劉 洪 陳小霞

(中南財經(jīng)政法大學(xué) 統(tǒng)計與數(shù)學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430073)

能源同土地、勞動和資本一樣，是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)增長不可或缺的投入要素，也是現(xiàn)代人類生存和社會進(jìn)步必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)。改革開放30多年以來，能源為中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長提供了重要的動力支持。但隨著社會現(xiàn)代化和工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，能源的需求愈來愈大，而能源的過度消耗所帶來的資源耗竭和環(huán)境問題也日益加劇，能源問題已成為制約經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展的重要因素。

為了實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，中國提出大力轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，建設(shè)資源節(jié)約型社會，提高整個社會資源利用效率，并且在“十一五”規(guī)劃中提出“提高資源利用效率，努力實現(xiàn)單位生產(chǎn)總值能源消耗降低20%左右”的目標(biāo)。而根據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計資料顯示，2006年、2007年單位GDP能耗下降幅度分別為1.33%和3.27%，2008年則下降了4.59%。可見，要在“十一五”規(guī)劃剩下的時間里完成節(jié)能目標(biāo)任務(wù)仍然艱巨，如何提高能源效率也就成為當(dāng)前節(jié)能降耗工作的重中之重，還需要各地區(qū)及全社會的共同協(xié)作努力。為此，本文選取經(jīng)濟(jì)正在崛起的中部6省，從能源效率差異的事實出發(fā)對此問題進(jìn)行探討，研究能源效率現(xiàn)狀及其影響因素，以便有針對性地為制定節(jié)能降耗的戰(zhàn)略目標(biāo)提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)國家節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)。

一、文獻(xiàn)綜述

目前，對區(qū)域能源效率的比較研究及其變動差異的影響因素進(jìn)行解釋的方法分為兩類：

一類是利用單要素的能源效率方法，直接用能源消耗強度或者能源生產(chǎn)率進(jìn)行研究。高振宇、王益將1995～2003年我國各省的能源生產(chǎn)率按照聚類分析的方法劃分為高效、中效和低效區(qū)，并認(rèn)為人均GDP、第二產(chǎn)業(yè)比重、第三產(chǎn)業(yè)比重、投資率和能源價格對能源生產(chǎn)率有顯著的作用[1]。史丹計算了1990～2004年區(qū)域間的能源生產(chǎn)率，并認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人均GDP、能源消費結(jié)構(gòu)、對外開放程度和能源資源稟賦、地理位置等是影響能源生產(chǎn)率的主要因素[2]。屈小娥比較了1995～2006年能源生產(chǎn)率的地區(qū)差異，認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步、第三產(chǎn)業(yè)增加值比重、能源價格、制度因素等都對東部地區(qū)能源效率改進(jìn)有積極作用，而制度因素對西部地區(qū)大多數(shù)省份能源效率改進(jìn)有一定的阻礙作用[3]。

另一類是基于生產(chǎn)函數(shù)的多要素能源效率方法，這一方法又分為非參數(shù)法和參數(shù)法，典型的非參數(shù)法如數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)，參數(shù)法如隨機前沿函數(shù)法(SFA)。魏楚、沈滿洪運用DEA方法計算了1995～2004年各地區(qū)的能源效率，并對能源效率的影響因素進(jìn)行了計量分析，認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、政府干預(yù)對能源效率的影響較大，而對外開放程度和所有制結(jié)構(gòu)的影響不顯著[4]。李世祥、成金華從省際和工業(yè)行業(yè)面板數(shù)據(jù)的角度評價了中國1990～2006年全要素能源效率狀況，并估計了能源效率的主要影響因素，認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步及技術(shù)效率有利于改進(jìn)能源效率[5]。史丹、吳利學(xué)等基于SFA方法利用1995～2005年省際地區(qū)數(shù)據(jù)對中國能源效率地區(qū)差異進(jìn)行解釋，認(rèn)為全要素生產(chǎn)率的作用最重要，且作用在增加，而資本能源比率和勞動能源比率的差異都對地區(qū)間能源效率差異雖然有較大影響，但作用在減小[6]。

借鑒已有的研究成果，本文采用DEA方法測算1998～2008年中部6省(山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南)的全要素能源效率，并在此基礎(chǔ)上測算不同影響因素對能源效率差異的影響程度。

