Change in Energy Consumption Intensity and the MainFactors during the Process of China’s

Industrialization

Chen Kai 1, Shi Hongliang 2 1. College of Economics, Northeast University, Qinhuangdao 066004,China

2. School of Accounting, Economics and Finance, Deakin University，Melbourne VIC3125, Australia

1..chenkaicd@126.com, 2. silianglan@163.com

Abstract: Based on Laspeyres index and decomposition model ,change in energy consumption intensity of China’ steel from 1992 to 2007 is decomposed into the effects of two economically factors: efficiency change and structural change. During the period 1992-2007, China’s energy intensity has been continuous de-clined. Declination in energy intensity is mainly due to efficiency change in energy utility of 7 economic re-gions; however, structural change in 7 economic regions do not dedicated significantly on this issue. Struc-tural change in 7 economic regions should be realized to devote the declination of energy intensity in china’s steel sector. 3 economic regions including Bohai Rim Region, Northeast Region, Central Region should be put a premium for the declination of energy intensity of china’s steel sector.

Keywords: steel ; energy intensity ; decomposition model；Structural change

我国钢铁行业能源消费的分解分析

陈凯 1，史红亮 2

1. 东北大学 经济系，秦皇岛 中国 0660042

2. 迪肯大学 经济学院，墨尔本 澳大利亚 3125

1. chenkaicd@126.com, 2. silianglan@163.com

【摘要】文章运用 Laspeyres 指数及其分解模型，把中国钢铁行业能源消耗强度的变动分解为结构份额

变动和效率份额变动。中国钢铁行业能耗强度在考察期间呈现下降趋势，能源消耗强度下降主要是各

经济区能源使用效率提高的结果；相对于效率份额，我国各经济区钢铁行业结构份额调整对能源消耗

强度的影响较小，,除了少数年份外，各区产能结构的调整促进了钢铁行业能源消耗强度的降低。中国

钢铁行业能源强度的下降应该发挥各经济区产能调整的作用；钢铁行业能耗强度的降低要特别注意环

渤海经济区、东北经济区、中部经济区 3 大经济区的调整作用。

【关键词】钢铁；能耗强度；分解模型；结构调整

1 引言

我国是钢铁生产和消费大国，粗钢产量连续 13

年居世界第一。进入 21 世纪以来，我国钢铁产业快速

发展，粗钢产量年均增长 21.1%。2008 年，粗钢产量

达到 5 亿吨，占全球产量的 38%，国内粗钢表观消费

量 4.53 亿吨，直接出口折合粗钢 6000 万吨，,占世界

钢铁贸易量的 15%。2007 年，规模以上钢铁企业完成

工业增加值 9936 亿元,占全国 GDP 的 4%，实现利润

2436 亿元，占工业企业利润总额的 9%，直接从事钢

铁生产的就业人数 358 万，钢铁企业单位数为 6999

个。我国钢铁产量的迅速增长伴随着极高的能源消耗。

