况及特征，挖掘驱动日本外需能耗的变化因素，把握能源极度匮乏的日本在不同时期外需引致能源消耗变化的特点，借鉴其构建节能减排重要机制和提升能源消费结构的经验对于目前经济增长中面临资源、能源及环境约束的中国而言是值得认真研究的重要课题。近年来，学者们开始有针对性地对进出口贸易与一国能源消耗和碳排放的关系进行了深入研究，比较有代表性的研究包括：Lin 和Polenske（1995）[1]、 Garbaccio 等 （1999）[2]、 Peters 等（2007）[3]、陈迎（2008）[4]、齐晔（2008）[5]，这一领域国家比较分析中的代表性研究有：段玉婉和杨翠红利用结构分解技术对中日能源消耗和二氧化碳排放的空间结构差异及其原因进行的比较研究[6]；白秋菊和陈建针对日本经济增长与能源消费和技术进步的关系进行了研究[7]；针对日本能源现状、特征及能源政策的研究中，比较有代表性的有：孟浩等对日本能源与二氧化碳排放现状及应对气候变化的政策展开了研究[8]；尚琳研究了日本能源政策的演进与构成，分析了日本能源政策的特征，另外探讨了中国可以借鉴的政策设计机制[9]；张季风对日本能源结构升级历程与特点进行了研究，并总结了日本能源政策的有益经验[10]；陈体珠等研究了日本能源供需总量和结构状况，梳理了日本能源政策的演变沿革[11]温建中在肯定日本能源供给机制的同时，建设性地提出来日本能源政策的不足与局限[12]；陈海嵩分析了日本能源生产与消费情况，探讨了日本能源战略和能源政策，另外还研究了日本能源供需现状，并深入分析了日本能源结构演变的特征[13]，。通过对文献进行细致梳理和深入分析发现，学者们的研究重点是经济增长、进出口贸易与一国能源消耗和碳排放的关系及宏观的能源供需、能源结构升级、能源政策及能源战略的制定。鲜有学者在全球生产网络背景下从外需这一特定角度出发对日本能源消耗进行测算及特征分析。鉴于此，本文基于WIOD数据库运用多区域投入产出（MRIO）模型测算了1995—2011 年日本的生产侧能耗、消费侧能耗、外需能耗及国外能耗四类指标，然后探析了日本外需能耗的国别流向特点，最后考察了日本外需能耗的部门来源及其变化趋势，希望能够从日本的实践中汲取有益经验促进中国能源效率的提高和制定适宜中国国情的能源政策和能源战略。

2 日本外需能耗的测算方法与数据来源

2.1 测算方法

根据研究需要使用的多区域投入产出（MRIO）模型，可以表示为：

（1）式可以简写为

X=(I-A)-1=BY。X表示产出矩阵，其元素 表示i国直接或间接满足j国需求的部门产出向量，A表示中间投入系数矩阵，由n×n个分块矩阵Aij组成，Aij表示j国单位产出对i国中间需求矩阵，B=（IA）-1是里昂惕夫逆矩阵。Y表示最终需求矩阵，由n×n个分块矩阵Yij构成，Yij表示j国对i国产品的最终需求（包含居民消费、政府消费、固定资本形成和存货调整）。记Fi为i国的能耗强度矩阵，各元素表示i国各部门单位产出消耗的能源，则整个世界产出X的能源消耗体系F可以写成：

基于“生产者责任”的生产侧能耗是一国生产活动（满足本国和外国最终需求）在该国国内生产中消耗的能源，而基于“消费者责任”的消费侧能耗则是一国国内最终需求引致消耗的所有能源（不管生产发生在国内还是国外）。因此，根据（2）式计算出i国的生产侧能耗EP和消费侧能耗EC可以表示为式（3）和式（4）：

彭水军等（2015）[14]将生产侧能耗分解成外需能耗和内需能耗，服务于其他国家（地区）最终需求所消耗的能源定义为外需能耗，服务于日本最终需求的能源定义为内需能耗；同时，也可将消费侧能耗分解成国外能耗和国内能耗，日本最终需求在国外引致消耗的能源定义为国外能耗，日本最终需求在国内消耗的能源定义为国内能耗。“外需能耗”（Energy for Foreign Demand， EF）与“国外能耗”（Energy Consumption in Foreign Country，ECF）可以表示为：

