宁夏能源效率的比较研究

　　在经济急速增长的当今社会，对能源的需求也迅速增加，但传统的化石类能源已经满足不了经济的发展。能源在生产过程的进步和经济的发展中起着重要作用，不仅是人来文明的基础而且对经济的发展至关重要。现在很多国家都意识到，国家需要发展进步就需要更多的能源，我国也不例外。但是有限的资源在不影响国家经济持续稳定增长的同时怎么科学合理的利用，已经成为全世界问题和经济可持续发展问题。在加上国际环责任的压力，解决能源利用问题刻不容缓。我国是以煤炭资源为主的能源消费大国，而我区部分地区资源丰富，尤其以石嘴山地区的产煤最优，但能源产业技术结构落后，且资源分布不均。随着开采我区面临资源枯竭的境地，在加上近几年雾霾等环境问题严重。调整能源结构，提高能源利用效率，我区迫在眉睫。[1]

　　本文研究的理论意义在于：利用自己调研的数据考虑宁夏的能源利用水平，为我区能源效率提出建议，使我区资源更加充分的利用，完善宁夏能源利用效率研究的理论体系。；比较研究解决宁夏能源结构以煤炭资源为主，综合利用率低;更好的开发利用新能源，可再生能源。现实意义在于：了解宁夏能源利用效率的现状及其影响因素，对于提高能源利用效率，创建资源节约型，环境友好型社会，实现经济快速增长；解决我区工农业快速发展但能耗较高，资源利用率低的问题以及我区资源配置不合理的问题。使我区能源综合利用率得到提高，环境问题得到改善；揭示宁夏能源效率的差异，探究宁夏能源利用效率的影响因素，为宁夏能源效率提出合理化建议的现实意义。

　　本论文开篇主要介绍了研究背景与研究意义，运用三种研究方法贯穿于论文之中。其次，通过多种渠道，了解近些年宁夏能源效率的比较研究所取得的成效，并且与其他省市进行比较分析。最后，围绕宁夏能源效率利用发展的现状进行分析，总结宁夏能源效率利用发展的目标，实践应用中取得的成果，根据现状找出相应问题，发展观念薄弱，能源利用技术薄弱，相关研究开发体系不完善等，针对性的给出解决措施与方法。为宁夏能源效率的发展提出合理建议。使宁夏能源效率更上一个台阶，向着创建资源节约型、环境友好型社会再进一步，促使宁夏经济持续稳定发展。

　　能源是人类赖以生存的物质基础,是国民经济的基本支撑。我国的能源供应主要依靠煤炭、石油和天然气等化石能源,尤其是宁夏的能源供应主要依靠煤炭。宁夏风能资源丰富,开发潜力大,具有良好的发展前景。风能发电项目的建设,将是宁夏积极扩大内需,调整经济结构,提高资源综合利用效率的重要举措,是宁夏实现可持续发展和维护能源安全的必然选择。本文从宁夏的风力资源分布情况出发,分析宁夏发展风力发电的优势,提出大力促进风电产业发展的战略构想。

　　宁夏地处中国西部的黄河上游地区,东邻陕西省，西部、北部接内蒙古，南部与甘肃省相连。宁夏煤炭资源丰富，预测储量2029亿吨，探明煤炭储量319亿吨，居宁夏第六位。这里是国家13个亿吨级煤炭生产基地之一，是xxxx批准的我国煤炭间接液化唯一的项目示范基地，是我国西电东送工程四大火电基地之一，是国内目前投资最大（总投资规模4000亿元以上）、进展最快的能源基地。[2]宁夏以宁东煤田为依托，以神华宁煤集团为主力，承担着国家规划建设的6个大型煤电基地和7个煤化工基地。除已经基本建成的灵武矿区和正在进行矿井技术改造的石炭井矿区、石嘴山矿区外，共规划和建设10对大型现代化矿井、6个大型煤化工项目、2座大型坑口电厂，5座西电东送电源基地。煤炭、煤化工、煤炭深加工及综合利用三大主业齐头并进，初具规模。煤炭工业正在撑起宁夏经济发展的半壁江山，得到了党和国家领导人xxxx、吴邦国、xxxx等以及国家有关部委和宁夏自治区党委、XX的充分肯定。