二、中部6省能源效率的測算

(一)能源效率的界定

根據(jù)能源效率指標(biāo)考察的生產(chǎn)要素的多寡把其分為單要素能源效率和全要素能源效率。單要素能源效率常被定義為一個經(jīng)濟(jì)體的有效產(chǎn)出和能源投入的比值，也即能源生產(chǎn)率。最為常用的單要素能效指標(biāo)是GDP能耗指標(biāo)。由于單要素能源效率的思路簡單，易于計算，得到了較為廣泛的應(yīng)用。但單要素能源效率忽視了土地、資本和勞動等要素的作用，因而在衡量能源效率時存在偏差。

一些學(xué)者從經(jīng)濟(jì)學(xué)的帕累托效率出發(fā)，利用全要素生產(chǎn)函數(shù)理論解釋能源效率的真實內(nèi)涵。Hu和Wang提出了全要素能源使用效率的概念，并在全要素生產(chǎn)函數(shù)的框架下，借助數(shù)學(xué)規(guī)劃的方法測度各決策單位的最優(yōu)能源投入規(guī)模，將最優(yōu)投入量與實際投入量相比，從而得出能源效率[7]。鑒于此，本文對能源效率的界定如下：一定量的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出所需最少的能源投入占實際的能源投入的百分比，即能源效率可表示為：

(1)

式(1)中，i為第i個省，t為時間，EE(Energy Efficiency)為能源效率，AEI(Actual Energy In-put)為實際的能源投入數(shù)量，LEI(Loss Energy Input)為損失的能源投入數(shù)量，TEI(Target Energy Input)為目標(biāo)能源投入量，也就是在當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)水平下，為實現(xiàn)一定產(chǎn)出所需要的最優(yōu)(最少)的能源投入數(shù)量。

(二)指標(biāo)的選取與數(shù)據(jù)處理

在全要素框架下測算能源效率需要考慮產(chǎn)出、土地、資本、勞動及能源投入等方面的要素，具體選用的指標(biāo)說明如下：

1.總產(chǎn)出。以各省1998年不變價計算的地區(qū)生產(chǎn)總值衡量總產(chǎn)出。通過當(dāng)年價格的地區(qū)生產(chǎn)總值及GDP平減指數(shù)，計算可得以1998年不變價格衡量的實際GDP。

2.土地投入。以1998～2008年各省農(nóng)作物播種面積表示土地投入。

3.資本投入。以資本存量來衡量資本投入，資產(chǎn)存量采用“永續(xù)盤存法”計算，計算公式為：

Ki,t=Ki,t-1(1-δ)+Ii,t/Pi,t

(2)

其中i表示第i個省，t為年份，I為當(dāng)年價格的固定資產(chǎn)投資額，P為固定資產(chǎn)投資價格指數(shù)，δ采用張軍使用的固定資產(chǎn)折舊率，即δ=0.096[8]。根據(jù)式(2)，以1998年不變價格來計算1998～2008年各省(市、自治區(qū))的物質(zhì)資本存量。

4.勞動投入。以人力資本來衡量勞動投入，人力資本存量采用“教育年限法”計算，計算公式為：

Hi,t=Ai,tLi,t

(3)

式(3)中，Ai,t、Li,t分別表示第i個省第t年的平均受教育年限和勞動力數(shù)量。平均受教育年限A的計算方法如式(4)所示[9]：

A=p×6+m×9+h×12+u×6

(4)

式(4)中，p、m、h和u分別為各省小學(xué)、初中、高中和大專以上教育程度人口占6歲及以上人口的比重。勞動力數(shù)量以上年年末與本年年末各省從業(yè)人員的平均值替代。

5.能源投入。以各省1998～2008年的能源消費總量來表示能源的投入。

以上各數(shù)據(jù)來源于1999～2009年《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國能源統(tǒng)計年鑒》。

(四)全要素能源效率分析

應(yīng)用DEAP 2.1軟件包，在全要素生產(chǎn)函數(shù)框架下，以地區(qū)生產(chǎn)總值作為輸出變量，土地、資本、勞動、能源投入作為輸入變量，規(guī)模效應(yīng)假設(shè)為不變規(guī)模效應(yīng)(CRS)，松弛調(diào)整量采用多步計算方法，進(jìn)行輸入導(dǎo)向型DEA分析，求得1998～2008年中部地區(qū)目標(biāo)能源消費量，并根據(jù)式(1)計算可得中部各省的全要素能源效率指數(shù)(見表1)①。

