單元生產過程的“能源－信息－材料”模型

經濟學中有一個經濟增長模型叫做KLEM模型，即產出是資本（K）、勞動（L）、能源（E）和材料（M）等投入的函數。因為勞動的主要目的是提供能源和信息，而資本（工具，機器）又是其他生產過程的產品，我們可以把這一模型進一步地簡化，應用到任何一個最基本的價值創造過程（單元生產活動）。我們發現這一過程實際上就是利用能源與信息原材料進行加工，創造出滿足需求的產品的一個過程。在這個過程中，我們創造了價值，同時也產生了廢棄物。廢棄物的一部分可能在其他生產過程里被再循環，剩余的部分被排入環境而導致環境污染。

比如說，制作一張木椅需要木材、木匠和工具，價值的創造是通過木匠所提供的最基本的輸入，即能源與信息來實現的。這里的工具不能被認為是一種最基本的輸入，因為它是另一個生產過程的產物，也是使用材料、能源和信息來獲得的產品。用同樣的木材和同樣的工具，一個經驗豐富的木匠與年輕學徒做出來的椅子質量不同，售價也不同。而決定椅子價值的關鍵并不取決于他們肌肉所提供的能源，而在于他們的技能，也就是對做工過程中投入的信息的不同。

根穌飧齷制，為了降低自然資源和能源的消耗，并且使環境污染減到最小，我們需要增加信息的輸入。價值創造過程可以通過提高能源的投入和信息的投入來取得。因為價值本身是非物質單位，所以可以通過提高非物質性的投入，即信息的投入，來增加價值。對于等量的價值，增加信息的投隹梢越檔湍茉吹南耗，這就是我們通常所說的生產活動從能源密集型向信息密集型轉變，從粗放型高耗能發展向集約型低耗能方向轉變的過程。用無限的信息資源來對替代有限的能源資源也正是“用信息化帶動工業化，走新型工業化道路”的理論基礎。

值得注意的是信息可以被分為兩大類：結構型信息和流動型信息。結構型信息包括知識、技能、操作程序、組織結構、體制和標準法規等，均是人的行為規范化的信息；而流動型信息指的是通過語言、教育、傳媒等方式傳播的信息。這兩類信息對能源的替代有各自的方式，在此不作深入討論。    

目前有兩種主流的節能方案：第一，通過產業結構調整降低高能耗低附加值產業在國民經濟中所占的比例，即結構節能；第二，通過技術途徑降低各產業部門的能源密度，即技術節能。

但是這種思路也有很大的局限，因為它只考慮了產業部門，而沒有考慮到非產業部門（如消費部門）一個國家單位GDP能耗的影響。一個國家的單位GDP能耗，是指當年消耗的所有能源除以該年的GDP總量，該國家的所有活動都會影響這一指標。因素包括國土面積的大小（例如國家大，活動路程就長，日本和歐洲的單位能耗比美國低，就與國土面積的大小有關），資源稟賦、氣候環境（氣候寒冷的國家能源消耗高）、產業結構、消費結構、購買力水平、技術結構、能源供應結構、生活習慣、人居設施與組織、能源價格、管理體制等。這些影響因素提醒我們，不能不考慮國情差別而簡單地將單位GDP能耗進行國際比較。

對于一個國家來說，過分依靠產業結構調整降低單位GDP能耗是不現實的。一個國家的產業結構是全球勞動分工的結果，同樣，一個省市的產業結構是全國分工的結果。另外，產業結構調整需要漫長的時間，很難在短期內取得效果。

那么能源密度的變化就由三個部分來組成，這樣可以把社會上的消費部門，交通部門等都考慮進去。它表明，所有的能源消費部門，該部門的結構構成,每一子部門的單位活動能耗, 都對一個國家的單位GDP能 產生一定的影響。

通過這一表達可以看出，降低單位GDP能耗起碼有3種途徑：

降低單位GDP的部門活動密度，如降低家庭消費，降低客運量，降低制造業產值等；

調整部門活動的結構，如少用私家車客運而多用公交車客運，降低制造業中高能耗產業的比例等；

降低經濟活動的單位能耗，如客運部門中私家車的人－公里能耗，貨運部門卡車運輸的噸－公里能耗，制造業中水泥生產的單位能耗等。

最重要的信息是：降低單位GDP能耗不能僅僅注重產業而忽視國民經濟的其他部門，不能只強調產業結構調整，而是要注意整體經濟結構，特別是消費結構的調整。

GDP 能源密度的鐘型曲線理論

西方國家的發展經驗表明，單位GDP能耗相對于人均GDP通常遵循一條鐘形曲線。這條曲線可以被比作一座小山，為了發展經濟提高收入水平，一個國家必須 “登D”。發達國家目前已經在山后的下坡端，而大多數發展中國家仍然在上坡端艱難攀登，正在經歷著一種更為能源密集型的發展模式，我們可以將之比喻為“愚公爬山”。