　　能源是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。[3]

　　能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。

　　“能源”这一术语，过去人们谈论得很少，正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天，国际能源安全已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。

　　那么，究竟什么是“能源”呢?关于能源的定义，目前约有20种。例如：《科学技术百科全书》说：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”;《大英百科全书》说：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”;《日本大百科全书》说：“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源”;我国的《能源百科全书》说：“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。”可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。[4]

　　确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。通常凡是能被人类加以利用以获得有用能量的各种来源都可以称为能源。

　　能源亦称能量资源或能源资源。是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。[5]

　　2008年12月15日“国家重点开发区——宁东能源煤电化基地”揭牌仪式在宁东基地举行，宁东能源化工基地将被正式命名为国家重要的大型煤炭基地、煤化工产业基地，[6]“西电东送”火电基地和宁夏循环经济示范区，也是我国煤炭间接液化项目唯一示范基地，意味着“宁东”这个蓬勃而出的工业明珠，在宁夏能源战略版图上将更加响亮耀眼，总投资近400亿元的8个能源化工项目建设在该基地启动，这些项目是我国能源建设史上迄今为止一次开工规模最大的煤电化项目群。到2020年建成后总投资额将达4000亿元。随着宁东基地基础设施的逐步完善和投资环境的不断优化，神华、国电、鲁能、中建、庆华、阳光、华能、中电投、中广核等大企业集团进入宁东进行开发建设。宁东能源化工基地面积3484平方公里，已探明煤炭储量达273亿吨，相当于东北三省全部探明储量的总和，远景预测资源量达1394亿吨，是宁夏罕见的整装煤田。[7]宁东地区石油、天然气、煤层气等资源也非常丰富，综合配套优势明显。目前宁东地区探明石油地质储量2677万吨，占总资源量的10.7％，天然气约8000亿立方米。宁东煤田横城矿区煤层气勘探潜力巨大，宁东南部优质冶镁白云岩资源储量约1.3亿吨。2009年3月23日，xxx寄望六盘山热电厂：为当地群众脱贫致富作出积极贡献。固原市重点项目建设大会战将集中启动5大类17个建设项目，总投资百亿元为宁夏经济社会发展做出巨大贡献。

　　1.中国与宁夏能源效率的比较

　　

　　从表1中我们可以看到，能源效率值始终等于1.0的有上海和福建两个省市，这也说明了这两个地区的DEA是有效地，能源的投入没有出现浪费的现象。从时间顺序上来看，从2013年至2015年每个地区的能源效率值都有着不同程度地上升和下降，能源效率值平均在0.6到0.95之间的省市有北京、河北、山西等地，小于0.6的审视有贵州、宁夏、新疆等地，存在着较大的能源浪费问题。其中尤其是宁夏地区，其能源效率平均值在0.5左右，远低于全国平均水平。[8]

　　中国的能源效率仅为33%。中国是一个能源消耗大国，能源消耗总量排在世界第二。而中国人口众多，能源相对缺乏，人均能源占有量仅为世界平均水平的40%，建筑能耗已经占到社会总能耗的40%左右。而能源效率目前仅为33%，比发达国家落后20年，能耗强度大大高于发达国家及世界平均水平，约为X的3倍，日本的7.2倍。如何提高能源利用效率,已经成为中国XX在中国未来经济发展中一个紧迫的问题。旧燃料新能源旧能源新效率无热引擎出新路：索罗斯投资（投机）新能源的另解发动机效率趋向100%的旧燃料新能源氢能、风能、太阳能、海洋能、生物质能和核聚变能……新能源的方式，只是能量利用多步骤中前移的一环。而被忽视，潜力巨大的发动机或做功原理、观念的革新更是未来能源开发的第一大方向！

