朱延福,滕玉華

(中南財經政法大學經濟學院,湖北武漢 430073)

技術進步、技術效率與區(qū)域能源效率
——基于中國省區(qū)數(shù)據(jù)的實證分析

朱延福,滕玉華

(中南財經政法大學經濟學院,湖北武漢 430073)

當前中國的能源利用效率不僅與發(fā)達國家存在一定的差距,而且中國各省的能源利用效率也參差不齊,其中,技術進步是各級政府實現(xiàn)節(jié)能降耗的重要手段,因此,研究技術進步、技術效率對區(qū)域能源效率的影響,可以為制定科學合理的區(qū)域節(jié)能政策提供理論基礎。

技術進步;技術效率;能源效率;數(shù)據(jù)包絡分析

隨著能源與環(huán)境問題日益突出,能源效率越來越受到政府的重視。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,國家在“十一五規(guī)劃”中明確規(guī)定了未來五年內萬元 GDP能耗降低 20%的約束性指標,節(jié)能減排被提升到前所未有的戰(zhàn)略高度。當前中國的能源利用效率不僅與發(fā)達國家存在一定的差距,而且中國各省(直轄市、自治區(qū))的能源利用效率也參差不齊。一些學者提出通過加快技術進步和經濟結構調整等方式來提高能源利用效率,其中,技術進步更是各級政府實現(xiàn)節(jié)能降耗的重要手段。因此,研究技術進步、技術效率對區(qū)域能源效率的影響,可以為制定科學合理的區(qū)域節(jié)能政策提供理論基礎。

為此,本文試圖在以下方面做出擴展。首先,運用主成分分析法把貿易和投資放在一個統(tǒng)一的框架下,構建各地區(qū)的對外開放度指標。其次,利用 DEA方法估算 1995～2007年中國 29個省 (直轄市、自治區(qū),以下為方便全部簡稱省))Malmquist生產率指數(shù),并將全要素生產率分解為技術進步和技術效率。在DEA分析中,我們還考慮了各省勞動力質量上的差別,引入人力資本要素。在此基礎上,實證分析技術進步、技術效率對區(qū)域能源效率的影響方向和程度,為制定合理的節(jié)能政策提供實證參考。

一、模型說明

在傳統(tǒng)經濟增長理論的基礎上,我們構建物質資本存量、人力資本存量和能源消費量的生產函數(shù),以各省的宏觀經濟為經濟單位,將生產函數(shù)設定為:Y=Af(K,HL,E),則成本函數(shù)為:

其中,A表示技術水平,PL、PK、PE和 PM分別表示生產中投入的人力資本、物質資本、能源及原材料的價格,Q表示產出,βL、βK、βE和βM分別表示人力資本、物質資本、能源和原材料的價格彈性。

根據(jù)謝潑德引理可知,一種生產要素的需求量等于成本函數(shù)對該要素價格的偏導數(shù)。設能源的需求量為 E,通過(1)式對能源價格求偏導數(shù),得到:

由(3)式可知,能源利用效率主要受技術水平及其產品相對價格的影響。我們用全要素生產率 (TFP)表示(1)式中的技術水平(A),并將其代入(3)式,兩邊取對數(shù)后,可以得到如下的基本回歸方程:

