河南省能源體系與產(chǎn)業(yè)體系耦合關(guān)系研究
河南是以煤為主的能源生產(chǎn)和消費大省。近年來(lái)，河南省依托地處中原的區位優(yōu)勢，持續推動(dòng)能源發(fā)展方式轉變?！笆濉逼陂g，在嚴峻復雜的國內外形勢下，全省主動(dòng)適應經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)，經(jīng)濟呈現出穩中有進(jìn)、穩中向好的發(fā)展態(tài)勢，結構調整、轉型升級步伐明顯加快，產(chǎn)業(yè)體系逐步優(yōu)化。在經(jīng)濟新常態(tài)和供給側結構性改革背景下，研究能源體系和產(chǎn)業(yè)體系之間的相互關(guān)系，并進(jìn)行耦合度評估，有利于促進(jìn)河南省能源和經(jīng)濟統籌協(xié)調發(fā)展，從而保障河南經(jīng)濟社會(huì )的可持續發(fā)展。
一 河南省能源經(jīng)濟總體情況分析
（一）經(jīng)濟發(fā)展概況
改革開(kāi)放以來(lái)，河南省經(jīng)濟持續快速增長(cháng)。1978年河南省GDP總量為162.9億元，2015年增長(cháng)至37002.2億元，在近40年的時(shí)間中，河南省GDP年均增長(cháng)11.6%，比全國平均水平高1.9個(gè)百分點(diǎn)（見(jiàn)圖1）?！笆濉币詠?lái)，河南省經(jīng)濟社會(huì )保持平穩快速發(fā)展態(tài)勢，國民經(jīng)濟持續快速發(fā)展，生產(chǎn)總值年均增長(cháng)9.6%，為我國經(jīng)濟發(fā)展最快的省份之一，全省綜合實(shí)力明顯增強。
圖1 1978～2015年河南省GDP總量及增速
河南省產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調整進(jìn)程不斷推進(jìn)。經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構加快調整，經(jīng)濟結構逐漸優(yōu)化，第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)結構發(fā)生明顯變化。從產(chǎn)業(yè)結構看，全省三次產(chǎn)業(yè)結構由2000年的23∶45.4∶31.6轉變?yōu)?015年的11.4∶49.1∶39.5，第三產(chǎn)業(yè)占比明顯提高，新業(yè)態(tài)、新模式不斷涌現，產(chǎn)業(yè)結構呈現不斷優(yōu)化的良好態(tài)勢（見(jiàn)圖2）。
圖2 2000～2015年河南省三次產(chǎn)業(yè)結構變化
（二）能源發(fā)展概況
改革開(kāi)放以來(lái)，河南的能源消費持續增長(cháng)。1978年河南省的能源消費總量?jì)H為3353萬(wàn)噸標準煤，2015年達到23161萬(wàn)噸標準煤。在近40年的時(shí)間中，河南省能源消費年均增長(cháng)5.4%，比全國平均水平低0.2個(gè)百分點(diǎn)，1978～2015年河南能源消費總量詳見(jiàn)圖3。
圖3 1978～2015年河南省能源消費量
分區域看，河南省各地市能源消費水平有較大差異。其中鄭州、安陽(yáng)、洛陽(yáng)、平頂山和新鄉市能源消費水平較高。2015年河南省各地市規模以上工業(yè)企業(yè)能源消費量詳見(jiàn)圖4。
圖4 2015年河南省各地市規模以上工業(yè)企業(yè)能源消費量
分行業(yè)看，2015年河南制造業(yè)[1]能源消費量在第二產(chǎn)業(yè)中占比最高，達到65.61%；其次為電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)[2]。2015年，河南分行業(yè)規模以上工業(yè)企業(yè)能源消費比例詳見(jiàn)圖5。