2003 年-2006 年，钢铁业能源消费量分别为 2.44、2.97、

3.69、4.24 亿吨标煤，分别占据当年工业能源消费量

的 20%、20.7%、24.6%、25.8%，占据当年我国能源

消费量的 13.9%、14.6%、16.4%、17.3%。我国目前

还处于工业化的中期，国内市场对钢铁的需求还会在

今后若干年呈现持续稳定的增长态势，如果把实现工

业化定为钢材消费达到饱和的条件，我国钢材生产将

在 2030 年左右达到峰值。目前，我国钢铁总产量相当

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于世界前十大产钢国的总产量之和。我国粗钢产量分

别是美国和日本的 5 倍。钢铁冶炼产业则是标准的“高

能耗、高污染”产业。研究我国钢铁业的能源消费问题

则对我国节能降耗有重要意义。

2 文献综述

在能源消费测算领域，对能源强度做分解一般是

把能源强度变化分解为部门能源强度变动和经济结构

变动两个方面。Kambara(1992)认为行业结构的调整对

1980～1990 年中国能源效率的提高起了一半以上的

作用，高耗能行业向低耗能行业转变的产业结构调整

促进了能源效率的提高[1]。Smil(1990)指出重工业向轻

工业转变是中国能源效率提高的主要原因 ,我国自

2001 年后单位产值能耗的上升也是由重工业比重的

再次迅速上升所致[2]。韩智勇(2004) [3]、张瑞和丁日佳

(2006) [4]也认为产业结构对能源强度的降低有积极的

作用。林伯强(2003)以产业生产的增加值与产业消费

的电力的比值来衡量的效率改进纳入生产函数中，以

此分析效率改进对产出的影响[5]。张宗成、周猛（2003）

的研究显示，1995 年至 2000 年产业结构是中国能源

消费弹性低的主要原因，结构因素对能源消费弹性的

影响主要表现在两个方面：第二产业能耗比重下降，

一、三产业能耗比重增加[6]。Hua Liao 等对 1997～

2006 年中国能源消费强度的研究认为，高耗能工业的

大量投资所引致的工业结构转换是能源消费强度提高

的主要原因[7]。白泉（2006）研究了发达国家单位 GDP

能耗变化的历史，并结合国际经验对中国问题进行了

分析，研究结果显示：发达国家单位 GDP 能耗从上升

转为下降的拐点处于第二产业比重仍比较高的时期，

其直接原因是本国工业产业结构的调整[8]。

目前的文献对能源强度分解的层面集中在国家层

面、省级层面上、工业层面上，分解出的产业结果的

变动主要指的是第一、第二、第三产业的结构变动；

或者是工业内部各部门产出结构的变动，分解指标一

般为结构指标和技术进步对能耗强度的影响，而没有

针对具体一个产业做能耗强度的指数分解，也没有分

析一个产业由于经济增长和能耗强度的变动将对一个

产业能耗总量的变化产生什么影响。[9]—[11]

本文运用 Laspeyres 指数及其分解模型，基于钢

铁行业 1992-2007 年间 16 年的数据，把中国钢铁行业

能源消耗强度进行分解为经济结构驱动效果和能耗强

度驱动效果，并对 2 个驱动效果对钢铁行业整体能耗

强度的影响进行细致分析。

3 计量模型及数据说明

自从 1971 年美国斯坦福大学 Paul R. Ehrlich 教授

提出分解模型之后，由 Hankinson 等人于 1983 年将分

解模型应用在电力等能源问题的研究中[12]，Boyd 和

Howarth 等人在不同国家采用分解方法，研究影响能

源消费变动的影响因素,分解出经济结构和能源密度

的影响效果[13]，Sun 于 1996 年给出无残差项的完全分

解模型。因素分解法有很多种不同的形式，但 基本

也得到了广泛应用的是拉氏因素分解法(Laspeyres Decomposition)和迪氏因素分解法(Divisia Decomposi-tion)。

本文使用拉氏因素分解方法，采用经济结构和技

术进步2个方面来分解钢铁行业总体能耗强度的变动，

即经济结构驱动效果和各经济区能耗强度驱动效果，2个影响效果的系数值及其所占比重反映相应因素对行

业总能源消费变动的影响程度。 完全分解模型一般将能源的消耗看做经济发展效

应、技术进步效应和产业结构变化效应共同作用的结

果。能源消耗变化（△E ）、经济增长效应（△EGDP）

和能耗强度（I）效应（△EI）的计算公式如下： △E = △EGDP + △EI （1） △EGDP = I0△GDP + △I△GDP/2 （2） △EI = GDP0△I + △I△GDP/2 （3）

