中国能源消费变化过程及其时空效应分析

第24卷第4期辽宁工程技术大学学报2005年8月Vol.24No.4JournalofLiaoningTechnicalUniversityAug.2005收稿日期：2004-09-25基金项目：国家自然科学基金资助项目（90210037）作者简介：姜巍（1977-），女，山东沂水人，博士，主要从事能源消耗方面研究，E-mail:[e-mail]。本文编校：于永江文章编号：1008-0562(2005)04-0612-04中国能源消费变化过程及其时空效应分析姜巍1,2，张雷1（1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;2.中国科学院研究生院,北京100039）摘要：作为国家生存与发展的重要物质基础，能源一直是人类关注的热点。分析中国大规模工业化以来能源消费，结果表明：尽管中国能源生产建设取得了巨大的成就，但是能源结构作用系数仍然高于世界平均水平，在今后一段时间内中国能源消费总量还会持续增长；时间效应分析表明，与发达国家相同，中国能源消费强度呈现明显的倒U字型；在空间效应方面，尽管中国始终在致力于提高本能源的自给水平，但是高速发展的社会经济却对有限的资源基础提出了越来越大的挑战。关键词：能源消费；时空效应；可持续发展中图分类号：F126.1文献标识码：AChinaenergyconsumptionchangeanditsspatial-temporaleffectanalysisJIANGWei1,2，ZHANGLei1（1.ResearchInstituteofGeographicalScienceandNaturalresources,CAS,Beijing100101,China;2.GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract：Asthesubsistenceanddevelopmentbaseofnations,energyisthefocusofhumanbeingallthetime.ItisanalyzedinthispaperthatChinaenergyconsumptionchangeanditsspatial-temporaleffectsincelarge-scaleindustrialization,theresultsindicatethat:(1)AlthoughChinahasmadegreatprogressinenergyproductionandprimaryenergyconsumptionstructurehaveimprovedgreatly,theenergystructurecoefficientisstillbiggerthantheaverageoftheworldandtotalenergyconsumptionofChinawillkeepincreasingintheincomingfewyears;(2)Temporaleffectofenergyconsumptionanalysesindicatethat,liketodevelopedcountryChinaenergyconsumptionintensitypresentsapparentinvert“U”;(3)Spatialeffectanalysisindicatesthathighspeedeconomydevelopmentbringforwardgreaterchallengeforthisandhavetoresorttointernationalenergymarket.Keywords：energyconsumption；spatial-temporaleffect；sustainabledevelopment0引言能源是现代化大生产中不可缺少的生产要素，是人类社会发展最强大的动力引擎。作为最大的发展中国家和世界第二大能源消费国，国内外学者对中国能源问题一直十分关注，研究集中在中国能源消费趋势及结构转变等方面[1~4]。根据发达国家工业化的经验，区域开发过程中矿产资源消费需求在时间和空间上都表现出明显的阶段性。在时间上，矿产资源消费过程呈现出一种倒“U”字形态。在空间上，国家和区域发展的矿产资源需求也存在着明显的差异[5]。了解中国能源消费变化及其时空间特征是实现能源可持续发展的重要途径，因此，本文对中国大规模工业化以来能源消费状况进行了探讨。1中国的能源消费现状1.1总体消费特征从20世纪50年代初开始的大规模工业化不仅极大地改变国家生产面貌，而且提高了国家能源消费水平。1953~2002年期间，中国一次能源消费增长了26倍。与此同时，我国的经济总量增长了25倍，人口增长了1倍。从三者的增长曲线变化过程看，1997年以前，我国社会经济发展的能源消费、GDP和人口三者间均保持着一次能源消费增长经济总量增长人口增长的基本函数关系(见图1)。此后，随着技术引进规模的扩大和结构调整力度的加强一次能源消费的增长才开始逐步减缓下来[6]。第4期姜巍等：中国能源消费变化过程及其时空效应分析613图1中国人均一次能源消费变化示意，1953-2002年Fig.1chinaprimaryenergyconsumptionchangepercapital,1952-19991.2消费结构变化世界各国的实践表明，在一定生产技术条件下，一次能源消费结构的演进对消费总量的变化起着决定性的作用。在工业化社会中,这种作用是通过石油和天然气取代煤炭为主要地位来实现的。1953~1995年期间，世界与中国的一次能源消费总量分别增长了5倍和24倍。在此期间，世界煤炭消费所占比重下降了32.6%,石油和天然气的分别增长了10.9%和13.6%。而中国同期一次能源消费中煤炭所占比重只下降了19.6%，石油和天然气的比重只分别增长了13.7%和1.8%。