表1 中部地區(qū)各省1998～2008能源效率

由表1可以看出，能源效率最高的省份是江西，在1998～2002年間均處于前沿曲線上，其次是湖南，2003～2008年位于前沿曲線上，而山西省的能源效率最低，其能源效率基本在0.4以下，與其他省份存在較大的差距，基本符合其能源利用水平較低的現(xiàn)狀。

從中部地區(qū)各省能源效率的變動趨勢來看，1998～2008年，安徽、河南、湖北和湖南能源效率符合“先上升，后下降”的“倒U”特征，此外山西的能源效率有增長的趨勢，而江西的能源效率有下降的趨勢。從變異系數(shù)的變化看，1998～2000年有輕微的發(fā)散趨勢，而從2000年的0.38逐漸降低到2008年的0.28，說明在2000年后有收斂的趨勢，即中部地區(qū)能源效率的差異在逐步縮小，這在一定程度上說明了能源結(jié)構(gòu)調(diào)整政策收到了一定的成效。

三、中部地區(qū)能源效率影響因素分析

(一)能源效率影響因素的理論分析

對于正處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、體制過渡以及工業(yè)化推進(jìn)期的中國來講，在研究能源效率的影響因素時，我們更需要關(guān)注技術(shù)進(jìn)步、能源價格改革、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)變動以及產(chǎn)權(quán)制度等因素對能源效率改進(jìn)的影響。

1.技術(shù)進(jìn)步。技術(shù)進(jìn)步存在“回彈效應(yīng)”，一方面可以利用先進(jìn)的技術(shù)節(jié)約能源消費，從而提高能源的使用效率，但另一方面技術(shù)進(jìn)步也促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長，導(dǎo)致能源需求的增加而使得能源效率有所下降。由于技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生兩種不同的影響，所以技術(shù)進(jìn)步對能源效率的最終影響取決于兩者對能源效率的影響程度孰輕孰重。

2.能源價格。由于能源位于產(chǎn)業(yè)鏈的前端，能源價格的波動通過傳導(dǎo)機制傳遞到各個行業(yè)和部門，因此能源價格的波動對國民經(jīng)濟(jì)的影響往往是全局性的。能源價格的上漲會使能源消耗成本增加，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)成本的增加。一方面，為了降低生產(chǎn)成本，企業(yè)就會在生產(chǎn)過程中節(jié)約價格上漲的能源消耗量，采用更加節(jié)能的生產(chǎn)設(shè)備或新能源來減少能源的消耗；另一方面，產(chǎn)品生產(chǎn)成本的增加使得產(chǎn)品的價格上漲而需求降低，迫使企業(yè)對能源的需求降低?？梢?，能源價格的上漲是改善能源效率的有效政策工具。

3.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。由于各行各業(yè)對能源的需求與消耗不同，能源效率及其增長也處于不同的水平。比如第二產(chǎn)業(yè)的能源消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)。因此，通過降低第二產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的比重尤其是降低重工業(yè)等高能耗產(chǎn)業(yè)的比重，不僅能夠優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加速低能耗高產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)的增長，也可以通過產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)降低能源消耗水平，進(jìn)而改進(jìn)能源效率。

4.能源消費結(jié)構(gòu)。由于煤炭、石油、天然氣、電力等不同能源在使用成本與產(chǎn)生的熱值方面存在很大的差異，所以煤炭等高能耗的能源占能源消費比重越大，能源效率就越低。如果能以天然氣、水電等清潔能源代替煤炭等高能耗能源，不僅可以緩解能源緊張的現(xiàn)狀，改善能源效率，還可以大大削減有害氣體的排放，進(jìn)而改善環(huán)境質(zhì)量。

5.產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)。由于不同的產(chǎn)權(quán)制度可以產(chǎn)生不同的激勵機制，這對提高生產(chǎn)效率、資源配置及利用水平都有很大的影響。對于處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期的我國而言，產(chǎn)權(quán)制度安排尚不完善，市場經(jīng)濟(jì)尚不成熟，而國有企業(yè)往往被認(rèn)為存在預(yù)算軟約束問題，進(jìn)而存在資源配置不合理現(xiàn)象。

此外，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、工業(yè)結(jié)構(gòu)對能源效率也存在一定的影響，但由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步等因素的影響，為避免信息重復(fù)，未將這些因素納入分析框架。

