2.3 能源利用效率评价指标体系
从物理学的角度看,能源利用效率是指在能源利用中发挥作用的与实际消耗的能源量之比;从消费的角度看,能源利用效率是指为终端用户提供的服务与所消耗的能源总量之比(国家发展改革委能源研究所,2003)。因此,鉴于能源利用效率界定的多样性,各国在实际的分析和评测过程中,往往通过构建一套指标体系来实现。
中国著名的能源领域专家王庆一(2001)曾依据世界能源委员会对能源利用效率的定义,将衡量能源利用效率的指标分为经济能源利用效率和物理能源利用效率两类,并进一步指出,一个有效的能源利用效率指标体系至少应该具备3个条件:目标性,各指标能够围绕目标进行分析和评价;系统性,各指标不仅能够进行历年的比较,以反映能源利用效率变化趋势,而且能够进行横向的地区间的比较,以反映能源利用效率在地区间或者全球所处的位置;可操作性,应该从科学的统计手段和统计数据出发,有完善的数据支持体系。
亚太能源研究中心(APERC)指出,能源利用效率指标的基本任务是后果评估、目标评价和在同等群体中的相对形势评估,有助于评价不同的能源政策、项目和节能投资,通过比较过去历史和未来趋势,得出现在所处的形势,同时,能促进更有效率的技术和工序方法的推广(APERC, 2000)。
Patterson(1996)提出能源利用效率指标可以分为两类:描述性指标和解释性指标。前者描述能源利用效率的形势与进展,通常是历史的时间序列,如单位能耗,但在分析单位能耗的月度时间序列时,气候等这些不能轻易忽略的影响因素并不包含在内。因此,为了进行深层次分析,需要有一套解释性指标,用以解释描述性指标在比较和时间上的差异及影响因素等,尤其可以明确技术进步、结构变化、行为变化等的影响。
鉴于能源对于经济、社会可持续发展的极端重要性,20世纪90年代以来,英国以及一些国际机构,如欧盟(EU)、世界能源理事会(WEC)、国际原子能机构(IAEA)等,为了对能源利用效率及其可持续发展能力进行测度与评估,纷纷开发了各具特色的能源评价方面的指标体系,发达国家建立的比较早,研究也较深入,非常注重能源利用效率及其统计工作的实施和推广,目前已形成了较为完备的指标体系和资料搜集体系。而大多数发展中国家,由于经济发展水平和国民生活质量与发达国家的差距,能源与环境的统计工作基础薄弱,研发投入匮乏,指标体系的编制方面几乎还是空白。近年来,联合国有关组织及一些发达国家开始关注发展中国家的能源使用和能源统计问题,并提供资金、技术援助和经验等,才逐步开展能源统计与自然资源核算工作,取得了一些积极的成果。另外,由于各国的国情不同,能源统计的内容、侧重面、深度、测度指标和方法存在一定的差异。
下面是目前国内外使用较为普遍的能源统计指标体系。
2.3.1 英国能源行业指标体系
2003年2月,英国政府发布了能源白皮书《我们能源的未来——建立低碳经济》。书中阐述了英国的能源可持续发展长期战略和政策框架,提出了未来能源发展的4个基本目标:环境友好,即降低二氧化碳排放量,到2050年使得二氧化碳的排放比现在减少60%;能源供应的可靠性,以确保人民和商家能够安全可靠地使用能源;建立竞争性的能源市场,使得能源供应能够承受更高的经济发展速度和更激烈的工业和商业竞争;消除家庭能源贫困,使得每个家庭都能够充分获得和负担得起能源。
英国开发能源行业指标体系的主旨是:供作为评价主体的政府用于测度本国在实现上述四大能源发展目标方面所取得的具体进展。为了达成此目标,英国能源行业指标体系框架采用自上而下的分层设计,具体分为3个层级。第一层为“主要指标”,包括低碳、可靠性、竞争力、燃料贫困4个方面,它们分别对应于能源白皮书中提出的四大能源发展目标;第二层为“支持指标”,共有28项,分别用于支持和具体说明上一层4个主要指标;第三层为“背景性指标”,分为12个条目,每个条目下有若干个指标,用于细化和补充说明上一层支持指标。