　　现在的能量利用效率不高[9]，浪费惊人。经典的热机做功方式，能量做功的有用效率只有25%（1/4），最高也就1/3（33.3%）.而100%能量中的75%（3/4）、或66.67%（2/3）都作为无用的热浪费掉了。另有意外，“班克斯热机”是利用记忆合金制成的不要燃料，不耗电力的高效发动机。热机做功的原理是燃料产热=微观粒子的无序运动。这个热运动，平均说三维空间上每个方向的能量各占1/3，而热机做有用功的也就三维方向中的一个方向维度。其他二维方向上的能量只好作为废热浪费掉！

　　几十年前已经开始冷落的“绝热发动机”没有象“古典热机原理”预测的那样提升发动机的效率。证明古典热力学机理模型有了问题！而且是大问题！热机出口温度与入口温度的比不是决定发动机效率的关键因素！“绝热”显然已经不是提高热机效率的好创意。原因何在？源自“新热力学发动机原理”！Deng's“无热发动机”。当热已经产生，无序运动已经出笼，魔兽就控制不住了！引擎的效率被这1/3或1/4极限桎梏住了。陶瓷“绝热”只是没有诊断对的“错方”，用错药就是必然。

　　当旧能源（包括新能源）没有产热，新引擎100%做功才会成为可能！也就是旧、新能源微观做有序的一维的运动，发动机的效率才能回归100%，浪费的2/3或3/4能源才可引尔能发，不向或少向环境排泄废热，污染环境，节约大自然的资源！

　　从上面的分析，不难看出，宁夏的能源效率较低，从2013年至2015年一直保持在0.2左右，能源效率较低，且规模收益呈现出递增的态势；宁夏制造业的能源效率比采掘业的能源效率值相对而言，提高了约0.1左右，但是从全国的情况来看，宁夏的能源效率仍旧存在着较大的差距，且差距日益扩大；宁夏的电力燃气的能源效率值是明显高于采掘业和制造业的，这也是宁夏地区近几年大力发展电力燃气产业的成果。

　　我国各地区的能源效率具有三个特征。第一，呈现地区集聚态势，即东部沿海地区的能源效率大体一致，中部地区的能源效率得分大致一致，西部地区的能源效率得分大体一致。第二，我国的省域能源效率表现为由东到西逐渐递减的态势，即东部各省的能源效率最高，中部各省的能源效率次之，西部地区的能源效率最低。第三，比较各地区2000年～2009年能源效率的平均值，不难发现，各省能源效率的平均取值从0.4830到1，数值差别比较大，即能源效率较高地区的得分远远高于能源效率较低地区的数值，说明省域能源效率差异明显。

　　随着政策、产业布局等因素在时间上的改变，我国的能源效率在时空上又有怎样的变化？为了更清晰地描述我国能源效率在时间上的]变，本节用图形直观的对宁夏2000年～2009年间的总体能源效率进行描述。

　　形象地表明了我国2000年～2009年间能源效率随时间]变的趋势。总体来看，我国能源效率呈现波浪式变化，即“上升—下降—上升”。从2000年到2003年，我国的能源效率逐年上升，其中2001年的上升趋势最大。从2004年开始，我国的能源效率经历了一次严重的下滑，在2005年，宁夏的能源效率急剧下滑，从0.857降到0.740。自2005年以后宁夏能源效率又恢复了逐年上升的态势，但上升幅度比较小。究其原因，2004年～2005年是“十五”规划的最后两年，各地区为了更好地完成“十五”期间的经济任务，加大了各项投入，但是忽略了技术的提高，从而造成能源效率的严重下滑。2006年，是“十一五”规划的开始，“十一五”规划中特别提出了要注意经济发展的质量，重视节能减排，受到这一政策因素的引导，各地区努力提高技术水平，加大节能减排工作的力度，使能源效率有所上升。

