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内容提要：本文利用基于投入产出的生命周期模型，以1997-2012年的中国投入产出表及对应年度的各行业能源消耗数据为例，测算了钢铁行业单位产值和总产值的直接能源消耗、间接能源消耗、完全能源消耗。并且利用敏感性分析方法，识别出了决定和影响钢铁行业能源消耗的关键产业部门和关键生产环节。研究发现：1997-2012年钢铁行业单位产值的完全能源消耗从5.39吨标准煤/万元下降至2.1吨标准煤/万元；对钢铁行业能耗影响最大的产业部门是黑色金属矿采选业，电力、热力生产和供应，石油加工、炼焦和核燃料加工业，煤炭开采业，化学原料和化学制品制造业，有色金属冶炼和压延加工业。研究结果表明通过降低重要部门的能耗以及重要生产环节的直接消耗，才能有效降低钢铁行业完全能源消耗。

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关键词：钢铁行业 间接能源消耗 完全能源消耗 敏感性分析 织梦内容管理系统

党的“十九大”报告中，进一步提出“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，要形成绿色的发展方式和生活方式，推进资源节约，构建清洁低碳、安全高效的能源体系，降低能耗。习近平总书记强调生态文明建设事关中华民族永续发展和两个“一百年”奋斗目标的实现，保护生态环境就是保护生产力，改善生态环境就是发展生产力。因此，绿色发展已经成为未来相当长一段时间内的发展目标。降低能源消耗，成为实现绿色发展的重要路径。 织梦好，好织梦

钢铁行业属于能源消耗大户，属于节能减排的重点产业部门，但仅仅关注钢铁产业本身的能耗还远远不够。例如，我国2016年钢材产量达到11.35亿吨，其中粗钢产量达到8.08亿吨，尽管当年已经去掉落后产能6500万吨，而直接能源消耗已经占到总体能源消耗的15％以上。把握钢铁行业对能源消耗并不只是其直接消耗，还应关注钢铁行业在通过对其它行业产品的消耗而带来的间接能源消耗。本文基于中国已公布的投入产出表数据，测算钢铁行业直接能耗和间接能耗即完全能耗状况及其变化，以此可全面把握由钢铁产业导致的能耗状况，从而对构建清洁低碳、安全高效的能源体系有所裨益。 织梦内容管理系统

一、相关研究文献评述 copyright dedecms

对钢铁行业能源消耗相关研究主要集中在以下几个方面：一是对钢铁行业自身生产过程的能源消耗的研究。史红亮、陈凯、闫波（2010）研究了钢铁生产过程中不同能源之间的相互替代规律以及对全要素生产率的影响。Ma J，Evans D G，Fuller R J（2002）使用DEA方法和Malmquist指数对中国钢铁企业的全要素能源效率进行了研究，测算了1989—1997年88家钢铁企业全要素能源效率。wei Y M， Liao H， Fan Y.（2007）同样用DEA和Malmquist指数法测算了企业的能源效率，研究技术变化和技术效率对于能源效率的动态影响；二是对钢铁不同工序的能源消耗进行研究。何枫、祝丽云、马栋栋（2015）将钢铁生产分为铁前工序和铁后工序，研究环境规制对于不同工序上的能源效率的影响；李永周、覃艳平、谭园（2011）研究了钢铁产业的集中度对于钢铁总体能耗和单位产值的影响。王腊芳、张莉沙（2012）利用基于过程的生命周期模型测量钢铁生产过程的能源消耗和环境影响，但是以直接能源消耗为研究对象；邹安全等（2013）利用EI0—LCA方法估计了钢铁行业整个生命周期不同阶段的碳排放量，但并未对产业关联如何影响碳排放进行研究。 内容来自dedecms

EI0—LCA是在基于产品生产过程的分析法和投入产出法相结合而产生的一种分析方法。Xing Wu，Zhihui Zhang（2005）利用投入产出分析方法研究了建筑业对国民经济的拉动效应。关军，储成龙，张智慧（2015）利用EI0-LCA法测算了建筑业的能源消耗，分析了不同部门与建筑业之间的关联关系，判断不同部门在建筑业能源消耗中的作用。Olmez G M，Dilek F B，Karanfil T，et al（2016）运用EI0-LCA方法测算了钢铁生产不同工序对环境、健康等外部影响。 dedecms.com

综上所述，现有的研究主要集中在钢铁产业本身的能耗效率的研究，而对钢铁产业的直接能源消耗、由钢铁产业引发的间接能源消耗及完全消耗缺乏系统性的研究。因此，难以准确把握由钢铁产业导致的全部能源消耗情况。 内容来自dedecms