英国能源行业的指标体系综合反映了能源生产、加工转换、消费等各个方面,包括能源经济、投资和生产力、多元化、产能利用率、能源生产和使用的国际比较、燃料价格、能源市场竞争力、服务标准、燃料贫困、转换效率、能源利用和能源与环境等方面的指标,具有较好的系统性和指导性,其设计思路与理念具有重要的参考价值。该指标体系的3层次结构能将大量分散的指标和数据有效地组织起来,通过加权计算等处理最后得出4个关键指标,从而与英国能源白皮书的4个目标有效结合起来。这种结构使得整个指标体系目标明确、层次清晰,尤其是,指标中可靠性与能源贫困的部分支持指标(如消费者电力供应安全可靠性、所有家庭及其中30%低收入家庭的能源利用效率等)非常具有特色。
2.3.2 EU能源利用效率指标体系
欧盟(European Union, EU)建立能源利用效率指标体系的出发点是用于测度各成员国的能源利用效率水平、变化趋势,以及进行国际比较。欧盟对能源利用效率指标的研究始于1992年。1993年联合ADEME(环境及能源管控署)、欧盟15国以及挪威的国家能源利用效率机构组成了欧洲的能源利用效率机构网络,并在此基础上建立了一个共同的数据库(ODYSSEE),用来检测欧洲27个国家以及挪威和克罗地亚的能源利用效率状况。
该指标体系联合了众多国家的统计数据资源,有完善的统计手段和数据支持,包括了200多个指标。另外,单独设计了“单位产品能耗”指标,以反映对整个社会经济的能源利用效率影响更大的高能耗产品能耗情况。这些指标体系的设计思想具有重要的参考价值。
ODYSSEE指标一方面用于监测能源利用效率趋势或比较不同国家的能源利用效率“表现”(“调整指标”);另一方面,用于衡量效率技术扩散和设备及实践的市场渗透。这一指标体系包括6类宏观性质的能源利用效率指标,用于评价和反映一个国家、一个行业的能源利用效率。这6类指标分别是:能源强度(与能源消费和宏观经济变化相关)、单位能耗(实物指标的单位产量能源消耗)、能效指数(用于对某一行业能源利用效率趋势进行总体评估,按各子行业指标的加权平均计算,其值降低意味着能源利用效率的提高)、调整指标(用于进行国际比较,该类指标试图调和国与国之间在产业结构、气候等方面存在的差异)、扩散指标(用于监测节能技术和设备的推广应用情况)、目标指标(旨在提供参考值,表明一个国家可能达到的能效目标或提高能效的潜力,用于和能源利用效率水平最高的国家进行比较)。此外,出于对全球气候变化问题的关注,该指标体系还包括了一类二氧化碳指标,作为对能源利用效率指标的补充。EU能源利用效率指标体系是一个明确针对能源利用效率的指标体系。
1.能源强度
以固定价格(2000年)表示单位宏观经济变量(如国内生产总值、增加值)的能耗,分别通过分部门(分公司)整合到工业、服务业、运输业、家庭等上一级部门,并最终到整个经济。①住户。在家庭部门,统计高达11个最终用途或器具,即空间加热、水加热、做饭、 “六大家电”(冰箱、冰柜、洗衣机、洗碗机、烘干机和电视)、照明和作为一个整体来考虑的其他小家电(如信息和通信技术、咖啡机、视频)等。②运输。运输部门,ODYSSEE考虑多达11种交通工具或车辆:轿车、卡车、轻型车、卡车和轻型卡车、摩托车、公共汽车、总空运、国内航空运输、铁路货物运输、铁路客运和水运。汽车能源消费约占交通能源消费总量的50%,分离出3项指标:能源利用效率的提高、每辆汽车行驶的平均距离变化(行为影响)和汽车占有率的改变。同时,需要考虑汽车的平均单耗(升/百千米)、每车的单位消费(能耗吨/车)和汽车单位消费(能耗吨/乘客·千米),燃料的替代和车的更新都包含在内。③工业。对于工业界来说,考虑多达16个子部门、12个主要分部门(化工、橡胶塑料、食品、纺织皮革、金属制品、机械、运输车辆和设备、基本金属、非金属矿产品、纸张和印刷、建筑业、采矿业)、4种能源密集型产品(钢材、水泥、玻璃、纸浆和造纸)。④服务业(第三产业)。考虑高达7个分部门(主管部门或公共部门、批发/零售业、私人办公室、宾馆/餐厅、教育/研究和卫生/社会行动)和5个最终消费者(空间加热、水加热、做饭、办公设备、照明和空调)。
2.单位能源消耗