第 t 期能源消费强度变动中第 i 经济区钢铁产业

的结构份额和效率份额的测度公式分别如下：

（4）

（5） 实证分析的样本时间段为1992～2007年，数据来

源于《中国钢铁工业五十年数字汇编》，以及历年的

《中国钢铁统计》、《中国钢铁工业年鉴》、《中国

能源统计年鉴》、“国研网数据库”，以1992年的不变

价格折算。 固定资产投资，采用张军在计算省际资本存量所

用折旧率计算方法 [14]，在相对效率呈几何递减的折旧

模式下, 我国钢铁行业固定资本形成总额的经济折旧

率δ是9.6%。 劳动力严格地说应当由全国就业人员的有效劳动

时间衡量，但由于缺乏平均工作时间的统计数据，我

们采用省际钢铁工业就业人口数作为替代。能源E即省际能源消费量，统计上是将各省消耗的非标能源消

费量按照相应比例折算为统一单位(标准煤)，然后加

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总核算，非标量能源换算标准煤参考系数来源于《中

国能源统计年鉴2008》。

实证研究所用的28个省市分七大经济，分别为：环

渤海经济圈（北京、天津、河北、山东）、珠三角经

济区（广东、海南、福建）、长三角经济区（上海、

江苏、浙江）、中部6省综合经济区（山西、安徽、江

西、河南、湖北、湖南）、大西南综合经济区（重庆、

广西、四川、贵州、云南、西藏）、大西北综合经济

区（陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、内蒙古）、东

北综合经济区（辽宁、吉林、黑龙江）。

4 中国能源消耗强度的分解分析

1992~2007 年中国钢铁行业总体能耗从1992 年

的24.685吨/ 万元下降到2007年的9.956吨/万元,环渤

海经济区钢铁产业单位GDP 能耗从1992 年的23.983

吨/万元下降到2007年的8.163 吨/万元，长三角经济区

单位钢铁GDP 能耗从1992年的18.778吨/万元下降到

2007年的7.009吨/万元。这2个经济区代表了中国钢铁

行业能耗强度 低水平。大西南、大西北经济区其钢

铁产业的能耗强度分别从1992年的27.452吨/万元、

33.436吨/万元下降到2007年的13.140吨/万元和19.720

吨/万元的水平，能耗强度近年来也显然降低，但这2

个经济区仍是中国钢铁产业能耗强度 高的地区，相

对于环渤海、长三角经济区，其每万元产值的能耗强

度高大约5~12吨标准煤。从能源消耗强度指数图(图1)

可以看出, 1996～1998钢铁行业总体能耗呈现上升趋

势，而7大经济区的钢铁能耗也同样表现出上升趋势，

能耗强度加大。从1999-2007年区间钢铁行业能耗强度

和7大经济区的钢铁能耗强度稳步下降。总体来说，在

1992-2007年间，我国钢铁行业总体能耗强度年均下降

速度为6.24%。7大经济区钢铁行业能耗强度年均下降

速度 快的为环渤海经济区，年均下降幅度为7.4%，

年均下降速度 慢的为大西北经济区，下降幅度为

3.6%。钢铁行业整体能耗强度和和7大个经济区的能

耗强度都表现出下降趋势，但7大经济区钢铁行业的能

耗强度仍然存在明显差异。

0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.802.002.20

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

年份

能耗强度指数

环渤海 长三角 珠江 东北 中部 大西南 大西北 全行业

Fig1 Economic Zones’ the steel-making industry consumption intensity index during 1992~2007

图 1 1992～2007 年各经济区钢铁产业能源消耗强度指数

图2中的三条曲线分别表示了钢铁行业各年当期

能源消费强度变化幅度中的结构份额、效率份额、行

业能耗强度总体变动额。在1992~2007 年长达16年的

时间里，我国钢铁行业能源消费强度下降因素中效率

份额的贡献占绝对主导,结构份额的影响较小，结构份

额变动对能源消耗强度的影响不显著。1993~1996年间

钢铁行业效率份额为正，对此期间钢铁行业总体能耗

强度的上升贡献度显著，虽然结构份额在此期间的贡

献降低了钢铁业的总体能耗强度，但其贡献数值的绝

对量想对于效率份额的贡献绝对值，其数值太小，作

用不明显；钢铁行业总体能耗强度的变动和效率份额

的变动完全一致，而结构份额的变动围绕在均值0线附

近保持波动。

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-12.00-10.00

-8.00-6.00-4.00-2.000.002.004.006.008.00

10.0012.00

1992-1993

1993-1994

1994-1995

1995-1996

1996-1997

1997-1998

1998-1999

1999-2000

2000-2001

2001-2002

2002-2003

2003-2004

2004-2005

2005-2006

2006-2007

年份

份额变动值

结构份额 效率份额 行业能耗强度总变动

Fig2 Structure shares and efficiency shares in changes of energy consumption intensity

