基于基尼系数的行业能耗模式评价及研究

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1、基于基尼系数的行业能耗模式评价与研究徐圣兵(广东工业大学应用数学学院，广州，510006)Evaluation and Research about Industry Energy-Consumption-Models Based on Gini Coefficient MethodXu Sheng-BingSchool of Applied Mathematics ，Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006，China摘要：本文基于基尼系数分析技术，利用行业能耗碳排放相关数据，提出了一种工业企业能耗模式分类指标体系，用以研究工业企

2、业的能耗公平性与合理性。选取2008年广州市第二次经济普查的工业能源消费数据，对广州市行业进行了能耗模式分类并研究了其能耗的公平性合理性与可持续性。Abstract:关键词：低碳经济；基尼系数；能耗碳排放基尼系数；绿色贡献系数；能耗模式Key Words: Low Carbon Economy(LCE)；Gini Coefficient(GC)；Energy-Consumption and Carbon-Emission Gini Coefficient(Gec)；Green Contribution Coefficient(GCC)；Energy Consumption Models(ECM

3、)经济的快速发展与能源消耗模式是密切相关的，如何对能源消耗模式的公平性、合理性进行评价一直是一个难题。基于基尼系数分析技术，对工业企业能源消耗模式进行分类并作为评价行业能源消耗公平性、合理性的方法，不仅可以为各行业能源总量控制分配提供依据，也可以为衡量各行业的可持续性发展提供参考。本文从能耗碳排放基尼系数的内涵开始，针对工业企业的经济-能源-碳排放的状况，以行业为研究对象，选取与国民经济密切相关的能源消耗、碳排放两个评价因子，构建行业能耗碳排放基尼系数计算方法、能耗模式分类及其评价方法。1 能耗碳排放基尼系数1.1 基尼系数基尼系数也称洛伦兹系数，是一个综合考察居民内部收入分配差异状况的分析指

4、标，由意大利经济学家基尼(Gini)于1922年根据洛伦兹曲线提出。由于基尼是根据洛伦茨曲线图而设的指标，故基尼系数又称洛伦茨系数(Lorenz Coeficient)，现基尼系数已在国际上得到广泛应用。基尼系数是反映收入分配公平性的判断指标，基尼系数为0，表示收入分配完全平均，基尼系数为1，表示绝对不平均。在这一区间，该数值越小，社会的收入分配就越趋于平均；反之则表明社会收入的差距正在不断扩大。按照国际惯例，通常把04作为收入分配贫富差距的“警戒线”。基尼系数在O2以下，表示社会收入分配“高度平均”或“绝对平均”；O203之间表示“相对平均”；O304之间为“比较合理” ；O4-05为“差距

5、偏大”；O5以上为“高度不平均”。基尼系数不是一个能够说明所有社会问题的概念，但在通过政策和法律界定公平与效率相互关系时，其警示意义绝不容忽视。1.2 能耗碳排放基尼系数范金等以污染比重为横坐标，居民收入比重为纵坐标建立了环境洛伦兹曲线，并构建了环境基尼系数。按照基尼系数的内涵，将基尼系数引入到能源消耗和碳排放与经济贡献的公平性中，假设一定比例的碳排放（或一定比例的能耗），需要贡献相同比例的GDP，则碳排放（或能耗）分配为绝对平均，基于以上假设，构建了能耗碳排放基尼系数(Energy-Consumption and Carbon-Emission Gini Coefficient,Gec)。能

6、耗碳排放基尼系数是反映在经济贡献率相同的情况下，能源消耗、碳排放公平程度的一个指标。本文参考范金构建的环境基尼系数，建立了能耗碳排放基尼系数计算与评价方法。根据能耗碳排放基尼系数的内涵，行业能耗碳排放基尼系数反映的是行业能源消耗和碳排放分配的内部公平性，体现各行业之间。如果其中某个行业的经济贡献率比其能源消耗或者碳排放量占总量的比例低，则属于侵占了其他行业的分配公平性；相反，则是对其他行业公平性的贡献。这一数值体现的是各行业之间的外部影响，称之为外部公平性。在此用绿色贡献系数(green contributioncoeficient，GCC) 作为分辨外部公平性的依据。2 研究方法2.1 碳排

7、放量的计算二氧化碳排放量直接反映了工业企业生产对温室效应的影响程度，二氧化碳排放量越大，表明企业生产对气候的影响越严重，企业生产偏离低碳的发展道路越远。二氧化碳排放量计算公式6：式中，为第种能源消费量；为第种能源的碳排放系数，其取值为煤炭为0.7476tC/t，石油为0.5825 tC/t，天然气为0.4435 tC/t，电力为0.785 tC/KWh。将原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、焦炭，以及热力换算为标准煤（折算系数为0.03412吨/百万千焦）后归为煤炭类，用煤炭碳排放系数；原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、其他石油制品归为石油类，用石油碳排放系数；天然气、液化天然气归为天然

