孫廣生，楊先明，黃 祎

(1.東北大學(xué)工商管理學(xué)院，遼寧沈陽110004;2.云南大學(xué)發(fā)展研究院，云南昆明650091)

一、問題的提出

中國政府在“十一五”規(guī)劃中提出2010年單位GDP能耗比“十五”期末降低20%的目標(biāo)。實(shí)際的情況是2006年、2007年、2008年、2009年能耗分別下降了1.79%，3.27%，4.59%、2.2%，四年累計(jì)完成能耗下降11.76%，節(jié)能減排任務(wù)仍然艱巨。由于提高能源效率對(duì)能源消費(fèi)具有顯著的短期調(diào)整效應(yīng)［1］，所以能源效率的變化成為學(xué)術(shù)界、中國政府、乃至全世界都非常關(guān)注的一個(gè)問題。本文將對(duì)工業(yè)行業(yè)的能源效率問題進(jìn)行研究，嘗試回答如下三個(gè)問題:工業(yè)行業(yè)能源效率的變化趨勢是怎樣的?在不減少產(chǎn)出情況下，節(jié)能降耗到底有多少潛力可挖?哪些因素影響著能源效率的進(jìn)一步提高?

傳統(tǒng)上評(píng)價(jià)能源效率使用的指標(biāo)是GDP與能源投入之比，但該指標(biāo)將產(chǎn)出僅看作是能源投入產(chǎn)生的結(jié)果，有可能夸大能源投入對(duì)產(chǎn)出的作用。因此，本研究擬采用“全要素能源效率指標(biāo)”研究我國能源效率的變化。全要素能源效率表示潛在的最優(yōu)利用情況下能源投入與實(shí)際的能源投入之比［2-4］。它不僅考慮到能源投入，還考慮到資本、勞動(dòng)、中間投入等投入要素在產(chǎn)出中的作用，以及它們與能源要素間的替代關(guān)系。更為重要的是，“能源效率”指標(biāo)考察的是在不減少產(chǎn)出、且不增加其他要素投入情況下能源投入的可減少量，特別適合于分析生產(chǎn)無效性導(dǎo)致的能源損失。在國際上，“能源效率”指標(biāo)近年來得到廣泛的采用［5-7］。國內(nèi)也有越來越多的學(xué)者使用該指標(biāo)來分析能源效率，盡管這些研究取得了一些引人關(guān)注的成果，但仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)，這些研究在研究對(duì)象、研究方法以及數(shù)據(jù)處理上還存在改進(jìn)的余地:

第一，從研究對(duì)象的角度看，大部分的研究都是以省際區(qū)域?yàn)橹?，而?duì)節(jié)能更具實(shí)踐意義的行業(yè)的研究不夠。盡管區(qū)域研究對(duì)節(jié)能規(guī)劃指標(biāo)的區(qū)域分解及政策設(shè)計(jì)能夠起到行之有效的參考作用［8］，但從實(shí)踐角度看，畢竟行業(yè)是國家能源政策的基本出發(fā)點(diǎn)。因此，研究行業(yè)的能源使用效率、潛在的效率損失與影響因素，將為制定合理的能源政策、實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)提供有力的支持。

第二，從研究的方法上看，評(píng)價(jià)能源效率的模型設(shè)計(jì)沒有保證“產(chǎn)出”與“投入”按照核算理論對(duì)應(yīng)起來。一些研究在使用全要素的“能源效率”指標(biāo)時(shí)，使用GDP代表產(chǎn)出指標(biāo)，資本、勞動(dòng)和能源代表投入指標(biāo)。但在生產(chǎn)理論中，增加值是由資本和勞動(dòng)帶來的，如果將能源也作為一種投入，則產(chǎn)出指標(biāo)應(yīng)該界定為“總產(chǎn)出”而非“增加值”①有些增長核算的模型中就直接使用總產(chǎn)值作為產(chǎn)出。例如，Jorgenson，Kuroda and Nishimizu［10］使用的KLEMS研究方法，將總產(chǎn)值作為產(chǎn)出，資本(K)、勞動(dòng)(L)、能源(E)及中間投入(M)作為解釋變量。。另外國內(nèi)文獻(xiàn)均無明確說明構(gòu)建的是何種形式的DEA前沿面［9］，事實(shí)上，如果前沿面選取不當(dāng)，則能源效率的變化趨勢是不能直接比較的。

第三，從數(shù)據(jù)的處理上看，由于準(zhǔn)確性不高導(dǎo)致結(jié)果的可信性大打折扣。這主要表現(xiàn)在對(duì)行業(yè)的資本存量處理上，其缺陷在于或者是處理過于簡單(例如在計(jì)算資本存量時(shí)忽略了折舊問題)，或者是選擇了錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)類型(例如采用統(tǒng)計(jì)年鑒中的固定資本凈值代替行業(yè)資本存量，而固定資產(chǎn)凈值是會(huì)計(jì)而非經(jīng)濟(jì)學(xué)意義上的資本存量)，由此而對(duì)結(jié)果可信性造成影響。