圖5 2015年河南省規模以上工業(yè)企業(yè)分行業(yè)主要能源消費比例
二 河南省產(chǎn)業(yè)體系特征分析
總體上看，河南省三次產(chǎn)業(yè)結構不斷優(yōu)化，服務(wù)業(yè)、電子設備制造、食品等低能耗、高附加值行業(yè)成為支撐能源消費增長(cháng)的重要力量，河南產(chǎn)業(yè)轉型發(fā)展的效果在能源消費中逐步顯現。未來(lái)隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)結構調整繼續深入推進(jìn)，傳統的高載能行業(yè)能源消費增速將進(jìn)一步放緩，高成長(cháng)性制造業(yè)、服務(wù)業(yè)將成為河南新的用能增長(cháng)點(diǎn)。
（一）產(chǎn)業(yè)結構持續優(yōu)化
“十五”以來(lái)，河南省產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化進(jìn)程加速，第二產(chǎn)業(yè)占比持續走低，第三產(chǎn)業(yè)占比快速上升。2015年第二產(chǎn)業(yè)增加值17917.4億元，占比48.4%，較2010年降低7.1個(gè)百分點(diǎn)，降幅達12.8%；2015年第三產(chǎn)業(yè)增加值14875.2億元，占比40.2%，較2010年上升9.2個(gè)百分點(diǎn)，增幅達29.7%?？傮w來(lái)看，工業(yè)仍是河南經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，但工業(yè)中傳統產(chǎn)業(yè)特別是能源原材料產(chǎn)業(yè)占比較大，創(chuàng )新能力不足，競爭力不強。服務(wù)業(yè)發(fā)展持續向好，對經(jīng)濟增長(cháng)貢獻不斷上升，成為河南省經(jīng)濟發(fā)展的重要引擎。
（二）高耗能行業(yè)發(fā)展放緩
河南省六大耗高能產(chǎn)業(yè)為：煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)，化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，有色金屬及冶煉業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應業(yè)?！笆濉币詠?lái)，河南省六大高耗能產(chǎn)業(yè)增加值增速總體呈現先增后降態(tài)勢，各大高耗能產(chǎn)業(yè)增加值增速波動(dòng)普遍較大?！笆濉焙汀笆晃濉逼陂g，高耗能產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重總體呈上升趨勢，在2011年達到峰值（16.2%）后呈緩慢下降趨勢，2015年占比15.5%。從產(chǎn)業(yè)增加值來(lái)看，2007年以后六大高耗能產(chǎn)業(yè)增加值增速開(kāi)始下滑，2008年下降13.7個(gè)百分點(diǎn)，此后呈緩慢下降趨勢；河南省GDP增速與剔除六大高耗能產(chǎn)業(yè)后的GDP增速有趨同跡象，高耗能產(chǎn)業(yè)增加值增速對河南省GDP的影響在逐步減弱，河南省產(chǎn)業(yè)結構調整初顯成效。
（三）戰略性新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展
