株洲市工业能源结构和效率研究

来源: 时间: 2009-08-04

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    株洲市“十一五”节能目标要求,到2010年全市单位GDP能耗比“十五”期末下降21%。由于规模工业是全市能源消费的主体,占全社会能源消费总量的79.3%,要实现“十一五”节能目标,抓好规模工业节能降耗工作,降低规模工业能耗水平是关键。同时,随着经济的高速发展和工业经济重型化趋势的加剧,使得能源消费不断增长,与此同时,工业结构的不尽合理、能源利用效率较低、能源消费结构不够合理等问题依然存在,因此,节能降耗将是一项长期而艰巨的任务。本文试图通过对株洲市工业能源消费结构和效率的分析,来促进能源效率的提高,从而减少能源消费总量,降低工业能源消费水平,全面实现“十一五”节能目标。

    一、工业能源消费的基本情况

    (一)工业能源消费总量减少

    “十一五”以来,随着新型工业化进程的不断推进,株洲市在实现工业经济较快增长的同时,实现了工业能源消费量的减少。“十五”期末全市规模工业综合能源消费量538.14万吨标准煤,到2008年,全市规模工业综合能源消费量为455.64万吨标准煤,三年能耗下降15.3%,年均下降5.4%,绝对量净减少82.5万吨标准煤。期间能耗波动较大,2006年能耗比上年下降8.2%,2007年比上年增长9.7%,2008年比上年下降15.9%。

    (二)工业能源消费强度逐年下降

    能源强度是指一个国家或地区、部门或行业单位产值一定时间内消耗的能源量,一个国家或地区的能源强度,通常以单位国内生产总值耗能量来表示,工业能源消费强度用工业增加值能耗表示。能源强度小就意味着工业能源利用效率高,行业结构合理,技术、设备水平先进。“十一五”以来,株洲市规模工业增加值能耗均呈逐年下降之势,并且下降幅度逐年增加。2006年,株洲市单位工业增加值能耗2.93吨标准煤/万元,比上年下降3.04%;2007年2.47吨标准煤/万元,同比下降10.04%;2008年1.54吨标准煤/万元,同比下降11.89%。由于工业能源强度的逐年下降,到2008年,株洲市工业能源强度已降至全省平均水平以下。

    (三)工业能源消费弹性系数逐年回落

    工业能源消费弹性系数是指工业能耗增长率与工业增加值增长率的比值,它从总体上反映工业经济增长与能耗增长之间的相互关系,反映工业经济每增长1个百分点,相应能源消费需要增长多少个百分点,如工业能源消费弹性系数小于1,则本年工业增加值能耗比上年降低,大于1表示上升。因此,能源消费弹性系数越大,意味着工业经济增长利用能源效率越低,反之,则能源效率越高。“十一五”以来,株洲市工业能源消费弹性系数呈现由高到低,逐渐回落的趋势。2006年至2008年,株洲市工业增加值均保持了15%以上的速度,而能耗的增速均低于工业增加值增速,2006年至2008年规模工业能耗弹性系数分别为0.80、0.50和0.23。

    二、工业能源消费结构的主要特征

    (一)行业结构:五大高耗能行业能耗占85%以上

    从行业能耗分布来看,全市工业能耗主要集中在化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、电力热力生产和供应业、有色金属冶炼及压延加工业和黑色金属冶炼及压延加工业五大高耗能行业。2008年,这五大行业综合能源消费量为394.35万吨标准煤,占规模以上工业综合能源消费量的86.5%,而这五大行业工业总产值只占规模以上工业的47.6%,能耗比重比产值比重高38.9个百分点。五大行业中,综合能源消费量超过100万吨标准煤的有2个,分别是化学原料及化学制品制造业和非金属矿物制品业,其综合能源消费量为232.04万吨标准煤,占规模工业的50.9%。五大行业的单位产值能耗最高的是黑色金属冶炼及压延加工业,达到2.28吨标准煤/万元,为全市平均水平的5倍。

    (二)企业结构:重点耗能企业能耗占70%以上

    从企业能耗分布来看,株洲市工业能耗高度集中。2008年,全市年耗能1万吨标准煤及以上重点耗能企业45家,占全市规模工业企业总数的3.9%,综合能源消费量为327.21万吨标准煤,占全市规模工业的71.8%,而产值只占42.7%。重点耗能企业单位产值能耗平均为0.78吨标准煤/万元,是全市平均水平的1.7倍,重点耗能企业能耗的高低对全市能源消费状况起着决定性作用。

