一国能源消费量不仅受到其经济总量影响，更与经济结构非常相关。以中美两国为例，2014年中国与美国gdp分别为10万亿和16万亿美元，但一次能源消费总量分别为42.6亿吨和32.4亿吨标煤。很多人将中美两国之间能源消费总量与经济总量之间的不匹配归结为能源利用效率的差距，理由是以能源强度作为能源效率的衡量指标，我国能源强度比美国高出一倍还多。但事实上，两国之间的能源强度差距可能更多的反映了两国之间经济结构的差异。如图1所示，2014年美国gdp中能耗较低的服务业占比接近80％，而我国gdp中服务业仅占44%，能耗较高的工业占比达47％。
我国能源弹性的波动也可以反应出经济结构变动对能源需求的影响。能源弹性是国内生产总值增加1％带来的能源需求增加的百分比，它反映了能源需求对国内生产总值的弹性。如图2所示，1978－2002年间，能源弹性除1989年略超过1外，其余年份普遍远低于1，平均能源消费弹性为0.5；而2002－2012年均能源消费弹性增至0.8，尤其是2002-2005年间，能源消费弹性更是急剧攀升至1.5以上。换句话说，在1978－2002年间，能源消费以年平均4.6%的增速支撑了年平均9.7％的经济增长；而2002年以后，经济年均增速仍维持在10％左右，但能源需求年增速却增至8％。2002－2005年间的能源需求突变使得我国能源强度逆转了1978年以来持续降低的趋势，直接促使了我国政府从“十一五”开始将降低能源强度列为五年规划政府工作目标之一。
2002年后我国能源消费加速上升之谜也引起了学界的探讨。liao（2007）的定量分析结果表明2002－2004年间能源强度的上升源自产业结构的重化趋势，尤其是高耗能部门的高增长，进而抵销掉了能源效率的提升。chai et al. (2009)认为能源消费的激增是由于居民和重工业部门能源消费的快速增长。中国社会科学院数量经济与技术经济研究所课题组（2010）认为，造成这种能源消费突变的因素可能很多，既有统计数据方面的问题，但肯定也有产业内部结构变化的成因。kahrl et al. (2009,2013)也得出了类似结论，2002年之后的能源消费的加速增长主要受到重工业部门的持续增长驱动。
学界的观点可以从图3得到更为直观的佐证。长期以来，我国能源消费主要集中在工业部门，工业能源消费量占能源消费总量比重已连续多年维持在60%以上。工业部门内部的39个行业中，钢铁、水泥、化工等六大高耗能行业具有“高能耗、高污染、低附加值”的特点，以2011年为例，六大高耗能行业总产值占工业总产值比重不到35%，但其能源消费量比重却超过70%，尤其是是钢铁行业能源消费量达到24%左右。如图3所示，2002年后，六大高耗能行业能源消费量呈现加速上升的特征，使得其能源消费量占工业能源消费量比重从1997年的66.7%上升至2012年的72.4％。在2002－2012年间，能源消费总量增加了20亿吨标煤，六大高耗能行业能源消费增加了13亿吨标煤，占增加量的2/3以上。
由于高能耗行业是我国经济的上游产业，其产品钢铁、水泥等通常作为其他行业的要素投入。因此，其发展影响涉及的行业广泛，产业链长，传导作用强。以水泥为例，如图4所示，房地产行业与水泥产量具有强烈的正相关关系。因此，高耗能行业除了由于自身生产过程中的高能耗对能源消费产生直接影响外，同时也会通过带动其他行业的发展（即通过增加国民生产总值）进而间接影响能源需求。这种效应类似于投资乘数，也就是高耗能行业的1单位能源消费会带动整个经济体的能源消耗大于1，进而形成能源乘数效应。我们选取六大高耗能行业的代表性产品作为研究对象，通过分解分析计算出六种高耗能产品对能源消费的直接影响和间接影响。从结果来看，各大高耗能行业的乘数效应十分明显，粗钢和水泥的乘数效应甚至大于2，也就是说，增加1％的能源生产粗钢，最终会带动整个能源消费增加2％。