以醫藥制造業(yè)，航空、航天器及設備制造業(yè)，電子及通信設備制造業(yè)，計算機及辦公設備制造業(yè)，醫療儀器設備及儀器儀表制造業(yè)，信息化學(xué)品制造業(yè)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)為主體的戰略性新興產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為支撐河南工業(yè)發(fā)展的重要力量。2015年，全省高新技術(shù)企業(yè)達1008個(gè)，同比增加110個(gè)；增加值占規模以上企業(yè)比重為8.8%，同比增加1.2個(gè)百分點(diǎn)；增加值同比增長(cháng)20.0%，高于第二產(chǎn)業(yè)12.3個(gè)百分點(diǎn)，其中航空、航天器及設備制造業(yè)增加值同比增長(cháng)222.5%。老工業(yè)城市正在通過(guò)大力發(fā)展戰略性新興產(chǎn)業(yè)構建新型產(chǎn)業(yè)體系，以洛陽(yáng)為例，它已基本形成以機器人及高端裝備制造業(yè)為代表的戰略性新興產(chǎn)業(yè)。戰略性新興產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(cháng)成為河南工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的一道亮麗風(fēng)景，在河南工業(yè)轉型中發(fā)揮著(zhù)重要作用。
（四）產(chǎn)能過(guò)剩行業(yè)去產(chǎn)能約束趨緊
以實(shí)現“三去一降一補”為目標，推進(jìn)供給側結構性改革是當前河南省產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。省委省政府打出組合拳，已正式出臺1個(gè)《專(zhuān)項行動(dòng)方案》、2個(gè)《總體方案》和4個(gè)《實(shí)施意見(jiàn)》，明確了河南化解過(guò)剩產(chǎn)能路線(xiàn)圖。[3]以鋼鐵、煤炭行業(yè)為重點(diǎn)，兼顧水泥、電解鋁、平板玻璃等產(chǎn)能?chē)乐剡^(guò)剩行業(yè)，運用市場(chǎng)化和法治化手段，嚴格產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)保、能耗、質(zhì)量、安全、技術(shù)等標準，強化政策引導和國企改革，積極壓減過(guò)剩產(chǎn)能，推動(dòng)產(chǎn)品結構升級。河南省去產(chǎn)能的總體目標是到2018年，壓減生鐵產(chǎn)能100萬(wàn)噸、粗鋼產(chǎn)能240萬(wàn)噸、煤炭產(chǎn)能6254萬(wàn)噸，繼續化解煤炭過(guò)剩產(chǎn)能和實(shí)行結構調整。河南除了關(guān)閉現有產(chǎn)能，還嚴格控制新增產(chǎn)能，引導煤炭產(chǎn)業(yè)清潔化利用，預計2017年原煤產(chǎn)量下降10%，盡快使鋼鐵、煤炭、電解鋁、水泥、平板玻璃等產(chǎn)能?chē)乐剡^(guò)剩行業(yè)的產(chǎn)能利用率趨于合理。隨著(zhù)壓減產(chǎn)能任務(wù)的落實(shí)、淘汰落后和退出低效產(chǎn)能、清理違法違規產(chǎn)能，以及嚴禁建設新增產(chǎn)能、強化等量減量置換等政策持續推進(jìn)，五個(gè)產(chǎn)能過(guò)剩行業(yè)缺乏增長(cháng)動(dòng)力。
三 河南省能源體系特征分析
（一）能源結構相對偏重
河南省第二產(chǎn)業(yè)的能源消費總量和能源消費強度均處于較高水平。從能源消費結構看，2015年河南省一次能源消費總量中第二產(chǎn)業(yè)能源消費占比70.8%，第一產(chǎn)業(yè)占比2.9%，第三產(chǎn)業(yè)占比26.3%；從煤炭消費結構看，全省煤炭消費中第二產(chǎn)業(yè)占比高達95.7%，第一產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)占比分別僅為0.4%、3.9%；從電力消費結構看，第二產(chǎn)業(yè)占比71.4%，第一產(chǎn)業(yè)占比3.0%，第三產(chǎn)業(yè)占比25.6%。第二產(chǎn)業(yè)在全省能源、煤炭、電力消費中的比重均在70%以上，遠高于其在產(chǎn)業(yè)結構中48.4%的占比，河南省能源消費結構相對偏重，在第二產(chǎn)業(yè)推進(jìn)節能減排、提高能源綜合利用效率是河南能源供給側結構性改革和能源綠色轉型發(fā)展的關(guān)鍵。
