趙　婷

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能源效率研究方法的比較分析

趙婷

本文通過收集大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，主要針對能源效率的概念做了界定，對于兩種評價方法：單要素能源效率評價方法和全要素能源效率評價方法做了分析。總結(jié)述評，為今后的研究發(fā)展提供方向。

能源效率;全要素生產(chǎn)率;DEA方法

隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)，未來面臨的主要問題將是能源和環(huán)境的問題。一方面能源供給不足，不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；另一方面能源又存在能源效率低以及能源浪費(fèi)嚴(yán)重的情況。因此，研究如何提高能源效率是解決上面兩個問題的關(guān)鍵所在。

對比國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，國外研究作于國內(nèi)，并且在能源效率的研究方面取得了一定的研究成果。從時間上看，國內(nèi)的研究從20世紀(jì)90年代開始的，雖然取得了一定的研究成果，但是與國外的研究比較而言，還是存在一定的差距。因此，對能源效率研究方法的比較就顯得尤為重要。

一、有關(guān)能源效率的界定

世界能源委員會于 1995 年對能源效率進(jìn)行了定義，即能源效率是為減少同樣經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的能源投入。而此后，學(xué)者們的研究大都是從基本定義出發(fā)，進(jìn)行拓展和補(bǔ)充。1997年，Bosseboeuf 等將能源效率定義為：經(jīng)濟(jì)上的能源效率和技術(shù)上的能源效率，前者是指用同樣或較少的能源獲得更好的生活質(zhì)量或更多產(chǎn)出。之后者是由于生活方式、管理的改善以及技術(shù)進(jìn)步的改變等，導(dǎo)致某些能源使用的減少；后 Hu 和 Wang依據(jù)全要素生產(chǎn)率的分析框架重新定義了全要素能源效率指標(biāo)。即能源效率的投入不只有能源還包括人力、資本等其他投入，能源效率的產(chǎn)出也同時包括經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和環(huán)境影響。吳琦、武春友通過理論分析，從能源利用過程角度將能源效率解釋為綜合投入、利用效率和有效產(chǎn)出的結(jié)合；從產(chǎn)出角度將能源效率定義為能源經(jīng)濟(jì)效率和能源環(huán)境效率的綜合效率。

二、基于單要素生產(chǎn)率框架的方法與局限

通過對文獻(xiàn)的分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)能源效率的研究采用的是單要素生產(chǎn)率方法，依據(jù)投入產(chǎn)出的研究框架，這類研究采用的能源效率指標(biāo)包括了經(jīng)濟(jì)—熱量指標(biāo)、純經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、物理—熱量指標(biāo)和熱力學(xué)指標(biāo)。其中的經(jīng)濟(jì)—熱量指標(biāo)是指能耗強(qiáng)度和能源生產(chǎn)率指標(biāo)。這些指標(biāo)的缺陷是對于能源投入和產(chǎn)出的觀點(diǎn)各不相同。對于計(jì)算能源真實(shí)產(chǎn)出方面：比如能源的負(fù)產(chǎn)出—環(huán)境污染方面也有爭議。由于投入產(chǎn)出指標(biāo)不相同，因此研究結(jié)論差距比較大。以對中國的能源效率研究為例:如果利用單位產(chǎn)品能耗指標(biāo)進(jìn)行分析比較,2004 年我國7個行業(yè)16 種產(chǎn)品的能耗指標(biāo)平均比國際先進(jìn)水平高40%；如果采用熱效率指標(biāo)進(jìn)行分析比較,2002 年中國能源效率為33%,比國際先進(jìn)水平(日本)低10 %左右,大致相當(dāng)于歐洲20世紀(jì)90 年代初、日本20 世紀(jì)90年代中期水平；如果利用匯率法進(jìn)行能耗強(qiáng)度的分析比較,則中國的能耗強(qiáng)度是日本的7—9倍,是世界平均水平的3—4倍；但如果采用PPP 法進(jìn)行能耗強(qiáng)度比較,則中國低于美國的能耗水平,為OECD 國家平均水平的1.2-1.5倍，僅比日本高2%左右。

三、基于全要素生產(chǎn)率框架的研究方法與實(shí)證應(yīng)用

國內(nèi)關(guān)于能源效率評價的研究主要建立在2006 年 Hu 和 Wang在全要素生產(chǎn)率框架下能源效率指標(biāo)的研究基礎(chǔ)上，大多采用EDA方法對我國能源效率進(jìn)行了探討。