針對(duì)以上三個(gè)問題，本研究做出如下改進(jìn):首先，在研究對(duì)象的選取上，以工業(yè)行業(yè)的能源效率作為切入點(diǎn)。其次，在模型設(shè)計(jì)上明確引入中間要素投入。針對(duì)統(tǒng)計(jì)年鑒中并沒有提供各行業(yè)中間投入數(shù)據(jù)問題，借助中國投入產(chǎn)出表來估算工業(yè)行業(yè)的中間投入。當(dāng)然這樣做的代價(jià)是只能考察“逢二、逢五”年頭(即投入產(chǎn)出表的編制年份)的能源效率值，但保證了模型的設(shè)置與生產(chǎn)理論的內(nèi)在一致性。第三，對(duì)于行業(yè)資本存量的估算，本研究是利用永續(xù)盤存法，在詳細(xì)地給出各行業(yè)基年資本存量、經(jīng)濟(jì)折舊率、固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)的核算方法基礎(chǔ)上，對(duì)工業(yè)行業(yè)的資本存量進(jìn)行了估計(jì)。

本文其余部分的結(jié)構(gòu)安排如下:第二部分是給出研究方法;第三部分是對(duì)數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)處理方法、缺失數(shù)據(jù)的估計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說明;第四部分對(duì)各行業(yè)近20年來的能源效率進(jìn)行分析和比較，并對(duì)潛在的節(jié)能效果進(jìn)行了估計(jì);第五部分考察影響行業(yè)能源效率提高的一些因素;最后是總結(jié)全文。

二、研究方法

本文使用的DEA方法是建立在Farrell(1957)［11］的生產(chǎn)效率理論基礎(chǔ)上。基本思路是，給定產(chǎn)出情況下，實(shí)際投入與潛在的最小投入之間的距離就測量了生產(chǎn)單元的效率。由于潛在的最小投入是無法觀測到的，實(shí)際研究中是利用相對(duì)績效最好的生產(chǎn)單元的投入來代替。設(shè)想兩種投入品(x1與x2)、一種產(chǎn)出品(y)的生產(chǎn)活動(dòng)。如圖1所示，坐標(biāo)軸分別表示單位產(chǎn)出的兩種投入品所需數(shù)量，坐標(biāo)點(diǎn)表示各生產(chǎn)單元單位產(chǎn)出所需投入，將左下方最外圍的點(diǎn)連起來就得到了投入前沿面(包絡(luò)線)BCDE，其上各點(diǎn)都是有效率的(不考慮投入“松弛”問題)，表示為生產(chǎn)1單位的產(chǎn)出，兩種投入不能同時(shí)減少。

包絡(luò)線內(nèi)部的點(diǎn)表示生產(chǎn)無效率的單元。例如，如果將生產(chǎn)單元G的投入沿著射線OG方向縮小到G’點(diǎn)，產(chǎn)出仍然會(huì)保持不變。因此G點(diǎn)是生產(chǎn)無效率的單元。在G’點(diǎn)若要保持產(chǎn)出不變，兩種要素不能同時(shí)減少。因此，G’G與CG之比衡量了生產(chǎn)單元G的生產(chǎn)無效率性。此值越大，說明生產(chǎn)中浪費(fèi)的要素越多。生產(chǎn)單元F是存在投入“松弛”(slack)問題的無效率點(diǎn)，因?yàn)槠湟赝度氤丝梢钥s小到F’點(diǎn)外，要素1的投入可以進(jìn)一步縮減到D點(diǎn)水平而產(chǎn)出仍維持不變。本文無需關(guān)注投入松弛問題，因?yàn)樵谏a(chǎn)單元足夠多的情況下投入前沿面將是接近平滑的，而不會(huì)出現(xiàn)明顯的分段線性情況。

圖1 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)示意圖

如果將圖1中的要素x1看作是能源，生產(chǎn)單元G的能源效率就是G’點(diǎn)的理想狀態(tài)下能源投入與G點(diǎn)實(shí)際能源投入量之比，即

式中i表示生產(chǎn)單元，t表示時(shí)期。由于目標(biāo)投入量是生產(chǎn)單元最小可能達(dá)到的能源投入量，實(shí)際能源投入量總是大于或等于目標(biāo)能源投入量，能源效率總是小于等于1。只有在投入前沿面上生產(chǎn)單元的能源效率值才會(huì)等于1。如果要評(píng)價(jià)的是全部生產(chǎn)單元或幾個(gè)生產(chǎn)單元集合(用a表示)的能源效率值，則

