鄒璇++賈蕾玉

摘要：通過構建能源消耗、環(huán)境污染治理與投資的收益和效用均衡模型，分析能源消耗結構、環(huán)保規(guī)制與投資結構之間的內(nèi)在關系。實證結果發(fā)現(xiàn)：工業(yè)能源消耗結構受到污染排放和治理、投資結構、技術、價格等因素的影響，區(qū)域產(chǎn)業(yè)結構和資源稟賦條件的差異也影響著能源消耗結構的優(yōu)化。由此從產(chǎn)業(yè)結構、政府調控和市場機制等方面提出能源消耗結構的優(yōu)化對策。

關鍵詞：工業(yè)能源消耗結構；產(chǎn)業(yè)投資結構；優(yōu)化路徑；地區(qū)差異

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2017.06.11

中圖分類號：F407；F206 文獻標識碼：A 文章編號：1001-8409（2017）06-0046-05

The Optimal Path and Regional Differences of the Industrial Energy Consumption Structure

ZOU Xuan， JIA Leiyu

（The College of Economics and Trade， Hunan University， Changsha 410079）

Abstract： By building revenue and utility maximization model between the energy consumption， environmental pollution treatment and investment to analyze the inherent law between the energy consumption structure， environmental pollution treatment and investment structure. The empirical analysis results show that the industrial energy consumption structure affected by pollutants and governance， investment structure， technological and prices. Regional differences in industrial structure and natural resources conditions also affect the optimal path of the industrial energy consumption structure. So this paper proposes the optimal advises from the industrial structure， government regulation and market mechanisms.

Key words：industrial energy consumption structure； industrial investment structure； optimal path； regional differences

中國經(jīng)濟歷經(jīng)三十多年的高速發(fā)展，如今粗放的發(fā)展模式成為經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展的攔路虎?！笆濉币?guī)劃指出我國能源發(fā)展新常態(tài)主要表現(xiàn)為：能源結構更替加快、能源發(fā)展動力加快轉換等，但仍面臨著傳統(tǒng)能源產(chǎn)能過剩嚴重、可再生能源發(fā)展面臨多重瓶頸、能源系統(tǒng)整體效率不高等諸多問題和挑戰(zhàn)。截止2014年，在中國能源消耗結構中：煤炭占66%，石油占171%，天然氣占57%，水電、核電等占112%，從1980年至2014年，耗煤比重下降了62%，耗氣比重上升了26%，耗油比重下降了36%，清潔電力比重上升了72%。相比之下，2014年世界煤炭消耗比重的平均水平為30%，清潔能源消耗占比達374%，我國能源消耗對煤炭的依賴性依舊過大，這令經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境之間的矛盾越來越大。

1相關研究

能源和資本是技術進步以外主要驅動中國工業(yè)增長的源泉[1]，單純依賴加大能源投入量換取經(jīng)濟增長不再適應我國經(jīng)濟發(fā)展的需要，產(chǎn)出效率的提高更需要能源消耗結構的合理調整。

國外學者從技術、政府調控、投資結構與環(huán)保等方面驗證了能源消耗結構的優(yōu)化機制。有學者認為：可再生能源生產(chǎn)成本的降低會促進其在高耗能部門的應用，使得多數(shù)煤炭永遠不會被使用，即使沒有碳稅，50年后全球氣溫會穩(wěn)步下降到工業(yè)化前的水平，但短期內(nèi)變化不大[2，3]；也有學者認為，富裕程度和政府意識對能源消耗結構有顯著的影響，區(qū)域和相鄰擴散因素在決策過程中也有顯著作用，故應針對特定群體定制信息和效益指標，增加民眾知識、改變他們的既定習慣和能源行為等相關意識[4～6]；還有學者認為環(huán)境問題和環(huán)境稅可能會改變產(chǎn)業(yè)結構，降低二氧化碳的排放量，進而影響能源消耗結構，但效應有很大的地區(qū)差異，技術水平、人力資本存量和金融發(fā)展水平相對較高的區(qū)域獲得的利益更大，并且發(fā)現(xiàn)資本密集型產(chǎn)業(yè)的環(huán)境理想的勞動生產(chǎn)率與經(jīng)濟成正相關關系，也可以看到國外直接投資對環(huán)境保護的中性作用[7～9]。