指年单位能源消耗的物理指标(如每车、每住宅、吨钢、冰箱等单位能耗),是比能源强度更详细的界定,而且家庭和服务部门的消费也要经过气候和燃料混合差异的调整。一般通过比较基准参考值指标,如欧盟国家的最优值、微观层面的最好做法(最佳植物、最有效的建筑)等。
3.能源利用效率提高
指整合能源利用效率(为消除经济周期和气候特征等异常值的影响,以3年移动平均为准),权重是能源消费比例,各个子部门(大约包括30个,如7个交通,9个家庭,11个工业)的效率以物理量表示。
4.能源节约
在ODYSSEE,节约能源计量分两个层次:下一层面是最终使用者和子部门水平,通过单位能耗的变化表示;上一层面是在整个经济发展水平下的总节约。家庭能源节约一般考虑7种因素(多样化、规模、中央供热、效率、行为、替代及其他因素等)。运输部门计算能源节约时,计算的运输工具和运输方式主要有:卡车(升/百千米和能耗/吨·千米)、汽车(升/千米和能耗/车)、轻型车(升/千米)、轻型卡车(能耗/吨·千米)、巴士(能耗/车)、摩托车(能耗/车)、总航空运输(能耗/旅客)、国内航空运输(能耗/客·千米)、铁路客运(能耗/客·千米)、铁路货运(能耗/吨·千米)和水路货运(能耗/吨·千米)。在工业方面,ODYSSEE选定下面的单位产品能耗指标来衡量能源节约,即能源密集型产品(钢铁、水泥、玻璃和纸张)的单位能耗和相关的子部门产品单位能耗。然而,商业部门,极少数国家有详细的统计突破,只在大多数国家部门一级计算能源节约。一般用每平方米或每雇员单位能耗进行评估,而取暖和空调,使用每平方米楼面面积的能耗更为贴切。
“总”能源节约的计算,首先是主要部门(家庭、运输、工业和服务业),然后是所有部门(使用ODEX的指标)。采用3年移动平均,对以上指标进行一些调整(只在部门一级的购买力平价、经济结构等):计算短期的ODEX和技术ODEX。
5.技术扩散
监测扩散的指标,包括最终使用可再生能源技术扩散。这些指标包括市场份额的不同类型、高能源利用效率的技术和设备(如高效灯具的销售量,标号A或A++在新销售电器的比例)、节能做法(乘客采用公共交通的比例,货物运输通过铁路或铁路公路联合的比例,工业高效流程的比例)和最终利用可再生能源的情况(如太阳能热水器比例,木材的锅炉取暖比例,生物燃料比例)等。
6.调整指标
为进行不同区域能源利用效率的比较,ODYSSEE将气候差异、价格总水平(购买力平价)、行业和经济结构等作为“调整指标”。如在ODYSSEE家庭部门目前考虑5种类型的调整,即住房面积、气候变化、集中供热比例、混合燃料变化及每个家庭拥有的大家电数变化等。
2.3.3 WEC能源利用效率指标体系
世界能源理事会(World Energy Council, WEC)建立能源利用效率指标体系的目的在于进行能源利用效率及节能政策的国际比较研究,为单层设计框架,包括44个指标,共分为6类。第一类是关键指标,用于在整个经济或国家层面上测度能源利用效率及CO2排放情况;第二至四类为分部门指标,分别对应于工业、运输业及民用、服务业与农业,用于测度各个部门的能源利用效率与二氧化碳排放情况;第五类是能源转化指标,用于测度能源转换过程中的效率与损耗;最后一类是其他能源利用技术与实践指标,用于测度主要能源外的其他能源利用情况。WEC能源利用效率指标体系框架的优点在于:指标结构相对简单,所有指标都是平行的,针对性强,能够比较准确地反映出一个国家能源利用情况;数据搜集相对比较容易,可比性较好,对世界上大部分国家都能够作出评价,如为使国与国之间能源利用效率的比较有意义,GDP、增加值等均转换为购买力平价。此外,还对能源消费计算方面的事项进行了适当规定,如一次电力(核电、水电、地热发电等)按IEA规定转换为标准油,终端电耗按热功当量法转换为标准油,不计传统燃料,非能源用途不计等。
2.3.4 IAEA能源利用效率指标体系