(二)指標(biāo)的選取與數(shù)據(jù)說明

基于以上分析，具體選用指標(biāo)的說明如下：

1.技術(shù)進(jìn)步(RDi,t)。以研究與試驗發(fā)展經(jīng)費(R&D)支出的對數(shù)值代替技術(shù)進(jìn)步③。

2.能源價格(EPi,t)。能源價格以i省份t時期燃料、動力購進(jìn)價格指數(shù)除以工業(yè)品出廠價格指數(shù)表示，換算基期為1998年=100。

3.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(STRi,t)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以i省份t時期第二產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)生產(chǎn)總值比重表示。

4.能源消費結(jié)構(gòu)(ESi,t)。以i省份t時期電力消費量(折算成標(biāo)準(zhǔn)煤)占能源消費總量的比重來表示。

5.產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)(SOEi,t)。產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)以i省份t時期國有及控股企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值占全部國有及規(guī)模以上非國有工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值表示。

本文分析中使用的數(shù)據(jù)為1998～2008年中部6省的面板數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于歷年《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國科技統(tǒng)計年鑒》、《中國能源統(tǒng)計年鑒》、《新中國五十五年統(tǒng)計資料匯編》及各省統(tǒng)計年鑒。

(三)模型構(gòu)建及實證分析

1.面板單位根檢驗。已有的面板單位根檢驗方法大致可以歸為兩種類型：一類是面板數(shù)據(jù)中各截面序列具有相同的單位根過程，如LLC檢驗、Breitung檢驗及Hadri檢驗；另一類為面板數(shù)據(jù)中各截面序列具有不相同的單位根過程，如IPS檢驗，F(xiàn)isher-ADF及PP檢驗。除了Hadri檢驗外，其余檢驗的原假設(shè)都是存在單位根。

為了保證分析結(jié)論的穩(wěn)健性，本文選用LLC檢驗和ADF檢驗這兩種最常用的方法對各指標(biāo)的水平值進(jìn)行單位根檢驗，檢驗?zāi)Ｐ桶薪鼐囗椇挖厔蓓?，檢驗結(jié)果如表2所示。由表2可以看出，在LLC檢驗中，各指標(biāo)的水平值均在5%以上的水平下顯著地拒絕了存在單位根的原假設(shè)，而利用ADF檢驗使得EE、STR和EP在10%的水平下不能拒絕原假設(shè)。由于本文選取的是中部6省的數(shù)據(jù)，個體較少，可認(rèn)為截面單位的差異較小，所以用LLC檢驗方法更為合適，即可認(rèn)為各變量都是平穩(wěn)的。

表2 面板單位根檢驗

2.模型設(shè)定與估計。根據(jù)以上各省能源效率的影響因素，設(shè)定基本計量模型為：

EEi,t=αi,t+β1RDi,t+β2EPi,t+β3STRi,t+β4ESi,t+β5SOEi,t+εi,t

(5)

式(5)中，根據(jù)影響截距項αi,t的因素，可劃分為固定效應(yīng)模型和隨機效應(yīng)模型兩類。可以通過Hausman檢驗對模型進(jìn)行選擇。

為減少誤差項中存在的異方差和序列相關(guān)性的影響，使用廣義最小二乘法(GLS)來進(jìn)行參數(shù)估計，權(quán)數(shù)采用SUR(似不相關(guān)回歸)，并采用PCSE穩(wěn)健估計方法進(jìn)行分析，運用Eviews 6.0軟件得到的估計結(jié)果如表3所示。

表3 中部6省能源效率影響因素分析結(jié)果

此外，通過Eviews 6.0軟件的計算，可以直接得出Hausman檢驗統(tǒng)計量(χ2=123.12)和P值(P=0.000 0)，結(jié)果表明應(yīng)拒絕存在隨機效應(yīng)的原假設(shè)，即選用固定效應(yīng)模型。由表3中各參數(shù)的估計結(jié)果可以看出：

(1)技術(shù)進(jìn)步對中部地區(qū)的能源效率有顯著的影響，這與大多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)論一致。R&D投入的對數(shù)值每提高1%，能源效率提高 0.1666%。盡管R&D投入對能源效率改進(jìn)的作用比較小，但也說明了中部地區(qū)技術(shù)進(jìn)步還有待進(jìn)一步提高，以促進(jìn)能源效率的改進(jìn)。