由(1)、(2)計(jì)算得到的能源效率值不同于傳統(tǒng)上的“能源生產(chǎn)率”指標(biāo)。能源生產(chǎn)率是產(chǎn)出與能源投入之間的比例，作為能源效率的測量指標(biāo)具有很大的局限性。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，能源只是投入要素中的一種，如果將其作為單一的投入要素來計(jì)算能源生產(chǎn)率會(huì)高估了其值。比如資本或勞動(dòng)投入增加導(dǎo)致的產(chǎn)出增加，其他要素對(duì)產(chǎn)出的貢獻(xiàn)，能源要素與其它要素之間的相互替代等都會(huì)影響到生產(chǎn)的效率，但這并不表示實(shí)際的技術(shù)效率發(fā)生了變化。因此，要正確評(píng)價(jià)能源效率需要一個(gè)多投入的分析框架，而DEA分析恰恰提供了一個(gè)可以融合進(jìn)資本、勞動(dòng)力、除能源外的其它中間投入等要素，并且考慮到這些要素與能源之間的相互替代關(guān)系的分析方法。由此而計(jì)算出的(1)、(2)式表示的能源效率也可以被稱為“全要素的能源效率”，而能源生產(chǎn)率是“部分要素能源效率”。

上面的能源效率公式在DEA文獻(xiàn)中也被稱為“投入導(dǎo)向”的效率測度。假設(shè)技術(shù)符合規(guī)模報(bào)酬不變，投入要素包括資本K，勞動(dòng)力L，能源E與其它中間投入I，產(chǎn)出為Y，n代表生產(chǎn)單元的個(gè)數(shù)。“投入導(dǎo)向”的效率測度可以轉(zhuǎn)化為等價(jià)的線性規(guī)劃問題:

三、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

我們將工業(yè)的14個(gè)部門作為研究對(duì)象，包括煤炭采選業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)、食品飲料煙草加工、紡織業(yè)、造紙業(yè)、電力蒸汽熱水生產(chǎn)、石油加工及煉焦、化學(xué)原料及制品制造業(yè)、橡膠與塑料制品業(yè)、非金屬礦物制品、金屬冶煉及壓延、金屬制品業(yè)、機(jī)械工業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)。工業(yè)的能源消耗占國民經(jīng)濟(jì)能源消耗的70%左右，而這14個(gè)部門的能源消耗又分別占1987年工業(yè)能源消耗的87.4%和2007年的92.4%，非常具有代表性。

因?yàn)楦鞴I(yè)行業(yè)的中間投入數(shù)據(jù)是通過投入產(chǎn)出表來估算的，而我國正式的投入產(chǎn)出表是從1987年才開始編制，因此我們將初始期定為1987年，并且按照投入產(chǎn)出表“逢五編制、逢三修改”的原則，考察 1987、1990、1992、1995、1997、2000、2002、2005年8個(gè)時(shí)間段的能源效率。

(一)能源投入

能源數(shù)據(jù)取自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》中工業(yè)分行業(yè)的能源消費(fèi)總量，已折算成標(biāo)準(zhǔn)煤。雖然中國統(tǒng)計(jì)年鑒中缺乏1987、1992年間的機(jī)械制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的能源消費(fèi)總量數(shù)據(jù)，但提供了該時(shí)間段內(nèi)機(jī)械電子電氣設(shè)備制造業(yè)的能源消費(fèi)總量數(shù)據(jù)。經(jīng)對(duì)中國統(tǒng)計(jì)年鑒中行業(yè)分類數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，機(jī)械電子電氣設(shè)備制造業(yè)實(shí)際上是機(jī)械、交通運(yùn)輸設(shè)備、電氣機(jī)械及器材、電子及通信設(shè)備、儀器儀表及其他計(jì)量器具制造業(yè)等五個(gè)行業(yè)數(shù)據(jù)的匯總。我們采用將1987、1992年間機(jī)械電子電氣設(shè)備制造業(yè)能源消費(fèi)總量分解到相應(yīng)行業(yè)的方法來確定機(jī)械行業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備行業(yè)在相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的能源消費(fèi)總量。分解的比例是利用1994-2007年間這兩個(gè)行業(yè)能源消費(fèi)總量占機(jī)械電子電氣設(shè)備制造業(yè)能源消費(fèi)總量比例的時(shí)間序列數(shù)據(jù)來向后推算其1987、1992年間的比例。

(二)工業(yè)行業(yè)資本存量的估算

1.估算公式

我國目前還沒有官方的資本存量調(diào)查資料。因此，我們采用如下的國際上較為通用的永續(xù)盤存法對(duì)行業(yè)的資本存量進(jìn)行估計(jì):

其中i代表行業(yè)，t代表年份，Kit-1和 Kit分別是i行業(yè)在第t-1年和第t年的資本存量，Iit是i行業(yè)第t年的投資，δ是經(jīng)濟(jì)折舊率。

在上面的資本存量計(jì)算公式中，涉及到投資的選取、基年資本存量的確定、經(jīng)濟(jì)折舊率的確定、(隱含著的)投資品價(jià)格指數(shù)等四類數(shù)據(jù)，其中可以在《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》里面查到的數(shù)據(jù)唯有行業(yè)的固定資產(chǎn)投資Iit。其他數(shù)據(jù)必須進(jìn)行估算，方法如下。

