梁廣華

（許昌學(xué)院 管理學(xué)院，河南 許昌461000）

一、引 言

改革開放以來，中國經(jīng)濟(jì)一直保持較高的增長速度，經(jīng)濟(jì)總量已經(jīng)躍居世界第二，然而，中國經(jīng)濟(jì)在保持快速增長的同時(shí)，資源（尤其是能源）投入也在不斷增加，國際能源署的數(shù)據(jù)表明，中國已經(jīng)超越美國成為世界上第一大能源消費(fèi)和碳排放國。因此，為了應(yīng)對(duì)全球氣候變暖和經(jīng)濟(jì)高速增長過程中能源供需、環(huán)境保護(hù)等問題，中國將節(jié)能減排作為推動(dòng)資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的戰(zhàn)略措施，在“十一五”和“十二五”規(guī)劃中均制定了節(jié)能減排約束性指標(biāo)，目的在于提高能源利用效率和減少廢棄物排放。那么，能源利用效率是怎樣測算的，如何提高能源利用效率呢？當(dāng)前，能源利用效率的測算方法主要有兩種，即單要素能源效率和全要素能源效率。單要素能源效率主要是把能源作為經(jīng)濟(jì)增長的唯一要素，測算產(chǎn)出系統(tǒng)的投入與產(chǎn)出比值，常用的指標(biāo)為能源強(qiáng)度（單位GDP能耗值），能源強(qiáng)度越高，能源利用效率越低，能源強(qiáng)度越低，能源利用效率越高。此方法優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算公式確定，計(jì)算過程簡單，計(jì)算結(jié)果能夠被大部分人接受，其缺點(diǎn)是沒考慮經(jīng)濟(jì)增長過程中投入的其他要素，尤其是能源與其他要素的替代，節(jié)能減排中的“節(jié)能”就是指降低能源強(qiáng)度［1－2］。全要素能源效率指在其他要素投入和產(chǎn)出既定條件下，按最佳實(shí)踐，生產(chǎn)一定的產(chǎn)品所需投入的最少能源占實(shí)際能源的百分比。全要素能源效率的優(yōu)點(diǎn)是考慮經(jīng)濟(jì)增長過程中投入的資本、能源和勞動(dòng)力要素以及能源與其他要素的替代，缺點(diǎn)是現(xiàn)在并沒有一種能讓大家普遍接受的測算方法，而且數(shù)據(jù)獲取復(fù)雜。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，單要素能源效率和全要素能源效率都是能源利用效率的表現(xiàn)形式，是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展過程中人類為提高能源利用效率進(jìn)行一系列探索的成果，二者并無優(yōu)劣之分，只是反映問題的角度不同。那么，全要素能源效率如何測算，具有什么規(guī)律，全要素能源效率與單要素能源效率有什么關(guān)系，這些正是本研究所要解決的問題。