其中,t表示時間,β0代表截距項,ε為隨機誤差項。β2表示各省全要素生產率的彈性系數(shù)。

在解釋各省能源利用效率的變量中,我們還控制了其他的一些變量。

(1)對外開放。中國實行分層次推進、逐步擴大開放的對外開放政策,造成外資在東、中和西部的梯度分布和區(qū)域對外貿易發(fā)展不平衡。例如,截止到 2007年,東部、中部和西部實際使用外資金額占全國使用外資金額的比重分別為83.91%、8.31%和4.27%。而且 FD I主要流向第二產業(yè),根據(jù)商務部外資司的統(tǒng)計,2007年第二產業(yè)實際利用 FD I為 428.61億美元,占中國實際利用 FD I的比重為 51.32%。其中,制造業(yè)的實際利用 FD I為408.65億美元,占第二產業(yè)實際利用 FD I的比重為95.34%。可見,2007年 FD I主要流向第二產業(yè)中的制造業(yè)。與此同時,各省的對外貿易增長也呈現(xiàn)不平衡。如 2007年東部、中部和西部地區(qū)進出口額占全國進出口額的比重依次為 91.7%、4.69%和 3.62%。外資的進入一方面對各地區(qū)的產業(yè)結構和工業(yè)內部的行業(yè)結構產生影響;另一方面外資可能通過示范效應推動內資企業(yè)的節(jié)能改進,也可能通過競爭效應降低內資企業(yè)節(jié)能改造的經濟基礎。與此同時,商品的生產結構和貿易結構也會影響能源利用效率,出口商品中高能耗產品比重的上升,將會對提高能源效率有不利影響。利用中國廉價的生產要素,外資在中國投資,使得三資企業(yè)貨物進出口占全國比重不斷上升。商務部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,三資企業(yè)貨物進出口占全國比重從1992年的 26.4%上升到 2005年的 58.5%。三資企業(yè)貨物進出口占地區(qū)比重的變動也將會對各地區(qū)的能源效率產生影響。

(2)產業(yè)結構。各個產業(yè)的能源消耗強度①能源消耗強度是用單位國內生產總值的能源消耗量來表示。不同,第二產業(yè)尤其是工業(yè)由于本身生產的特性,能源消耗強度大大高于其它產業(yè)。以服務業(yè)為主的第三產業(yè)能源消耗強度相對較低,增加第三產業(yè)在地區(qū)國民生產總值中的比重,將有助于降低該地區(qū)的能源效率。因此,產業(yè)結構的變動將會影響地區(qū)的能源效率。

本文利用DEA方法將全要素生產率分解為相對技術效率(EC)與技術進步(TC),為進一步檢驗技術是通過何種途徑影響第 i個省能源效率的變動,構造以下計量方程:

其中,βi為截距項;εit為隨機誤差項;i與 t分別表示省份與時期 (以下同);ECit和 TCit分別表示第 i個省在時期 t的技術效率與技術進步;GFit表示第 i個省在時期 t的對外開放度;BZit表示第 i個省在時期 t第三產業(yè)增加值占該省生產總值的比重。

二、數(shù)據(jù)與變量

(一)數(shù)據(jù)說明

考慮到統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可獲性和完整性,本文使用的樣本數(shù)據(jù)為中國大陸 29個省 1995～2007年的數(shù)據(jù)②在中國大陸地區(qū) 31個省(直轄市、自治區(qū))中,因西藏自治區(qū)的數(shù)據(jù)缺失值太多,從樣本中剔除。重慶市于 1997年從四川省中分離,成為中央直轄市。為了保持口徑統(tǒng)一,我們將重慶市的相關數(shù)據(jù)并入四川省。。

1.數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來自 1996～2008年的《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》。中國大陸 29個省 1996～2007年的 TFP、EC、TC的估計將在下文測算。

2.變量構建

(1)能源效率(ENFit)。定義能源效率為地區(qū)產出量與能源消費總量的比率,單位是萬元/噸標準煤,則ENFit=GDPit/EGit。GDPit表示 i省份 t時期的國內生產總值 (以 1995年為基期),EGit表示 i省份 t時期的能源消費總量。

(2)貿易開放度。i省份 t時期的貿易開放度用四個指標表示,即:i省份 t時期的外資企業(yè)進口額占該地區(qū)總進口額的比重、外資企業(yè)出口額占該地區(qū)總出口額的比重、進口依存度與出口依存度。進口依存度與出口依存度分別以 t年 i省份的進口(出口)總額占地區(qū)國內生產總值的比重表示。

(3)投資開放程度。以 i省份 t時期 FD I占全社會固定資產投資的比值表示地區(qū)投資開放程度。

(4)對外開放度指數(shù)(GFit):i省份 t年的對外開放度是利用主成分分析方法,依據(jù)貿易開放度和投資開放程度的指標序列,構建反映我國在區(qū)域層面對外開放的指標。