國內(nèi)學者多從技術、市場化和價格機制的完善等方面分析能源消耗結構的優(yōu)化路徑。有學者指出：我國高耗能工業(yè)的比重較高，技術落后帶來的生產(chǎn)和能源利用效率低下的困境，使得我國經(jīng)濟增長還主要依賴于要素的投入，造成了能源消耗結構不合理，從而產(chǎn)生環(huán)境污染問題，故提高節(jié)能型技術水平和能源效率是優(yōu)化能源消耗結構的有效途徑[10～13]；也有學者發(fā)現(xiàn)，以污染治理為目標的能源消耗結構優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)結構調整，對減少煤炭消耗和二氧化碳排放有顯著的促進作用，對外開放程度和市場化水平提高會使得能源消耗強度下降，但不合理的能源消耗結構使中國的能耗強度仍偏高，即使能源消耗結構發(fā)生積極的改變，產(chǎn)業(yè)結構對碳排放的抑制作用還未體現(xiàn)出來，故應鼓勵綠色能源的發(fā)展，促進產(chǎn)業(yè)結構調整[14～19]。

綜上，影響能源消耗結構優(yōu)化的因素主要包括兩部分：一部分為技術水平；另一部分為產(chǎn)業(yè)和制度環(huán)境等因素。由此，本文以均衡條件下的工業(yè)能源消耗結構為調整目標，探討能源消耗結構優(yōu)化路徑的作用機制，為優(yōu)化資源配置提供可行的對策建議。

2作用機制

人們消耗各種資源生產(chǎn)所需的產(chǎn)品，亦排放一定的污染物，為了維系正常的生產(chǎn)并緩解資源環(huán)境壓力，以一定的資金投入用于生產(chǎn)和治理環(huán)境。如此，在資源消耗、投資支出、產(chǎn)品消費和現(xiàn)有收入下實現(xiàn)收益和效用的均衡。

假設生產(chǎn)是在技術A下，由勞動力L、兩類不同的資本（Kj、Kj）和能源（Ei、Ei）的有機組合共同完成。Ei是第i類能源的消耗量，Ei是第i類以外的能源消耗量，若能源有煤、油、天然氣、電力4種，其中之一為i，則i就是其他三者之和，即i+i=c，o，g，e，則能源消耗總量E=Ei+Ei，能源i的消耗結構為SEi=Ei/E。同理若K是消耗的總資本，投資的行業(yè)有采礦業(yè)，制造業(yè)，電力、熱力、燃氣和水的生產(chǎn)和供應業(yè)3類，其中之一為j，則有j+j =o，m，s，則K=Kj+Kj，行業(yè)j的投資結構為KPj=Kj/K。若單位勞動力價格為w，兩類資本和能源的價格依次為rj、rj、PEi、PEi，技術的價格為PA，那么總生產(chǎn)成本由勞動力成本、生產(chǎn)性資本成本、生產(chǎn)性能源成本和技術成本構成。設生產(chǎn)函數(shù)為：

Q=AδLαKjβKEiρ Eφ

則收益最大化函數(shù)為：

MAX π=AδLαKjβKEiρ Eφ-（wL+rjKj+rjK+PEiEi+PEE+APA）

一階條件得：EiEi=ρPEiφPEi，則最優(yōu)的能源消耗結構為：

SEi=EiEi+E=δρ2wPELαρ2APAPE+φ2δrjKjPEi（1）

用CM、CE分別表示工業(yè)產(chǎn)品消費量和生活能源的消耗量，PS為環(huán)境的消耗即環(huán)境污染物的排放量，PM、PE表示產(chǎn)品和生活能源的價格，PPS為排放單位環(huán)境污染物的治理成本，則效用最大化函數(shù)為：

MaxU=（CM）σ（CE）θ（PS）ε，σ、θ>0，ε<0

一階條件得：CM=σPSPPSεPM。

在市場完全出清條件下（封閉系統(tǒng)），當收益和效用達到均衡狀態(tài)時，有Q=CM，則可得到最優(yōu)的充分就業(yè)勞動力數(shù)量為：

L*=σPSPPSεPMαwβ++ρ+φKPjAβrj+rjrjδrjββrjPEiρρPEφφ1α+β+ρ+φ+

此式代入式（1）得到均衡時最優(yōu)勞動力數(shù)量下的最優(yōu)能源消耗結構如下：

SEi=ρ2PEσPSPPSεPM

wαα

KPjAβr+rjrδ

rjββ

r

PEiρρ

PEφφ1α+β+ρ+φ+/（ρEiPEiPE+φEiPEi2）

其中i=c，o，g，e；j=o，m，s。

上式表明：均衡狀態(tài)下的i能源的消耗結構與i能源的消耗量、投入要素的價格、工業(yè)產(chǎn)品的價格、生產(chǎn)技術、投資結構及環(huán)境污染物的排放量和單位污染治理成本有關。