自從Hu等定義了全要素能源效率并使用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法（DEA）研究了中國全要素能源效率，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法便成為國內(nèi)學(xué)者研究全要素能源效率的常用方法［3］。王群偉等運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，認(rèn)為中國總體和區(qū)域內(nèi)的全要素能源效率自2001年后出現(xiàn)退化現(xiàn)象［4］；劉立濤等同樣運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，卻認(rèn)為中國區(qū)域全要素能源效率整體水平不斷改進(jìn)，但區(qū)間差異持續(xù)擴(kuò)大［5］。很顯然，用同樣的方法研究同一個(gè)對(duì)象，結(jié)論卻出現(xiàn)明顯的不一致，可見現(xiàn)有的全要素能源效率測算結(jié)果可信度并不高。有學(xué)者試圖拓寬研究思路，進(jìn)一步提高全要素能源效率測算結(jié)果的可信度。曹俊文等認(rèn)為，考慮非期望輸出和期望輸出對(duì)能效的影響，能更好地反映出區(qū)域能源效率狀況［6］；范丹等認(rèn)為，不考慮碳排放約束的各省份的全要素能源效率被高估［7］。這些研究使得全要素能源效率測算更加科學(xué)。除了用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法測算中國區(qū)域全要素能源效率外，也有學(xué)者用這種方法測算其他主體全要素能源效率。王姍姍等認(rèn)為，考慮環(huán)境效應(yīng)的中國制造業(yè)行業(yè)全要素能源效率總體呈現(xiàn)穩(wěn)步增長趨勢，但遠(yuǎn)低于不考慮環(huán)境污染時(shí)制造業(yè)全要素能源效率［8］；吳恒煜等研究了金磚國家2003至2010年全要素能源效率，認(rèn)為金磚國家全要素能源效率整體水平不高，且各國存在顯著差異［9］。以上文獻(xiàn)在測算全要素能源效率方面有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是使用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，毋庸置疑，這種方法具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如非參數(shù)化等，尤其適合對(duì)多個(gè)決策單位投入與產(chǎn)出的對(duì)比評(píng)價(jià)，然而問題是，由這種方法構(gòu)造的“前沿面”就是最佳實(shí)踐嗎，怎么才能找到“生產(chǎn)一定的產(chǎn)品所需投入的最少能源”？很顯然，DEA方法回答不了以上問題，因?yàn)榧词乖谕粋€(gè)國家，不同的決策單位（區(qū)域）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平等都不一樣，相互對(duì)比的結(jié)果意義不大，比如，要想對(duì)比評(píng)價(jià)中國各省份全要素能源效率，在沒有用DEA測算的情況下，就可以認(rèn)識(shí)到北京的評(píng)價(jià)結(jié)果肯定靠前，原因是北京獨(dú)特的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和區(qū)域優(yōu)勢是其他省份無法比擬的。更為重要的缺陷是，DEA這種方法只能對(duì)同一時(shí)間點(diǎn)的不同主體進(jìn)行評(píng)價(jià)，而對(duì)同一主體不同時(shí)間點(diǎn)的評(píng)價(jià)的結(jié)果是沒有參考價(jià)值的，因此，如果僅僅度量改革開放以來中國（不是各省份）全要素能源效率，這種方法立刻失效。于是有學(xué)者采用了新的測算方法，龐瑞芝等在指出數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法存在的缺陷后，提出利用基于面板數(shù)據(jù)的隨機(jī)邊界生產(chǎn)函數(shù)方法測算全要素能源效率［10］。這種研究為探索全要素能源效率的測算方法做出貢獻(xiàn)，進(jìn)一步拓展了研究者的思路。

本文第二部分主要依據(jù)經(jīng)濟(jì)平衡增長的思想，提出中國全要素能源效率新的測算方法；第三部分對(duì)中國全要素能源效率進(jìn)行測算，并研究了單要素能源效率和全要素能源效率的統(tǒng)計(jì)關(guān)系；第四部分根據(jù)前兩部分研究獲得提高全要素能源效率的途徑，以及“十二五”期間能源投入年均增長率計(jì)算方法兩個(gè)結(jié)論，并提出相應(yīng)的政策建議。

二、平衡增長路徑模型簡介

假設(shè)一個(gè)投入產(chǎn)出系統(tǒng)是完全市場化的，系統(tǒng)中存在代表性廠商，其生產(chǎn)函數(shù)采用廣義柯布—道格拉斯形式，用Y表示產(chǎn)出值，K表示資本投入，L表示勞動(dòng)力投入，E表示能源投入，A表示知識(shí)，其中知識(shí)和勞動(dòng)力為外生變量，技術(shù)進(jìn)步為?？怂怪行缘?，并且滿足規(guī)模報(bào)酬不變，則有：

代表性廠商生產(chǎn)函數(shù)中投入要素的動(dòng)態(tài)演化方程為：

由于本文假設(shè)生產(chǎn)函數(shù)中技術(shù)進(jìn)步為希克斯中性的，因此所得到的產(chǎn)出增長率與索羅模型并不一致，本文只是借鑒了平衡增長的思想。對(duì)公式（3）進(jìn)行變換，可以求出平衡增長路徑能源投入增長率為：

記全要素能源效率為TFEE，根據(jù)全要素能源效率的定義，平衡增長路徑即為最佳實(shí)踐，平衡增長路徑上能源投入量即為“生產(chǎn)一定的產(chǎn)品所需投入的最少能源”，可以得到全要素能源效率的計(jì)算公式為：

單要素能源效率一般用能源強(qiáng)度（萬元GDP能耗值）表示，即EI＝E／Y，用m＝dEI／EI·dt表示能源強(qiáng)度變化率，如果m＞0，表明能源強(qiáng)度上升（單要素能源效率下降）；如果m＜0，表明能源強(qiáng)度下降（單要素能源效率上升）；如果m＝0，表明能源強(qiáng)度不變（單要素能源效率不變）。根據(jù)能源強(qiáng)度變化率的定義可得：

