田 麗

河南省能源環(huán)境效率評估及其驅(qū)動因子研究

田 麗

（河南工學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

運(yùn)用超效率情境相依DEA模型，測算出2015年河南省18個(gè)省轄市的能源環(huán)境效率，并運(yùn)用T型關(guān)聯(lián)度分析其影響因素，結(jié)果表明，河南省的能源環(huán)境效率整體狀況良好；18個(gè)城市按效率水平被劃分為 3個(gè)層級，鄭州、開封、鶴壁、許昌、漯河、南陽、周口和濟(jì)源位于效率頂層，而安陽、新鄉(xiāng)和商丘位于效率最低層。創(chuàng)新驅(qū)動、對外開放、所有制結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對能源環(huán)境效率有正面影響，信息化水平、政府影響力則對能源環(huán)境效率有負(fù)面影響。最后，根據(jù)研究結(jié)果提出了政策優(yōu)化建議。

能源環(huán)境效率；超效率情景相依DEA；T型關(guān)聯(lián)度；驅(qū)動因子；河南

0 引言

綠色發(fā)展是我國當(dāng)前的核心發(fā)展戰(zhàn)略之一，綠色發(fā)展理念的核心在于處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源環(huán)境之間的關(guān)系，而提升能源環(huán)境效率是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效和節(jié)能減排的重要保障。河南省處于城鎮(zhèn)化和工業(yè)化快速推進(jìn)的歷史階段，能源剛性高需求將在很長一段時(shí)期內(nèi)客觀存在，傳統(tǒng)高能耗的經(jīng)濟(jì)增長方式以及粗放式的能源消費(fèi)模式引起的環(huán)境問題已成為河南省加快推進(jìn)綠色發(fā)展的“瓶頸”。如何做好節(jié)能減排、提高能源效率進(jìn)而提升經(jīng)濟(jì)增長的質(zhì)量是目前河南省綠色發(fā)展的重大挑戰(zhàn)。筆者在客觀評估河南省能源環(huán)境效率現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，擬提出河南省節(jié)能減排政策的優(yōu)化思路，以期對加快中原綠色崛起有所助力。

近年來，國內(nèi)的專家學(xué)者對能源環(huán)境效率的研究逐步深入。汪克亮、楊寶臣、楊力（2011）把二氧化碳排放量作為能源利用的環(huán)境影響,運(yùn)用DEA和方向性距離函數(shù)構(gòu)建了能源環(huán)境效率測度模型，對2000—2007年我國省際能源環(huán)境效率做了實(shí)證研究，結(jié)果表明，我國三大地區(qū)能源環(huán)境效率存在顯著差異,并且大多數(shù)省份存在明顯的環(huán)境規(guī)制成本[1]。殷子涵、雷明、虞曉雯（2014）基于工業(yè)企業(yè)微觀數(shù)據(jù)，把能源利用和環(huán)境污染排放納入方向性距離函數(shù)模型，對2001—2005年我國鋼鐵行業(yè)2973個(gè)企業(yè)級樣本進(jìn)行了能源環(huán)境效率測算，并采用廣義線性回歸法對中國鋼鐵企業(yè)能源環(huán)境效率影響因素進(jìn)行了回歸分析[2]。江洪、趙寶福(2015)采用三階段DEA方法，對我國能源環(huán)境效率進(jìn)行區(qū)域間比較研究，結(jié)果表明，我國三大區(qū)域的能源環(huán)境效率呈收斂趨勢，中部地區(qū)能源環(huán)境效率最低[3]。林伯強(qiáng)、劉泓汛（2015）運(yùn)用非徑向方向距離函數(shù)測算了中國工業(yè)行業(yè)的能源環(huán)境效率,并通過聯(lián)立方程組實(shí)證分析對外貿(mào)易如何影響能源環(huán)境效率，結(jié)果表明，中國工業(yè)行業(yè)能源環(huán)境效率水平不高,但整體處于上升趨勢；對外貿(mào)易與能源環(huán)境效率之間存在正向的反饋?zhàn)饔肹4]。周四軍、陳強(qiáng)、蘇文力（2016）將SBM模型與四階段DEA方法結(jié)合，研究了我國30個(gè)省市2004—2012年間省際全要素能源環(huán)境效率，并對其影響因素進(jìn)行了深入分析；研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境約束的影響明顯；隨著時(shí)間推移，各省間的效率存在優(yōu)者愈優(yōu)、劣者愈劣的兩極分化趨勢[5]。朱德米、趙海濱（2016）基于環(huán)境污染異質(zhì)性，運(yùn)用超效率DEA模型對2004—2013年我國能源環(huán)境效率的區(qū)域差異性進(jìn)行了分析[6]。

