1.2 重工业——高耗能行业能源发展利用
1.2.1 高耗能行业的发展现状
中国《2010年国民经济和社会发展统计报告》列出了中国的六大高耗能行业，它们分别是化学原料及化学制品制造业，非金属矿物制品业，黑色金属冶炼及压延加工业，有色金属冶炼及压延加工业，石油加工炼焦及核燃料加工业，电力、热力的生产和供应业。这六大行业不仅仅是中国能源消耗大户，而且因为作为中国重要的原材料生产和供应业，它们还在国民经济与社会发展中扮演着重要角色。比如，化学产品（无机酸、无机碱等），肥料（氮肥、钾肥、复合肥、有机肥等），钢铁，水泥，玻璃，有色金属产品（铜、铝、锌、锡等）各类石油制品（汽油、煤油、柴油、燃料油等）以及人们日常生活和现在化生产过程中的电力和热力都由这六大高耗能行业生产和提供。
图1-11描述了1990年到2013年中国六大高耗能行业能源消费总量及其占工业能源消费和中国能源消费量的比例。从图中可以看出，1990年中国六大高耗能行业能源消费总量为39 529万吨标准煤，占该年工业能源消费总量的58.49%，占该年中国能源消费总量的40%。到2013年，中国六大高耗能行业能源消费量为211 648万吨标准煤，占该年工业能源消费总量的72.69%，占该年中国能源消费总量的50.76%。20多年来，中国六大高耗能行业能源消费总量增长了5.35倍，占中国工业能源消费和中国能源总消费量的比例也在不断上升。2013年以来，伴随着“中国梦”提出，保障房的建设进度开始加快，拉动建材、钢铁和有色金属行业继续快速发展。以2005-2013年为例，这一时期内，中国六大高耗能行业能源消费总量平均占中国能源消费总量的50.27%，占中国工业能源消费总量的70.75%。由此可以看出，中国高耗能行业能源消费的变动会对中国整体能源消费产生重要影响。
必须指出，石油加工炼焦及核燃料加工业与电力热力的生产和供应业这两个高耗能行业是用能源作为原材料生产另一种能源产品，即它们的投入品和产出品都是能源。石油加工炼焦及核燃料加工业的主要原材料是原油、沥青铀矿或其他含铀矿石，产品是各种石油制品，如汽油，煤油，柴油，燃料油，石脑油等以及铀、浓缩铀。电力热力的生产和供应业的主要原材料是煤炭，石油，天然气，主要产品是电力和热力。在中国现有的能源统计口径下，在省一级别的分行业数据库里没办法区分这两大行业的中间投入和最终投入的能源消耗量，因此，下面的分析只包括了中国六大高耗能行业中的其他四个行业。此处先详细介绍这四个行业的能源消费和二氧化碳排放情况。
图1-11 1990-2013中国高耗能行业能源消费概况
化学原料及化学制品制造业包括基础化学原料制造，肥料制造，农药制造，涂料、油墨、颜料及类似产品制造，合成材料制造，专用化学产品制造及日用化学产品制造7个子行业。图1-12是化学原料及化学制品制造业2000-2013年能源消费及二氧化碳排放情况。可以看出，2000-2013年，中国化学原料及化学制品制造业的能源消费和二氧化碳排放均在增长，尤其是2003-2007年，二氧化碳排放和能源消费量的平均增长率分别达到16.1%和17.8%。2000年，该行业能源消费量仅为0.663亿吨标准煤，但是2013年却增长到1.955亿吨标准煤。二氧化碳排放量也是如此，2000年为2.817亿吨，2013年增长到9.327亿吨，是前者的3.3倍多，年平均增长率达到9.83%。
非金属矿物品制造业主要生产建筑材料，如水泥，瓷砖，玻璃等。图1-13显示了非金属矿物品制造业能源消费及二氧化碳排放情况。近年来，中国房地产业发展迅猛，也因此带动了非金属矿物品制造业的发展。同化学原料和化学制品制造业一样，非金属矿物品制造业的能源消费和二氧化碳排放量从2000年到2013年一直保持增长态势。2000年，非金属矿物品能源消费量为0.753亿吨标准煤，二氧化碳排放量为2.880亿吨。2013年，能源消费量和二氧化碳排放量分别增长至2.269亿吨标准煤和9.485亿吨，分别是2000年的3.01倍和3.29倍。