三、全要素能源效率的測算

把式（1）變形為Y／L＝（K／L）α（E／L）βA，兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)，并對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，得：

運(yùn)用1980—2012年時(shí)間序列數(shù)據(jù)對(duì)上式中參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，參數(shù)估計(jì)方法采用普通最小二乘法（OLS），變量間自相關(guān)采用杜賓兩步法進(jìn)行修正，參數(shù)估計(jì)結(jié)果如下：

其中括號(hào)內(nèi)數(shù)值為相應(yīng)參數(shù)的顯著性值，以下同，表1為各變量的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

表1 各變量的均值和標(biāo)準(zhǔn)差表

由生產(chǎn)函數(shù)規(guī)模報(bào)酬不變的假設(shè)，可以計(jì)算出勞動(dòng)力彈性1－α－β＝0．12，知識(shí)的增長率g約為2．5%，一般來說，知識(shí)的增長率g也是通常所說的技術(shù)進(jìn)步率。因此，通過參數(shù)估計(jì)獲得了1980—2012年中國技術(shù)進(jìn)步率為2．5%，根據(jù)時(shí)間序列數(shù)據(jù)可以測算出1980—2012年中國GDP年均增長率為9．96%，勞動(dòng)力增長率n為1．9%，能源投入年均增長率為5．76%。而按照式（4）計(jì)算1980—2012年應(yīng)為6．4%，因此，根據(jù)式（5）可以測算出1980—2012年中國全要素能源效率約為121%，其值是由1980—2012年全要素能源效率年均增長率累積而成，全要素能源效率年均增長約為0．6%，這意味著，1980—2012年期間實(shí)際投入的能源低于平衡增長路徑的能源投入，能源總體高效。得出這個(gè)結(jié)論可能的原因是：第一，資本存量增速較快，1980—2012年期間中國資本存量增長率約為10．02%，盡管與GDP增長率9．96%差別不大，但是仍然可以確認(rèn)經(jīng)濟(jì)增長偏離平衡狀態(tài)，資本存量增速高出GDP增長率，過高的資本存量增速替代了能源投入增速；第二，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，盡管1980—2012年期間中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程并不一直持續(xù)，但是總體上呈現(xiàn)出優(yōu)化趨勢，第二產(chǎn)業(yè)比重的降低和第三產(chǎn)業(yè)比重的提高促進(jìn)了勞動(dòng)力和資本對(duì)能源的替代；第三，全社會(huì)節(jié)能意識(shí)提高，隨著能源價(jià)格不斷上漲以及能源對(duì)外依存度不斷上升，尤其是中國自2006年開始強(qiáng)制實(shí)施節(jié)能減排政策，企業(yè)、個(gè)人主動(dòng)節(jié)能的意識(shí)在增強(qiáng)，新的設(shè)備更新以及使用其他原材料在一定程度上節(jié)約和替代了能源。

由式（2）變形可以得到增長速度方程gA（t）＝gY（t）－αgK（t）－βgE（t）－（1－α－β）gL（t），依據(jù)增長速度方程可以計(jì)算出1980—2012年每年的技術(shù)進(jìn)步率，再把技術(shù)進(jìn)步率代入式（4）計(jì)算出平衡增長路徑所需要的能源投入增長率，最后，通過式（5）計(jì)算每年中國全要素能源效率數(shù)據(jù)，結(jié)果見圖1。

