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1、 物流管理 40420035 马小红对单位工业增加值能耗影响因素的分析与研究摘要：本文主要通过对单位工业增加值的能源消耗进行多因素分析，建立以每亿元工业增加值能耗为应变量，以其它可量化影响因素为自变量的多元线性回归模型，并利用模型对经济增长是以高能耗为代价这一社会现象进行数量化分析，就有关如何建立一个节能型社会提出一些可供参考的意见。关键字：每亿元工业增加值的能耗，能源结构，多因素分析 模型一、问题提出能源是现代工业、现代文明的支撑和动力。中国的 经济增长取得举世瞩目的成就，与中国能源产业强有力的支撑是分不开的。特别是改革开放以来，我国能源发展取得了很大的成就。能源供需基本平衡，能源消 费结构
2、不断优化，但目前以高能耗为代价的经济增长格局并未得到根本改观。从图 1 可以看出，1989-2004 年期间，中国在保持 经济高速增长的同时，能源消费增长都维持在一定的水平，整个时期能源消费弹 性都较低，且起伏不大；尤其是在 1998 年达到了历史最低水平，以较少的能源投入支撑了经济的持续稳定增长；但在随后的几年里，能源消费弹性却又持续上升，到 2004 年达到了 1.60。总体来看，中国 经济的持续稳定增长，是以高能耗为 代价的。而能源 对经济发 展的约束及其所引发的矛盾也日益凸现。 一是随着国民经济的高速增长，能源供给已难以满足日益增长的需求，瓶颈约束造成了能源供给的短缺和价格的上涨。据国
3、家统计局有关资料显示，我国 2003 年可供消费的能源总量与能源消费总量的平衡差额为-2455 万吨标准煤。同年，煤炭价格开始大幅上涨。而煤价上 涨又直接导致了电价的上涨，原油、煤、电，能源价格“涨”声一片，而随着能源价格的上涨，交通运输、冶金、石化、轻工、渔业、农业等许多行业都受到不同程度的影响。专家认为，能源价格上升将 导致消费和投资减少，进而影响国民经济增长。 专家甚至预测，如果能源价格保持目前水平，今后中国经济增长可能此会放缓 0.5-1 个百分点。二是中国工业化的进一步深化会对能源增长有更高的依赖性，能源的利用率低下则进一步深化了这一矛盾。据国内有关资料显示，我国 2000 年单位能
4、源生产的 GDP 为 4.1 国际元/千克标准油，低于世界平均水平的 4.5 国际元/千克标准油，而 2003 年度中国的原油、原煤消耗量分 别为世界的 7.4%、31%，而创造的 GDP 仅相当世界的 4%。中国正处于工业化阶段，想要持续经济的高速发展，使得我们面临着能源供 应每年递增的压力，而能否顶住压力， 则取决于经济增长方式、能源发展战略和能效政策。图 1：能源消费弹性系数图及计算为能源消费弹性系数这些矛盾和问题将引发我们去思考一系列问题：未来或更近一段时期内，能源能否支撑起我们所要求的经济增长？如何缓解我国能源紧张的现状？等等。为回答和有效解决这一系列问题，我们选择了工业这一国民经济
5、中能耗最高的部门作为标的进行分析。其原因是工业作为国民经济中能耗最高的部门，其对能源的利用效率在相当程度上影响着我国总能源利用效率。且随着我国工业化进程的加快，工业对能源的高依 赖性日益显现。本文旨在通过研究每亿元工业增加值的能耗变化趋势及影响因素，透视出国民经济增长与能源消费的变动趋势。 二、基本理论综述（一）能源及其分类能源是指可以从中取得能量以转换为人们所需的热、光、动力等的自然资源。同时，这些资源需要在经济上有开发利用价值，或在可预见的时期内有经济价值。据世界能源委员会（World Energy Council, WEC）的规定，各种可利用的能源包括：煤炭、石油、天然气、核能、水能、太