2.經(jīng)濟(jì)折舊率

經(jīng)濟(jì)折舊率是資本存量估算的關(guān)鍵，而經(jīng)濟(jì)折舊率對(duì)資本品的壽命最為敏感。各行業(yè)的固定資產(chǎn)投資按構(gòu)成成分可以分為“建筑投資”、“機(jī)器設(shè)備投資”及“其他投資”。這三種投資品的使用壽命差異很大，因此必須分別估計(jì)其使用壽命和折舊率。同時(shí)，不同行業(yè)的三種投資品的使用壽命也有差異。王益煊等［12］估算過行業(yè)的“建筑投資”、“機(jī)器設(shè)備投資”和“其他投資”的使用壽命，我們借鑒他們對(duì)資本品使用壽命的估計(jì)來推算經(jīng)濟(jì)折舊率。當(dāng)資本品的效率在生命周期內(nèi)呈幾何下降模式時(shí)，可以用法定殘值率代替資本品的相對(duì)效率，經(jīng)濟(jì)折舊率可以表示為δ=1-S1/T，T是資本品使用年限，S是法定殘值率(一般為3-5%)。據(jù)此推算出的經(jīng)濟(jì)折舊率見表1①由于我們的行業(yè)劃分方法要比表2中的細(xì)，我們實(shí)際上用采選業(yè)的建筑折舊率、設(shè)備折舊率及其他部分折舊率來代替煤炭采選業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)固定資產(chǎn)投資中相應(yīng)部分的折舊率，用制造業(yè)的建筑折舊率、設(shè)備折舊率及其他部分折舊率來代替食品飲料和煙草加工、紡織、造紙、石油加工及煉焦、化學(xué)原料及制品、橡膠與塑料、非金屬礦物制品、金屬冶煉及壓延、金屬制品、機(jī)械工業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)固定資產(chǎn)投資中相應(yīng)部分的折舊率。。

表1 資本品的使用年限與折舊率

表2 煤炭采選業(yè)與石油和天然氣開采業(yè)固定資產(chǎn)投資的構(gòu)成比例(2004-2007)

上述方法得到經(jīng)濟(jì)折舊率后，問題是中國統(tǒng)計(jì)年鑒中只提供了2004年以后的各行業(yè)按建筑、機(jī)器設(shè)備及其他投資三個(gè)構(gòu)成成分區(qū)分的固定資產(chǎn)投資，如何將以前各年的固定資產(chǎn)投資進(jìn)行分解呢?我們假設(shè)各行業(yè)每年按構(gòu)成成分的固定資產(chǎn)投資比例保持不變，這樣每年各行業(yè)固定資產(chǎn)折舊率就等于建筑、機(jī)器設(shè)備、其他投資三項(xiàng)折舊率的加權(quán)，權(quán)系數(shù)就是各構(gòu)成成分占行業(yè)固定資產(chǎn)投資的比例。關(guān)鍵是“各行業(yè)每年按構(gòu)成成分的固定資產(chǎn)投資比例保持不變”這樣的假設(shè)合理嗎?我們利用中國統(tǒng)計(jì)年鑒中2004年以后的行業(yè)按構(gòu)成成分分的固定資產(chǎn)投資數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，這個(gè)假設(shè)基本合理。以煤炭采選、石油和天然氣開采業(yè)為例的計(jì)算結(jié)果見表2。在實(shí)際計(jì)算時(shí)，我們以各行業(yè)2004-2007年的建筑與設(shè)備的平均比例作為該行業(yè)的固定資產(chǎn)構(gòu)成成分比例，余下部分作為其他投資的比例。

3.基年資本存量的測算

選擇的基年越早，其估計(jì)誤差對(duì)后續(xù)時(shí)期資本存量的影響就越小。但受所研究行業(yè)的數(shù)據(jù)可獲得性的制約，本文將基年確定為1985年?；曩Y本存量借鑒 Hall and Jones(1999)［13］的估計(jì)方法，即

其中g(shù)i是投資的幾何增長率，δi是折舊率，Ii0是基期投資。

4.投資品價(jià)格指數(shù)

統(tǒng)計(jì)年鑒上只公布了1991年后的固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)，此前的價(jià)格指數(shù)利用《中國國內(nèi)生產(chǎn)總值核算歷史資料:1952-2004》上以不變價(jià)格計(jì)的固定資產(chǎn)形成總額指數(shù)和固定資本形成總額來推算，即

(三)其他數(shù)據(jù)