图1-12 化学原料及化学制品制造业能源消费及二氧化碳排放
图1-13 非金属矿物品制造业能源消费及二氧化碳排放
黑色金属冶炼及压延加工业的主要组成部分是钢铁工业，中国现在处于工业化阶段后期，因此对于钢铁的需求仍然处于高位阶段。图1-14显示了2000年到2013年黑色金属冶炼及压延加工业能源消费及二氧化碳排放情况。其二氧化碳排放量从2000年的4.452亿吨增长到2013年的20.324亿吨，这比化学原料和化学制品制造业以及非金属矿物品制造业都要大得多。能源消费量也比前两个高耗能子行业要多，2013年，黑色金属冶炼及压延加工业的能源消费量达到了4.8728亿吨标准煤。
图1-14 黑色金属冶炼及压延加工业能源消费及二氧化碳排放
有色金属冶炼及压延加工业是这四个高耗能子行业中能源消费量和二氧化碳排放量最少的子行业。图1-15显示了2000-2013年有色金属冶炼及压延加工业能源消费及二氧化碳排放情况。其能源消费从2000年到2007年保持增长，然后开始在小范围内波动。对二氧化碳排放量来说，2000年为0.952亿吨，2013年增长到4.709亿吨。有色金属冶炼及压延加工业在航空工业，汽车产业，机械制造业和通信行业中的作用举足轻重。
面对中国高耗能行业的巨额能源消费，有必要对其能源效率进行定量研究。与之前的其他学者定义的能源效率不同，我们在计算中国高耗能行业的能源效率过程中不仅仅考虑了投出，即能源、资本和劳动，而且考虑了两种不同的产出：一是高耗能行业的行业总产值，也被称为期望产出（或者好产出）；二是高耗能行业的二氧化碳排放量，也被称为非期望产出（或者坏产出）。所以我们测算的能源效率也叫生态能源效率。
对能源效率的分类一般分为两种：一种在测算过程中仅仅考虑了能源本身，如单位GDP所消耗的能源，这种能源效率也可以称为单要素能源效率；另一种在测算过程中不仅要考虑能源消耗本身，还要考虑其他投入，这种能源效率也称为全要素能源效率。
图1-15 有色金属冶炼及压延加工业能源消费及二氧化碳排放
综合以上两点，我们测算的能源效率称为全要素生态能源效率（Ecological To-tal-Factor Energy Efficiency，以下简称ETFEE），全要素生态能源效率包含有可持续发展的意义，对于当代中国高耗能行业的政策意义也更明显。
1.2.2 中国高耗能行业生态能源效率和节能潜力[4]
考虑到中国幅员辽阔，各地区之间差异巨大，传统上中国被分为三个地区：即东部地区，中部地区和西部地区[5]。本节我们将利用数据包络分析（Data Envelop-ment Analysis，以下简称DEA），参考Zhang et.al（2015），在包含非合意产出的生产技术集中采用SBM方法（Slack Based Model），并考虑到中国各省之间存在的差异，在共同前沿和群组前沿面下分别测算中国高耗能行业的生态能源效率，并分析相应结果。我们排除了海南省和西藏自治区，因为其高耗能行业占比极小。该方法可以同时解决能源效率分析中地区群组异质性、存在非合意产出和投入松弛变量的问题。
表1-9～表1-11分别列示了非金属矿物品制造业、化学原料和化学制品制造业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业在共同前沿面下的全要素生态能源效率（METFEE）。
表1-9 非金属矿物品制造业在共同前沿面下的全要素生态能源效率
表1-10 化学原料和化学制品制造业在共同前沿面下的全要素生态能源效率
表1-11 黑色金属冶炼及压延加工业在共同前沿面下的全要素生态能源效率