（二）能源開(kāi)發(fā)利用水平較高
河南能源產(chǎn)業(yè)品種齊全，煤炭、油氣等傳統能源開(kāi)發(fā)起步較早。焦作煤礦已有120年歷史，中原油田、河南油田20世紀70年代開(kāi)發(fā)建設，全國首條500千伏、1000千伏線(xiàn)路以及首臺國產(chǎn)30萬(wàn)千瓦、60萬(wàn)千瓦，中部首臺100萬(wàn)千瓦機組均在河南率先建成投產(chǎn)。全省骨干煤炭企業(yè)煤礦采、掘煤機械化程度達到85%、88%，分別比2010年提高14個(gè)和9個(gè)百分點(diǎn)，2015年全省燃煤火電機組裝機構成中，單機30萬(wàn)千瓦及以上機組占81.3%，較2010年提高5.9個(gè)百分點(diǎn)。2015年全省火電機組供電標準煤耗311克標準煤/千瓦時(shí)，較2010年下降17克標準煤/千瓦時(shí)，較全國315克標準煤/千瓦時(shí)的平均水平低4克標準煤/千瓦時(shí)，累計節約290萬(wàn)噸標準煤。河南生物質(zhì)能技術(shù)全國領(lǐng)先，擁有國家車(chē)用生物燃料重點(diǎn)實(shí)驗室，纖維素燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化技術(shù)在國內居先進(jìn)水平。
（三）多元能源保障體系基本確立
河南省堅持高效開(kāi)發(fā)省內能源，并著(zhù)力提高吸納省外能源能力。2015年，煤炭產(chǎn)能保持2.2億噸左右，年產(chǎn)量1.32億噸，分別居全國第5位、第8位，保持了全國14個(gè)大型煤炭基地之一的重要地位；全火電總裝機量達到6213.1萬(wàn)千瓦，火電裝機占華中電網(wǎng)五省一市火電總裝機量的40%，河南作為全國區域火電基地地位進(jìn)一步鞏固；石油加工能力達到1010萬(wàn)噸/年，洛陽(yáng)石化1800萬(wàn)噸/年擴能改造項目具備開(kāi)工條件，燃料乙醇產(chǎn)能80萬(wàn)噸，中原煉化基地建設取得積極進(jìn)展。焦枝、隴海、寧西、晉豫魯等鐵路輸煤通道均途經(jīng)河南，蒙西-華中鐵路輸煤通道正在加緊建設，為建設全國重要煤炭?jì)ε渲行牡於藞詫?shí)基礎；全國首條1000千伏交流特高壓輸電工程（晉東南-南陽(yáng)-荊門(mén)）、首條疆電外送±800千伏直流特高壓輸電工程（天山-中州）相繼建成投產(chǎn)，省間交換能力達到1300萬(wàn)千瓦，2015年吸納省外電力350億千瓦時(shí)，占全社會(huì )用電量比重達到12%，全國電網(wǎng)樞紐地位進(jìn)一步加強；蘭鄭長(cháng)成品油，西氣東輸一線(xiàn)、二線(xiàn)，端氏-博愛(ài)煤層氣等跨省油氣管線(xiàn)相繼建成，全省天然氣、石油長(cháng)輸管道分別達到5000、2500公里，形成以鄭州為中心的多渠道、多氣源的油氣供應網(wǎng)絡(luò )。
（四）新能源發(fā)展促進(jìn)新業(yè)態(tài)形成
河南太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地熱能等資源相對豐富，但新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，2015年以來(lái)，河南省新能源發(fā)展開(kāi)始提速，2015年全年新能源新增裝機達到歷史峰值，達到92萬(wàn)千瓦，相當于“十二五”前四年投產(chǎn)的總和，全年累計發(fā)電量39.6億千瓦時(shí)，同比增長(cháng)25.3%。在新能源高速發(fā)展的同時(shí)，能源領(lǐng)域的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革也正在興起，電動(dòng)汽車(chē)分時(shí)共享、分布式能源站、智能微網(wǎng)等新模式快速發(fā)展，大規模儲能、高性能電池等前沿技術(shù)的孕育和突破，對能源發(fā)展模式和能源體系的構建產(chǎn)生了重要影響，以新能源發(fā)展推動(dòng)傳統能源轉型的新業(yè)態(tài)、新模式正在形成。