產(chǎn)出與勞動(dòng)力均來自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》，其中勞動(dòng)力投入是各年從業(yè)人員人數(shù)，產(chǎn)出以行業(yè)增加值表示。除能源外的其他中間投入是利用1987、1990、1992、1995、1997、2000、2002 年的投入產(chǎn)出表進(jìn)行處理，具體方法是用總的中間投入減去對(duì)能源行業(yè)(包括煤炭、石油和電力行業(yè))的中間需求。

最后，產(chǎn)出、資本與中間投入都是折合成1985不變價(jià)格計(jì)算。

四、能源效率比較與潛在的節(jié)能效果分析

本文使用跨行業(yè)的面板數(shù)據(jù)構(gòu)造前沿面，每個(gè)決策單元的技術(shù)效率不是相對(duì)于當(dāng)年的技術(shù)水平的，而是相對(duì)于第T期(本文中T=2005年)。相對(duì)于構(gòu)造“即時(shí)前沿面”和“序列前沿面”，采用這種方法構(gòu)造的前沿面可以通過所有期的觀測值與一個(gè)固定的基準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較可以觀測隱含的技術(shù)變化趨勢，同時(shí)又方便于各行業(yè)間的比較。本文將各行業(yè)混合起來進(jìn)行分析的方法，也是借鑒了姚戰(zhàn)琪(2010)［14］、李廉水和周勇(2006)等的研究［15］。

(一)行業(yè)的能源效率比較

我們采用LINDO軟件求解，所得結(jié)果見表3。θ*表示能源投入相對(duì)于前沿面的最大可縮減到的比例。2005年的煤炭采選業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)、金屬冶煉及壓延工業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)等四個(gè)行業(yè)的θ*等于1，從而構(gòu)成了生產(chǎn)的效率前沿面。而對(duì)于全部行業(yè)來說，1987-2005年的平均效率值是0.73，表示這14個(gè)部門在19年間平均可以削減27%的能量消費(fèi)。除了位于前沿面上的四個(gè)行業(yè)外，食品飲料和煙草制造業(yè)、紡織業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的平均能源效率值要大于全部行業(yè)的平均值，造紙及紙制品業(yè)、電力蒸汽熱水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油加工煉焦及煤氣業(yè)、化學(xué)工業(yè)、橡膠與塑料制品業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、金屬制品業(yè)、機(jī)械工業(yè)的平均能源效率值要小于全部行業(yè)平均值。在所有行業(yè)中，金屬冶煉及壓延加工業(yè)的平均能源效率值最高，且?guī)缀趺磕甑哪茉葱手刀汲^0.9，電力蒸汽熱水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油加工煉焦及煤氣業(yè)的平均能源效率值分別是0.47和0.44，是14個(gè)行業(yè)中最低的，但電力蒸汽熱水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)近年又有提高趨勢，2005年的能源效率值達(dá)到0.9。

表3 技術(shù)不可替代情況下能源的使用效率

圖2 行業(yè)間能源效率值的標(biāo)準(zhǔn)差

從時(shí)間發(fā)展趨勢角度觀察，行業(yè)能源效率的變化呈現(xiàn)三個(gè)特征:

第一個(gè)特征是，總體上看，除個(gè)別行業(yè)外(石油加工煉焦及煤氣、橡膠與塑料)，絕大部分行業(yè)的期末(2005年)的能源效率值要高于期初(1987)，全部行業(yè)的整體能源效率值由0.77上升到0.87，這表明總體上存在著能源使用效率上的改善。

第二個(gè)特征是能源使用效率的改善并非是持續(xù)的，而是存在一個(gè)先降后升的“U”型轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)折期在1990-1995年間，所有行業(yè)的能源效率最低值都出現(xiàn)在此時(shí)間段內(nèi)，而從1997年開始各行業(yè)的能源效率值又開始持續(xù)地提高。全部行業(yè)的能源效率值由1987年的0.77降低到1995年的0.66，然后開始持續(xù)增加到2005年的0.87。能源效率的這種“U型”轉(zhuǎn)變模式與工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的市場開放、企業(yè)生產(chǎn)效率提高的趨勢基本相符。20世紀(jì)80年代開始的改革開放，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域主要體現(xiàn)在一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的迅速崛起，而原來的國有企業(yè)則是生產(chǎn)效率普遍下滑，整個(gè)經(jīng)濟(jì)是以供給不足為主要特征，生產(chǎn)的效率(尤其是國有企業(yè))較為低下。1992年以后，是中國經(jīng)濟(jì)全面向市場化轉(zhuǎn)變的開端，市場的進(jìn)一步開放帶來了競爭的加劇，外部市場競爭的壓力與內(nèi)部的激勵(lì)機(jī)制共同作用，推動(dòng)企業(yè)尋求更有效率的生產(chǎn)方式，而缺乏效率的企業(yè)會(huì)在市場中被淘汰，從而使各行業(yè)的生產(chǎn)效率都有所提高。