(5)能源相對價格(g/Pit)。以 t年的全國燃料、動力購進價格指數(shù)來表示能源價格指數(shù),意味著能源能夠在全國市場上流動。以 i省份 t年的工業(yè)品出廠價格指數(shù)表示產出價格,則能源相對價格為全國燃料、動力購進價格指數(shù)與各省的工業(yè)品出廠價格指數(shù)的比值①由于各省的 1996年的工業(yè)品出廠價格指數(shù)缺失,我們用 1996年各省的商品零售價格指數(shù)來代替。各省 2007年工業(yè)品出廠價格指數(shù)是通過 12個月度平均求得的。廣東省在 1997-2002期間、海南省在 1997-1999年期間缺少“工業(yè)品出廠價格指數(shù)”,我們分別用地理和經濟水平都較為接近的福建省“工業(yè)品出廠價格指數(shù)”與海南省的“商品零售價格指數(shù)”來代替。。

(6)產業(yè)結構(SBZit)。以 i省份 t年的第三產業(yè)增加值占該省份 GDP的比重表示產業(yè)結構。

(7)技術進步 (TCit)與技術效率 (ECit)。i省份 t年的技術進步與技術效率是通過數(shù)據(jù)包絡分析 (DEA)估算出來的。估算全要素生產率指數(shù)變量的構建如下:

通過各省當年價格的 GDP及不變價格 GDP指數(shù),推算出以 1995年價格衡量的各省實際 GDP。對固定資產存量采用“永續(xù)盤存法”,計算公式為:Kit=Kit-1(1-δ)+Iit/Pit,其中 i表示第 i個省,t為第 t年,I為當年價格的固定資產投資額,P為固定資產投資價格指數(shù),δ是固定資產折舊率,計算中涉及到的變量及參數(shù)選取參照張軍等(2004)的做法。物質資本存量的不變價格計算以 1995年為基年?；晔‰H物質資本存量來自張軍等(2004)所給出的代表性年份中國省際物質資本存量(以 1952年不變價)以及固定資產投資價格指數(shù)經過轉換來計算,然后利用永續(xù)盤存法的公式,計算出 1995～2007各年各省的物質資本存量。使用教育獲得作為人力資本水平的指標(Barro和Lee,2000),我們采用平均受教育年限來表示人力資本水平,使用平均受教育年限和勞動力數(shù)量的乘積表示人力資本存量。其中,勞動力數(shù)量采用各省歷年全社會年底就業(yè)人數(shù),平均受教育年限使用各個省社會人口平均受教育年限作為人力資本水平的近似指標②由于分地區(qū)從業(yè)人員受教育程度的數(shù)據(jù)不全,未使用從業(yè)者的平均受教育年限。。按照傅曉霞與吳利學(2006)的方法計算人均受教育年限,對于數(shù)據(jù)不全的省份以差值算法進行修補。使用各省每年的能源消費量來表示所投入的能源,全部按熱量折算成噸標準煤。由于寧夏缺少 2001年的能源數(shù)據(jù),取前后兩年的平均數(shù)補齊。此外,從 2005年開始,《中國統(tǒng)計年鑒》由直接公布地區(qū)能源消費量改為公布能源效率,我們根據(jù)公式“能源消費量 =能源效率 ×當年價格的 GDP”計算得到。

(二)各省全要素生產率的測算

表 1 各省 (直轄市、自治區(qū))Malmquist指數(shù)均值(1996-2007)

本文采用數(shù)據(jù)包絡分析(DEA)方法測度三種投入要素的Malmquist指數(shù),假定中國每個省作為一個決策單元,根據(jù) Fare et al.(1994)的方法,結合數(shù)據(jù)包絡分析和指數(shù)分析方法來估算全要素生產率的變動。以各省歷年的實際國內生產總值作為產出變量,實際固定資本存量、人力資本存量及能源消費量作為投入變量,利用投入導向的DEA模型,估算各省的Malmquist指數(shù),即各省的相對全要生產率的增長率,以及相對技術效率變化(EC)與技術進步 (TC)的增長率。

為了比較分析各區(qū)域全要素生產率、技術進步及技術效率對能源效率的影響,我們將 29個省劃分為東部、中部和西部三大區(qū)域,其中東部地區(qū)包括北京、天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東和海南;中部地區(qū)包括山西、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北、湖南;西部地區(qū)包括內蒙古、廣西、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆。