本文在前人研究基础上有所创新：第一，基于1997—2012年四张《中国投入产出表》，运用EI0-LCA模型测算出钢铁行业的直接能源消耗、间接能源消耗、完全能源消耗及动态变化，从而把握由钢铁产业导致的全部能源消耗及其变化。第二，通过敏感性分析，对决定和影Ⅱ向钢铁行业能耗的主要产业部门和重要生产环节进行研究，识别出对钢铁行业影响较大的产业部门，从而够把握导致钢铁产业能耗的产业因素。通过以上研究，就可以全方位把握钢铁行业的能耗状况。 织梦好，好织梦

三、我国钢铁行业能源消耗特点研究 织梦内容管理系统

钢铁行业对一次能源的消耗主要以煤炭、石油、天然气、一次电力（水电和核电等）为主。从1997年到2012年之间，煤炭消耗比例维持在70％左右，石油消耗比例维持在20％左右，且略有下降。天然气和一次电力比例分别从1.8％上升至4.80％，6％上升至i0.20％。总体来看，能源结构较为稳定。虽然天然气以及核电、水电等比例有所上升，但依然占次要位置。因此，对于能源消耗的研究可以全部折算为标准煤进行比较分析。1997年至今，钢铁行业能源消耗特点如下：

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1.钢铁行业耗能总量较多，且相对稳定。钢铁行业总产值的直接能源消耗一直处于各行业之首，且占能源消耗总和比例稳定。1997—2015年之间，制造业能源消耗占总能源消耗的54％60％之间。其中，钢铁行业能源消耗占总能源消耗的12％一20％之间，并将这一比例逐步稳定在16％左右。其次是化学原料和化学制品制造业占到总能源消耗的10％左右。但是，钢铁行业对能源需求的拉动不仅包括直接消耗，还包括由于消耗其他中间产品产生的间接能源消耗。间接能源消耗数量为多少，哪些部门和生产环节在钢铁行业间接能源消耗中具有重要作用，对于降低间接能耗具有重要意义。

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2.钢铁行业单位产值耗能下降空间有限。钢铁行业单位产值直接消耗已经趋于稳定，直接能源消耗下降空间不大。1997年之后，国家及相关部门相继出台了一系列降低钢铁行业能耗的阶段性目标和政策措施，近期制定的《钢铁工业调整升级规划（2016—2020年）》（以下简称“规划”），提出“到2020年，吨钢综合能耗从0.57吨标准煤下降至0.56吨标准煤”。通过实施一系列节能措施后，钢铁行业直接能耗下降明显。1997年、2002年、2007年、2012年钢铁行业单位产值直接能耗分别为2.68吨标准煤、1.58吨标准煤、1.28吨标准煤、0.96吨标准煤，1997—2002年、2002—2007年、2007—2012年之间变动比例分别为-40.93％、-19.09％、-25.05％。2013年、2014年、2015年，以吨钢综合能耗进行衡量，分别为0.59吨标准煤、0.58吨标准煤、0.57吨标准煤，能耗下降速度明显放缓。《钢铁工业调整升级规划》中节能的目标是2015-2020年之间，吨钢综合能耗从0.57吨标准煤下降至0.56吨标准煤。由此可见，钢铁行业直接能耗虽然一直下降，但是直接能耗下降速度放缓，节能潜力有限。

3.钢铁行业能源消耗结构基本稳定。首先，钢铁行业能源消耗以煤炭、石油为主，核电和一次电力占比较小。1997—2012年之间，煤炭消耗比例维持在70％左右，比例基本稳定；石油消耗比例从20.40％下降至17.00％。所以，这些年钢铁行业对煤炭和石油的消耗并未发生实质性变化。其次，核电和一次能源消耗比例有持续上升趋势。1997—2012年之间，天然气和一次电力的消耗比例分别从1.8％上升至4.80％，6.40％上升至9.70％，且有持续上升趋势。主要是由于核电和一次电力在电力中占比增加，钢铁行业由于消耗电力从而发生对核电和一次电力的消耗上升，说明能源结构有向清洁、低碳、可持续发展的趋势（史丹，2016）。总体来看，能源结构较为稳定。虽然天然气以及核电、水电等比例有所上升，但依然占次要位置。因此，对于能源消耗的研究可以全部折算为标准煤进行比较分析。