表1-12 有色金属冶炼及压延加工业在共同前沿面下的全要素生态能源效率
从中可以看出，在共同前沿面下，2000-2013年中国非金属矿物品制造业的全要素生态能源效率平均值较低，仅为0.137（最大可能值为1）。在东部地区，天津市的全要素生态能源效率最高，为0.212，河北省该值最低，为0.100。中部地区全要素生态能源效率平均值为0.135，其中山西省表现最差，为0.061。西部地区全要素生态能源效率平均值为0.094，比中部地区稍高，其中云南省表现最差，为0.072。化学原料及化学制品制造业在2000-2013年全要素生态能源效率平均值为0.212，比非金属矿物品制造业高，其中辽宁省在东部地区表现最差，为0.161，江苏省最高，为0.652。中部地区中，山西省和黑龙江省分别为全要素生态能源效率最高和最低的省份，其值分别为0.227和0.132。西部地区中，四川省表现最好，为0.263，该值甚至高于中部地区所有省。黑色金属冶炼及压延加工业中，上海市在2000-2013年全要素生态能源效率一直为1，说明上海市高耗能行业的生产技术是这一时期中最先进的。整体而言，东部地区的全要素生态能源效率平均值为0.377，为三大地区中最高。西部地区和中部地区的平均值分别为0.165和0.171。上海市，河南省和甘肃省分别是三大地区中全要素生态能源效率最高的省，辽宁省，黑龙江省和青海省分别是三大地区中全要素生态能源效率最低的省。根据He et al.（2013）的研究，如果仅仅考虑到期望产出，钢铁工业在2001-2008年的能源效率平均值为0.611。这比我们的研究结果高很多，说明非期望产出（即二氧化碳）可以使全要素生态能源效率大幅度下降。对有色金属冶炼及压延加工业而言，所有省的全要素生态能源效率都相对其他三个行业而言较高，这说明其他三个行业还有较大空间来使它们的生产技术更加绿色化。天津市几乎所有年份的全要素生态能源效率都为1，说明天津市在化学原料及化学制品制造业中有最先进的生产技术。东部地区，中部地区和西部地区的平均全要素生态能源效率值为0.501，0.230和0.189，都高于其他三个行业，江苏省，山西省和四川省分别是三大地区中表现最好的省。
从图1-16中可以看到，在共同前沿面下，中国东部地区的四个高耗能行业子行业的全要素生态能源效率都比中国西部和中部地区高（2012年非金属矿物品制造业除外），中国中部和西部地区的全要素生态能源效率较为接近。诚然，一个地区的经济发展水平毫无疑问会影响到全要素生态能源效率的高低，但是矿藏的地理位置也是一个不可忽略的影响因素。根据Wang和William（2010）的研究，如果一个行业的发展依赖于资源，那么就应该在离矿藏较近的位置修建工厂。整体而言，2000-2013年在共同前沿面下的全要素生态能源效率在小范围内波动，而且其并没有明显上升，说明这一时期内，中国高耗能行业的生产技术并没有明显的绿色化。
图1-16 共同前沿面下中国高耗能行业全要素生态能源效率
表1-12～表1-15分别列示了非金属矿物品制造业，化学原料和化学制品制造业，黑色金属冶炼及压延加工业，有色金属冶炼及压延加工业在群组前沿面下的全要素生态能源效率。
表1-12 非金属矿物品制造业在群组前沿面下的全要素生态能源效率
表1-13 化学原料及化学制品制造业在群组前沿面下的全要素生态能源效率
表1-14 黑色金属冶炼及压延加工业在群组前沿面下的全要素生态能源效率
表1-15 有色金属冶炼及压延加工业在群组前沿面下的全要素生态能源效率