第三個(gè)特征是，盡管各行業(yè)的能源效率值都有增加的趨勢，但行業(yè)間的能源效率差異性沒有明顯的趨同趨勢。從圖2的各時(shí)期行業(yè)間能源效率值的標(biāo)準(zhǔn)差可以看到，行業(yè)能源效率的標(biāo)準(zhǔn)差由1987年的0.34上升到1992年的最高值0.63，此后基本處于0.5-0.6之間波動(dòng)，這說明行業(yè)間的能源效率差異較為持續(xù)地存在著，尋求造成行業(yè)間能源效率差異的因素是進(jìn)一步提高能源使用效率的重要方面。

圖3 各期全部行業(yè)能源效率損失量總和

(二)行業(yè)的能源效率損失絕對(duì)量與潛在節(jié)能效果

雖然近年來各行業(yè)的能源效率在逐步提高，但每期的能源消耗總量也在快速增加，因此每期能源損失的絕對(duì)量取決于上述兩個(gè)因素的綜合效果。圖3與表5是根據(jù)能源效率值換算過來的各行業(yè)能源效率損失的絕對(duì)量(萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)。由于這種能源效率損失是在不減少產(chǎn)出且不增加其它要素投入情況下可實(shí)現(xiàn)的能源減少目標(biāo)，因此也就意味著是各期潛在的可節(jié)省能源的絕對(duì)量。

從分行業(yè)的角度觀察(見表4)，電力蒸汽熱水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油加工煉焦及煤氣業(yè)、化學(xué)工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)的能源效率損失量高于歷年的平均水平(1568萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)。其中能源效率損失最高的是化學(xué)工業(yè)，平均每年可達(dá)4030萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這表明該部門在不減少產(chǎn)出且不增加其它投入的情況下還存在著很大的節(jié)能潛力。化學(xué)工業(yè)、電力蒸汽熱水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油加工煉焦及煤氣業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)構(gòu)成了能源損失的主要行業(yè)，以2005年為例，這幾個(gè)行業(yè)的能源效率損失量占了全部14個(gè)部門的80%左右。煤炭采選業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)、食品飲料和煙草業(yè)、紡織業(yè)、造紙業(yè)、橡膠與塑料制品業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)、金屬制品業(yè)、機(jī)械工業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的能源效率損失量低于歷年平均水平。其中橡膠與塑料制品業(yè)、金屬制品業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的能源效率損失量在所有行業(yè)中處于較低的水平，每期只有350萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，說明這三個(gè)行業(yè)在不減少產(chǎn)出或增加其它要素投入情況下要大幅度降低能源損失量將存在一定困難。

表4 行業(yè)的能源損失與潛在節(jié)能效果

從全部行業(yè)來看，1987-1997年間的能源效率損失的絕對(duì)值一直在增加，1997年達(dá)到最高值30631萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，此后開始緩慢地下降。盡管從1997年開始能源效率損失的變化趨勢是在下降，但絕對(duì)量仍然很高，2005年14個(gè)部門的潛在可節(jié)省能源量仍高達(dá)18541萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占當(dāng)年14個(gè)工業(yè)部門能源消耗總量的13%。這個(gè)結(jié)果要低于楊宏亮和史丹以省際區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象的估算——“如果各地區(qū)可以達(dá)到上海等先進(jìn)地區(qū)的能效水平，2005年中國大約可以節(jié)約30%左右的能源消耗”。如果假設(shè)本文和楊文在方法和數(shù)據(jù)上都是可靠的，則這種結(jié)果上的差異就意味著除工業(yè)行業(yè)外的其他行業(yè)還存在著更大的能源低效率現(xiàn)象。

在所有行業(yè)中需要關(guān)注的是石油加工煉焦及煤氣業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)，盡管它們并非是各期能源效率損失量的平均值最高的行業(yè)，但它們近年來效率損失量非常地高，分別達(dá)到5036萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤和5314萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。另一個(gè)值得特別關(guān)注的行業(yè)是電力蒸汽熱水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，該行業(yè)的能源損失量一直處于高位，只是到了2005年有了很大的降低，原因是該行業(yè)以價(jià)值量衡量的工業(yè)總產(chǎn)值得到提高導(dǎo)致能源效率值得到很大的改善，但這是否是一個(gè)持續(xù)的趨勢還難以判斷。

對(duì)比表4和表6可以發(fā)現(xiàn)，行業(yè)的能源效率值與能源損失的絕對(duì)量并非是完全對(duì)應(yīng)的。如果將能源效率與能源損失量作為兩個(gè)指標(biāo)分別按高低排列，則可以將行業(yè)劃分為四個(gè)基本類型(見圖4):高能源效率高損失量、高能源效率低損失量、低能源效率高損失量以及低能源效率低損失量，其中第二、三種類型表明效率與損失之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。除了石油天然氣開采業(yè)、食品飲料和煙草加工業(yè)、紡織業(yè)和交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)大致符合能源效率較高從而損失量較少，電力蒸汽熱水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油加工煉焦及煤氣、化學(xué)工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)符合能源效率較低從而損失量較多的特征外，其它行業(yè)則不存在這種效率值與損失量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。盡管有些行業(yè)的能源效率值較高，但損失量可能也較大，比如煤炭采選業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè);有些行業(yè)的能源效率較低，但損失量也較低，如造紙及紙制品業(yè)、橡膠與塑料業(yè)、金屬制品業(yè)、機(jī)械工業(yè)。究其原因，能源效率的損失量是其效率值與行業(yè)本身的能源消耗總量共同決定的，盡管能源使用效率很高，但由于行業(yè)本身需要消耗很多的能源，最終能源的絕對(duì)損失量還會(huì)很大。金屬冶煉及壓延加工業(yè)就屬于這種情況。