　　上节测算分析了我国及各省市2000年～2009年间的能源效率，但本文对全要素能源效率的计算是基于全要素生产理论，资本存量、人力资本存量也会影响全要素能源效率的得分，为了更深入地考察我国及各省的能源利用情况，剔除资本存量、人力资本存量投入无效对能源效率得分的影响，需要计算能源投入冗余度。能源投入冗余度的计算公式如下：能源投入冗余度=能源投入松弛量/能源投入总量上述公式表明，能源投入冗余度为大于0小于1的相对数，其值越小说明该地区该年的能源投入被充分利用，不存在能源投入浪费的情况。根据前面测算的宁夏及各省市的能源效率得分，可以计算能源消费量投入指标的松弛量，利用能源投入冗余度计算公式和DEAP2.1软件，可进一步测算出我国各省的能源投入冗余度。

　　为了深入分析各地区能源投入冗余状况，依据我国传统的地区划分方法，将我国30个省、市、自治区划分为4个区域，分别为：沿海地区、东北地区、中部地区、西部地区。对测算的各省能源冗余度按照地区划分进行分析，可得到如下结果：

　　第一，沿海地区能源投入冗余分析。测算结果表明，沿海地区的能源投入冗余相对来说较小，除了北京市逐年减少外，没有一定的规律可循。总体来看，河北、天津和山东的能源投入冗余现象比较严重，有较大的节能空间。宁夏、福建、海南、江苏、浙江、广东能源投入冗余度较小，说明这些地区在节能工作上成果显著。

　　第二，东北地区能源投入冗余分析。东北三省的能源投入冗余状况在2005年存在一个拐点，2005年前，东北三省的能源投入冗余从2001年到2004年逐年下降，但到了2005年，东北三省的能源投入冗余普遍上升，之后，三省能源投入冗余度又逐年下降。

　　第三，中部地区能源投入冗余分析。中部地区的能源投入冗余也在2005年出现了拐点。除山西外，安徽、江西、河南、湖北、湖南的能源投入冗余度在2005年前都基本为0，在2005年，这5个省份的能源投入冗余度剧增，2005年后，中部六省的能源投入冗余度又逐年下降。总的来看，中部六省中，山西省的能源投入冗余度最高，其节能潜力巨大。

　　第四，西部地区能源投入冗余分析。2005年，除青海和新疆外，大多数省份的能源投入冗余度在这一年大幅增加。总的来看，西部各省中，广西、四川、云南、山西的能源投入冗余较小，在2005年前，这些省的能源投入冗余度均为0，2005年后，这些省份的能源投入冗余度虽然有所下降，但仍然没有达到最优状态。

　　综合分析各地区的能源效率与各地区经济结构之间的关系，可以发现，各地区的经济结构在一定程度上影响了本地区的能源效率。结合各地区的能源效率和能源冗余度分析，不难看出，各地区的能源效率和能源投入冗余状况都不尽相同，且表现为能源效率水平与经济发展水平有一定的一致性，即沿海地区的经济发展水平高，其能源效率也相对较高，西部地区的经济发展水平略低，其能源效率也较低，这是与我国的经济发展趋势一致的，即经济发展水平高的地区不断引入高新技术，淘汰低能产业，将低能产业向经济落后地区转移，由此造成经济水平落后地区的能源效率普遍较低。

　　在一定的经济技术条件下，产业结构的调整会受到功能与成本的约束。宁夏的经济结构具有显著的高碳特征。在这种“富煤贫油少气”的资源特征下，如果能源总量仍然大幅增长而结构调整不能满足能源供给需求，则化石能源的消费总量仍可能增加。例如公路交通运输主要能源形式是液态的石油或天然气制品，煤很难替代。所以能源替代受到资源禀赋及先进技术的约束，宁夏的化石能源储量以煤为主，就决定了其能源生产和消费以煤为主的格局。[10]

　　宁夏发展低碳和无碳能源，促进能源供应的多样化，是减少煤炭消费、降低对进口石油依赖度的必然选择。[11]宁夏应从转变产业结构着手，逐步降低煤炭终端消费比例，引进先进技术，大力发展洁净煤技术，避免和减少能源的开发、开采以及利用，促进能源效率的提高，加速发展天然气，适当发展核电，积极发展水电，深入开发风能、太阳能、水能、地热能和生物质能等可再生能源，减少煤炭在能源消费结构中的比重。