由于钢铁行业直接能耗主要受技术进步、技术效率、产业集中度等因素影响，经过不断去产能、淘汰落后设备、提升企业效率和集中度后，直接能耗将在相当长时间内处于一个较为稳定的状态。从节能效果和经济成本来说，节能性价比降低，节能重心逐步转移到降低钢铁产业链上的能源消耗。

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三、钢铁行业完全能源消耗的生命周期模型及敏感性分析

钢铁产品的整个生命周期不仅包括钢铁的生产过程，如烧结、炼铁、炼钢、轧制等工序，还包括其他非直接生产过程。考虑到钢铁对能源需求的实际拉动效应，则需要考虑整个生命周期中所有环节上对能源的消耗，包括铁矿石开采、采煤炼焦、钢铁使用、废钢回收等。本文使用基于投入产出框架的生命周期法，不对钢铁生命周期的不同环节进行取舍，可以用完全能源消耗替代钢铁生命周期中的所有能源消耗，并可以对所有生产环节的重要程度进行敏感性分析。 copyright dedecms

（一）模型说明 织梦内容管理系统

1.关于直接能源消耗和间接能源消耗的计算。

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钢铁行业的完全能源消耗是直接能源消耗和间接能源消耗。直接能源消耗是该行业在生产过程中对能源的直接消耗，间接能源消耗是该行业的产品在生产过程中消耗了其它行业的产品所隐含的能耗。 dedecms.com

投入产出矩阵的里昂惕夫逆矩阵为L，各个行业的能源强度矩阵为EI=（EI1，EI2，…EIn），EIi代表的是不同行业单位产值的直接能源消耗，为该行业直接能源消耗/总产值。

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根据投入产出的生命周期模型，各行业最终需求所需要的完全能源消耗为e=R×L×F，其中e为各行业完全能源消耗矩阵，R为由EI元素组成的斜对角矩阵，F为最终需求矩阵，E=R×L为完全能源消耗系数矩阵，其中m行业单位产值的完全能源消耗为：

2.敏感性分析模型。

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——直接消耗系数矩阵变动对钢铁行业能源消耗的影响。由于该系数受到各个行业能源强度EIi和里昂惕夫逆矩阵的元素lij影响，而当任意两个行业的直接消耗系数发生变动时都会对整个里昂惕夫逆矩阵的所有元素造成影响，因此当任意两个部门之间的直接消耗系数发生变化时，会对钢铁行业完全能源消耗产生影响。可以通过钢铁行业对任意直接消耗系数弹性系数的大小来反应该系数对钢铁行业完全能耗的影响。

根据误差传递理论，当直接消耗系数akl，变化△akl，里昂惕夫逆矩阵的任意元素变化为： 内容来自dedecms

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因此钢铁行业完全能源消耗系数对该直接消耗系数的弹性表示为： dedecms.com

δαkl，表示当任意两个部门k和l部门的直接消耗系数αkl发生变化时，钢铁行业单位产值的完全能源消耗Em的弹性系数，代表Em对αkl变化的敏感程度。

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——各行业能源强度变动对钢铁行业能源消耗的影响。根据上述公式，钢铁对能源的完全消耗也受到不同行业的能源强度影响，δEk代表的是钢铁行业完全能源消耗对任意k部门的能源强度变化的敏感程度：

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（二）数据来源和处理

本文是以1997年、2002年、2007年、2012年《中国投入产出表》为基础，部门分类分别为124、122、135、139。能源数据为对应年份的《中国能源统计年鉴》的分行业能源消耗数据。

为了使得投入产出表和能源部门对应起来，需要将投入产出表和分行业能源消耗的部门种类进行逐一合并，使得部门一对应。部门合并以2017年《国民经济行业分类》（GB/T4754-2017）为依据。

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为了将1997-2012年的产业部门统一起来，本文采用工业生产者出厂价格指数作为平减系数。以2012年的价格作为基数，将不同年份按照平减系数折算到该年度。经合并处理，本文数据为1997年、2002年、2007年、2012年38×38部门的投入产出表（以2012年价格水平为基数），及其对应年份的38行业的能源消耗表，在此基础上进行实证计算。

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（三）钢铁行业完全能源消耗及敏感性分析的实证结果 copyright dedecms