四 河南省能源體系與產(chǎn)業(yè)體系耦合度評估
（一）耦合度評估模型
1.耦合理論
耦合度是一個(gè)物理學(xué)概念，通常用來(lái)描述系統間相互作用、相互影響的程度，是對系統之間相互影響、相互作用程度的有效度量。產(chǎn)業(yè)發(fā)展將消費更多的能源資源，能源資源對產(chǎn)業(yè)發(fā)展也會(huì )產(chǎn)生約束作用，二者相互影響、相互作用，構成彼此耦合的交互體。借鑒物理學(xué)中的容量耦合（Capacitive coupling）的原理及容量耦合系數模型，本文分析能源和產(chǎn)業(yè)兩者的耦合度。系統耦合度C的函數表達式可設定為：
U1代表能源體系綜合指數，U2代表產(chǎn)業(yè)體系綜合指數。
其中，
xij為標準化之后的指標值，λij代表指標值的權重。
2.指標選擇
為構建能源體系綜合指數和產(chǎn)業(yè)體系綜合指數，需要選取并設定一系列子指標來(lái)衡量能源和產(chǎn)業(yè)體系。能源體系方面，從總量、結構兩個(gè)維度構建相應的指標體系，衡量能源生產(chǎn)和消費。產(chǎn)業(yè)體系方面，從產(chǎn)業(yè)總量指標（GDP總量）、發(fā)展指標（第三產(chǎn)業(yè)占比）和結構指標三個(gè)維度構建指標體系；其中，結構指標又分解為產(chǎn)業(yè)間結構（第二產(chǎn)業(yè)占比）和工業(yè)內部結構[4]（見(jiàn)表1）。
表1 能源體系和產(chǎn)業(yè)體系指標
表1 能源體系和產(chǎn)業(yè)體系指標-續表
3.耦合度計算
首先，為保證數據的可比性，剔除不同指標數據間的量綱影響，筆者對數據指標進(jìn)行標準化處理，具體變換公式為：
第二步，確定權重λij的具體數值。采用德?tīng)柗品ㄓ嬎阆到y內的各個(gè)分類(lèi)指標的權重系數（見(jiàn)表2）。
表2 各個(gè)指標的權重設定
第三步，計算耦合度。計算河南省能源體系和產(chǎn)業(yè)體系之間的耦合度。
4.耦合度結果判據
系統耦合的演變可分為六個(gè)階段：C=0表示耦合度極低，系統并無(wú)關(guān)聯(lián)且無(wú)序發(fā)展；0＜C≤0.3表示勉強耦合；0.3＜C＜0.5表示系統處于低度耦合階段；0.5≤C＜0.8表示系統處于中度耦合階段；0.8≤C＜1表示系統處于高度耦合階段，二者互動(dòng)強勁；C=1表示二者達到良性耦合且趨向新的有序結構。受政策、自然及政治等因素影響，也可能退化到之前的耦合階段。
（二）耦合度評估
1.河南省耦合度評估
2001～2015年河南省能源體系和產(chǎn)業(yè)體系之間的耦合度詳見(jiàn)表3。
表3 2001～2015年河南省能源體系和產(chǎn)業(yè)體系的耦合度
根據耦合度計算結果可知，2001～2015年，河南省能源體系和產(chǎn)業(yè)體系的整體耦合度始終低于0.50，河南能源和產(chǎn)業(yè)體系處于低度耦合的狀態(tài)。
從發(fā)展趨勢看，河南省能源體系和產(chǎn)業(yè)體系的耦合度在不斷上升。2001～2005年，全省能源和產(chǎn)業(yè)體系耦合度在0.47以下；2006～2010年，耦合度上升至0.47以上；“十二五”以來(lái)，全省能源和產(chǎn)業(yè)體系耦合度總體呈現波動(dòng)上升的態(tài)勢，2015年達到0.489，15年來(lái)均值為0.467。
2.全國耦合度評估
從全國層面看，2001～2015年全國的能源和產(chǎn)業(yè)體系的耦合度詳見(jiàn)表4。
從中國能源體系和產(chǎn)業(yè)體系的耦合度看，2001～2015年中國能源體系和產(chǎn)業(yè)體系平均耦合度為0.486，也處于低度耦合狀態(tài)。