表1 高耗能产品对能源需求直接影响与间接影响的分解分析
在清楚地认识到我国2002年能源消费加速增加主要是由于重化工业尤其是高耗能产业的迅速扩张造成后，一个自然的问题是，为什么高耗能产业在2002年快速发展？对这一现象的解释有两种主要观点。第一种观点是由于我国处于工业化和城镇化的发展阶段，经济发展以“高能耗、高污染”为发展特征，经济高增长与重型增长路径存在着对能源消费的刚性需求。从1999年开始，我国工业发展出现转折性变化，无论是在产值、增加值与投资方面，重工业都超过了轻工业。1999年重工业增长速度仅超过轻工业1%，而2003年超过约4%。特别是作为重工业化主要指标的制造业，高耗能增长更为明显。而伴随工业化而来的城市化热潮将导致大规模基础设施建设，对钢铁、水泥等高耗能产业产生更加强盛的需求。城市化进程在某种程度上带有重工业化的特征，进而将对能源产生更大需求。2002年后的三年间，全社会固定资产投资增长年均高达26.84%。高速增长的固定资产投资导致钢铁、水泥等高耗能行业规模迅速扩张。2000-2002年的三年间，水泥、粗钢、平板玻璃产量年均增长为8.2%、14%与10.5%。而2003-2005年这三种产品产量的年均增长率分别达到13.9%、24.7%与20.1%。
发达国家也曾经历过类似的工业化阶段，国际经验表明，工业中级阶段结束后能源消耗将趋于稳定。日本在20世纪六七十年代，能源消费量从1亿吨左右攀升到4.3亿吨，20年时间能源消费增长了3.3倍。但自80年代开始，尽管经济增速仍达到了年均4%左右，但能源总消费基本稳定到4.3-4.6亿吨标准煤。
但第一种观点无法完全解释为什么能源消费激增发生在2002年后，工业化与城镇化进程在此前也一直在进行。因此第二种观点认为，投资－出口导向型的经济增长模式在2002年中国加入wto后被强化，造成了能源消费的突增。很多研究表明，至少在2001－2011年间，中国经济增长的最大贡献来源是投资，而投资和净出口拉动了超过60％的经济增长。2001年加wto后，中国经济增速进一步提速，高额的储蓄率和相对有限的投资渠道使得企业利润和政府财政盈余被大部分用于再投资，而当投资形成的产能超过本国国内消费能力时，出口成为必然选择。
出口是拉动我国经济发展的三辆马车之一，在加入wto后，我国更加深入的参与到全球产业分工重组的进程中，由于我国长期要素价格扭曲，造成劳动力和原材料价格相对低廉，越来越多的劳动密集型产业和加工环节被转移到中国。我国很长一段时间处于国际产业分工链条低端，形成了以“高能耗、高污染、低附加值”为特征的出口结构，很大程度上加大了我国能源需求压力。而且我国能源价格并未包括负外部性成本，低廉的能源价格可以看作是对高耗能产品的补贴。高耗能产品出口价格较高，“低成本、高价格”之间存在的剪刀差吸引了大批高耗能项目上马。高耗能产品大量出口可以视为国外高能耗制造业对国内的转移，在加剧交通运输压力的同时，也加剧了煤电油运的矛盾，使我国能源形势雪上加霜。2014年我国粗钢产量达8.22亿吨，同比增长0.9%，而表观粗钢净出口达8441万吨，占全球钢铁贸易量的32.2%，这意味着我国高耗能行业能持续经营很大程度上依靠对外出口。
既然高耗能产业扩张是我国能源消费增长的主要推动力，对我国高耗能产业在2002年后的快速增长原因的梳理，可以帮助我们研判高耗能行业的未来趋势以及对我国能源消费的影响。从上面的分析我们可以看出，对高能耗产业未来的发展以及对能源需求的影响，首先应从整个宏观经济发展的大背景来判断。首先，我国工业化与城镇化进程仍将持续较长时间。目前从人均gdp来看，我国处于工业化高级阶段，2014年城镇化率为54％，仍远低于发达国家水平，2030年我国城镇化率目标为70％。这一发展阶段的判断意味着我国仍存在较大的基础设施缺口，仍将会有较大规模的固定资产投资，因此高耗能产业保持一定的发展速度具有合理性。