圖4 行業(yè)能源效率與損失量的類型

五、影響因素的初步分析

從上面的結(jié)果可以看出，不同行業(yè)之間能源效率差異較大，而且存在一定的變化趨勢。為進(jìn)一步理解這種效率差異產(chǎn)生的原因，我們繼續(xù)考察哪些因素影響著工業(yè)行業(yè)能源效率的提高。借鑒相關(guān)研究成果，影響能源效率的因素可能包括:研發(fā)投入與人力資本素質(zhì)、市場化程度與制度性變量、規(guī)模效應(yīng)、更新改造等。我們采用如下變量來度量這些因素的影響:(1)以行業(yè)中大中型企業(yè)技術(shù)經(jīng)費(fèi)支出占產(chǎn)品銷售收入的比例(RD)代表研發(fā)投入，以技術(shù)人員占從業(yè)人員的比例(Human)代表人力資本素質(zhì)的。技術(shù)經(jīng)費(fèi)的增加可以提高生產(chǎn)的效率，而高素質(zhì)的勞動(dòng)力可以進(jìn)一步發(fā)揮設(shè)備的效率潛能。(2)以各行業(yè)內(nèi)部國有企業(yè)(包括國有控股)的工業(yè)總產(chǎn)值占行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值的比重來表示制度變量(State)。一般情況下，非國有比例越高的行業(yè)里，市場競爭越激烈，企業(yè)越有提高能源效率的激勵(lì)。(3)以行業(yè)內(nèi)部的大中型企業(yè)占全部企業(yè)數(shù)量的比例來度量規(guī)模效應(yīng)(Scale)。能源的使用也存在著規(guī)模收益效應(yīng)，行業(yè)內(nèi)企業(yè)規(guī)模越大，設(shè)備潛能發(fā)揮得越充分，能源使用效率也會(huì)越高。(4)以固定資產(chǎn)投資中更新改造的比例來表示對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的提高改進(jìn)。企業(yè)的更新改造為能源效率的提高提供了有利機(jī)會(huì)。如果企業(yè)是為了提高效率而進(jìn)行更新改造，則更新改造能夠提高能源效率。但如果企業(yè)的更新改造主要不是出于效率的考慮(例如出于擴(kuò)大規(guī)?？紤])，則能源效率未必會(huì)隨之提高。

由于1987年的數(shù)據(jù)不易獲得，因此考察期調(diào)整為余下的年份，面板數(shù)據(jù)包括了14個(gè)截面單元在7個(gè)時(shí)間段上的數(shù)據(jù)，實(shí)際觀測樣本共有98個(gè)，數(shù)據(jù)均取自相應(yīng)年份的《中國科技統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。計(jì)量分析結(jié)果見表5。