圖1 1980－2012年中國全要素能源效率（%）

從圖1可以看出，1980—2012年中國全要素能源效率整體呈現(xiàn)穩(wěn)中上升的趨勢，但是增長的速度較為緩慢，可以把中國全要素能源效率分成三個(gè)階段：第一階段為1980—1988年，這一階段全要素能源效率大都低于100%，處于較低階段；第二階段為1989—1994年，這一階段全要素能源效率圍繞100%波動(dòng)，處于先下降后上升的調(diào)整階段；第三階段為1995—2012年，這一階段全要素能源效率大都高于100%，處于平穩(wěn)上升階段。數(shù)據(jù)表明“十五”期間中國全要素能源效率均超過100%，“十一五”期間除2007年外，其他年份全要素能源效率均超過100%，“十二五”前兩年全要素能源效率均超過100%；中國全要素能源效率的算術(shù)平均值“九五”期間為100．1%，“十五”期間為101．2%，“十一五”期間為103%，“十二五”前兩年為104．9%。值得注意的是，中國自“十一五”開始強(qiáng)制執(zhí)行節(jié)能減排約束性目標(biāo)，可以看出“十一五”期間和“十二五”前兩年中國全要素能源效率的算術(shù)平均值呈現(xiàn)加速上升的趨勢，但是，幅度仍然不大，因此，節(jié)能減排政策的實(shí)施顯著地提高了全要素能源效率，取得了一定的成效。從圖2也能看出中國全要素能源效率的三個(gè)階段，平衡增長路徑能源增長率大于能源投入實(shí)際增長率的年份，全要素能源效率大于100%，反之，全要素能源效率小于100%。

圖2 1980－2012年中國能源投入實(shí)際增長率等走勢圖（%）

全要素能源效率與單要素能源效率有什么關(guān)系呢？確定性的函數(shù)關(guān)系很難表述，二者的統(tǒng)計(jì)關(guān)系可以探索。把全要素能源效率TFEE（百分比）作為被解釋變量，能源強(qiáng)度EI（噸標(biāo)準(zhǔn)煤／萬元GDP）為解釋變量，1980—2012年中國全要素能源效率與能源強(qiáng)度的線性關(guān)系如下：

研究結(jié)果表明，中國全要素能源效率與能源強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系顯著，兩者之間呈現(xiàn)反向關(guān)系，即全要素能源效率隨著能源強(qiáng)度的降低而提高。能源強(qiáng)度每下降1個(gè)單位，全要素能源效率提高6．82%。但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，能源強(qiáng)度的值較?。ㄒ?012年價(jià)格計(jì)算，2012年中國能源強(qiáng)度約為0．70噸標(biāo)準(zhǔn)煤／萬元GDP），其下降的絕對(duì)值已十分有限。因此，如果現(xiàn)有投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生較大的變化，中國全要素能源效率的提高空間有限，極限值約為108．32%。

四、結(jié)論和建議

結(jié)論1：提高資本存量增長率可以提高全要素能源效率

對(duì)于求解單一年度的全要素能源效率，可以采用更加簡單的方法，聯(lián)立式（2）、（4）、（5）可以得到：

從式（7）可以看出，全要素能源效率是資本存量增長率和平衡路徑產(chǎn)出增長率差值的增函數(shù)，是能源投入實(shí)際增長率的減函數(shù)，如果資本存量增長率和平衡路徑產(chǎn)出增長率差值大于0，則全要素能源效率大于1；如果資本存量增長率和平衡路徑產(chǎn)出增長率差值小于0，則全要素能源效率小于1；如果資本存量增長率和平衡路徑產(chǎn)出增長率差值等于0，即經(jīng)濟(jì)增長處于平衡增長路徑，則全要素能源效率等于1。這一事實(shí)說明，資本存量與能源的替代關(guān)系，資本存量增長率大于平衡路徑產(chǎn)出增長率，說明資本存量投入替代了能源投入，資本利用效率下降，而能源利用效率上升，反之，則資本利用效率上升，而能源利用效率下降。這一結(jié)論意味著，在一個(gè)固定產(chǎn)出系統(tǒng)中，如果資本是稀缺要素，能源是充足要素，可以降低能源利用效率從而提高資本利用效率；如果資本是充足要素，能源是稀缺要素，可以降低資本利用效率從而提高能源利用效率。當(dāng)前，中國能源消耗總量仍在不斷增加，能源對(duì)外依存度也在不斷上升，中國面臨諸多由于使用化石能源產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，能源較為稀缺，而中國經(jīng)濟(jì)快速增長對(duì)國際資本的吸引力并未明顯改變，因此，利用資本存量投入替代能源投入依然是經(jīng)濟(jì)的和可行的，當(dāng)然資本存量增長率也不可能無限提高。另外，在產(chǎn)出和資本存量增長率固定的前提下，資本彈性α將保持不變，如果外生變量勞動(dòng)力投入增長率變大，勞動(dòng)力彈性將變大，由于假設(shè)生產(chǎn)函數(shù)滿足規(guī)模報(bào)酬不變，則能源彈性β將變小，α／β將變大，全要素能源效率將提高，因此，勞動(dòng)力投入增長率變大同樣可以提高全要素能源效率，勞動(dòng)力與能源同樣存在替代關(guān)系。