在群组前沿的框架下，不同地区面临的前沿面不一样，因此不能直接比较不同地区的结果，我们只能比较同一个地区不同省份的结果。如表1-12～表1-15所示，中国西部地区中，除了黑色金属冶炼及压延加工业以外，四川省在其他三个高耗能子行业中全要素生态能源效率最高。中部地区中，湖南省的黑色金属冶炼及压延加工业的全要素生态能源效率最高，吉林省的化学原料及化学制品制造业的全要素生态能源效率最高，河南省的有色金属冶炼及压延加工业和非矿物品制造业的全要素生态能源效率最高。东部地区中，山东省的非金属矿物品制造业的全要素生态能源效率最高，上海市的黑色金属冶炼及压延加工业的全要素生态能源效率最高，天津市的有色金属冶炼及压延加工业的全要素生态能源效率最高，江苏省的化学原料及化学制品制造业的全要素生态能源效率最高。全要素生态能源效率最高，则说明相应省份相应行业的生产技术绿色化程度也最高。
表1-16～表1-19分别列示了非金属矿物品制造业，化学原料和化学制品制造业，黑色金属冶炼及压延加工业，有色金属冶炼及压延加工业在全要素生态能源效率方面的技术差异率（Technology Gap Ratio，简称TGR），图1-17表示的是高耗能行业四个子行业技术差异率趋势图。这里所说的技术差异率测度的是共同前沿面下和群组前沿面下生态能源效率的接近程度。技术差异率取值介于0～1之间，最小值为0，意味着没有技术差异。
表1-16 非金属矿物品制造业技术差异率
表1-17 化学原料及化学制品制造业技术差异率
表1-18 黑色金属冶炼及压延加工业技术差异率
表1-19 有色金属冶炼及压延加工业技术差异率
图1-17 中国高耗能行业技术差异率
从表1-16～表1-19中可以看出，东部地区的技术差异率几乎全为0，这说明这些省份的技术构成了共同前沿面，它们是最先进的生产技术。对中国西部地区而言，技术差异率在非金属矿物品制造业，化学原料和化学制品制造业，黑色金属冶炼及压延加工业，有色金属冶炼及压延加工业中分别为0.602，0.582，0591和0.621。这说明，如果采取有效措施，这些行业的全要素生态能源效率可以分别提高60.2%，58.2%，59.1%和62.1%来达到共同前沿面的技术水平。中国中部地区的技术技术差异率与西部地区非常接近，在四个行业中分别为0.600，0.604，0.587和0.596。如果仅仅从全要素生态能源效率方面进行评估，中国中部地区和西部地区仍然有较大空间进行改进。
表1-20是从生态能源效率角度计算出的中国高耗能行业的节能潜力，可以看出，中国高耗能行业节能潜力巨大。
表1-20 中国高耗能行业节能潜力
整体而言，中国高耗能行业的节能潜力超过50%，其中东部地区的节能潜力最低，这也是由其最高的全要素生态能源效率决定的。在计算某个省节能潜力时，我们把它与相应地区全要素生态能源效率最高的省份相比，因此，当它们之间的全要素生态能源效率差距大时，该省的节能潜力也就相应很大。对非矿物品制造业和有色金属冶炼及压延加工业而言，中部地区的节能潜力都要大于西部地区。具体而言，对有色金属冶炼及压延加工业来说，安徽省的全要素生态能源效率是中部地区最高的，为0.578，但是，中部其他五省的全要素生态能源效率平均值仅为0.181。但对西部地区来说，四川省最高，为0.305，其他省平均为0.177。也就是说，中部地区的全要素生态能源效率差距要大于西部地区，所以中部地区的节能潜力也要大于西部地区。非金属矿物品制造业情况与此类似，中部地区的全要素生态能源效率差距为0.134（0.194-0.061=0.134），西部地区的全要素生态能源效率差距为0.048（0.120-0.072=0.048）。这也从侧面证明了中国高耗能行业在各省的发展水平并不均衡。
首先，在共同前沿面下，2000-2013年中国高耗能行业的四大子行业的全要素生态能源效率很低。在非金属矿物品制造业，化学原料及化学制品制造业，黑色金属冶炼及压延加工业，有色金属冶炼及压延加工业中分别为0.137，0.212，0.238和0.307。与此对应，中国高耗能行业的节能潜力也巨大。这说明从全要素生态能源效率方面考量，中国高耗能行业还存在很大的进步和改进空间。