6、阳能、地热能、风能及潮汐能等。（二）每亿元工业增加值的能耗变化趋势及影响因素1. 每亿元工业增加值的能耗变化趋势，如图：图 2：每亿元工业增加值的能耗变化趋势2.从经济意义上考虑的影响因素有：我们因以经济理论为基础选取模型变量，这样， 变量以经济理论为支撑点，才具有现实的意义。（1）重工业规模因素重工业是指为国民经济各部门提供物质技术基础的主要生产资料的工业。按其生产性质和产品用途，可以分为下列三类： a.采掘(伐)工业，是指对自然资源的开采，包括石油开采、煤炭开采等工业；b.原材料工业，指向国民 经济各部门提供基本材料、动力和燃料的工业。包括金属冶 炼及加工、炼焦及电力、石油和煤炭加工等工业
7、；c. 加工工 业，是指对工业原材料进 行再加工制造的工业。而轻工业指主要提供生活消费品和制作手工工具的工业，例如食品制造、日用化学制品、文教体育用品等。由以上可看出，重工业的能耗远远 大于轻工业；且在我国，重工业产值在工业总产值中所占比例超过半数，在工业中占有举足轻重的地位。我国今年前三季度，国内生产总值 同比增长 8.5%，工 业 增加值同比增长 16.5%，重工业占工业总产值的比重更是超过 64%。 中国社科院产业发展研究中心主任郭克莎预测，如果今年全国国内生 产总值的增长率在 8.5%-9%之间，工业对 GDP 增长的贡献率将超过 70%。尤其是重工业，仍将保持高速增长的态势。 因此我
8、们将重工业占所占工业的比重作为每亿元工业增加值的能耗这个被解释变量最重要的影响因素。（2）技术进步因素根据柯布- 道格拉斯（ Cobb-Dauglas,C-D）生产函数 : ，其中 Y 代表产出；L,K 分别代表资本和劳动的投入量；A, , , 为三个参数。从本质上说，C-D 生产函数反映了生产过程中的要素投入与产出量之 间的技术关系。因此， 经济增长可以由资本、劳动力等生产要素投入的增加量而实现，也可以由这些投入要素的产出效率的提高来实现。技术进步能够降低其中某种要素的使用比例，从而节约资源。图 3： 技术进步与生产函数资料来源：西方经济学第三版（微观部分），中国人民大学出版社如上图所示，f
9、0 和 f1 分别表示技术进步前后的生产函数。无论是技术进步以前还是以后，随着能源消费的增长，生 产规模逐步扩大，从而实现经济的增长。不过科学技术的引进，使投入到产出有了事半功倍的效果。在 k2 这一投入水平上，技术进步为整个生产多带来了 DB 的产量。在 l 的经济规 模上，技术进步节约了AB 的投入量，也就是说为了实现一定的经济增长，在技术进步的参与下可以大KALY大节约资源投入。因此技术进步也是影响每亿元工业增加值的能耗的一个重要因素,根据上述分析,可以用投入产出比来衡量技术进步因素的影响.（3）能源消费结构变化因素煤炭的利用率相对石油、核能等较低，即同等 产出下，相比石油、核能等消耗的
10、煤炭更多。因此煤炭消耗占能源总消费的比例的变动对每亿元工业增加值的能耗影响较大。但下图可以看出，煤炭在总消费中所占的比例呈缓慢下降趋势，但其仍然是我国能源消费的主力军。2002 年我国能源的生产结构为煤炭 70.7%，原油 17.2%，天然气 3.2%，水电 8.9%，煤炭占据了 绝对 的首位。在消 费结构中，19532003 年，煤炭的比例在逐步下降。表 1：中国能源消费结构（4）政策因素政策方针的导向作用从来都是经济运行中不可忽视的因素。1998 年 1 月 1 日起，国家开始实施能源法，使其成为了国家统一管理能源、科学发展和使用能源的权威性法律，成为了遏制能源浪费的利剑。 继能源法之后，
11、各地相 继出台了相关法律法规来鼓励、支持节约能源，遏制能源浪 费。这一系列的政策出台都可能导致每亿元工业增加值能耗的变动。三、数据收集和整理 本论文选取 1980-2003 年的时间序列数据,并以 80 年的可比价进行计算以剔除价格因素.如下表所示: 表 2表 3数据来源：中国统计年鉴；中国经济年鉴；中国能源年鉴；中经网统计数据库四四 模型的设定最初的模型设定为：Yi=i+1*X1i+2*X2i+3*DUM+Ui其中: Y每亿元工业增加值能耗X1重工业总产值在工业总产值中所占的比重X2工业中间投入与总产出之比(简称投入产出比,用以代表技术进步因素)DUM(代表政治因素，98 年以前为 0，98