截距項(xiàng)系數(shù)顯著，表明各行業(yè)本身行業(yè)技術(shù)生產(chǎn)特點(diǎn)是影響能源效率差異的一個(gè)因素。其他因素對(duì)能源效率的影響包括:(1)技術(shù)經(jīng)費(fèi)投入的增加和勞動(dòng)力素質(zhì)的提高都會(huì)對(duì)能源效率產(chǎn)生正影響，但前者系數(shù)不顯著，這種不顯著性可以從兩個(gè)方面來理解:一方面，要考慮到技術(shù)經(jīng)費(fèi)支出方向的多樣性。有些技術(shù)經(jīng)費(fèi)可能主要是用來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，而非生產(chǎn)過程效率的改進(jìn)。但受數(shù)據(jù)所限，我們還很難將技術(shù)經(jīng)費(fèi)中與生產(chǎn)過程的效率改進(jìn)有關(guān)系的那部分支出單獨(dú)進(jìn)行考慮。另一方面，各行業(yè)技術(shù)經(jīng)費(fèi)投入具有較大的差異性，使得行業(yè)間的相對(duì)效率發(fā)生變化，一些行業(yè)相對(duì)前沿面的距離在縮短，而另外一些行業(yè)相對(duì)于前沿的距離反而拉大，從而導(dǎo)致技術(shù)經(jīng)費(fèi)支出的效果不明顯。人力資本素質(zhì)對(duì)能源效率的提高有很明顯的正影響，以技術(shù)人員比例表示的人力資本素質(zhì)主要從三個(gè)渠道影響能源效率:首先，技術(shù)人員提高了設(shè)備的穩(wěn)定性與降低了維護(hù)成本;其次，技術(shù)人員可以發(fā)揮設(shè)備的潛能提高運(yùn)行效率;第三，技術(shù)人員最適合進(jìn)行現(xiàn)場的技術(shù)創(chuàng)新與改造。(2)規(guī)模效應(yīng)對(duì)能源效率的影響為正且顯著。這說明行業(yè)內(nèi)企業(yè)的規(guī)模越大，越有利于能源效率的提高。此外，如果行業(yè)內(nèi)企業(yè)的規(guī)模都較小，競爭過于激烈，有可能削弱了企業(yè)的利潤基礎(chǔ)，從而不利于技術(shù)效率改進(jìn)。(3)制度指標(biāo)為負(fù)，說明行業(yè)中國有企業(yè)比重的增加會(huì)降低能源效率。本文這一結(jié)果與現(xiàn)有對(duì)中國工業(yè)生產(chǎn)率的研究結(jié)論基本相符。例如謝千里(2008)［16］、涂正革和肖耿(2008)［17］等人的研究表明，國有工業(yè)所占比重對(duì)全要素生產(chǎn)率有顯著的負(fù)面作用，這實(shí)際上從側(cè)面支持了本研究中能源效率與國有企業(yè)比重之間關(guān)系的結(jié)論。也有些研究結(jié)果表明國有企業(yè)比重的增加對(duì)能源效率有正面影響［2，18］，但這些研究通常沒有考慮到規(guī)模效應(yīng)，有可能造成變量分離不徹底。國有企業(yè)比較集中的行業(yè)往往是行業(yè)內(nèi)企業(yè)的規(guī)模較大，因此“國有企業(yè)比重的增加對(duì)能源效率有正面影響”這一結(jié)論的得出，可能是制度變量與規(guī)模效應(yīng)變量的綜合效果。(4)更新改造的系數(shù)不明顯，說明企業(yè)還未將更新改造作為提高能源效率的一種途徑，更新改造可能更多地服務(wù)于其他目的。

表5 影響能源效率因素的回歸結(jié)果

六、結(jié)論與政策建議

本文在對(duì)行業(yè)的資本存量進(jìn)行詳細(xì)核算的基礎(chǔ)上，利用DEA方法研究了工業(yè)14個(gè)部門的能源效率變化趨勢與能源效率損失，并進(jìn)一步分析了影響能源效率的幾個(gè)因素。研究表明，總體上看，各行業(yè)的全要素能源效率得到改善，但這種改善并非是持續(xù)的，而是存在一個(gè)先降低后上升的“U”型轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)折期出現(xiàn)在1990-1995年間。盡管各行業(yè)的能源效率值都有增加的趨勢，但行業(yè)間的能源效率差異性沒有明顯的趨同趨勢。更為重要的是，盡管能源效率在逐漸提高，能源效率損失的絕對(duì)量仍然很大，其原因在于能源的消耗總量也在快速增加。這也表明潛在的節(jié)能潛力較大。

我們尤其應(yīng)關(guān)注“低效率高損失量”、“高效率高損失量”這兩類行業(yè)的能源效率變化。前者是因?yàn)楸旧淼哪茉葱瘦^低導(dǎo)致能源損失量較大，而后者往往是耗能大戶，盡管其能源效率較高，但由于能源投入量巨大導(dǎo)致其損失的絕對(duì)量也較大。從節(jié)能規(guī)劃的角度看，對(duì)于“高效率高損失量”的行業(yè)，節(jié)能規(guī)劃的重點(diǎn)應(yīng)該是通過技術(shù)設(shè)備的升級(jí)繼續(xù)推動(dòng)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步;對(duì)于“低效率高損失量”這類行業(yè)，除了要加強(qiáng)節(jié)能的技術(shù)投入外，還要側(cè)重從技術(shù)效率的角度入手，尋找其比之于那些位于前沿面上的行業(yè)能源效率低下的原因，提高行業(yè)的全要素的能源使用效率，以縮小與前沿面的距離。

對(duì)影響能源效率的因素進(jìn)行計(jì)量分析發(fā)現(xiàn)，勞動(dòng)力素質(zhì)、企業(yè)規(guī)模能夠?qū)δ茉葱十a(chǎn)生正向影響，以國有企業(yè)產(chǎn)值比重表示的制度變量對(duì)能源效率有負(fù)影響。因此，為提高行業(yè)能源效率，不僅要繼續(xù)加大技術(shù)投入和提高人力資本技術(shù)水平，還要配合考慮由于制度或外部市場競爭強(qiáng)度而造成的內(nèi)部非效率性，以及是否有阻礙行業(yè)內(nèi)部企業(yè)資源配置以提高規(guī)模效應(yīng)的因素。

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