其次，中国东部地区高耗能行业的全要素生态能源效率是三大地区中最高的，中部地区和西部地区落后，但是非常接近。经济发展水平是影响全要素生态能源效率不可忽略的因素，但是对于依赖于矿藏的工业而言，情况并非总是如此。中部地区的经济发展水平要领先于西部地区，但是其高耗能行业的全要素生态能源效率并没有比西部地区大很多，这是因为矿藏的位置在全要素生态能源效率方面也扮演着重要角色。
再次，在群组前沿面下，四川省的高耗能行业是西部地区中全要素生态能源效率最高的，但是对中部和东部地区来说，没有哪一个省能够在四个高耗能子行业中全要素生态能源效率比其他省都高。这说明西部地区的高耗能行业发展最不均衡，而中部地区和东部地区的高耗能行业在各省之间的发展较为均衡。
最后，针对群组前沿和共同前沿而言，东部地区的高耗能行业技术差异率几乎为零，中部和西部地区差距几乎持平。
1.2.3 中国高耗能行业二氧化碳排放绩效及减排潜力[6]
如上文所述，中国高耗能行业消费了大量的化石能源，也不可避免地排放了大量以二氧化碳为主的温室气体，并且其排放量在2000-2013年一直保持上升趋势。2013年中国高耗能行业排放了大约43.84亿吨二氧化碳。相关研究已经表明二氧化碳作为全球气温上升的首要元凶，在2000-2014年间全球气温保持每十年上升0.116摄氏度（Karl et al.，2015）。世界各国为了温室气体减排已经作出了巨大努力，作为世界第一个控制温室气体排放的合约，《联合国气候变化框架公约》于1992年6月在巴西签订，自那之后，世界气候变化大会每年举办一次，也达成了一系列共识，其中最有名的是《京都议定书》。到2005年8月为止，世界上共有142个国家签署了这一协定，包含了超过世界80%的人口。
中国在世界温室气体减排方面一直扮演着重要角色。2009年11月，中国首次公布了控制温室气体排放目标，那就是到2020年，实现单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。2014中国与美国共同签订了《中美气候变化联合声明》，中国承诺到2030年前后到达二氧化碳排放峰值。紧接着，中国政府于2015年6月30日在《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》中确定了到2030年中国的自主行动目标：单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降60%～65%，非化石能源消费占一次能源消费的比重达到20%左右。
对中国来说，要实现这些节能减排目标充满了挑战和不确定性，因为直到2020年前，中国也仍然处于工业化和城市化进程中，重工业和高耗能行业仍然是国民经济的支柱性产业。另外，中国以煤为主的能源结构在短期内也难以改变，所以单位GDP的化石能源消耗（能源强度）也不会大幅度下降，进而，二氧化碳排放量也不会大幅度下降。最后，中国目前无法从别的国家学习到类似的实现节能减排的经验。基于以上这些事实，中国政府应该首先从重点领域和行业的节能减排做起，而高耗能行业就是其中之一。
图1-18显示了中国工业，制造业和高耗能行业2000-2013年的二氧化碳排放量及高耗能行业排放占工业总排放的比例。从中可以看出，它们的二氧化碳排放量在这一时间段均保持上升趋势。仅对高耗能行业而言，其二氧化碳排放量2000年为11.1亿吨，2013年增长到43.84亿吨。2000年，高耗能行业二氧化碳排放占工业总排放的53.51%，2013年这一比例增长到62.68%。尤其是从2005年后，这一占比一直较高，2005-2013年平均占比为62.07%。
图1-18 中国工业、高耗能行业和制造业二氧化碳排放