    45家重点耗能企业中,能耗超过10万吨标准煤的企业有6家,分别是华银电力、株冶、智成化工、中盐株化、旗滨玻璃和海达化肥,其综合能源消费量是全市的49.5%,单位产值能耗1.44吨标准煤/万元,是全市平均水平的3.1倍。

    (三)地域结构:石峰区能耗比重超过50%

    从县市区能耗分布来看,能耗主要集中在石峰区,比重达到54.94%;其次是攸县,为16.5%。单位产值能耗以攸县最高,为0.88吨标准煤/万元,是全市平均水平的1.9倍。单位产值能耗高出全市平均水平的县区有3个,分别是攸县、茶陵县和石峰区。石峰区境内的火电、化工、有色冶炼、建材等企业,企业规模和能耗规模都比较大,能耗水平比较高,在全市能耗排前10位的企业中,石峰区占了7家。攸县的高耗能企业主要集中在化工、炼铁、水泥和原煤洗选等行业,企业规模中等,能耗水平较高。茶陵县境内的水泥、化工、有色和黑色冶炼、纺织等企业,一般规模较小,能耗水平相对较高。能耗水平最低的是天元区,单位产值能耗只有0.05吨标准煤/万元。

    (四)品种结构:煤和电比重超过85%

    全市工业消费的能源品种主要有:煤炭(包括原煤、洗精煤、煤制品等)、电力、焦炭、天然气、热力和石油制品等。2008年全市工业能源终端消费量为844.24万吨标准煤(2008年能源平衡表,等价值),其中:煤炭479.12万吨标准煤,占56.7%;电力246.44万吨标准煤,占29.2%;焦炭43.07万吨标准煤,占5.1%;天然气27.93万吨标准煤,占3.3%;热力21.77万吨标准煤,占2.6%;石油制品16.23万吨标准煤,占1.9%。

    1、从品种结构看

    (1)煤炭:2008年全市规模工业一次煤炭消费量为622.32万吨,用于二次能源转换投入的煤炭为353.04万吨,占煤炭消费总量的56.7%;直接消费量为269.28万吨,占43.3%。

    全市煤炭消费最多的行业是电力、热力的生产和供应业,以二次能源转换投入的原煤为主,2008年原煤消费223.74万吨,占全市煤炭消费总量的36.0%;其次是制造业,煤炭消费312.08万吨,占50.1%;采矿业煤炭消费86.45万吨,占13.9%。制造业中,煤炭消费较多的行业主要有:非金属矿物制品业(103.14万吨)、化学原料及化学制品制造业(140.78万吨)、有色金属冶炼及压延加工业(15.59万吨)、黑色金属冶炼及压延加工业(5.32万吨)。制造业中的煤炭消费包括直接消费和二次能源转换两种形式,以上四个行业煤炭消费合计为264.83万吨,占全市煤炭消费总量的42.6%。采矿业中,煤炭消费最多的是煤炭洗选业,一次原煤入洗量为83.86万吨,占全市煤炭消费总量的13.5%。

    (2)电力:2008年全市规模工业用电量为60.43亿千瓦时,其中工业生产用电量59.69亿千瓦时,占98.8%。电力消费较多的行业依次为:有色金属冶炼及压延加工业16.25亿千瓦时,占26.9%;化学原料及化学制品制造业15.04亿千瓦时,占24.9%;电力、热力的生产和供应业6.75亿千瓦时,占11.2%;非金属矿物制品业5.62亿千瓦时,占9.3%;交通运输设备制造业4.82亿千瓦时,占8.0%。以上五个行业用电量占全市的比重高达80.3%。

    (3)焦炭:2008年全市规模工业焦炭消费量为43.41万吨。焦炭消费主要集中在三个行业,分别是:有色金属冶炼及压延加工业(25.2万吨)、黑色金属冶炼及压延加工业(12.8万吨)、化学原料及化学制品制造业(4.85万吨),这三个行业的焦炭消费量占全市的98.7%。