Malmquist指數(shù)的計算采用DEAP2.1軟件完成,限于篇幅,表 1只列出了樣本期內全國及各省的平均Malmquist指數(shù)及其分解。

由表 1可知,1996～2007年期間,全國平均的全要素生產率增長為 -7.9%,主要原因是技術效率 (EFFCH)的平均增長率為 5%,技術進步(TECHCH)的平均增長率為 -8.4%。從地區(qū)層次來看,這個階段全要素生產率增長率的順序從高到低依次是東部、西部和中部。

本文是估算技術進步、技術效率對區(qū)域能源效率的影響,因此需要對Malmquist指數(shù)進行相應變換。假定 1995年 TC為 1,則 1996年 TC為 1995年的 TC乘以 1996年Malmquist指數(shù),依次類推。EC計算方法同TC。

三、估計結果與討論

我們以(5)式為基本模型,分別建立東部、中部和西部的 3個面板模型,得到技術進步、技術效率對區(qū)域能源效率影響的估計結果(見表 2)。分析工具為 Eviews 6.0。由表 2可見:

1.在樣本研究期內,技術進步、技術效率對能源效率均有顯著正影響,但技術進步、技術效率對能源效率的影響程度表現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異。從三大地區(qū)來看,技術進步、技術效率對能源效率改進作用最大是東部地區(qū),西部次之,中部最低。相對于中、西部地區(qū)而言,我國東部地區(qū)以其雄厚的經濟實力和較高的對外開放度,吸引了大量外資,優(yōu)越的人才發(fā)展環(huán)境和福利待遇,人力資本水平較高,這些省份企業(yè)不但有較強的自主研發(fā)能力,而且因其有較高質量的物質資本和人力資本,能夠較好的消化、吸收引進的先進技術,從而使技術進步、技術效率對能源效率的改進作用大大高于中、西部地區(qū)。

表 2 技術進步、技術效率與區(qū)域能源效率(估計結果)

由表 1可知,在東部地區(qū),技術效率對能源效率的改進作用明顯高于技術進步,主要原因在于:東部地區(qū)經濟基礎較好,外資企業(yè)較多,產業(yè)較密集,競爭的市場激烈促使這些省份企業(yè)在不斷學習、借鑒先進管理理念的同時,在管理方法、手段上不斷創(chuàng)新,從而使技術效率的改進對提高能源效率有較大的促進作用。

2.能源相對價格對中部地區(qū)的能源效率均有顯著負效應。這可能是因為指標的選擇不合適,用全國燃料、動力購進價格指數(shù)與各省的工業(yè)品出廠價格指數(shù)的比值表示能源相對價格不是很確切,忽視了各省能源價格上的差異。各省的能源資源稟賦不同,各地區(qū)的能源價格存在一定的差異。在中國要素市場并未完全放開,尤其對于能源而言,仍存在較高程度的政府管制 (魏楚和沈滿洪,2008)。

3.其它控制變量對能源需求有顯著影響。在考察期內,對外開放與能源效率的關系表現(xiàn)出明顯的區(qū)域差別。對外開放對東部和中部地區(qū)能源效率有顯著負影響,但對西部地區(qū)的能源效率沒有顯著影響。這與中國實行分層次推進、逐步擴大開放的對外開放政策,造成外資在東、中和西部的梯度分布和區(qū)域經濟不平衡發(fā)展有關。相對于西部地區(qū)而言,我國東部和中部地區(qū)的經濟基礎較雄厚,吸引外資較多,大量 FD I的進入不僅影響東部地區(qū)的產業(yè)結構,而且還對工業(yè)結構變動產生影響。以工業(yè)為主的產業(yè)結構和重型化的工業(yè)結構對東部和中部地區(qū)能源效率產生不利影響。而西部地區(qū)的對外開放度較低,導致對外開放對能源效率的影響不顯著。

產業(yè)結構對提高能源效率有顯著正效應,這說明不管是在東部地區(qū),還是在中部和西部地區(qū),提高第三產業(yè)增加值在地區(qū) GDP中所占的比重有利于提高能源效率。

四、結論

本文利用DEA方法測算了1995～2007年中國大陸29個省Malmquist指數(shù),并將全要素生產率分解為技術進步和技術效率,在此基礎上,實證分析了技術進步、技術效率對地區(qū)能源效率的影響。研究發(fā)現(xiàn),技術進步、技術效率對能源效率的影響程度表現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異。技術進步、技術效率對能源效率改進作用最大是東部地區(qū),西部次之,中部最低。各個地區(qū)不同的經濟基礎、能源資源稟賦和對外開放度可能是造成該現(xiàn)象的主要原因。