国际原子能机构(International Atomic Energy Agency, IAEA)的可持续发展能源指标体系是根据驱动力-状态-响应(DSR)模型建立的,其目的是:为成员国的政策制定者提供能源、经济和环境以及社会方面的数据与信息,以便进行对比和趋势分析,以及在必要的情况下进行内部政策评价。自1999年开始,IAEA领导许多国家和机构开展了衡量能源可持续发展的指标研究。研究工作包括定义相关能源指标、开发执行框架以及在多个国家测试其可行性。最终构建了一套包含41个指标的能源可持续发展指标体系。该指标体系包括23个核心指标和18个一般指标,框架为单层设计。后经实践,在2005年,缩减为30个指标,分为社会(公平、健康)、经济(使用和生产模式、安全)和环境(空气、水、土地)3个大类。其构建思路为:首先,识别与可持续能源发展有关的主要问题和参数;其次,在与能源有关的重要参数之间,确定内在因果关系,并将之与一整套潜在的改善能源部门发展的可持续性政策联系起来;最后,构建一套适当的指标,衡量能源部门有关参数的变化情况。IAEA可持续发展能源指标体系框架是一个综合了能源生产、消费及环境影响等因素的指标体系,该指标体系针对的重点是能源的可持续发展,试图反映能源可持续发展参数之间的关系。能源利用效率作为能源可持续发展的重要方面,在该指标体系中也有一定数量的指标作为体现,但是,相对比较笼统与简单,没有上述3个指标体系详尽。
2.3.5 泰国能源利用效率评价指标体系
泰国目前正在使用的能源利用效率评价指标包括:GDP增加值结构(制造业、运输业、服务业和农业等)、能源密集型产业中制造业的增加值结构(不完全分类)、公路车辆存量结构(按客运和货运分类考虑汽车保有量、摩托车保有量等)、人均建筑面积、部门能源价格和税收(工业、交通业、住宅和商业)、部门能源结构(制造业、运输业、服务业、住宅、农业)、总能源强度(单位GDP总量终端能源消费)、分解的总能源强度、以货币形式表示的部门能源强度(制造业、运输业、服务业、住宅)、制造业分部门终端能源和电力强度(货币和实物两方面)、铁路客运和货运能源强度(车辆单耗)、服务部门的能源/电力强度(按建筑面积和每名雇员)、住宅能源强度(按燃料类型和每个家庭)、农业能源强度、住宅部门能源结构、家庭利用传统的和商业燃料的比例、最贫穷的20%家庭每天可支配收入与以下能源的价格之比(电、取暖和做饭的主要燃料、用于照明的煤油、燃料和电力支出在人均可支配收入或消费支出的比例;平均人口、20%最贫困的人口、家庭能源中的比例)很大程度上依赖于非商业能源的、无电的、空气污染物排放(工业、交通运输业、服务部门、住宅人均二氧化碳强度、城市地区环境污染物浓度等)。
相关的但无法收集资料的预启动指标包括:人均客运行驶距离(总的和城市公共的)、完全分解的选定能源密集型产业的制造业增加值、客运能源密集度(能源消费/人·千米)、空间加热(能源消费/平方米楼面面积)、能源密集型产业产品的最终能源强度等。
未来可能会考虑的改进之处在于:效率分为供应(如输变电效率、热电产品效率)和最终使用两类。总之,在东盟,可持续能源发展主要优先集中在:能源利用效率、电气化、促进可再生能源、安全供应、气候变化等方面;设定的目标是:测量电力使用提高的速度与永续发展关联的减轻贫困,减少不平等,主要采取用电家庭和总户数之间的比例(数据来源于电力部门,家庭普查);补充指标为农村和城市家庭电气化比例、与其他指标联系、可能的替代指标是获取电力人口的比例、农村电气化比例等。
2.3.6 美国及其他国际机构能源利用效率指标体系
美国能源使用效率分类统计指标主要考察民用能源、商用建筑能源、交通运输业、工业、国民经济5个方面。包括单位建筑物能耗、单位建筑面积能耗、户均能耗、雇员人均能耗、客运、货运、单位产量能耗、单位当量值GDP能耗、单位等量值GDP能耗等指标。
综上所述,由于发达国家能源统计建立比较早,已形成了较为完善的指标体系。除了对能源生产、能源转换、能源消费、能源价格、环境保护等方面形成了较全面的指标体系,还对建筑节能、单位能耗等单项指标有了一定的深入研究。
IEA(国际能源署)作为世界能源权威机构掌握大量丰富的能源信息,从1974年开始,作为一种向各国政府和公众服务的手段,开始能源统计出版工作。IEA总部的能源统计专家利用先进的数据处理和远程通信手段对世界各国最新的信息资料进行能源方面的连续性分析。