1.3结构演进作用强度分析一般认为，能源消费结构演进的速率越快，能源消费总量的增长速度应该越慢。显然，要证实这一假设，需要通过对比不同国家或地区能源消费结构演进的变化指数，以及由此变化指数所对应的能源消费总量增长变化。能源消费结构作用强度公式[7]表达为F=A/R（1）式中,F为作用系数；R为实际能源消费总量增长倍数；A为能源消费结构整体变化系数。分析结果表明，全球的一次能源消费作用强度为2.04，高出中国0.28的6倍以上。这一结果表明，一次能源消费结构整体变化系数越高，一次能源消费总量的增长速度也就越慢。2中国能源消费的时间效应分析国家工业化发展的能源消费强度变化，反映了以人均收入为度量的地区经济发展的水平。通常，国家能源消费变化的时间效应分析是由总体和分类两大部分组成。前者表明的是国家经济发展过程矿产资源消费的整体变化趋势特征，后者反映的则是形成如此整体变化的结构演进特点。2.1总体过程与多数国家的实践相同，中国能源消费的时间效应变化存在着一个明显的倒“U”字型过程。工业化之初(1953年)的中国经济的一次能源消费强度为6.9万t标煤/亿元，1978年上升到18万t标煤/亿元的高峰值。此后随着产业结构的演进和生产技术的进步，单位GDP的以此能源消费水平出现逐年下降。到2000年，国家经济的一次能源消费已经降到5.6万t标煤/亿元的水平（见图2）。图2中国能源消费的时间效应变化过程，1952~2000年Fig.2temporaleffectofChinaenergyconsumption,1952-2000中国一次能源消费强度下降的原因有2个。第一，大规模技术、产品和管理引进所产生了巨大的节能效果。例如，1995年仅进口的钢材、铜、铝、锌、化肥和合成纤维等6种大耗能产品所造成本国一次能源消费节省量就达4500多万t标煤，占当年国内一次能源的3.4%[8]。第二，一次能源消费结构演进的加快。例如，20世纪90年代中期以来，中国加大了一次能源结构的改善力度。其结果与1996年相比，2000年中国一次能源消费结构中的传统能源矿种煤炭的比重下降8.6个百分点。2.2分类变化过程从占据能源消费绝对主导地位的煤炭、石油消费强度变化过程看，尽管保持着相同的基本趋势，但不同的变化轨迹却表明各自对国家能源资源消024681012141953195719611965196919731977198119851989199319972001103吨标煤/人能源消耗总量原煤原油y=-0.0166x2+0.8019x+6.3766R2=0.6614051015202519501955196019651970197519801985199019952000消费强度：万吨/亿元年份/a年份/a辽宁工程技术大学学报第24卷614费时间效应变化的影响差异。(1)煤炭煤炭是中国最主要的能源矿种，其消费强度变化也最具有个性特征。从图3可以看出：第一，较低的相关系数(0.605)表明，煤炭消费强度的变化受到来自政治及国防等非经济方面的很大影响。例如全国煤炭消费强度的高速增长期出现1958~1975年显然，这与大跃进、自然灾害等自然和政治事件不无重大关系。与之相比，其他类矿产则鲜有此种变化特征。第二，改革开放以来煤炭消费强度的变化与中国经济增长具有很大的相关性，这与中国能源消费以煤炭为主分不开的。例如，20世纪50年代，煤炭占一次能源消费比重高达93%以上，20世纪60年代以后，随着能源消费结构的调整，煤炭消费比重逐渐下降，2000年在能源消费结构中占66.1%。煤炭地位的下降拉开了中国能源消费结构优化的序幕，但在可预见的将来，煤炭仍将是中国的主要一次能源。图3中国煤炭消费强度变化，1953~2000Fig.3coalconsumptionintensitychangeofChina,1953-2000age(2)石油石油优越的品质决定了石油消费对能源消费整体变化的影响力，图4表明，石油消费强度保持着与整个能源相一致的变化趋势。导致石油消费强度倒U字型变化局面主要原因有2个：首先，中国石油消费强度变化与中国石油的生产和供应是密不可分的。建国初期，中国石油产品的消费大部分依赖进口，这一时期石油消费强度增长缓慢。20世纪60年代开始，中国相继发现多处石油资源，这些油田为满足国内石油产品消费的急剧增长提供了可靠的物质基础，这一时期中国石油消费强度迅速攀升。改革开放以来，由于国内石油产品市场的急剧扩大，中国石油自给率开始逐年下降。其次，80年代以来中国能源消费强度开始全面下降，主要原因除了应归因与国家经济结构调整政策的实施和大规模的国外先进技术及设备的引进外，同国家长期实行计划生育的努力分不开的。例如，中国的人口自然增长率从60年代中期到70年代末已经降到2.2%，80年代再降至1.4%，较其它国家同期低了1~2个百分点[8]。图4中国石油消费强度变化，1953~2000Fig.4petroleumconsumptionintensitychangeofChina,1953~2000age3空间变化过程国家能源消费的空间变化过程体现在其经济发展的能源供给自给率水平和能源的供给距离变化特征两个方面。3.1能源资源开发现状20世纪50年代以来，经过了长期投入和建设，中国能源资源的开发已经形成了一个完整的社会生产体系，目前中国已经成为世界上能源生产大国。回顾这一发展历史，其成果主要体现在总量规模的增长及产品结构的演进两个方面。总量上，截至2000年，中国能源生产了原煤10.8亿t、石油1.63亿t。目前，中国已经成为了世界原煤的第一大生产国，石油的第5大生产国[8]。能源生产结构变化上，最典型的例子要属煤炭与石油产量间的变化。作为关键的能源矿种，长期以来煤炭在中国一次能源生产中始终占居绝对主导地位。自20世纪90年代以来，在国家工业结构演变、交通运输业及城市化发展的共同推动下，煤炭的绝对主导地位开始受到来自石油方面的巨大挑战。1953年时中国石油与煤炭的产量之比(油煤比)只有0.009