其次，我国经济增长模式已经不适应新的发展要求，需要进行转型，进入经济发展“新常态”，实现创新驱动和结构升级，向消费和服务导向型的宏观经济体系过渡，这一点已经在全国上下形成共识。当然问题的关键是经济如何实现转型，这是一个复杂的问题，限于篇幅，本文不做过多探讨，但从最近两年的宏观形势来看，我国经济转型已经取得了一些进展。根据国家统计局数据，从2012年开始，消费对经济增长的贡献率已经超过投资，成为拉动经济增长的第一引擎。从2013年开始，中国服务业增加值占国内生产总值（gdp）的比重已超过制造业，并呈现加速上升态势。六大高耗能产业增加值增速下降，2014年增速仅为7.5％，而其产值在2002－2011年间高达34％。 在而直接反映在能源消费上的数据是我国2014年能源消费仅增加2.3%，能源消费弹性为0.31，为16年来最低。
另外，政府以转变资源利用方式作为抓手，实行资源节约战略，倒逼经济结构转型，是高耗能行业发展速度大为减缓的另外一个原因。从“十一五”开始，为降低能源强度，我国就开始淘汰高耗能行业落后产能并取得了较为显著的成效。国务院最新颁布的《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》（国办发〔2014〕31号）将节约作为能源发展的优先战略，提出到2020年，一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右。这意味着，“十三五”节能工作的目标已经由之前的“能源强度”的单控目标转为“控总量”和“控强度”的双控目标。高耗能行业仍然是产业调控的重点，继续受到较大冲击。
从目前我国高耗能行业的区域分布来看，呈现极度不平衡特征。山西、河北等六省的焦炭产量就达到全国的51.1%；山东、江苏等六省的烧碱产量达全国60%；河北、江苏等五省粗钢产量达全国56.5%。就主要高耗能产品来看，其生产主要分布于东部地区。下图以粗钢为例，可见地区分布极不协调。仅河北一省产量就相当于中西部省份产量之和。自改革开放以来，东部地区率先得到发展，而早年以劳动、资源密集型为主的产业结构，产业层次总体偏低，产品附加值不高；同时土地开发强度过高，资源环境约束突显，环境污染问题突出。东部省份开始着力于调整产业结构，而中西部地区经济发展较为落后，高耗能行业向中西部地区转移。客观来看，中西部地区是我国煤炭、石油等矿产资源的重要聚集地区，这为高耗能行业的发展提供了先天优势。高耗能产业地区间的转移也意味着我国未来能源消费增长将更多得来自于中西部省份。
考察高耗能行业发展变动趋势对理解我国能源消费波动具有重要意义。我国经济发展阶段和发展模式使得我国高耗能产业在2001年底加入wto后快速扩张，进而带动源消费激增，带来了巨大的能源安全和环境压力。虽然高耗能工业结构是一国经济工业化、城镇化发展阶段的固有特征，但投资－出口拉动的经济模式加重了我国产业结构中的重化特征，恶化了我国能源消费形势。未来一段时间内，我国工业化、城镇化进程仍将继续，预计基础设施建设将继续带动高耗能产业的发展。但同时，以高投资和高出口的旧有经济增长模式已经难以为继，经济转型升级已经势在必行。从最近两年的宏观数据来看，经济转型似乎已经取得了一定进展。通过继续深化改革，相信我国能源消费可以控制在合理水平，助力经济走上可持续发展之路。
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