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能源是工业发展的血脉，能源的战略地位不言而喻。化石能源主要指煤炭、石油、天然气等，我国化石能源分布具有西多东少、煤多气少的特点。就西北地区而言，不仅资源储备丰富，每年的能源资源开采量也极为庞大，在全国能源供给中占据重要地位。西北地区2019年原煤产量100243万吨，占全国产量的33.1%；焦煤产量47980.86万吨，占全国的21.79%；原油产量6621万吨，占全国的34.66%；天然气产量888.21亿立方米，占全国的50.65%。化石能源资源因为其本身自然形成、不可再生的特点，其产业集聚相较于其他产业具有特殊性。
能源产业与一般产业的最大区别就在于能源产业高度依赖于区域的资源禀赋条件，且由于各地区成本洼地不同，能源生产要素的流通不足导致能源产业集聚水平的差异。化石能源产业上游主要是发掘开采，下游产业是指石油化工业。能源产业的集聚由于资源的有限性，其集聚情况并不总体随经济集聚水平而变化，而是受资源开采的约束性限制和国家战略布局的影响。随着国家能源改革政策的落实，中东部地区落后的传统能源产业加速淘汰，导致资源贫瘠区能源产业比例下降，进一步向西部地区集聚。这种现象表明，能源产业的集聚水平与传统产业由于生产要素的流动所导致的集聚现象之所以不同，是因为部分区域退出、减少或增加产能而间接导致的。这种集聚水平的变化是不可逆的，人为因素仅仅会减缓这种变化，并不能够改变这种趋势。不同区域间能源禀赋情况不同，资源存量丰沛的地区有条件发展能源产业，但并不是充要条件，也受交通、经济、开采环境等因素影响。另外，国家战略布局也决定了能源产业的集聚，也可能导致部分地区并不能完全释放产能。例如，随着东部沿海地区资源的不断开采，传统能源产业由于客观因素产能会逐渐下降，并且是必然趋势。
产业集聚的影响路径主要有以下几个方面：首先，能源产业集聚与能源储量密切相关。随着资源的不断开采，资源贫瘠区的产业集聚水平会不断下降，受国家能源战略布局、“双碳”政策和绿色发展新要求的影响，国家加大了对传统能源产业的监管力度，关停整合大量小矿场，对大中型企业严格限制审批开采等程序，进而加速淘汰东部落后产能，导致其产业集聚化水平的下降，由此相对促进了西部地区能源产业的集聚。其次，科学技术的发展也是重要的影响因素。储量丰富的地区产业集聚水平随着勘探水平和开采技术的不断提高而加强，生产率增加进而集聚水平增加。最后，传统能源业会通过交通运输成本的变化对不同产能区域的产能、赋能等成本产生显著影响，这种成本的变化会进一步影响区域间技术革新、能源结构，进而影响产业集聚。
产业集聚，是指某一产业在一定的空间范围内高度集中，实际上反映了产业活动在地理空间布局上的不均衡，产业集聚程度越高，分布越不均衡。常用的产业集聚测度方法有 CRn 指数、赫芬达尔指数、空间基尼系数及 E - G 指数。其中， CRn 指数、赫芬达尔指数主要考虑的是占据市场份额较大的企业，所以不能够全面反映产业集聚的所有信息。空间基尼系数侧重于反映产业地理位置分布的不均衡，并不能真实反映产业集聚水平。
为描述化石能源产业集聚水平，借鉴区位熵和空间基尼系数表达方式，构建空间产能集聚模型，以反映各省份化石能生产量相对于全国生产量的集聚程度。
其中， EAD i 表示 i 省份的能源产业集聚度， EP ij 表示 i 省份的化石能源生产量， EP i 表示 i 省份的当年总产值， EP j 表示当年全国化石能源总生产量， EP 表示全国当年总产值。在计算中，首先将煤炭、焦炭、原油等产量折算为标准煤，折算系数如表9-1所示。
表9-1 各类化石能源折算标准煤系数
资料来源：《中国统计年鉴》和各省份统计年鉴及《中国能源统计年鉴》。
根据建立的产业集聚测度计算公式，通过CAMAR获得的全国各省份能源产量数据，进行折算系数计算标准煤总产量并进一步计算各省份的区位熵，结果如表9-2所示。
表9-2 各省份化石能源产业区位熵指数测算结果
续表
从表9-2、图9-1中可以看出，2007年化石能源上游产业集聚水平最高的5个省份依次是山西（9.19）、内蒙古（4.25）、陕西（3.76）、宁夏（3.33）、贵州（3.01），2018年最高的5个省份变为山西（10.29）、内蒙古（9.93）、陕西（5.36）、宁夏（4.42）、新疆（4.41），整体上并无太大变化。同时可以看出，我国化石能源上游产业的集聚呈现全局分散、个别集中的分布状态。2018年全国各省份均有化石能源上游产业布点，在排位前5的省份中，陕西、宁夏、新疆都地处西北。2018年西北五省区的化石能源产业集聚指数分别为陕西5.36、宁夏4.42、新疆4.41、甘肃1.32、青海1.07（见图9-2）。从产业集聚趋势来看，青海、甘肃近年来有所下降，新疆、陕西呈上涨趋势，宁夏近年来较为平缓。
图9-1 2018年各省份化石能源产业集聚水平
图9-2 2007—2018年西北五省区化石能源产业集聚指数
从化石能源上游产业集聚水平变化速度来看，全国整体呈下降趋势。从空间分布来看，下降地区主要集中在中东部，说明中东部地区的化石能源上游产业正在缩小转移，这与近年来我国低碳绿色发展战略相匹配。但也有部分省份集聚水平呈上涨趋势，新疆化石能源产业聚集水平由2.84升至4.41，动态区位熵增长率达55.49%；陕西省由3.76上升到5.36，动态区位熵增长率达42.52%；内蒙古则从4.26增长至9.93，以133.84%的动态区位熵增长率位居全国第1位。总体来看，全国化石能源产业区位熵呈现明显地域差异。从时间维度上看也逐步由东部地区向西部地区转移，这与中国能源禀赋特征以及“抑制东部、控制中部、发展西部，依据资源禀赋、市场区位、环境容量等因素确定产业发展格局”的能源发展战略相适应。
综上所述，西北地区化石能源产业在全国范围依旧具有重要作用，且已形成一定的产业规模。根据以上测算结果，西北地区化石能源产业集聚水平的上升充分体现出围绕能源革命战略目标，我国充分发挥各地区资源禀赋优势，利用西北地区在化石能源上的优势，集中发展化石能源产业，提升区域化石能源产业水平。同时，由于上述产业集聚水平分析是以化石能源上游产业中开采业的相关数据作为指标选取的依据，所以西北地区部分省份产业集聚水平的上升其实也从侧面反映出西北地区化石能源开采业规模的扩大。在绿色低碳的战略目标下，西北地区化石能源开采业规模的扩大，也从另一角度反映出西北地区仍具有较大的降碳减排压力。