面对中国高耗能行业巨额二氧化碳排放量，我们在本小节将回答以下几个问题。第一，这些二氧化碳是否是有效排放？第二，在2000-2013年间，中国高耗能行业的二氧化碳排放绩效是否得到改善？第三，中国高耗能行业二氧化碳减排潜力多大？
同样的，按照上小节的思路，我们的分析将把中国分为三大地区，即东部地区，中部地区和西部地区。因为石油加工炼焦及核燃料加工业、电力热力的生产和供应业是用能源作为原材料生产能源产品，所以我们本小节的分析仍然不包括这两个高耗能子行业。
参考Zhou et al.（2010），O'Donnell et al.（2008），Chen和Yang（2011），我们将分析从以下三步着手，首先，我们利用谢泼德距离函数（Shephard Distance Func-tion，以下简称SDF）构建共同前沿面下Malmquist二氧化碳排放绩效指数（Meta-frontier Malmquist CO2Performance Index，以下简称MMCPI）并得到技术差异率（TGR）；然后，我们把MMCPI分解成技术效率变化（EFFCH）、技术进步变化（TECCH）以及追赶效应（CATCHUP），从这三个角度解释MMCPI的变化。最后，在前两步的基础上，我们计算了中国高耗能行业的二氧化碳减排潜力。
在以往的研究中，多数学者采用碳强度测算二氧化碳排放效率，但是碳强度指标的构建仅仅是单位GDP的二氧化碳排放量，没有考虑到在能源消耗过程中其他投入要素之间的相互作用（朱德进，2013）。我们构建的MMCPI指标考虑了能源、资本、劳动力三种投入要素，可以更加全面地测度二氧化碳排放绩效。
图1-19展示了中国三大地区高耗能行业的二氧化碳排放技术差异率。这里的二氧化碳排放技术差异率是共同前沿面下测算的二氧化碳排放效率与群组前沿面下测算的效率之比。其值越大，说明群组前沿面和共同前沿面的技术差距越小。
图1-19 中国高耗能行业三大地区二氧化碳排放技术差异率
从图1-19可以看出，2000-2013年间中国三大地区的高耗能行业二氧化碳排放技术差距巨大。其中东部地区的TGR值几乎全为1，说明对东部地区而言，其群组前沿和共同前沿没有技术差距。但对中部地区和西部地区则不然，尤其是对西部地区，其群组前沿的技术还没达到共同前沿技术的一半。2008年以前，三大地区的TGR值均下降，这正是由2000-2008年间中国工业的重化发展造成的。金融危机前，中国经济高速发展，2000-2008年中国平均GDP平均增长率甚至超过了9.99%。当经济处于高速发展时期，环境质量通常会被政府当局忽略。但是，始于2008年并席卷全球的金融危机使中国经济从2009年开始下滑。这段时期，大部分中国高耗能行业的企业开始停止继续生产产品，而是选择消耗自己的库存量。即使有些企业继续生产，但也只是用最先进的，最节能的生产技术。因此，二氧化碳排放效率会提高，技术差距也会缩小，但是，这种情况只会持续很短一段时间。金融危机发生后，中国政府出台大量刺激经济的政策，比如“四万亿”投资计划。自2010年开始，中国经济开始缓慢复苏，很多中小企业重新开始生产，对中国东部地区的一些企业尤其如此，很多不那么先进的机器重新开始使用。但对中部和西部地区来说，情况稍微好一些，因为它们复苏的时间稍微晚于东部地区。所以，在2000-2013年间，中部和西部地区与东部地区之间的技术差距又重新扩大。