(2)能源價格的提高會導(dǎo)致中部地區(qū)能源效率的提高，能源價格每上漲1%，能源效率便提高 0.4427%。由于近年來中部地區(qū)工業(yè)化進(jìn)程較快，能源消費需求量大，對能源價格變動的反應(yīng)比較靈敏。當(dāng)能源價格上升時，迫使其采取各種措施來減少能源消耗量以改進(jìn)能源效率。

(3)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對中部地區(qū)能源效率的影響印證了大多數(shù)學(xué)者的結(jié)論，第二產(chǎn)業(yè)增加值的比重每上升1%，能源效率將降低 1.7294%，其改善程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了技術(shù)進(jìn)步。近年來，中部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化升級較快，使得產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整顯著影響了能源效率提升。

(4)能源消費結(jié)構(gòu)對中部6省的能源效率影響不顯著，但是其影響系數(shù)為正，至少說明了能源消費總量中提高電力消費有改進(jìn)能源效率的可能。

(5)產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)的影響系數(shù)不顯著，與預(yù)想的結(jié)果不一致，可能與中部地區(qū)滯后的產(chǎn)權(quán)制度改革有關(guān)。盡管產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)的影響系數(shù)也為正，但并不能據(jù)此判斷國有企業(yè)的能源使用效率會高于非國有企業(yè)。事實上，很多規(guī)模較小的企業(yè)在技術(shù)和資本上明顯落后于國有企業(yè)，使得其能源效率也得不到有效的改善，這樣看來，國有企業(yè)能源效率可能反而會比較高。

四、結(jié)論

上文在全要素生產(chǎn)函數(shù)理論框架下，測算了中部6省1998～2008年的能源效率，并從技術(shù)進(jìn)步、能源價格、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)等角度分析了中部各省能源效率的影響因素?；窘Y(jié)論及啟示包括以下幾個方面：

1.在樣本研究期內(nèi)，江西、湖南的能源效率較高，而最低的是山西，其能源效率基本在0.4以下。此外，中部地區(qū)各省能源效率的差異在2000年后有縮小的趨勢。

2.從能源效率的影響因素來看，對于整個中部地區(qū)而言，技術(shù)進(jìn)步、能源價格、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對能源效率的改進(jìn)都有顯著的影響，且影響作用依次增大。而產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)的影響不顯著，原因可能在于中部地區(qū)的產(chǎn)權(quán)制度還不夠完善。

基于以上分析，本文認(rèn)為要提高能源效率，除了考慮中部地區(qū)特殊的經(jīng)濟(jì)條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平外，還需要根據(jù)自身所處的發(fā)展階段和實際情況來考慮以下幾個方面的問題：

1.在增加科技投入的同時，應(yīng)該重視能源科技投入的結(jié)構(gòu)、能源資源的優(yōu)化配置和使用效率等問題，最大限度地提高科技投入在改進(jìn)能源效率中的有效作用。

2.在深化能源價格市場化改革、加強社會性管制的基礎(chǔ)上，應(yīng)在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)提高能源價格，以促進(jìn)能源使用效率的提高。

3.在進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時盡量控制高能耗的產(chǎn)業(yè)向本地區(qū)轉(zhuǎn)移，在發(fā)展低能耗產(chǎn)業(yè)的同時著力于提高重化工業(yè)的能源效率，以加快地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化升級對提高能源效率的積極影響。此外，還應(yīng)進(jìn)一步推進(jìn)產(chǎn)權(quán)制度改革，明晰產(chǎn)權(quán)責(zé)任，為提高能源效率創(chuàng)造良好的制度環(huán)境。

注釋：

①由于用DEA方法測算能源效率時，要求截面數(shù)據(jù)越多越好，因此，本文用全國30個省、市、自治區(qū)(西藏缺少能源數(shù)據(jù)除外)的數(shù)據(jù)測算，再截取中部地區(qū)的結(jié)果。

③由于技術(shù)進(jìn)步是一種無形變量，所以在刻畫技術(shù)進(jìn)步這個指標(biāo)的研究上存在一定的分歧。技術(shù)進(jìn)步有狹義和廣義之分，狹義的技術(shù)進(jìn)步通過投入法(如R&D投入、科學(xué)家和工程師的數(shù)量)和產(chǎn)出法(如專利申請量)衡量，廣義的技術(shù)進(jìn)步需要考慮技術(shù)的影響，如全要素生產(chǎn)率(TFP)。

參考文獻(xiàn)：

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