图2 中国能源消费强度变化中的结构份额 和效率份额

1992～2007 年中国钢铁行业能源消费强度下降

主要是能源使用效率提高的结果，钢铁行业各经济区

产值结构调整的作用总体不明显。

各经济区结构份额在整个钢铁行业结构份额中所

占的比重，除 1994~1995 年、 1995~1996 年、

1999~2000 年外，各经济区结构份额在整个钢铁行业

结构份额中所占的比重相对稳定。在 1992-2007 整个

样本期内，环渤海经济区、东北经济区、中部经济区

结构份额所占结构份额比重 大，如表 1 和图 3 所示，

这 3 大经济区结构份额比重共占中国钢铁行业的结构

份额比重的 61.41%。环渤海经济区在考察期间结构效

应对钢铁行业总体能耗强度下降的年均贡献率为负，

年均贡献率为 0.085 吨标煤/万元，而东北经济区、中

部经济区结构效应在考察期间对钢铁行业能耗强度的

下降有正的贡献，年均贡献率分别为 0.125 吨标煤/万

元、0.010 吨标煤/万元。由于长三角经济区，珠江经

济区结构效应对钢铁行业总体能耗强度的下降贡献也

为负。7 大经济区在考察期间结构份额对钢铁行业能

耗强度的下降的贡献，有些区为正贡献，有些区为负

贡献；这样的钢铁产业总结构份额变化，导致了中国

钢铁行业结构份额的贡献对钢铁行业整体能耗强度的

贡献率极其不显著。

Tab1 the proportion of 7economic zones’ the steel-making industry structure shares in China steel-making industry

表 1 7 大经济区钢铁行业结构份额在中国钢铁行业结构份额比重

环渤海 长三角 珠江 东北 中部 大西南 大西北

均值 19.547 9.612 5.886 20.473 21.394 11.523 11.566

中值 21.084 6.917 4.005 18.568 21.843 8.302 10.762

标准差 10.637 6.898 5.107 11.835 9.965 9.175 8.595

极小值 2.032 1.013 0.319 3.060 5.052 0.175 1.123

极大值 35.085 22.550 15.852 38.811 35.975 29.234 34.287

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

1992-19

93

1993-19

94

1994-19

95

1995-19

96

1996-19

97

1997-19

98

1998-19

99

1999-20

00

2000-20

01

2001-20

02

2002-20

03

2003-20

04

2004-20

05

2005-20

06

2006-20

07

年份

各经济区结构份额比重

环渤海 长三角 珠江 东北 中部 大西南 大西北

Fig3 comparative of the steel-making industry structure shares of Economic Zones

图 3 各经济区钢铁产业结构份额比重比较

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在1992~2007整个样本期内，环渤海经济区、东北

经济区、中部经济区效率份额所占钢铁行业总效率份

额比重 大，这个表现与这3大经济区结构份额在整体

结构份额中所占份额比重相一致。如表2和图4所示，

在考察期间，这3大经济区效率份额比重共占中国钢铁

行业效率份额总量的66.01%。3大经济区在考察期间效

率份额效应对钢铁行业总体的能耗下降贡献率为正，

环渤海年均贡献率为0.252吨标煤/万元，东北经济区为

0.11吨标煤/万元、中部经济区为0.23吨标煤/万元。剩

余4大经济区在考察期间效率份额对钢铁行业能耗强

度的下降也均有正的贡献率。7大经济区对钢铁行业的

能耗强度下降的贡献率相对其产业结构份额的贡献

度，其在绝对值上都远远超越了产业份额的贡献度。

比如长三角经济区，其2者的年均贡献度，在绝对值上

相差了0.167吨标煤/万元。

Tab2 the proportion of 7economic zones’ the steel-making industry efficiency shares in China steel-making industry

表 2 7 大经济区钢铁行业效率份额在中国钢铁行业效率份额比重

环渤海 长三角 珠江 东北 中部 大西南 大西北

均值 19.800 13.262 4.549 18.148 28.064 9.653 6.524

标准差 11.815 7.827 3.998 9.380 14.165 7.316 5.011

极小值 1.564 0.882 0.306 5.268 3.549 0.037 0.282

极大值 34.720 25.596 15.072 38.019 62.714 25.776 16.126

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

1992-1993

1993-1994

1994-1995

1995-1996

1996-1997

1997-1998

1998-1999

1999-2000

2000-2001

2001-2002

2002-2003

2003-2004

2004-2005

2005-2006

2006-2007

年份

各经济区效率份额比重

环渤海 长三角 珠江 东北 中部 大西南 大西北

Fig4 comparative of the steel-making industry efficiency shares of Economic Zones