图1-20显示了2000-2013年中国高耗能行业三大地区共同前沿面下Malmquist二氧化碳排放绩效指数（Meta-frontier Malmquist CO2Performance Index, MMCPI）变化趋势。如果MMCPI大于1，则说明中国高耗能行业的生产技术和二氧化碳排放效率得到改善。从图中可以看出，中国东部地区在2000-2013年的MMCPI均大于1，这说明该地区的高耗能行业二氧化碳排放效率不断得到提高。对中国西部地区而言，除了2001-2002年，2003-2004年，2007-2008年，MMCPI在其他年份均大于1，说明西部地区高耗能行业二氧化碳排放效率在绝大多数时间得到提高。这同时也说明虽然中国西部地区高耗能行业生产技术落后于东部地区，但是它也在不断进步，存在追赶效应。中部地区情况与西部地区类似，除了2004-2005年，2005-2006年，MMCPI在其他年份全部大于1，说明其高耗能行业的二氧化碳排放效率得到改善。过去十几年，中国政府相继实施了西部大开发和中部崛起战略，目的是促进中国西部和中部地区经济发展。这两大地区的高耗能行业技术不断得到改进一定程度上从一个侧面说明了中国这两大战略的有效性。
为了更深层次地探究中国高耗能行业二氧化碳排放效率不断得到提高的原因，我们将把MMCPI分解为技术效率变化（EFFCH）、技术进步变化（TECCH）和追赶效应（CATCHUP）。如表1-21所示。
表1-21 中国各省份高耗能行业MMCPI平均值及分解
计算结果表明，除了云南省，中国其他所有省份的MMCPI值均大于1，这说明在2000-2013年间，中国绝大部分省份高耗能行业的二氧化碳排放效率得到提高。从表1-21中可以看出，分地区来看，东部地区的MMCPI值最大，中部其次，西部最小。作为中国经济社会发展水平最高的地区，东部省份的高耗能行业更容易使用最先进的生产技术，这毫无疑问能够提高二氧化碳排放效率。中部地区和西部地区虽然在经济方面落后于东部地区，但是其高耗能行业的二氧化碳排放效率也得到了提高，可以预见，未来政府会把更多的关注力放到环境保护上来，高耗能行业二氧化碳排放效率将会继续得到提高。表1-21的第三列是技术效率变化，同样地，该值在中国三大地区都大于1，东部地区第一，中部和西部紧随其后。其中各地区最低值分别是河北省，山西省和贵州省。河北省和山西省是东部地区和西部地区经济最不发达的省份，其高耗能行业的能源效率相对较低，因此二氧化碳排放效率也较低。中国西部是全中国清洁能源资源最为丰富的地区，有大量太阳能和风能，比如新疆，甘肃和内蒙古。虽然贵州省并不是西部地区经济最不发达的地区，但是贵州省几乎没有什么清洁能源，所以贵州省的高耗能行业会大量使用化石能源，其二氧化碳排放效率的技术效率变化会很低。表1-21的第四列是技术进步变化（TECCH），所有省份的TECCH值均大于1，说明所有省份的高耗能行业技术水平得到了提高。所有省份技术水平提高可以使共同前沿面向前移动，二氧化碳排放效率也会因此提高。东部地区利用其较好的经济发展水平和其他条件容易引进新的技术，中部和西部地区不断承接东部地区的产业转移和技术扩散。这些都能促进高耗能行业技术进步。表1-21的第五列是追赶效应（CATCH-UP）。东部地区所有省份的CATCHUP值为1，因为东部省份的高耗能行业技术水平已经是全中国最先进的，没有对象继续追赶。中部地区和西部地区的高耗能行业技术落后于东部地区，所以其CATCHUP值均小于1。
图1-20 中国高耗能行业三大地区二氧化碳排放绩效指数（MMCPI）
如图1-21所示，中国三大地区高耗能行业二氧化碳减排潜力差异巨大。其中东部地区减排潜力最小，在2000-2013年间平均为37.6%。但是中部地区和西部地区的高耗能行业二氧化碳减排潜力较大，分别为75.3%和81.1%。中部和西部地区的高耗能行业可以通过跨越管理上的短板，缩小技术上的差距和其他方面来实现二氧化碳减排。从变化趋势来看，东部地区高耗能行业在2000-2013年二氧化碳减排潜力不断下降，中部和西部地区基本维持不变。上一小节的结论说明中国高耗能行业的二氧化碳排放绩效不断得到改善，与在图1-21看出的中部和西部地区二氧化碳减排潜力基本维持不变的结论相比，可以看出，虽然三大地区的高耗能行业生产技术都得到了提高，但是进步速度并不一样，东部地区速度最快，中部次之，西部最慢。