8、气类，用天然气碳排放系数；电力归为电力类，用电力碳排放系数。2.2 能耗碳排放基尼系数指标计算与评价方法本文以工业企业的行业为基本单元，构建能耗碳排放基尼系数。以行业能耗（或碳排放量）占整个工业企业的累计比例作为纵坐标，以工业生产总值的累计比例作为横坐标，按照两者的比值进行排序，根据基尼系数的计算方法，计算整个工业企业行业间的能耗基尼系数（或碳排放基尼系数）。能耗（或碳排放）基尼系数的基本公式式中：为工业总产值等指标的累计百分比；为能耗（碳排放）的累计百分比；当时，（）视为(0,0)。考虑到电力、热力的生产和供应业与石油加工、炼焦及核燃料加工业为一次能源转换加工行业，因此电力、热力的生产和供应

9、业原煤消耗产生的能耗与碳排放不纳入能耗与碳排放计算口径，石油加工、炼焦及核燃料加工业的原油消耗所产生的能耗与碳排放不纳入其能耗与碳排放计算口径。按照基尼系数的内涵，能耗（或碳排放）基尼系数反映的是工业企业能耗（或碳排放）分配的内部公平性与均衡性。基尼系数越接近于0，说明行业间的能耗（或碳排放）对经济贡献是越公平的、越均衡；基尼系数越接近于1，说明行业间的能耗（或碳排放）对经济贡献是越不公平的、越不均衡。2.3 绿色贡献系数指标计算与评价方法根据能耗（或碳排放）基尼系数的内涵，以绿色贡献系数作为评价各个行业能耗（或碳排放)不公平、不均衡因子的依据。绿色贡献系数（green contributio

10、n coefficient,GCC）计算公式如下：式中，和分别为n个工业行业与第i个行业的工业生产总值，代表第i个行业经济贡献率，和分别为n个工业行业与第i个行业的能耗（或碳排放），代表第i个行业能耗（或碳排放）比。若绿色贡献系数，则表明工业总产值的贡献率大于能耗（或碳排放）的贡献率，相对较公平，体现的是一种绿色发展的模式；若，则表明能耗（或碳排放）的贡献率大于工业总产值的贡献率，公平性相对较差，绿色贡献系数越小，公平性越差。2.4 行业能耗模式分类与评价方法根据能耗绿色贡献系数与碳排放绿色贡献系数是否小于1，把行业的能耗模式分为四类：第一类，绿色贡献系数均小于1的模式称为高能耗-高排放模式；

11、第二类，能耗绿色贡献系数小于1，碳排放绿色贡献系数大于1的模式称为高能耗-低排放模式；第三类，能耗绿色贡献系数大于1，碳排放绿色贡献系数小于的模式称为低能耗-高排放模式；第四类，两种绿色贡献系数均大于1的模式称为低能耗-低排放模式。高能耗-高排放模式的行业，碳生产力（单位碳排放所产生的GDP）相对很低，能耗强度（单位GDP所产生的能源消耗）相对很高，迫切需要改变能源结构、提高能源利用效率。从短期来看，需要在不改变其能源结构的前提下，主要靠提高能源利用效率，实现相对的低碳排放；从长期看，必须借助清洁能源替代、低碳技术应用等手段实现碳排放的绝对下降。高能耗-低排放模式的行业，这是一种绿色发展模式行

12、业，碳生产力相对较高，能耗强度相对较低。从短期来看，改变能源结构的压力不大，其主要压力在于提高能源利用效率；从长期看，主要须借助节能技术的应用等手段来实现能耗的绝对下降。低能耗-高排放模式的行业，碳生产力相对较低，能耗强度较低，高度依赖碳基能源，改变能源结构的压力很大。从短期来看，必须大力借助清洁能源替代、低碳技术等方面的投入来降低对碳基能源的高度依赖性；从长期来看，必须低助低碳技术的应用等手段来实现碳排放的绝对下降。低能耗-低排放模式的行业，这是一种绿色发展模式行业，碳生产力相对很发达，能耗强度很低，对能耗的依赖性不强。低能耗-低拜谢模式是值得我们大力推广和发展的低碳经济的能耗模式。3 广州