3能源消耗結構優(yōu)化路徑的實證檢驗

31計量模型

據(jù)理論分析，能源消耗結構與能源消耗量、生產(chǎn)性投資結構、要素價格、技術及污染物的排放量和治理成本有關。由于各污染物排放量無法加總，故實證中將環(huán)境污染物分為工業(yè)廢水、廢氣、固體廢棄物3類，并將3類產(chǎn)業(yè)的投資結構置于同一模型中。由各變量之間的散點圖可知變量間均呈線性關系，對各變量取對數(shù)處理得如下計量模型：

Log（SEi）=β0Log（Ei）+β1Log（KPo）+β2Log（KPm）+β3Log（KPs）+ β4Log（EI）+β5Log（PE）+β6Log（A）+β7Log（PSw）+β8 Log（PSg）+ β9Log（PSs）+ β10Log（PM）+ β11Log（w）+ β12Log（r）+μ

其中，KPo、KPm、KPs分別表示采礦業(yè)、制造業(yè)和電力、熱力、燃氣及水生產(chǎn)和供應業(yè)的投資結構，PSw、PSg、PSs分別為工業(yè)廢水、廢氣、固體廢棄物的排放量；EI為污染治理成本。

32變量選取和說明

能源消耗結構是通過對煤、油、氣、電的消耗量統(tǒng)一換算并加總得到工業(yè)能源消耗總量，再各自相比而得。產(chǎn)業(yè)投資結構選取采礦業(yè)、制造業(yè)和電力、熱力、燃氣及水生產(chǎn)和供應業(yè)的資產(chǎn)總額與工業(yè)總資產(chǎn)額的比值來衡量。技術水平是參考數(shù)據(jù)包絡法，在投入資本、勞動力和能源的基礎上計算出全要素生產(chǎn)率。污染物排放以工業(yè)廢水、廢氣、固體廢棄物衡量，用工業(yè)污染治理投資衡量污染治理成本。能源價格是參考消費物價指數(shù)對一攬子物品價格的計算方法計算而得，以各省區(qū)的各能源價格對應地區(qū)能源價格水平，并進行價格平減，煤、油的價格選擇最有代表性的品種的價格表示。勞動力價格以城鎮(zhèn)工業(yè)單位就業(yè)人員的年平均工資來衡量，通過對工業(yè)各行業(yè)的年平均工資進行再平均計算而得；資本價格用工業(yè)收益總額與工業(yè)資產(chǎn)總額之比衡量；工業(yè)產(chǎn)品價格以工業(yè)產(chǎn)品出廠價格指數(shù)間接衡量。

由于西藏數(shù)據(jù)缺失較多，故選取1998～2013年我國除西藏之外的30個省份的規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)相關數(shù)據(jù)來源于《中國工業(yè)經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒1999-2014》《中國能源統(tǒng)計年鑒1999-2014》《中國物價年鑒1999-2014》《中國勞動統(tǒng)計年鑒1999-2014》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒1999-2014》《中國科技統(tǒng)計年鑒1999-2014》及《中國統(tǒng)計年鑒1999-2014》。 進行分析，通過相關增長率修正個別缺省或異常的數(shù)據(jù)，并折算成1998年不變價。

33實證分析

單位根檢驗、Kao檢驗和Hausman檢驗的結果顯示：所有變量一階平穩(wěn)且模型的變量之間均協(xié)整，并建立固定效應模型，計量結果見表1。

331優(yōu)化路徑分析

工業(yè)投資結構調整中制造業(yè)結構對能源消耗結構的影響最顯著，生產(chǎn)和供應業(yè)次之，采礦業(yè)的影響微弱。能源消耗結構與環(huán)保投資、工業(yè)污染物排放量有顯著的負相關性，且環(huán)保規(guī)制對天然氣等清潔能源的促進作用相對較大。能源消耗量、價格和技術進步也對促進能源消耗結構的優(yōu)化有積極作用，相關成本和技術的提升對降低煤品消耗結構有顯著影響。