目前在能源環(huán)境效率領(lǐng)域的研究主要集中在企業(yè)、產(chǎn)業(yè)、省域和國家層面，缺乏關(guān)注市域?qū)用娴哪茉喘h(huán)境效率的文獻(xiàn)研究。隨著我國城鎮(zhèn)化率超過50%，我國已經(jīng)是城市社會，城市的綠色健康可持續(xù)發(fā)展是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，在理論上尤其需要對省內(nèi)的市域能源環(huán)境效率進(jìn)行深入、全面的分析和比較，為研究我國綠色高效的新型城鎮(zhèn)化發(fā)展模式和路徑構(gòu)建出理論支點(diǎn)。本文采用超效率情境相依DEA模型對河南省各市域的能源環(huán)境效率進(jìn)行評價(jià)，并分析能源環(huán)境效率的影響因素，進(jìn)而提出河南省提升能源環(huán)境效率的政策建議。

1 能源環(huán)境效率評估與分析模型

1.1 超效率情境相依DEA模型

1.1.1 超效率DEA模型

Andersen和Petersen于1993年提出了超效率DEA評價(jià)模型(Super-efficiency DEA，簡稱SE-DEA)[7]，SE-DEA模型一方面可以有效地將各決策單元劃分為DEA有效和DEA無效兩類，DEA有效的決策單元構(gòu)成了有效前沿面(efficient frontier)；另一方面可以根據(jù)超效率值的大小對有效前沿面上的決策單元進(jìn)行排序。假定決策單元數(shù)量為n，每個(gè)決策單元有m種要素投入和s種產(chǎn)出，則超效率DEA模型如式（1）所示。

在式（1）中，X和Y分別表示第j決策單元的投入和產(chǎn)出可能集。為決策單位的效率指數(shù)，q31說明決策單元屬于DEA有效，，說明DMU屬于DEA無效，表示DMU的效率沒有達(dá)到最佳，可以通過調(diào)整投入要素之間的比例來進(jìn)行有效改善；θ值越大意味著 DMU的效率越高；λj為權(quán)重變量；s-和 s+分別為投入和產(chǎn)出的松弛變量。

1.1.2 情境相依DEA模型

情景相依DEA( context-dependent DEA) 亦稱背景依存DEA。 與傳統(tǒng)DEA模型相比，情景相依DEA可以對非DEA有效前沿面的決策單元進(jìn)行分層和再評價(jià)，通過對DEA無效的決策單元按不同前沿面進(jìn)行分類，從而識別出其中相對有效的決策單元。情景相依DEA的突出特征是凸顯了無效率決策單元在評價(jià)過程中所起的作用，并給出了無效決策單元向有效決策單元逐級改進(jìn)的途徑。其中情境相依DEA模型的決策單元分層模型是對所有的決策單元進(jìn)行分層，劃分出多級有效前沿面。所有決策單元集記為 J1，且在 J1中有效決策單元的集合為 E1。在決策單元中，求其有效前沿面 E2；依次類推，可以得到。集合El可以通過式（2）求得，其由最優(yōu)值≥1的決策單元構(gòu)成。其中，Xij和yrj分別是決策單元（j）的第i項(xiàng)投入和第r項(xiàng)產(chǎn)出。當(dāng)l=1時(shí)，式(2)即為式(1)的對偶形式。