結(jié)論2：“十二五”期間能源投入年均增長率不應(yīng)高于4．49%

中國在“十一五”和“十二五”規(guī)劃中提出了節(jié)能減排約束性目標(biāo)，其中節(jié)能指的是降低能源強(qiáng)度，而非提高全要素能源效率。既然是約束性目標(biāo)，其執(zhí)行過程必須考慮對(duì)其他目標(biāo)的影響，比如經(jīng)濟(jì)增長率等，“十二五”規(guī)劃中提出中國GDP增速＝7%，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗年均增長m＊≈－3．89%（根據(jù)“五年下降18%”計(jì)算所得），如果追求經(jīng)濟(jì)又快又好增長，即在獲得較高經(jīng)濟(jì)增長的同時(shí)獲得較高的能源利用效率，需同時(shí)滿足產(chǎn)出增長率大于目標(biāo)增長率單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗年均增長低于節(jié)能目標(biāo)，mbgp≤m＊，按照以上兩個(gè)條件，對(duì)式（3）和（6）進(jìn)行變換，可以得到：

如果假定“十二五”期間勞動(dòng)力增長率n仍為1．9%，技術(shù)進(jìn)步率仍為2．5%，把所有參數(shù)代入式（8），可以計(jì)算出“十二五”期間能源投入增長率的變化區(qū)間應(yīng)為［2．61%，4．49%］，如果能源投入實(shí)際增長率不在該區(qū)間，則“十二五”期間GDP增長率和節(jié)能減排約束目標(biāo)將不能同時(shí)完成。通過對(duì)式（8）進(jìn)一步研究可以發(fā)現(xiàn)，一般情況下，政府在制定經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)和節(jié)能減排目標(biāo)時(shí)，二者之間需滿足如下關(guān)系：

根據(jù)以上研究結(jié)論，提出以下政策建議。

建議1：繼續(xù)加大節(jié)能減排力度

由于全要素能源效率與能源強(qiáng)度呈現(xiàn)反向關(guān)系，近年來，隨著國家持續(xù)對(duì)各地方政府節(jié)能減排目標(biāo)完成情況進(jìn)行考核，中國能源強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢，全要素能源效率呈現(xiàn)上升趨勢。因此，應(yīng)繼續(xù)加大節(jié)能減排力度，適當(dāng)提高節(jié)能目標(biāo)值，加快其他要素對(duì)能源的替代，減輕由于使用較多化石能源而面臨的國外減排壓力和國內(nèi)能源緊缺、環(huán)境污染等壓力。另外，筆者研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)能減排政策的實(shí)施不但不會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)增長，相反促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長［12］。因此，擔(dān)心加大節(jié)能減排力度會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)增長的經(jīng)驗(yàn)主義觀點(diǎn)是沒有必要的。當(dāng)前，中國加大節(jié)能減排力度必然會(huì)引起能源投入增長率減少，資本存量增長率增加，有必要研究資本存量增長率增加對(duì)產(chǎn)出系統(tǒng)的影響。

建議2：加大清潔能源和可再生能源開發(fā)力度

盡管中國全要素能源效率整體呈現(xiàn)穩(wěn)中上升的趨勢，中國能源投入實(shí)際增長率放緩，但是，能源投入基數(shù)大，能源結(jié)構(gòu)不合理較為嚴(yán)重，可以預(yù)見未來中國在較長一段時(shí)間內(nèi)仍將是全球能源投入、碳排放總量最大國。另一方面，中國作為人口最多的發(fā)展中國家，仍然享有不可剝奪的發(fā)展權(quán)利，然而應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，如果按照現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)增長模式和能源投入模式，中國經(jīng)濟(jì)必然會(huì)遇到“增長的極限”。因此，有必要探索一條既能快速發(fā)展，又能投入較多能源的可持續(xù)發(fā)展路徑，這就要求中國必須加大清潔能源和可再生能源開發(fā)力度，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長、能源投入增長以及資源供給、環(huán)境保護(hù)等的協(xié)調(diào)，樹立中國作為負(fù)責(zé)任大國的國際形象。

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