我國目前的工業(yè)生產(chǎn)耗能高，對煤的依賴大，煤炭燃燒不充分會加大空氣污染程度，排放廢渣等廢棄物，產(chǎn)業(yè)結構調整對能源消耗結構的優(yōu)化效應沒有達到最優(yōu)，但也體現(xiàn)出對降低煤、油消耗結構的優(yōu)化效應。工業(yè)生產(chǎn)對煤的依賴與其資源豐厚和價格低廉有關，但也面臨燃燒利用率低引發(fā)的污染問題，故成本和相關技術的提升對降低煤品消耗結構有顯著影響，增大環(huán)保力度也對完成國家能源戰(zhàn)略目標有積極作用，同時對傳統(tǒng)能源實行限量提價的調控策略，鼓勵清潔能源的使用并實行價格補貼，也有利于能源消耗結構的優(yōu)化。

勞動力和資本價格對能源消耗結構的效應多為負效應且不顯著，反映出各相關行業(yè)對勞動力的需求和資本回報率的差異。另外，工業(yè)產(chǎn)品價格對煤和電力消耗結構有顯著的正效應，表明工業(yè)生產(chǎn)對煤、電的依賴較大，對工業(yè)產(chǎn)品需求的增加，使價格上漲，生產(chǎn)規(guī)模擴大，耗能增多，能源消耗結構也隨之提升。

332區(qū)域差異分析

由于區(qū)域發(fā)展水平的不均衡，各區(qū)域的優(yōu)化機制也有所差異，故分東部、中部、西北、西南、東北5個區(qū)域東部含北京、天津、河北、山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東和海南10個省和直轄市；中部有山西、河南、湖北、湖南、江西和安徽6個??；西南有重慶、四川、廣西、貴州和云南5個省；西北含陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆和內(nèi)蒙古6個省和自治區(qū)；東北有遼寧、吉林和黑龍江3個省。 進行分析。

東部產(chǎn)業(yè)種類多樣，工業(yè)化程度相對較高，故產(chǎn)業(yè)投資結構對能源消耗結構的優(yōu)化效應多不顯著，采礦業(yè)的結構效應與其耗能高的特性有關；中部資源帶集中，產(chǎn)業(yè)結構單一，工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展對煤的消耗過大，故采礦業(yè)結構的降低會降低能源供應，促使煤品消耗結構降低，而生產(chǎn)和供應業(yè)的發(fā)展會顯著提升煤、氣、電的消耗結構；西南的工業(yè)發(fā)展中傳統(tǒng)行業(yè)占比較大，受到資源環(huán)境的約束較大，因而產(chǎn)業(yè)投資結構對能源消耗結構的優(yōu)化效應不明顯；西北地區(qū)資源豐富，但惡劣的自然條件使得儲備資源接替動力不足，故以節(jié)能減排為目標的產(chǎn)業(yè)結構調整對降低煤、油消耗結構有顯著的效用；東北由于資源逐漸匱乏和技術落后等原因，近年來經(jīng)濟發(fā)展緩慢，轉型中的老工業(yè)對煤的依賴依舊較大，故東北的工業(yè)結構的調整對優(yōu)化能源消耗結構的促進作用尚未體現(xiàn)出來。

傳統(tǒng)能源消耗過多會引起污染物排放的增多，政府加大對工業(yè)企業(yè)的環(huán)保規(guī)制力度，會迫使其調整能源消耗結構，促進高污染產(chǎn)業(yè)的轉型發(fā)展，進而顯著地促進東部地區(qū)油品和天然氣消耗比重的提升及中部天然氣和電力消耗結構的提升；基于西南的資源環(huán)境和行業(yè)結構，環(huán)保響應機制優(yōu)于其他地區(qū)，污染物排放與能源消耗結構間的相關性較小，環(huán)保投資的增加會促進電力消耗結構的增加；西北的新能源利用條件優(yōu)越，但相關技術不成熟，故環(huán)保投資對能源消耗結構的效用不顯著，但對污染物排放的限制促進了天然氣的應用；東北的老工業(yè)中高耗能產(chǎn)業(yè)居多，由于資源和技術等原因，生產(chǎn)效率較低，環(huán)境指標均無明顯作用。

各地能源價格的提升均會降低煤的消耗結構，提升油、氣和電的消耗結構。市場機制相對完善的地區(qū)，能源價格的提升對降低煤的消耗結構、提升清潔能源的消耗結構有顯著的促進作用。在發(fā)展相對落后的西北，雖然資源條件優(yōu)越，但開采難度大，故能源價格對煤的效用不明顯。各地的能源消耗量、價格要素對能源消耗結構的效應，表明國家對能源的調控和市場機制的完善，對促進能源消耗結構的調整有積極作用，但因地區(qū)市場機制發(fā)展狀況的差異，各價格要素的優(yōu)化效應也有不同。