1.2 驅(qū)動力分析模型

傳統(tǒng)的鄧氏關(guān)聯(lián)度、斜率關(guān)聯(lián)度、絕對關(guān)聯(lián)度、相對關(guān)聯(lián)度和綜合關(guān)聯(lián)度等模型僅考慮數(shù)值的大小，忽略了數(shù)值的正負(fù)。T型關(guān)聯(lián)度模型引入符號函數(shù)，不但可以有效區(qū)分關(guān)聯(lián)度的大小，還可以有效地反映正負(fù)相關(guān)關(guān)系。T型關(guān)聯(lián)度的基本思想是按照因素序列曲線的相對變化態(tài)勢的接近程度來測算關(guān)聯(lián)度，從而反映影響因素對系統(tǒng)因素的作用程度[8]。

設(shè) Xl={xi(1),xi(2),xi(k),…,xi(n)},i=0,1,…,m。i=0時(shí),為系統(tǒng)因素序列，i≠0時(shí),為影響因素序列。則各影響因素序列與系統(tǒng)因素序列的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ（y0,yi）可以通過式（3）計(jì)算得到。

式（3）中，y0和yi分別是序列x0和xi進(jìn)行均值標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)值，Δyi(k)=yi(k)-yi(k-1)。sgn(x)為符號函數(shù)，滿足以下條件：

x0和xi之間的T型關(guān)聯(lián)度通過（4）可以計(jì)算得到：

-1

2 指標(biāo)體系的構(gòu)建與數(shù)據(jù)處理

從數(shù)據(jù)的可獲得性、指標(biāo)的代表性和系統(tǒng)性等原則出發(fā)構(gòu)建能源環(huán)境效率評價(jià)與分析的指標(biāo)體系。選取2015年河南省18個(gè)省轄市為能源環(huán)境效率的決策單元。樣本數(shù)據(jù)主要來自2016年《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》和《河南統(tǒng)計(jì)年鑒》。能源環(huán)境效率的投入與產(chǎn)出指標(biāo)及其影響因素指標(biāo)的數(shù)據(jù)特征如表1所示。

表1 能源環(huán)境效率投入產(chǎn)出及其影響因素指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)性描述

2.1 投入指標(biāo)

（1）能源投入。用河南省18個(gè)省轄市2015年的能源消費(fèi)量表示，單位為萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

（2）勞動力投入。用河南省18個(gè)省轄市2015年的從業(yè)人員總數(shù)表示，單位為萬人。

（3）資本投入。由于難以獲得各省轄市的固定資產(chǎn)折舊率，所以不能用資本存量來度量資本投入。為此，本文選用固定資產(chǎn)投資總額代替資本存量作為資本投入指標(biāo)，單位為億元。

2.2 產(chǎn)出指標(biāo)

（1）經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。以河南省18個(gè)省轄市2015年的GDP表示，單位為億元。

（2）非期望產(chǎn)出。根據(jù)河南省節(jié)能減排的目標(biāo)，本文以河南省18個(gè)省轄市2015年的工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)煙塵排放量和工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量這3個(gè)指標(biāo)作為非期望產(chǎn)出的原始指標(biāo)，單位分別為萬噸、億立方米和萬噸。對于非期望產(chǎn)出指標(biāo)的數(shù)據(jù)處理，本文參照 Seiford和 Zhu(2002)的處理方法，先全部取負(fù)值，再加上一個(gè)足夠大的正數(shù)，使變換后的數(shù)據(jù)適用于任何求解能源環(huán)境效率的模型[9]。

2.3 驅(qū)動因素

結(jié)合目前已有的研究成果，本文選取以下幾個(gè)變量作為能源環(huán)境效率的主要驅(qū)動因子：

（1）政府影響力。市場機(jī)制不能有效地處理環(huán)境外部性的問題，必須發(fā)揮政府的影響力，才能提升能源環(huán)境效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。政府影響力用節(jié)能減排支出占財(cái)政支出的比例來表示。

（2）創(chuàng)新驅(qū)動。科技創(chuàng)新推動了新能源的開發(fā)與利用，有助于能源節(jié)約集約利用，可以提高能源的使用效率，減少環(huán)境污染。創(chuàng)新驅(qū)動用R&D支出占GDP的比重來表示。