    (4)天然气:从2005年天然气首次进入株洲市,当年株洲市全社会天然气消费量仅0.01亿立方米,到2008年全社会天然气消费量达到2.51亿立方米,四年增长250倍,并从最初的以居民生活消费为主发展到目前工业消费占全社会用气量的83.7%,天然气在玻璃、陶瓷等生产领域得到广泛使用。2008年全市规模工业消费天然气18345万立方米,天然气消费主要集中在非金属矿物制品业,全年消费14563万立方米,占79.4%。另一个天然气消费较多的行业是化学原料及化学制品制造业,消费天然气1998万立方米,占10.9%。这两个行业的天然气消费占全市的90.3%。

    从天然气使用区域来看,有“瓷城”之称的醴陵市天然气消费量已经超过了株洲市城区。2008年醴陵市天然气消费1.31亿立方米,超过城区1124万立方米,其工业用气占到99.3%。

    2、从品种结构变化看

    从最近几年全市工业能源消费结构变化来看,工业终端能源消费结构中煤炭、电力消费比重呈缓慢上升之势,焦炭、热力和石油制品消费比重呈下降趋势。与2005年相比,2008年煤炭消费量增长36.1%,比重由53.8%升至56.7%,3年上升2.9个百分点;电力消费量增长22.2%,比重由28.3%升至29.2%,3年上升0.9个百分点;焦炭消费量增长17.3%,比重由5.6%降至5.1%;热力消费量下降35%,比重由5.4%降至2.7%;石油制品受建材、陶瓷企业“油改气”影响,消费量下降59.6%,比重由6.15降至1.9%。

    三、工业行业结构变化对能源强度的影响

    (一)工业能源利用效率影响因素模型

    衡量和评价一个国家或地区的能源效率水平,通常采用单位产值能耗、单位GDP能耗、单位产品能耗等指标,我们用单位产值能耗来分析株洲市工业能源利用效率。
    
   单位产值能耗取决于两个因素,一个是工业内部各行业单位产值能耗水平,反映各工业行业能源利用效率的高低;另一个因素是工业内部行业结构,反映工业内部各行业在整个工业中所占比重。因此,对单位产值能耗的分析,应着眼于对工业内部行业结构及各行业能源利用效率变化对总体能耗效率影响的分析。

    单位产值能耗的变化可以进一步分解为结构份额和效率份额。结构份额与效率份额分别表示从基期以来,工业内部结构和能源利用效率变化对总体能耗的贡献率。若两者为正值,说明结构与效率变化的推动力与能耗的变化同方向;若两者为负值,则表示其影响方向与能耗的变化方向相反。

    结构份额中的分子代表工业内部结构变化引起的能耗变化量,假设总体能耗降低,分母为负值,如果工业内部结构变化带动能耗降低,此时分子也为负值,则结构份额为正,表示推动能耗降低,反之亦然;效率份额中的分子代表工业内部能源利用效率变化引起的能耗变化量,其分子分母正负变化与结构份额同理。

    从以上分析可知,能耗受工业结构和工业内部各行业能源利用效率的影响,它由工业结构比重和能源利用效率这两个指标决定。各工业行业的能耗差异较大,若能耗低于平均水平的行业比重提高,或能耗高于平均水平的行业比重降低,则带动能耗下降。而工业产值所占比重提高,并不意味着综合能耗的上升,如果该行业的能耗较低,则会拉动总能源强度的下降;相反,工业产值比重降低,也并不意味着能耗的下降。工业内部各行业的能耗取决于该行业能源利用技术的高低及该行业产品能耗。    

    (二)工业能源强度变化的结构分析

    最近4年里,株洲市规模工业单位产值能耗呈逐年下降趋势,并且行业结构和效率的影响同方向,即同时促使总体能耗的上升和下降。分年度来看,除2006年外,其余3年能耗的上升或下降主要源自于工业各行业能耗利用效率的下降或提高,影响率均高于50%,最高的是2007年达到了98.9%,效率份额的影响效果明显高于结构份额的影响。2006年的情况刚好相反,结构份额的影响效果明显高于效率份额的影响。4年里,结构份额累计为37.5%,效率份额累计为162.5%,因此在这4年里,株洲市能耗下降主要是由各行业能源利用效率的提高所推动。