年定期能源统计出版物有:世界能源统计(Key World Energy Statistics)、经济合作与发展组织国家能源统计(Energy Statistics of OECD Countries)、经济合作与发展组织国家能源平衡表(Energy Balances of OECD Countries)、非经济合作与发展组织国家能源统计(Energy Statistics of non-OECD Countries)、非经济合作与发展组织国家能源平衡表(Energy Balances of none-OECD Countries)、煤炭信息(Coal Information)、电力信息(Electricity Information)、天然气信息(Natural Gas Information)、石油信息(Oil Information)、燃料燃烧产生的二氧化碳排放(CO2Emissions from Fuel Combustion)。国际能源署的能源统计指标主要包括:一次能源供应、能源转换、能源消费、能源价格、环境保护和相应的能源利用效率指标。
联合国统计处每年向各国官方统计部门发出年度统计调查表,将收集上来的表格、数据编辑出版《联合国能源统计年鉴》。这一出版物旨在提供全球可比的资料,以反映主要的一次和二次商品能源供应情况和长期趋势。联合国能源统计指标主要包括:商品能源的生产、贸易和消费;固体燃料(包括煤炭、型煤、泥炭、焦炭、薪柴、木炭);液体燃料(包括原油、液化石油气、航空汽油、车用汽油、煤油、柴油、渣油);气体燃料(包括天然气、液化石油气、炼厂气、制气炉煤气、焦炉煤气、高炉煤气);电力、热力;核燃料和能源资源(包括煤、原油、天然气、铀、水力资源)等相关数据。
国外发达国家都非常重视建筑用能效率及其统计:在发达国家中,建筑用能一般要占总能耗的1/3左右,除建筑用能的效率及其常规统计工作外,一些发达国家还定期进行建筑用能的全国普查工作,为国家制定能源政策提供可靠的依据。国外常用的建筑用能统计指标主要包括:民用建筑能源消费(采暖、空调和民用电器用能量)、商用建筑(总建筑面积、建筑物分类面积、主要能源消费品的消费量、主要能源消费费用)、能源终端使用、能源密度(单位建筑面积能源密度、分类公用建筑能源密度)等。
2.3.7 中国能源利用效率统计指标体系
1979年,中国开始重视节能工作后,陆续制定了一系列关于能源统计的国家标准,为后来建立能源统计指标体系打下了基础。1987年,国家统计局工业交通物资司组织辽宁、湖北、北京、上海等省市统计局以及国家计委、经委、各工业部编写了《能源统计工作手册》。该手册中,首次系统地提出了中国能源统计指标体系,并对每个指标作了详细说明。随着节能工作的深入,1995年,国家统计局再次组织力量,编写了《能源经济统计指南》一书,根据当时情况,对中国的能源统计指标体系进行完善,增加了一些新指标,总框架包括能源资源统计、能源生产统计、能源加工、转换统计、能源运输统计、能源流转统计、能源库存统计、能源消费统计、能源综合平衡统计、能源技术经济及能源经济效益统计、能源节约统计、能源综合利用统计和能源污染统计。其中,第一到八类是反映能源生产流通各环节的指标,第九和十类是反映能源经济的指标,第十一和十二类是反映资源利用及对社会影响的指标。因此,中国的能源利用效率指标是在第九、十和十一类中得以体现。
从目前情况看,中国虽然已经制定了比较完善的能源统计指标体系,但各个部门往往更注重GDP的增长速度,对于能源问题还只是在面上做些工作,特别是对于能源统计、能源计量及能源标准制定等基础工作,做的还非常不够。各地只对能源平衡情况、部分产品单耗情况等做了统计,并且由于统计口径、统计范围以及统计体制的不统一、不完善,这些数据远远不能全面、准确地反映全国和地方能源生产、供应、消费以及对环境的影响等情况。此外,中国对于能源利用效率尚没有一个单独完善的指标体系进行衡量和评价,在上述的国家统计局的指标体系中,关于能源利用效率的指标也远远不够。