技術進步有助于提高能源利用效率，進而在同樣的產(chǎn)出下降低能源消耗量，促進能源消耗結構的優(yōu)化。高新技術產(chǎn)業(yè)突出的東部和國家戰(zhàn)略扶持下的西部的技術進步對優(yōu)化能源消耗結構有顯著的影響。東北資源匱乏、技術落后的現(xiàn)狀短期內(nèi)難以改變，故技術效應對煤品消耗結構的負效應不顯著，但會顯著降低油、氣的消耗結構。在資源豐厚的中部和西南，技術效應對能源消耗結構調整的影響更不明顯。

綜上，雖存在地域差異，但產(chǎn)業(yè)投資結構、環(huán)保規(guī)制及價格、技術等因素均對能源消耗結構優(yōu)化有不同程度的促進作用。

4結論及對策建議

通過對工業(yè)能源消耗結構優(yōu)化路徑的實證發(fā)現(xiàn)：我國產(chǎn)業(yè)結構的調整、環(huán)保規(guī)制、要素價格、技術等因素均對能源消耗結構的優(yōu)化有一定影響。考慮到各地經(jīng)濟發(fā)展狀況、產(chǎn)業(yè)格局、資源條件等背景的差異，建議采用宏觀規(guī)劃、因地制宜的方式對各地區(qū)能源消耗結構的優(yōu)化制定差異化、針對性的調控方案。與相關文獻相比，將能源消耗結構與環(huán)境污染治理、投資結構結合起來，從工業(yè)能源的消耗結構切入，從環(huán)保角度反映了能源消耗結構與投資結構的內(nèi)在關系。由此提出如下優(yōu)化對策：

（1）加快供給側改革進程，促進產(chǎn)業(yè)投資結構的優(yōu)化，完善綠色產(chǎn)業(yè)鏈

為追求經(jīng)濟增長，多數(shù)資源會投向更具有增長效應的領域，而非無增長效應的環(huán)保領域[20]。故需完善投資管理和金融體系，確保順利的融資渠道，扶持新型工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快高耗能高污染產(chǎn)業(yè)的結構轉型，構建包括技術研發(fā)、產(chǎn)品制造、設備安裝及后續(xù)維護在內(nèi)的綠色產(chǎn)業(yè)體系，以一定的政策法規(guī)，加強事中和事后污染的監(jiān)測和治理力度，以應對環(huán)境污染問題，推動經(jīng)濟的轉型發(fā)展，達到經(jīng)濟和環(huán)境的均衡，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

（2）加大科技研發(fā)力度，促進能源相關技術水平的提高

我國以煤為主的能源消耗結構阻礙了經(jīng)濟發(fā)展方式向低碳經(jīng)濟型轉變，故要推廣節(jié)能技術和環(huán)保產(chǎn)品，從根源上減少污染物的排放，扶持相關技術的發(fā)展，提高能源利用效率，促進清潔能源成本的降低，從而普及清潔能源，減少污染排放，促進資源的優(yōu)化配置。

（3）促進價格機制的完善和能源的限量定價政策的推進

我國以煤為主的能源消耗結構源于煤資源的豐厚及價格的低廉，促進價格機制的逐步完善，加強政府對能源市場限量定價方面的調控力度，提高傳統(tǒng)能源的消耗成本，降低新型能源的使用成本，促進能源和資本等資源的高效利用，進而促進能源消耗結構的優(yōu)化。

（4）因地制宜地制定能源調控策略，促進各地能源消耗結構的優(yōu)化

東部地區(qū)要促進供給側改革，加強工業(yè)污染的治理和環(huán)保規(guī)制力度，完善市場價格機制，促進能源消耗結構與產(chǎn)業(yè)結構的高水平協(xié)調發(fā)展；中部地區(qū)要加速產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化進程，加強對工業(yè)廢水和固體廢棄物的監(jiān)控和治理，完善價格機制，轉變經(jīng)濟發(fā)展方式，進而促進能源消耗結構的優(yōu)化；西南和西北地區(qū)要發(fā)展高新技術，實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉型、經(jīng)濟與能源消耗結構的協(xié)調發(fā)展，利用資源和地勢優(yōu)勢，以特色產(chǎn)業(yè)為突破口，促進產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化升級，并加強環(huán)保規(guī)制和市場機制的完善，促進煤、油消耗比重的降低；東北地區(qū)要積極引進新型技術，改造夕陽產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)老工業(yè)基地的產(chǎn)業(yè)轉型和振興，進而促進煤、油消耗比重的降低。

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（責任編輯：冉春紅）