1.钢铁行业单位产值对能源的消耗。完全能源消耗系数反映单位产值对能源的完全消耗水平，根据上述处理后的数据计算，2012年钢铁行业完全能源消耗如下：第一，钢铁行业（即黑色金属冶炼和压延加工业）产值每增加1万元，直接消耗的能源为0.9609吨标准煤，属于直接消耗能源最高的行业。第二，钢铁行业产值每增加1万元，完全消耗能源共2.1084吨标准煤，其中间接消耗1.1475吨标准煤。第三，与其它行业比较，钢铁行业单位产值完全能源消耗属于各行业最高。其它单位产值完全能源消耗较高的行业，单位能耗均低于2吨标准煤。综上，钢铁行业单位产值的直接能源消耗、完全能源消耗都属于各行业之首。 本文来自织梦

2.钢铁行业总产值对能源的消耗。2012年钢铁行业总产值为70114.42亿元，完全消耗能源为147826.90万吨标准煤，占到能源总消耗的36.76％。其中，直接消耗能源为67375.54万吨标准煤，占到能源总消耗的16.76％；间接消耗能源为80451.36万吨标准煤，占到能源总消耗的20％。 copyright dedecms

按总产值测算的各个行业的能耗，钢铁行业总产值与建筑行业总产值的完全能耗相当且远远高于其它行业。2012年，建筑行业总产值的完全能源消耗为148830.93万吨标准煤，其次为化学原料和化学制品行业116632.44万吨标准煤，电力、热力生产和供应总产值的完全能源消耗为65919.39万吨标准煤。其他行业总产值的完全能耗远低于这几个行业。

3.不同年份钢铁行业能源消耗分析。根据1997—2012年折算后的投入产出表和分行业能源消耗情况表计算得出：第一，1997年、2002年、2007年、2012年，钢铁行业单位产值完全能源消耗分别为5.39、3.20、2.20、2.1吨标准煤，1997—2002年、2002—2007年、2007—2012年其变动比例分别为-40.66％、-12.51％、-24.71％，钢铁能耗在逐步降低，说明我国采取节能减排的措施成效明显。第二，钢铁行业直接能源消耗和间接能源消耗绝对值的比例稳定，维持在1:1左右。1997-2002年之间，直接消耗下降40.93％，间接消耗下降40.39％，两者基本一致。2007—2012年直接消耗下降25.05％，间接消耗下降24.43％，也基本上一致。但是2002—2007年，直接消耗下降12.51％，间接消耗下降6.07％，间接能源消耗下降速度慢于直接能源消耗下降速度。2002—2007年之间，钢铁行业对其他行业的间接能源消耗的前十名中，对煤炭、石油、化学原料制品等的间接消耗均是下降趋势，与间接能耗整体变动一致。但是，对黑色金属矿采选业的间接能耗却上升89.91％，这导致了间接能耗整体下降速度减缓。2002—2007年，铁矿石需求激增，但是在铁矿石指数定价的情况下，全球铁矿石价格波动频率和幅度不断扩大（洪水峰等，2017）。因此，中国政府鼓励有能力的钢铁企业勘探和开发国内矿石资源，然而，国内矿石资源品味低，开采难度大，造成的能源消耗非常大，虽然国内铁矿石产值上升仅53.39％，但是能源消耗却上升231.78％，导致该阶段对黑色金属矿采选业的间接能耗快速上升。第三，钢铁行业对其他行业能源消耗基本上处于下降状态。2002—2007年之间，钢铁行业对黑色金属矿采选产品的完全能源消耗上升89.91％，大幅度高于其他行业。2007—2012年对煤炭采选产品的完全能源消耗系数上升84.05％。 copyright dedecms

四、钢铁行业完全能耗的影响分析 织梦好，好织梦

钢铁行业能源消耗除产业本身能耗效率的研究外，对钢铁产业的直接能源消耗、由钢铁产业引发的间接能源消耗及完全消耗需进行关注，全方位把握钢铁行业的能耗状况。 织梦内容管理系统

1.直接消耗系数变动对钢铁行业能源消耗的影响。根据计算结果，黑色金属矿采选业、石油加工炼焦和核燃料加工业、石油和天然气开采产品、电力热力生产和供应、煤炭采选业、化学原料和化学制品制造业、有色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业、交通运输仓储和邮政业、通用设备制造业在被各行业消耗的过程中对钢铁行业能耗产生较为重要的影响。比如石油和天然气开采产品被石油加工、炼焦和核燃料加工业消耗时，石油和天然气开采产品中所隐含的能耗，通过石油加工、炼焦和核燃料加工业对其直接消耗，间接传导至钢铁行业能耗中。从而会对钢铁行业能耗产生重要影响。 内容来自dedecms