    2008年对全市工业总体能耗变化影响较大的有六个行业,分别是:电力热力的生产和供应业(37.64%)、化学原料及化学制品制造业(31.46%)、有色金属冶炼及压延加工业(28.46%)、黑色金属冶炼及压延加工业(9.63%)、非金属矿物制品业(-2.66%)、交通运输设备制造业(2.06%)。这六个行业中除非金属矿物制品业对总体能耗的影响是上升的外,其他五个行业都促使了全市工业总体能耗的下降,五个行业对工业总体能耗下降的贡献份额达到109.25%。

    从结构变化来看,电力热力的生产和供应业、有色金属冶炼及压延加工业、黑色金属冶炼及压延加工业和交通运输设备制造业的结构变化促使了能耗的下降,影响份额达到370.99%,有效地抵消了非金属矿物制品业和化学原料及化学制品制造业等行业的结构变化对工业能源强度下降的负面影响,使全市工业行业结构变化在总体上对工业能源强度下降的贡献份额达到17.6%。

    从效率变化来看,贡献份额最大的是化学原料及化学制品制造业,其效率的提高对全市工业能耗强度下降的影响份额达到51.5%,其次是非金属矿物制品业和电力热力的生产和供应业,其效率的提高对全市工业能耗强度下降影响的份额分别达31%和17%,这三个行业效率的提高对全市工业能耗强度下降影响的份额达到99.5%。可见,高耗能行业能源效率的提高是实现全市工业能源强度下降的关键。

    四、影响工业能源消耗的主要因素

    (一)高耗能行业比重大

    株洲市工业以提供生产资料的重工业为主,重工业比重超过了80%,高耗能企业多,能源消耗规模大。表现之一,全市工业支柱行业中高耗能行业居多。2008年,株洲市工业总产值比重超过10%的行业有4个,分别是交通运输设备制造业、化学原料及化学制品制造业、有色金属冶炼及压延加工业和非金属矿物制品业,产值占全市规模工业的64.4%。4个行业中除交通运输设备制造业外,其他3个都是高耗能行业,3个高耗能行业的产值占全市规模工业的41.8%,能耗占63.2%。表现之二,高耗能行业能耗总量大。2008年,能耗比重超过10%的行业也有4个,分别是化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、电力热力生产和供应业和有色金属冶炼及压延加工业,全市45家重点耗能企业大多数集中在这4个行业中。4个行业的能源消耗占全市规模工业的82.6%,产值占46.8%,单位产值能耗0.81吨标准煤,为全市平均水平的1.8倍。高耗能行业的能耗总量和比重大,是造成工业总体能耗高的主要原因。

    (二)重点耗能企业能耗水平高

    一方面,重点耗能企业能耗水平居高不下。全市45家重点耗能企业能耗占全市规模工业的71.8%,单位产值能耗0.78吨标准煤/万元,是全市平均水平的1.7倍,重点耗能企业能耗居高不下,使全市工业能耗水平一直维持在一个较高水平上。另一方面,高耗能企业仍在增加。近几年,虽然株洲市对企业准入标准进行了严格控制,但在发展优先的情况下,还是有像水泥生产企业这样的高能耗企业被引进。这些高能耗企业的引进,在一定程度上提升了工业能源消耗水平。

    (三)能源消费结构不够合理

    株洲市工业结构偏重的结构特点,决定了工业能源消费主要是以煤炭为主,电力、天然气、石油制品等优质清洁能源比例偏低,给生态环境带来影响。2008年,煤炭消费量为622.32万吨,占规模工业能源消费总量的比重高达98%。近几年,随着清洁能源天然气在工业生产上的推广使用,株洲市能源消费结构有所改善,但消费结构优化调整比较缓慢,以煤炭消费为主的局面仍未得到根本改变,电力、天然气作为清洁高效能源,占规模工业能源消费总量的比重分别不到0.2%和0.05%。株洲市工业生产对煤炭依存度高的特点,势必对全市能源利用效率产生不利影响。一是煤炭燃烧效率低,消费过程中损失较大;二是煤炭在燃烧或加工转换过程中,产生大量二氧化碳、二氧化硫等废气,以及大量废渣,严重影响生态环境,增加社会治理成本。