容易发现，i国的生产侧能耗与消费侧能耗之差实际上就等于该国“外需能耗”与“国外能耗”之差，即i国的净外需能耗NEF可以表示为：

2.2 数据来源与处理

本研究所用数据全部来源于WIOD数据库中关于日本的数据，所涉及的能源数据和多区域投入产出表也来源WIOD 数据库。WIOD2013 年版的数据年份覆盖1995-2011年，包含40个国家（地区）和一个RoW（Rest of the World）的世界投入产出表序列（WIOTs）及环境卫星账户，每个国家（地区）有35 个部门。各国的官方统计数据为WIOD构建的数据库提供基础数据，其特点是数据的衔接匹配性和完整准确性都比较真实可靠。本研究选择与排放相关的能源使用账户数据，可以较好地避免双重计算能源消耗带来的误差，该数据不包括能源商品的非能源使用和投入能源商品用于转换的数据。另外，为消除价格影响带来的误差，本文将所用数据均平减为2002 年的可比价格后再进行外需能耗的测算。

3 实证分析

3.1 日本外需能耗总量及其特征

根据公式（2）-（6）计算出1995-2011 年日本生产侧与消费侧能耗及外需能耗与国外能耗如表1所示，

表1 1995-2011年日本的四种能耗（万TJ）

对测算数据进行分析后发现日本的生产侧能耗从1995-2007 年间呈现幅度不大（最低值1979万TJ，最高值2169万TJ）的震荡后于2008年开始显著减少，1995 年至2011 年日本生产侧能耗的增长率大致为-5.40%。日本消费侧能耗从1995 年起持续缓慢减少，2000年减少到2519万TJ的峰值后呈现加速递减趋势，1995 年至2011 年日本消费侧能耗的增长率大致为-10.65%。日本的外需能耗从1995 年到2007 年呈现缓慢递增趋势，其年均增长率大致为6.32%，日本的外需能耗2008 年开始下降，1995 年至2011 年外需能耗的增长率大致为35.85%。研究期间日本国外能耗的变化态势呈现出倒“V”型特征，从1995 年震荡上升至2008 年到达峰值的735 万TJ，2011 年下降至508 万TJ，1995 年至2011 年间的增长率为-9.27%。日本生产侧能耗和消费侧能耗都呈现逐年减少的根本原因是其通过进口产品和服务转移了大量隐含能耗和碳排放到其他国家，根据马江、韦韬[15]的研究发现其主要的隐含能耗和碳排放转移区域是广大发展中国家和地区。

外需能耗占生产侧能耗的比重定义为外需占比，该指标可以反映本国的生产所满足外部消费需求的结构，简言之如果一国的外需能耗占该国生产侧能耗比重大，则该国的生产主要用于满足来自本国外部引致的需求。根据测算日本的外需能耗占生产侧能耗比重在研究期间（1995-2011）一直呈现比较平稳增长的趋势，年增长率大致为5.16%，2011 年的测算数据下降4%左右，日本在2011 年外需占比同时下跌与2008 年的世界金融危机导致的需求显著减少有关。一国最终需求中消耗国外的能耗比重定义为能源消耗的国外占比，反映国外能耗占本国消费侧能耗的比重，能够反映本国消费侧能耗的结构特征，如果国外能耗占比大说明一国的消费主要靠国外能耗支撑。日本的国外占比从1995 年至2008 年增长都比较缓慢，年均增长率大致为1.28%，2011 年下跌了4%左右。

表2 1995-2011年日本四种能耗的增长率比较

日本消费侧能耗一直大于生产侧能耗，日本消费侧能耗的增长率（-10.55%）快于生产侧能耗的增长率（-5.32%）。日本国外能耗一直远远大于外需能耗，日本的净外需能耗为负表示日本的隐含能耗净输入，说明日本通过进口替代的方式从发展中国家吸收了大量产品能耗，在全球应对气候变化的行动中理应提供有效的二氧化碳减排技术和能源节约技术。同时利用公式（2）-（6）计算出了各国（地区）生产侧与消费侧能耗及外需能耗与国外能耗如表3所示，对表3的测算结果分析发现，2011 年除了韩国和加拿大的生产侧能耗略大于消费侧能耗外，大多数发达国家的生产侧能耗都小于其消费侧能耗，外需能耗也远远小于国外能耗（韩国和加拿大外需能耗仅略大于国外能耗）；2011年除了土耳其和墨西哥的生产侧能耗略小于消费侧能耗外大多数发展中国家的生产侧能耗都大于消费侧能耗，外需能耗也远远大于国外能耗（土耳其和墨西哥的外需能耗略小于国外能耗）。认真分析测算出的净外需能耗数据发现，大多数发达国家都为负值（欧盟的净外需能耗值为-1 135万TJ），而大多数发展国家都为正值（中国的净外需能耗值为1 802 万TJ），根据以上测算的能耗数据及占比数据可以初步推断发展中国家为发达国家的消费需求生产产品和服务的同时输入了大量隐含能耗和碳排放，发达国家必须严肃认真地对待这个问题，应该在应对“全球温暖化”、“能源危机”及“气候危机”等全球人口资源环境问题方面采取更加积极和务实的态度，承担和履行自己应该肩负的绿色技术推广和绿色资金援助义务。