因此,我們提出以下政策建議:

(1)技術效率、技術進步對提高能源效率有促進作用。因此,政府要在增加科技投入的同時,借助稅收與補貼等手段,促使企業(yè)重視節(jié)能技術的開發(fā)與利用,在生產中采用節(jié)能的生產技術,切實提高能源利用效率。

(2)實施差異化的地區(qū)技術節(jié)能政策。東部地區(qū)應將提高能源效率的重點放在技術效率的改進上,通過學習、吸收、利用先進的管理方法,優(yōu)化能源資源的配置,充分發(fā)揮技術效率的改進在提高能源效率中的作用。中部和西部地區(qū)要加大基礎教育投入和科技投入,引導和鼓勵企業(yè),尤其是工業(yè)企業(yè)重視增加科研投資,通過技術進步切實提高能源效率。

(3)對外開放、第三產業(yè)增加值比重變動對能源效率的影響存在區(qū)域差異。我國東部地區(qū)要加快轉換經濟增長方式,將對外開放與產業(yè)結構的優(yōu)化升級有機結合起來,積極發(fā)展高新技術產業(yè)和服務業(yè),提高第三產業(yè)增加值在地區(qū)生產總值中的比重。我國中部和西部地區(qū)要進一步深化經濟體制改革、改善投資環(huán)境,加大基礎教育投入和科技投入,引進先進的管理經驗,以各種形式吸引人才,為經濟發(fā)展和節(jié)能降耗創(chuàng)造良好的條件。與此同時,中部與西部地區(qū)還要優(yōu)化出口商品結構,降低高耗能產品在出口額中所占的比重。提高引進外資的質量,杜絕高能耗、污染重的落后產業(yè)向本地區(qū)轉移,將對外開放、產業(yè)結構調整與提高能源效率有機結合起來,充分發(fā)揮對外開放、產業(yè)結構升級在提高能源利用效率中的積極作用。

[1]高振宇,王益:《我國能源生產率的地區(qū)劃分及影響因素分析》,《數(shù)量經濟技術經濟研究》,2006年第 9期。

[2]史丹:《中國能源效率的地區(qū)差異與節(jié)能潛力分析》,《中國工業(yè)經濟》,2006年第 10期。

[3]李世祥,成金華:《中國能源效率評價及其影響因素分析》,《統(tǒng)計研究》,2008年第 10期。

[4]屈小娥:《中國省際能源效率差異及其影響因素分析》,《經濟理論與經濟管理》,2009年第 2期。

[5]劉暢,崔艷紅:《中國能源消耗強度區(qū)域差異的動態(tài)關系比較研究—基于省 (市)面板數(shù)據(jù)模型實證分析》,《中國工業(yè)經濟》,2008年第 4期。

[11]魏楚,沈滿洪:《結構調整能否改善能源效率:基于中國省際數(shù)據(jù)的研究》,《世界經濟》,2008年第 11期。

[12]董利:《我國能源效率變化趨勢的影響因素分析》,《產業(yè)經濟研究》,2008年第 1期。

[13]張軍,吳桂英,張吉鵬:《中國省際物質資本存量估算:1952～2000》,《經濟研究》,2004年第 10期。

[14]Barro,R.J.and Lee,.J.W,2000,InternationalData on EducationalAttainment:Updates and Implications[J].Working PaperNo.42.Center for InternationalDevelopment at Harvard University.

[15]Fare,R.,Grosskopf,S.,Norris,M.,and Zhang,Z.Productivity Growth,Technical Progress,and Efficiency Change in Industrialized Countries[J].American Eonomic Review,1994,84:63-83.

[16]滕玉華:《自主研發(fā)、技術引進與中國工業(yè)能源強度——基于 31個行業(yè)的實證分析》,《財經論叢》,2009年第 2期。

朱延福,男,中南財經政法大學經濟學院教授、博導;滕玉華,中南財經政法大學經濟學院博士生。

F426.2

A

1003-8353(2010)04-0042-05