魏楚、沈滿洪運(yùn)用 DEA 方法定義了一個能源效率指標(biāo)，這個指標(biāo)能夠反映內(nèi)在技術(shù)效率的變化。師博、沈坤榮運(yùn)用超效率 DEA 模型評價了我國各省的全要素能源效率，并把知識存量加入到生產(chǎn)函數(shù)中，并認(rèn)為市場分割拉低了各省的能源效率水平。吳琦、武春友利用 DEA 方法對我國 30 個省市(自治區(qū))的能源效率進(jìn)行了分析研究，在指標(biāo)選取上，利用固定資產(chǎn)折舊、從業(yè)人員總數(shù)和能源消費(fèi)總量作為投入指標(biāo)，選取環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出作為產(chǎn)出指標(biāo)，來構(gòu)成省域全要素能源效率評價體系。李國璋、霍宗杰運(yùn)用 DEA 模型，通過 1998-2007 年中國省際面板數(shù)據(jù)評價了環(huán)境約束下中國各省市全要素能源效率，通過研究得出全要素能源效率在采樣期處于整體持續(xù)下滑狀態(tài)，并且能源效率最高的地區(qū)是東部地區(qū)，中部其次，西部最低。王喜平、汪義國、杜蕾等采用DEA方法測算了2005-2009年環(huán)境約束下河北省36個工業(yè)行業(yè)的全要素能源效率，發(fā)現(xiàn)其能源效率整體偏低。

四、有關(guān)能源效率評價方法的研究

當(dāng)前對能源效率的評價方法，主要分為單要素能源效率評價法和全要素能源效率評價法。前者在評價能源效率時，只考慮能源要素和產(chǎn)出，沒有將其他生產(chǎn)要素納入考量；后者被稱為多要素能源效率評價法，在評價能源效率時往往考慮多種投入要素，認(rèn)為能源效率產(chǎn)出是由多種投入要素共同作用的結(jié)果。當(dāng)前被廣泛接納的是根據(jù) Farrell提出的非參數(shù)估計(jì)和參數(shù)函數(shù)估計(jì)兩種確定效率前沿的方法演化而來的。本項(xiàng)目主要采用的是非參數(shù)方法,即數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(data envelopment analysis DEA)。DEA是一種評價多投入多產(chǎn)出的非參數(shù)分析法，由美國著名運(yùn)籌學(xué)家A.Charnes和W.Cooper等人于1978年提出的評價具有多個輸入和多個輸出的決策單元(DMU)相對有效性的方法。由于不需要預(yù)先估計(jì)參數(shù)，因此，在避免主觀因素和簡化運(yùn)算、減少誤差等方面有著不可低估的優(yōu)越性，本文主要介紹和采用CCR模型進(jìn)行能源效率的衡量。是 DEA 方法的第一個模型，用于技術(shù)效率評價，是一種規(guī)模報(bào)酬不變的DEA模型?；谕度雽?dǎo)向的CCR-DEA模型表達(dá)式為：

θ*=minθ

λj≥0，j=1,2,…,nsi-≥0,sr+≥0

θ為決策單元DMU0的技術(shù)效率值(θ≤1)，λj為相對于DMU0在重新創(chuàng)建的一個有效DMU組合中，任意第j個決策單元DMUj的組合比例。si-,sr+分別為w種投入和q種產(chǎn)出的松弛變量。模型含義為：如果θ=1且si-=0,sr+=0，說明該決策單元為DEA有效單元，并且同時達(dá)到技術(shù)和規(guī)模有效，規(guī)模效益不變；如果θ<1且si-≠0,sr+≠0，說明該決策單元為DEA無效單元，可能是技術(shù)無效或規(guī)模無效。如果決策單元無效時，可以通過si-,sr+的水平來判斷決策單元的投入冗余量和產(chǎn)出不足量，即該決策單元對于一定的投入x0可以減少為si-而保持產(chǎn)出y0不變，同樣可以在投入x0不變的情況下將產(chǎn)出y0提高sr+。相對應(yīng)的，基于產(chǎn)出導(dǎo)向的CCR—DEA模型，表達(dá)式為：

η*=maxη

λj≥0，j=1,2,…,nsi-≥0,sr+≥0

五、今后研究趨勢

今后研究的主要趨勢是針對能源效率的影響因素的分析。這一分析涉及很多變量、哪個變量將是最根本的影響因素將是問題的關(guān)鍵。有些文獻(xiàn)認(rèn)為，能源價格是最關(guān)鍵的因素，價格的變動可導(dǎo)致各個要素之間的替代。但在F sher-Vanden 等學(xué)者看來，市場改革帶來結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步。所以，如何運(yùn)用理論模型和技術(shù)分析工具找出最重要和最根本的影響因素就會避免出現(xiàn)解釋變量多而缺乏有力的證據(jù)現(xiàn)象。這樣分析也是實(shí)證研究的一個好的方向。

另一方面的研究趨勢將是對于環(huán)境與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系研究、污染物指標(biāo)的選取以及構(gòu)建能源與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系模型，并在此基礎(chǔ)上尋求可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。既能解決能源供應(yīng)不足、能源消費(fèi)過渡，又能解決環(huán)境惡化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系問題。(作者單位：西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理系)

基金來源：西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院2016年度青年基金課題：基于DEA的陜西省能源效率評價研究，課題編號：2016QN03

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趙婷(1983—)，女，漢，陜西咸陽人，講師，碩士研究生，西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，研究方向：資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)。