　　宁夏的低碳经济之路还很长，在保证经济稳步发展的同时，如何控制单位GDP能源耗费、控制碳足迹以及如何规划未来的低碳发展战略，是减少CO2排放、应对气候变暖、转变经济发展方式的需要，更是创建生态文明、建设资源节约型和环境友好型社会经济体系的需要。努力发展低碳经济将是宁夏未来一段时间内经济建设的焦点。

　　宁夏按照西部大开发的总体要求，立足优势产业，进一步加大能源投资建设力度，大力发展优势特色能源工业，取得了可喜的成就，能源工业发展强劲，经济运行质量显著提高，有力地推动了全区经济的快速发展。表1援引了宁夏统计年鉴2000年至2008年数据，可以看出，近十年来宁夏能源的消耗一直处于上升的态势，同时常规化石能源的消耗所占比例也一直居高不下。

　　宁夏是一个能源相对富集的省区，煤炭资源储量313亿t，能源上的优势为发展能源工业，高耗能工业提供了便利条件，多年来形成了一条能源经济的产业链。2008年宁夏单位GDP能耗居全国首位。[12]

　　西北五省区单位GDP能耗、单位GDP电耗及单位工业增加值能耗宁夏均居第一，一方面说明宁夏工业产业的高耗能特征，另一方面也表明节能潜力巨大。能源工业和高耗能工业的发展促进了经济的增长，为国家税收、劳动力就业等做出了贡献。但能源工业、高耗能工业能耗较高，产值较低，因此，低碳作为新的发展模式，不仅是实现减排目标的战略选择，也是保证经济持续健康增长的良方。

　　低碳经济是一种以低能耗、低污染、低排放为特点的发展模式，是以应对气候变化、保障能源安全、促进经济社会可持续发展有机结合为目的的规制世界发展格局的新规则。其实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构，发展低碳技术、产品和服务，确保经济稳定增长的同时消减温室气体的排放量，其核心是能源的高效率和洁净的能源结构，关键是技术创新和制度创新。

　　发展低碳经济，一方面是积极承担保护环境的责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径，是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。

　　罗斯托在其经济成长的阶段理论中，用“主导部门序列”的改变来说明成长阶段之间的过渡，用旧主导部门的“减速趋势”和新主导部门采用新技术的“反减速斗争”来说明经济增长的过程。新的主导部门的出现就意味着可能进入一个新的发展阶段，形成一种新的区域产业结构。

　　从这个意义上看，经济的增长和发展阶段的演替过程也是经济结构或产业结构的变化过程，产业结构的转化趋势与区域经济成长阶段的演化趋势在方向上具有一致性。由于宁夏第二产业的发展主要依赖于当地的煤炭资源，因此近年来的经济增长主要依靠第二产业的格局没有大的改变，所以要想保证经济增长不出现滑坡，并使得经济长足发展，必须从调整产业结构入手，促进其转型和升级。[13]

　　要对产业结构与区域经济发展关系做定量分析，就需要知道度量产业专业化系数的指标。区位熵是区域产业效率与效益分析的定量工具，通过计算某一区域产业的区位熵，可以找出该区域在全国具有一定地位的优势产业，并衡量其专门化率。

　　五．研究结论、对策建议、研究展望

　　宁夏发展低碳和无碳能源，促进能源供应的多样化，是减少煤炭消费、降低对进口石油依赖度的必然选择。宁夏应从转变产业结构着手，逐步降低煤炭终端消费比例，引进先进技术，大力发展洁净煤技术，避免和减少能源的开发、开采以及利用，促进能源效率的提高，加速发展天然气，适当发展核电，积极发展水电，深入开发风能、太阳能、水能、地热能和生物质能等可再生能源，减少煤炭在能源消费结构中的比重。

　　宁夏的低碳经济之路还很长，在保证经济稳步发展的同时，如何控制单位GDP能源耗费、控制碳足迹以及如何规划未来的低碳发展战略，是减少CO2排放、应对气候变暖、转变经济发展方式的需要，更是创建生态文明、建设资源节约型和环境友好型社会经济体系的需要。努力发展低碳经济将是宁夏未来一段时间内经济建设的焦点。

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