13、市能耗特点与能耗模式分析根据2008年广州市第二次经济普查的分行业的能源消费数据，探讨规模以上工业企业大类行业间的能耗模式。3.1 广州市整个工业能耗特点2008年广州市规模以上工业企业行业间的能耗基尼系数为0.60，处于高度不公平（均衡）的区间内，说明行业间能源消耗分配（强度）差距非常大，行业间的能源效率、管理效率有相当大的差距。从能耗绿色贡献系数方面看，石油加工、炼焦及核燃料加工业等31个行业均小于1，是引起能源消耗分配（强度）差距非常大的主要因素，说明这31个行业的能源消耗的贡献率相对于经济贡献率较大，能源效率低与管理效率均有待提高。换句话说，就是这31个行业主要是靠能源消耗来拉动经济的

14、发展与增长，体现的是一种高能耗经济发展模式。另外烟草制品业，交通运输设备制造业，仪器仪表及文化、办公用机械制造业，废弃资源和废旧材料回收加工业等4个行业能耗绿色贡献均大于1，经济贡献率大于能耗的贡献率，能源效率与管理管理效率相对比较高，体现的是一种低能耗经济发展模式。2008年广州市规模以上工业企业的碳排放基尼系数为0.63，行业间经济发展与碳排放度处于高度不平均的区间内，说明各行业的碳排放量分配（强度）差距非常大，行业的经济发展与碳排放量高度不公平。从碳排放绿色贡献系数方面看，化学原料及化学制品制造业等23个行业均小于1，是引起不公平的主要因素，说明这23个行业的碳排放的贡献率相对于经济贡献

15、率较大。换句话说，就是这23个行业主要是靠高排放来拉动经济增长，体现的是一种高碳经济发展模式。交通运输设备制造业、通信设备、计算机及其他电子设备制造业等12个行业的碳排放绿色贡献系数均大于1，体现的是一种低碳经济发展模式。3.2 行业能耗模式根据能耗绿色贡献系数与碳排放绿色贡献系数是否小于1，把35个大类行业的能耗模式分为四类的结果见表一：表一 2008年广州市规模以上工业企业能耗模式模式行业工业总产值百分比（）碳生产力（亿元/万吨）能耗百分比（）碳排放百分比（）高能耗-高排放模式有色金属矿采选业，农副食品加工业，食品制造业，饮料制造业，纺织业，纺织服装、鞋、帽制造业，皮革、毛皮、羽毛(绒)及

16、其制品业，木材加工及木、竹、藤、棕、草制品业，造纸及纸制品业，文教体育用品制造业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，化学原料及化学制品制造业，医药制造业，橡胶制品业，塑料制品业，非金属矿物制品业，黑色金属冶炼及压延加工业，金属制品业，工艺品及其他制造业，电力、热力的生产和供应业，燃气生产和供应业，水的生产和供应业 53411.35491459250高能耗-低排放模式非金属矿采选业，家具制造业，印刷业和记录媒介的复制，化学纤维制造业，有色金属冶炼及压延加工业，通用设备制造业，专用设备制造业，电气机械及器材制造业，通信设备、计算机及其他电子设备制造业22749.876594540低能耗-高排放模式无0

17、00低能耗-低排放模式烟草制品业，交通运输设备制造业，仪器仪表及文化、办公用机械制造业，废弃资源和废旧材料回收加工业238526.6562602103.2.1 高能耗-高排放模式行业的主要特点能源消费结构中电力能源消耗比重偏低，整体电力能源消耗比重仅为22.4%。换句话说，就是高能耗-高排放的行业高度依赖煤碳、燃料油等高碳基能源，有94以上的碳排放来自于高碳基能源，碳生产力低（见图1）。整个该模式行业的工业总产值占全体规模以个工业企业的比重为54.41%,但能耗与碳排放占全体规模以个工业企业的比重均高达90以上（见图2）。该模式行业整体的能耗与碳排放绿色贡献系数在0.60左右，即高能耗-高排放

18、模式行业主要靠能源消耗和碳排放来拉动经济的发展，能源效率与管理效率低，整体体现的是一种高碳经济发展模式。图1 2008年四模式行业产值、能耗、碳排放所占百分比（）图2：四种低碳经济发展模式的碳生产力3.2.2 高能耗-低排放模式行业的主要特点该模式的行业的生产主要依赖电力能源，整体电力能源消耗比重为62.3%，电力所产生的碳排放仅占17.5%。换句话说，电力是高能耗-低排放模式行业能源消耗主体。整个该模式行业的工业总产值占全体规模以个工业企业的比重为22.74%,能耗与碳排放仅占全体规模以个工业企业的比重为5.5左右，绿色贡献系数在4左右，体现的是一种绿色经济发展模式，能源效率相对比较低，碳生