表4 中國能源體系和產(chǎn)業(yè)體系的耦合度
從發(fā)展趨勢看，2001年以來(lái)全國能源體系和產(chǎn)業(yè)體系耦合度始終在0.5以下，2003年以前呈上升趨勢，2003年基本達到0.5；2004年和2005年耦合度有所回落，“十一五”以來(lái)，全國能源和產(chǎn)業(yè)體系耦合度總體平穩，2015年達到0.497，15年來(lái)均值為0.486。
3.與全國對比評估
河南省的能源體系和產(chǎn)業(yè)體系的耦合程度低于全國整體水平4個(gè)百分點(diǎn)。從發(fā)展趨勢看，河南能源體系與產(chǎn)業(yè)體系的耦合度與全國平均水平的差距在不斷縮小，特別是在2007年以后，河南和全國的能源體系與產(chǎn)業(yè)體系的耦合水平基本平穩（見(jiàn)圖6）。
圖6 河南省與全國能源體系和產(chǎn)業(yè)體系耦合度變動(dòng)情況
五 結論
（一）河南省能源體系優(yōu)化效果初顯
河南省能源體系優(yōu)化進(jìn)程開(kāi)始加速，以新能源發(fā)展推動(dòng)傳統能源轉型的新業(yè)態(tài)、新模式正在形成。2015年，河南省新能源發(fā)展明顯提速，全年新能源新增裝機量達到92萬(wàn)千瓦，相當于“十二五”前四年投產(chǎn)的總和，傳統能源轉型的新業(yè)態(tài)和新模式正在形成，能源體系優(yōu)化效果初現。但是受資源稟賦影響，河南能源生產(chǎn)消費結構中煤炭比重較高，非化石能源比重較低，能源結構轉型升級仍是河南省未來(lái)能源工作重點(diǎn)。
（二）河南省產(chǎn)業(yè)體系轉型升級態(tài)勢明顯
“十二五”期間河南省產(chǎn)業(yè)體系具有一系列較為明顯的轉型特征。一是產(chǎn)業(yè)結構持續優(yōu)化，第三產(chǎn)業(yè)占比快速上升，成為河南省經(jīng)濟發(fā)展的重要引擎；二是高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展放緩，“十二五”以來(lái)河南省高耗能產(chǎn)業(yè)增加值增速對河南省GDP的影響在逐步減小，河南省產(chǎn)業(yè)結構調整初現成效；三是戰略性新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，以高技術(shù)產(chǎn)業(yè)為主體的戰略性新興產(chǎn)業(yè)成為支撐河南工業(yè)發(fā)展的重要力量，其爆發(fā)式增長(cháng)已成為河南工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的一道亮麗風(fēng)景，在河南工業(yè)轉型中發(fā)揮著(zhù)重要作用；四是產(chǎn)能過(guò)剩產(chǎn)業(yè)去產(chǎn)能約束趨緊，鋼鐵、煤炭、電解鋁、水泥、平板玻璃等產(chǎn)能?chē)乐剡^(guò)剩行業(yè)缺乏增長(cháng)動(dòng)力。
（三）河南省能源與產(chǎn)業(yè)體系的耦合關(guān)系日趨緊密
河南能源體系與產(chǎn)業(yè)體系的耦合度偏低，但總體呈上升的態(tài)勢。2001～2015年，河南省能源體系和產(chǎn)業(yè)體系的整體耦合度始終低于0.50，河南能源體系和產(chǎn)業(yè)體系處于低度耦合的狀態(tài)。從發(fā)展趨勢看，河南省能源體系和產(chǎn)業(yè)體系的耦合度在不斷上升。2001～2005年，全省能源體系和產(chǎn)業(yè)體系耦合度在0.47以下；2006～2010年，耦合度上升至0.47以上；“十二五”以來(lái)，全省能源體系和產(chǎn)業(yè)體系耦合度總體呈現波動(dòng)上升的態(tài)勢，2015年達到0.49。與全國對比來(lái)看，河南省的能源體系和產(chǎn)業(yè)體系的耦合程度比全國低4個(gè)百分點(diǎn)，但差距逐步收窄。