表3 2011年各国（地区）的四种能耗（万TJ）

3.2 日本外需能耗的主要国别流向

从上述分析可知，美国、欧盟、日本等几大发达国家均属于明显的产品能耗净输入国，那么，日本的外需能耗主要流向了哪些国家和地区呢表4显示了日本外需能耗的国别及地区流向情况。

为考察日本的外需能耗国别流向，简化仅列出了美国、欧盟、中国、韩国、中国台湾、BRIM及其他国家（地区），并且只考察了1995、2001、2005、2009 及2011 五个年份的国别流向情况。可以看出，1995 年日本的外需能耗占比显著减少，从1995 年的17.55%减少到2011 年的7.48%，减少了10%左右，1995-2011年期间日本流向其他国家（地区）的外需能耗占比呈现逐年下降趋势，下降至50%左右就基本不再变化。流向美国、欧盟、韩国、中国台湾及BRIM的外需能耗占比同样呈现逐年递减态势，只有流向中国和其他国家（地区）的外需能耗占比呈现逐年递增发展态势，1995-2011 年增长率为15.50%。综合以上数据分析可以看出日本是典型的产品隐含能耗和隐含碳排放净输入国，日本通过进口替代的方式从中国等发展中国家吸收了大量外需能耗。

3.3 日本外需能耗的部门来源及其变化

由于出口产品的能耗强度在行业间存在较大差别，且出口额的高低不一，导致不同行业服务外需的能耗数量不同，测算出其变化趋势如表5所示，日本外需能耗主要集中在运输业，电力、燃气及水的供应业，基本金属及金属制品业，化学原料及化学制品业，其他服务业，电气、光学设备制造业，等六大行业。

表4 1995-2011年日本外需能耗的国别流向（万TJ）

4 结论与政策建议

本研究基于多区域投入产出（MRIO）模型估算了1995-2011年日本的外需能耗，重点分析了日本外需能耗的主要国别（地区）流向和部门分布状况，主要研究结论如下：第一、根据多区域投入产出模型（MRIO)的测算发现，研究期间（1995-2011）日本生产侧能耗一直小于消费侧能耗；日本外需能耗一直远远小于国外能耗；日本的净外需能耗为负则表示日本的隐含能耗净输入。像日本这样的发达经济体其生产侧能耗远远低于消费侧能耗的事实雄辩地说明，发展中国家为发达国家的消费需求生产了大量的产品和服务，同时输入了大量隐含能耗和碳排放，发达国家应该主动承担和履行肩负的绿色技术推广和绿色资金援助义务，积极地提供技术支持和经验分享。第二、通过对日本外需能耗国别流向的分析可知，1995-2011年流向美国、欧盟、韩国、中国台湾及BRIM的外需能耗占比呈现逐年递减趋势，而流向中国和其他国家（地区）的外需能耗占比呈现逐年递增趋势，其原因与中国2002 年以来对日本的贸易逆差有关，中国加入WTO 以来，与日本的经贸关系日趋深入和密切。日本是典型的产品和服务隐含能耗及碳排放净输入国，日本等发达国家通过进口替代的方式从中国等发展中国家吸收了大量外需能耗，中日两国应该本着互利互惠的贸易原则改善贸易结构，减少贸易争端共同营造有利于两国利益的贸易环境。

表5 1995-2011年日本外需能耗的部门分布（万TJ）

第三、通过对日本外需能耗的部门来源分析可知，由于出口产品的能耗强度在行业间存在较大差别，且出口额的高低不一，导致不同行业服务外需的能耗数量不同，日本外需能耗主要集中在运输业，电力、燃气及水的供应业，基本金属及金属制品业，化学原料及化学制品业，其他服务业，电气、光学设备制造业等六大行业。可见其传统重工业生产部门的能耗日趋转移到发展中国家和地区，日本应该更加积极地提供其先进的清洁能源和节能减排技术提升发展中国家和地区的清洁生产技术和能力，发展中国家和地区也应该积极健全环境保护法治体系和制度，为提升全球清洁生产水平作出贡献。