    五、株洲工业节能降耗的对策和建议

    虽然到2008年株洲市已累计完成“十一五”期间节能目标的64.9%,但当能耗下降到一定水平时,节能难度将越来越大,为此,必须高度重视工业结构调整,全力抓好重点耗能企业的节能降耗,加快能源消费结构调整,提高清洁能源消费比重,大力发展循环经济,努力降低全市工业能源消耗水平。

    (一)加快工业结构调整步伐

    株洲市工业高耗能产业比重过高,高耗能企业过多,给节能降耗工作带来了较大难度。因此,一是要通过不断优化经济结构,努力提高低耗能的行业和高新技术产业在工业经济中的比重。2008年,在株洲市的工业结构中,产值比重超过1%的低能耗行业有交通运输设备制造业、农副食品加工业、金属制品业等10个,其工业总产值达到423亿元,占全市规模工业的42.8%,能源消费量31.32万吨标准煤,仅占全市规模工业的6.9%,单位产值能耗0.07吨标准煤,是全市规模工业平均水平的16%,低能耗行业的快速增长,比重的不断上升,将有助于工业总体能耗水平的下降。因此,必须大力调整和优化产业结构,改造和提升传统产业,重点发展具有成长性、低耗能和高附加值特点的行业和企业,做大做强低耗能支柱产业,加快工业结构的优化升级。二是严控新上高污染、高耗能项目。要严格审查新改扩建项目,严格限制高耗能项目的引进,特别要坚决杜绝一些发达地区淘汰的高耗能、高消耗资源性产业的进入,抑制高耗能产业地盲目扩张,促进产业结构向低耗高效方向转变,走能源消耗低、环境污染少、经济效益好的新型工业化道路。

    (二)全力抓好重点企业的节能降耗

    万吨耗能企业是株洲市能源消耗的主体,抓好重点耗能企业的节能降耗工作,降低重点耗能企业能耗水平,是完成全市节能目标的关键。因此,一是要依靠科技进步实现节能降耗。重点耗能企业要引进高效节能技术,对高耗能设备实施节能降耗技术改造,调整产品结构,逐步淘汰生产方式落后、能源消耗高、环境污染大的工艺、产品和设备,降低企业能耗强度。二是要加强节能管理工作。重点耗能企业要建立能源管理奖罚制度,做好能源消费统计和分析工作,将年度节能目标分解到车间、班组或个人,进行年终考核,将节能目标落到实处。三是要加强对重点耗能企业的节能监管工作。建立严格的节能管理制度,加强对重点耗能企业节能工作的指导和服务,强化节能管理。要建立产品能耗定限考核制度,定期对高耗能企业进行能源消耗审计,对高耗能产品未达到国家和行业协会制定的单位产品能耗限额标准的,按制度规定进行处罚。要加强节能监督检查,加大惩戒力度,做到奖罚分明,确保节能目标的顺利完成。
  
    (三)着力提高清洁能源消费比重

    随着产业结构的调整,煤炭在株洲市工业终端能源消费结构中所占比重逐步下降。但由于资源条件限制,株洲市以煤炭为主的消费格局在未来几年不会有太大改变。这种消费结构给环境和运输带来巨大压力,也不利于能源利用效率的提高。因此,在工业能源消费结构中,应逐渐降低煤炭直接利用的比重,积极开发清洁能源,优化能源品种结构。目前,西气东输的实现为株洲市调整能源消费结构提供了有利条件,应抓住机遇,加快天然气和液化天然气在工业企业的利用步伐,最大限度地用足天然气可供资源。

    (四)大力发展循环经济

    发展循环经济,是促进资源利用由“资源一产品一废物”的线性模式向“资源一产品一废物一再生资源”的循环模式转变,其实质是以尽可能少的资源和尽可能小的环境代价实现最大的发展效益。发展循环经济,是实现节能降耗、建设“两型社会”的重要途径。株洲市清水塘循环经济工业区已获批成为国家试验园区,因此,应以此为契机,充分发挥资源优势,建立循环经济发展模式,以优化产业结构和产业布局,尽量降低原材料和能源的消耗,实现少投入、高产出、低污染,使废弃物质资源化、减量化和无害化,从而实现经济效益、社会效益和环境效益的统一,推动区域经济发展,促进经济、社会、环境的全面协调发展。

[供稿:株洲市统计局]
[责编:袁 野]