图 4 各经济区钢铁产业效率份额比重比较

综上所述,我国钢铁行业在 1992~2007 年期间，

钢铁行业能耗强度的下降的动因主要为 7 大经济区效

率份额的贡献；结构效率贡献相对于效率份额的贡献，

其在绝对值上与效率份额相比差别显著；7 大经济区

的结构效率贡献值对能耗强度的影响，本来在绝对值

上相对于效率份额就不显著，再由于一些经济区对能

耗强度的下降贡献为正，一些经济区贡献为负，这在

整体上内耗了结构份额对钢铁行业能耗强度下降的贡

献；这在整体上更凸显了我国钢铁行业能耗强度的下

降是由于各经济区效率份额的贡献造成的，钢铁行业

总体结构份额对中国钢铁行业能耗强度的下降作用更

为不显著。

5 结论及讨论

将我国钢铁行业能源消耗强度变化分解为 7 大经

济区的结构份额和效率份额，运用 Laspeyres 指数及

其分解模型，并基于 1992~2007 年的统计数据进行了

分析，得到了预期的结论。

在 1992-2007 年间，我国钢铁行业总体能耗强度

年均下降速度为 6.24%。考察期间钢铁行业整体能耗

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强度和 7 大个经济区的能耗强度都表现出下降趋势。7

大经济区能耗强度下降速率不同，7 大经济区钢铁行

业的能耗强度仍然存在明显差异。

中国钢铁行业能源消耗强度下降主要是各大经济

区钢铁行业能源使用效率提高的结果。在考察期，各

经济区能源使用效率的提高对钢铁行业能耗强度的下

降年均贡献率为 0.938 吨标煤/万元。中部、大西南、

大西北地区从 2003 年开始对钢铁行业能耗强度下降

的贡献率的绝对值也开始加大，促进环渤海经济区、

长三角经济区、东北经济区 3 大经济区钢铁行业的先

进技术在这些经济区的扩散，实现已有先进钢铁生产

技术在这些区域的应用，也将提高效率份额在钢铁总

能耗强度下降的贡献率。

7 大经济区的结构份额在考察期间，有些经济区

结构份额对钢铁行业能耗强度下降的贡献率为正，有

些经济区对钢铁行业能耗强度的下降贡献率为负，在

这样的内耗之后，结构份额总体上对钢铁行业能耗强

度的下降也有正的贡献率，考察期间其贡献的平均值

为 0.044 吨标煤/万元。相对于效率份额,结构份额对能

源消耗强度的影响小得多。7 大经济区结构份额对钢

铁行业能耗强度的影响的绝对值直接和各经济区产出

在总产出结构的调整有关，各经济区产出结构调整越

大，其对钢铁行业能耗强度的影响的绝对值也越大，

在考察期间 7 大经济区，经济产出除环渤海经济区和

东北经济区出现大的调整外，其余 5 个经济区并无大

的变化，且这 2 个经济区能耗强度大小相当，所以 2

个经济区产出份额的比例变动并不会影响能耗强度分

解中的结构份额的贡献值。目前钢铁行业结构份额贡

献率有限，因此政策调整的目标应该在大量淘汰落后

产能，主要是淘汰能耗强度较大的大西南中部、大西

北经济区、中部经济区的落后产能，相应的扩大能耗

强度较低的其它 4 大经济区的产能比重，使钢铁产业

各区产能结构的调整在能耗强度的下降中发挥作用。

钢铁行业能耗强度的变动是效率份额和结构份额。共

同作用的结果。环渤海经济区、东北经济区、中部经

济区 3 大经济区的结构份额和效率份额，在钢铁行业

总结构份额和效率份额比重更大，这 3 大经济区在中

国整体钢铁行业中，其产能结构比重调整和能耗强度

的变化对钢铁行业具有举足轻重的影响。

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2010 The Second China Energy Scientist Forum

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