12、 年以后 为 1)回归结果如下表：由上表可知，X1 和 DUM 的参数都不显著，可决系数也不高。 查德宾沃森 d 统计量表得 N=24，K=3 时，DL=1.101， DU=1.656，DW=0.753645 DL，存在正的自相关，经过三次迭代得虽然自相关仍然没有完全消除，但是迭代的过程中 X2，DUM 的 T 统计量在逐渐减小，可见该模型的变 量选取可能存在问题。下一步考虑对模型变量取对数回归结果为：LOG（X1），DUM 仍然没有通过 T 检验，可决系数不高，且模型存在自相关。于是，我们又分别对各个变量取对数建立模型，得到的结果均不理想。之后，我 们对模型做一阶差分后进行回归，然而得到的结
13、果仍不是十分理想。综上分析，我们考虑模型是否存在拟合度不高的问题，因此尝试对模型进行分段回归。因为 Y 的图形 为所以按 Y 的取值，以 87 年和 2001 年为分界点对模型进行分段回归，取 D1，D2两个虚拟变量，87 年以前 D1=0，87 年以后 D1=1；2001 年以前 D2=0，2001 年以后 D2=1；回归结果为：可见分段回归对 Y 的拟合也不是很好，至此我 们确定模型的变量选取有问题，开始考虑加入新变量。参考大量相关文献，我将煤炭消费量在总能源消费量中的比重 X（代表能源消费结构变化因素）加入原模型Yi=i+1*X1i+2*X2i+3*DUM+Ui中， 经回归得：可见除截距
14、项系数不显著之外，其他参数都通过了 T 检验，但是，查德宾沃森 d 统计量表得 N=24，K=4 时，DL=1.013，DU=1.775，DW=1.355493，介于 DL，DU 之间，不能确定其是否存在自相关，采用修正的 DW 检验（即扩大拒绝域）的方法，认为模型存在正自相关。采用科克伦-奥克特迭代法修正其自相关，三次迭代后，结果为 虽然该模型消除了自相关,经检验,多重共线性和异方差等也都不存在，但是除X-0.810843*X（-1）参数显 著外，其余变量的参数都不显著，可决系数R2=0.512080 亦不是很高 .可见该模型不是很理想 .对模型进行取对数,一阶差分等各种尝试后,该模型依旧没
15、有得到改善.经过多次研究和参阅其他相关文献,我考虑将重工业的总产值 X3（规模因素）加入模型,对这 5 个解释变量进行各种组合,根据其对 Y 的解释作用,自相关,异方差,多重共线性有无等指标,确定对各个变量的取舍。最后确定 X X3 X2 DUM 为模型的解 释变量，即新模型 为 Yi=i+1*Xi+2*X2i+3*X3i+4*DUM+Ui其中: Y每亿元工业增加值能耗X煤炭消耗占能源总消费的比例X2投入产出比(工业中间投入除以工业增加值（代表技术进步因素)X3重工业总产值DUM(政治因素，98 年以前为 0，98 年以后为 1)最后回归的结果为：五、模型的求解与检验(一)经济意义检验对我国工
16、业来说，从 1980 年到 2003 年每亿元工业增加值能耗的变化趋势如图：我们将其分为 80 年到 93 年的上升阶段，93 年到 2001 年的下降阶段和 01 年以后的上升阶段三部分进行分析。由上面的回归方程可知：重工业总产值，煤炭消耗占能源总消费的比例和被解释变量呈同方向变化，而投入产出比和被解释变量呈反方向变化。下图为以上几个解释变量在 1980 到 2003 年的变化由上图可以看出：在 80 到 93 年（即第一阶段），重工业总产值，煤炭消耗占能源总消费的比例都处于上升阶段，而投入产出比在下降阶段，与被解释变量的变化相符合。93 年到 01 年，煤炭消耗占能源总消费的比例开始下降，而投入产出比开