2.分行业能源强度变化对钢铁行业能源消耗的影响。钢铁行业的完全能源消耗也受到分行业能源强度的影响，分行业能源强度的弹性系数代表了能源强度对钢铁行业能源消耗的影响程度。钢铁行业自身能源强度的弹性系数是1.4729。黑色金属矿采选业能源强度的弹性系数是0.1362，电力、热力生产和供应能源强度的弹性系数是0.1207，石油加工、炼焦和核燃料加工业能源强度的弹性系数是0.0921，化学原料和化学制品制造业能源强度的弹性系数是0.0843，煤炭采选业能源强度的弹性系数是0.0762，有色金属冶炼和压延加工业能源强度的弹性系数是0.0745，交通运输、仓储和邮政业能源强度的弹性系数是0.0543。说明原料、燃料生产链上的能源强度的变化对钢铁行业的完全能源消耗影响较大，除了钢铁自身的能耗外，铁矿石生产加工、电力、石油、煤炭的加工和使用的能耗也具有很大的影响。 织梦内容管理系统

3.重要产业部门对钢铁行业完全能源消耗的影响。通过直接消耗系数和分行业能源强度的敏感性分析，不同部门对钢铁行业完全能耗影响如下：第一，影响最大的产业部门是钢铁产业自身。第二，黑色金属矿采选业能源消耗强度对钢铁行业的完全能源消耗弹性为0.1326。第三，电力、热力生产和供应业，能源消耗强度的弹性系数为0.1207。第四，石油加工、炼焦和核燃料加工业，能源消耗强度的弹性系数为0.0921；第五，化学原料和化学制品制造业，能源消耗强度的弹性系数为0.0843；第六，煤炭采选业能源消耗强度弹性系数为0.0762；第七，有色金属冶炼和压延加工业能源强度的弹性系数为0.0745。

综上，直接消耗系数变动以及分行业能源强度变化对对钢铁行业能源消耗产生影响，且不同部门对钢铁行业完全能耗产生不同程度的影响。

五、结论与启示 内容来自dedecms

本文借助于投入产出分析和敏感性分析研究结果如下： 织梦内容管理系统

（1）2012年钢铁行业单位产值（1万元）直接能源消耗为0.9609吨标准煤，间接能源消耗为1.1476吨标准煤，完全能源消耗为2.1085吨标准煤，处于各行业之首。其它行业单位产值完全能源消耗均低于2吨标准煤；（2）样本期间中国钢铁行业的节能减排增效已经展现，1997—2012年之间，钢铁行业单位产值完全能源消耗从5.39吨标准煤/万元下降至2.1吨标准煤/万元；（3）通过敏感性分析发现，铁矿石、电力生产、石油加工、煤炭开采、化学原料和制品、有色金属冶炼和压延加工业与钢铁行业能源消耗关系紧密，对钢铁行业的能耗影响最大。也就是说，降低钢铁行业的完全能耗系数，除钢铁行业本身的努力之外，以上行业能耗的降低也是至关重要的因素。 织梦内容管理系统

根据以上研究结论，本文提出以下启示：

1.要把钢铁产业链的完全能■纳入节能目标。通过本文的研究发现，虽然钢铁行业的能耗位于各行业之首，但除了要密切关注钢铁行业的能耗水平外，对于钢铁产业链中的重要环节以及其他相关产业部门的能耗也需要重点把握。因此，降低钢铁行业的完全能耗，除行业自身的努力外，也需实质性降低相关产业部门的能耗，并降低重要环节上的直接消耗。 本文来自织梦

2.对钢铁行业，制定差异化的节能降耗政策。对不同部门不能“一刀切”，要实施差异化的节能和环保政策。对于能源强度影响大的部门，应该着重采取措施降低该行业能耗水平，对于影响较大的直接消耗系数，采取政策降低直接消耗系数，即着重降低在该生产过程中的直接消耗。

3.加大进口和适当储备间接能耗较大的产品。比如，铁矿石的能源强度大，消耗系数贡献较大，并且适宜储备。因此，降低国内低品位铁矿石开采，鼓励大型钢铁企业在国外建立矿石基地，进一步扩大进口矿石的比例，并适时进行矿石储备。 copyright dedecms

参考文献： copyright dedecms

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[4]李永用、覃艳平、谭园.我国钢铁产业集中度对能源消耗影响的实证研究[J].工业技术经济.2011（10）.

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[5]王腊芳、张莉沙.钢铁生产过程环境影响的全生命周期评价[J].中国人口？资源与环境，2012 copyright dedecms

[6]邹安全、罗杏玲、全春光.基于EI0-LCA的钢铁产品生命周期碳排放研究[J].管理世界，2013（12）， dedecms.com

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