19、产力较发达。3.2.3 低能耗-低碳排放模式行业的主要特点能源消费结构中，整体电力能源消耗比重为61.1%，电力所产生的碳排放比重为19.4%对高碳基能源依赖性不高，碳生产力发达。换句话说，就是低能耗-低排放模式行业的能源消耗主要依赖于电力。整个该模式行业的工业总产值占全体规模以个工业企业的比重为23.85%,能耗比重为2.60%,碳排放的比重为2.10，整个该模式行业的能耗绿色贡献系数与碳排放绿色贡献系数分别为9.17、11.36，能源效率与管理效率相对较高，体现的是一种可持续的低碳经济发展模式。3.2.4 三大支柱产业总体上能源利用效率好，碳排放强度低交通运输设备制造业，化学原料及化学制品

20、制造业，通信设备、计算机及其他电子设备制造业三大支柱产业用10.0的能源消耗，9.8的碳排放完成了41的工业生产总值。这说明三大支柱产业的总体能源利用效率好，对广州的经济发展起一种主导作用。但化学原料及化学制品制造业还属于一种高能耗-高排放经济发展模式，需要进行设备更新与技术改造，提高能源效率与管理效率，在节能减排放方面取得新进展。3.2.5 能源消费高度集中，有利于能源消费结构的进一步优化规模以上工业企业的73的能耗与碳排放集中在电力、热力的生产和供应业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，黑色金属冶炼及压延加工业，非金属矿物制品业，纺织业，造纸及纸制品业，化学原料及化学制品制造业等7大耗能行业。

21、虽然7大耗能行业均是高能耗-高排放模式行业，但能耗与碳排放的高度集中有利于集中力量进行设备更新与技术改造，进行节能减排，进一步优化能源消费结构，提高能源利用效率、管理效率。3.2.6低排放模式工业企业经济效率高，体现的是一种绿色经济发展模式2008年广州市低排放模式的规模以上工业企业用不到10的能耗与碳排放，取得了将近一半的工业总产值。这说明低排放模式工业企业的经济效率高，体现的是一种绿色经济发展模式，碳生产力发达。3.2.7 不过度依赖高碳基能源在四类经济增长模式中，广州市规模以上工业企业没有低能耗-高排放经济增长模式行业。这说明没有过度依赖碳基能源的行业。4 建议4.1建立能耗-碳排放的能

22、耗绩效考核体制。2008年高能耗-高排放模式的工业企业用了90以上的能耗与碳排放，只实现了53左右的工业总产值，造成能耗与碳排放的强度差距悬殊，说明行业间的能源利用效率与管理效率低。只有建立有效的能耗绩效考核激励体制，才能促进高能耗-高排放模式企业采取设备更新与技术改造、节能减排、优化能耗结构等低碳化措施。4.2加大七大耗能产业的设备革新与技术改造的研发投入。技术进步是促进重点耗能行业节约能源的有效手段和根本途径。电力、热力的生产和供应业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，黑色金属冶炼及压延加工业，非金属矿物制品业，纺织业，造纸及纸制品业，化学原料及化学制品制造业等7大耗能行业的能耗与碳排放均占7

23、3左右。能耗与碳排放的集中有利于加大设备革新与技术改造的投资力度，并能很快进行低碳技术推广，推广成效快。4.3 优先发展低能耗-低排放模式的产业，做好低碳经济发展示范效应。低能耗-低排放模式产业的能源效率与管理效率相对较高，碳生产力发达，政府应做好这些产业的鼓励力度，做好示范作用。4.4 做好低碳消费宣传工作，改变广大群众的奢侈能源消费习惯。作为产品的最终消费者，广大群众的节能与低碳意识对地区的低碳经济发展起到至关重要的作用。政府的有关部门要做好低碳知识的普及，倡导绿色消费，大众的消费倾向也直接影响制造商的产品改进。参考文献：1中国节能投资公司。2009中国节能减排产业发展报告迎接低碳经济新时

24、代M。2009，北京：中国水利水电出版社。2王金南，逯元堂，周劲松，李勇，曹东。基于GDP的中国资源环境基尼系数分析J。中国环境科学，2006，26（1），111-115。3张音波、麦志勤、陈新庚、彭晓春.广东省城市资源环境基尼系数J。生态学报，2008，28（2），728-7344熊焰。低碳之路:重新定义世界和我们的生活M。2010，北京：中国经济出版社。5张坤发，潘家华，崔大鹏。低碳发展论M。2009，北京：中国环境科学出版社。62050中国能源和碳排放研究课题组。2050中国能源和碳排放报告M。2009，北京：科学出版社，118-120。7广州市统计局工业交通统计处。节能降耗取得新进展，单位GDP能耗持续下降-2008年广州市节能降耗情况分析EB/OL。8广州市统计局，广州统计年鉴，2004年-2009年9 / 9文档可自由编辑打印