图1-21 中国高耗能行业三大地区二氧化碳减排潜力
如表1-22所示，在群组前沿面下计算的中国高耗能行业二氧化碳减排潜力因为其前沿面不一样，不能跨区域比较，只能比较同一区域下的不同省份。东部地区中，江苏省和上海市的高耗能行业二氧化碳减排潜力几乎为零，说明这两个省份高耗能行业的生产技术在东部地区中是最先进的。河北省和辽宁省高耗能行业二氧化碳减排潜力较大，分别为80.80%和76.51%，因为它们的高耗能行业生产技术相对江苏和上海来说较为落后。中部地区中，河南省高耗能行业二氧化碳减排潜力最低，山西省最高。西部地区中，四川省高耗能行业减排潜力最低，宁夏最高。
表1-22 群组前沿下中国各省份高耗能行业二氧化碳减排潜力
中国东部地区的高耗能行业技术最为先进，中部地区次之，西部地区最为落后。所以东部地区在群组前沿和共同前沿面下几乎没有技术差距，而中部和西部地区分别需要提高61.09%和72.86%才能到达共同前沿面。
2000-2013年中国高耗能行业二氧化碳排放效率得到提高和进步。这种进步可以通过技术效率变化，技术变化和技术追赶效应解释。虽然三大地区高耗能行业技术都得到进步，但是进步速度不一样，东部地区最快，中部地区次之，西部最慢。三大地区中，技术效率的变化率在河北省，山西省和贵州省分别最低。
在群组前沿面下，东部地区中江苏省和上海市高耗能行业二氧化碳减排潜力最低，河北省和辽宁省减排潜力最高。中部地区中山西省高耗能行业二氧化碳减排潜力最高，河南省二氧化碳减排潜力最低。西部地区中四川省高耗能行业二氧化碳减排潜力最低，宁夏二氧化碳减排潜力最高。
1.2.4 政策建议
根据我们的分析结果，对中国高耗能行业实现节能减排提出如下政策建议：
既然中国东部是目前中国高耗能行业全要素生态能源效率最高的地区，今后该地区应该注意保持这一优势。东部地区拥有较发达的经济发展水平，相应的高校和科研院所也是最多的，拥有最多的科研资金，今后应注意吸引人才并鼓励更多的人才把研究焦点聚焦到高耗能行业节能减排上来。人才的引进是一大问题，如何用好人才也十分重要。很多高耗能行业的相关企业可能并不在城区，那么在其工厂周围应该配套建设好相应的生活设施，如医院，学校，超市，生活娱乐设施等，并注意把工厂与大都市之间的交通基础设施建设好。
中国中部地区和西部地区应该利用好资源丰富这一优势，吸引更多的拥有先进技术的高耗能企业把新建的工厂和企业安排在中部和西部地区。另外，在资源开采过程中，矿藏的质量必须纳入考虑，优先去开采那些质量高的、开采容易的矿藏，对黑色和有色金属冶炼及压延加工业尤其如此。
中国中部地区和西部地区高耗能行业的二氧化碳排放效率在2000-2013年得到持续改善，这与西部大开发与中部崛起战略有关，从一个方面证明了这两大策略的作用。今后应该继续实施这两项政策，东部地区可以把先进的管理经验传授给中西部地区。同时，中西部地区要利用好新能源资源丰富这一天然优势，高耗能企业可以更多地使用当地的新能源电力，这在一定程度上也可以缓解较为严重的弃风弃光问题。
以后政府或决策部门在制定关于能源效率的考查标准时，应该把更多的重点放在全要素生态能源效率这个指标上来，单纯的能源效率没有全要素生态能源效率重要。
上海市、河南省和四川省分别是中国东部、中部和西部高耗能行业二氧化碳减排潜力最小的省市，而河北省、山西省和宁夏回族自治区分别是东、中、西部高耗能行业二氧化碳减排潜力最大的省和自治区。今后应该有更多的学者和专家来研究这几个省、市和自治区的高耗能行业企业，尝试从更加微观的角度，如企业级别寻找其二氧化碳减排潜力差异的原因，这样可以更有针对性的从企业级别实现节能减排，并为其他省市高耗能行业实现节能减排提供相关经验。