（3）經(jīng)濟(jì)開放。Karen Fisher-Vanden(2006)的研究表明，對外開放程度對我國能源效率的提升具有正向的影響[10]。經(jīng)濟(jì)開放用外商直接投資額占固定資產(chǎn)的比重來表示。

（4）所有制結(jié)構(gòu)。所有制結(jié)構(gòu)是指各種不同所有制經(jīng)濟(jì)形式在經(jīng)濟(jì)中的地位、構(gòu)成及作用。所有制結(jié)構(gòu)用非公有制經(jīng)濟(jì)占GDP的比重來表示。

（5）城鎮(zhèn)化水平。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，農(nóng)村人口迅速向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致能源消費(fèi)量的急劇上升和環(huán)境壓力的增大，城鎮(zhèn)化水平也是影響能源環(huán)境效率的一個(gè)重要因素。城鎮(zhèn)化水平用區(qū)域城鎮(zhèn)化率來表示，它是區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋戎亍?/p>

（6）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。與一、三產(chǎn)業(yè)相比，第二產(chǎn)業(yè)更顯出能耗大、污染重的特征，因此產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)用第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出值占GDP的比重來表示。

（7）信息化水平。通過大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)對信息資源進(jìn)行深度開發(fā)，可以提高能源與環(huán)境領(lǐng)域的監(jiān)控管理能力，可以提升能源利用效率，并降低能源消耗對環(huán)境造成的污染，從而提高能源環(huán)境效率。信息化水平用國際互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量占總?cè)丝诘谋壤齺肀硎尽?/p>

3 實(shí)證結(jié)果與分析

3.1 區(qū)域能源環(huán)境效率分層情形

運(yùn)用超效率情景相依DEA模型對河南省能源環(huán)境效率進(jìn)行評價(jià)分析，結(jié)果見表2。在表2中，用式（1）的超效率DEA 模型對所有的18個(gè)省轄市的能源環(huán)境效率進(jìn)行評估，得到一次效率；排除一次效率中的有效決策單位，然后運(yùn)用式（2）的分層模型進(jìn)行計(jì)算，得到二次效率值，按照分層計(jì)算結(jié)果得出不同城市所在的層級。

由表2可以看出，第一層是能源環(huán)境效率表現(xiàn)相對最好的城市，超效率值均大于 1，共有8個(gè)城市，占城市總數(shù)的 44.4%，它們分別是鄭州、開封、鶴壁、漯河、許昌、南陽、周口和濟(jì)源，它們構(gòu)成了第一個(gè)前沿面；第二層為能源環(huán)境效率表現(xiàn)相對較好的城市，約占城市總數(shù)的 38.9%，包括洛陽、平頂山、焦作、濮陽、三門峽、信陽和駐馬店等7個(gè)，它們構(gòu)成第二個(gè)前沿面；第三層是能源環(huán)境效率表現(xiàn)相對最差的城市，只有3個(gè)城市即安陽、新鄉(xiāng)和商丘，約占城市總數(shù)的16.7%，它們構(gòu)成第三個(gè)前沿面。由表2可以看出，在18個(gè)省轄市中，城市規(guī)模最小的濟(jì)源市的能源環(huán)境效率最高，超效率值達(dá)到2.2072；其次為規(guī)模最大的鄭州，超效率值達(dá)到1.5335；能源環(huán)境效率最差的是商丘，超效率值只有0.7889。整體上，2015年河南省的能源環(huán)境效率比較好，超效率DEA值平均達(dá)到1.05295。

表2 2015年河南省能源環(huán)境效率分層情形

3.2 驅(qū)動力分析

根據(jù)式（3）—（4），計(jì)算得到河南省能源環(huán)境效率各驅(qū)動因素的T型關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見圖1。

圖1 河南省能源環(huán)境效率驅(qū)動因素的T型關(guān)聯(lián)度

從圖 1可以看出，在影響河南省能源環(huán)境效率的主要因素中，經(jīng)濟(jì)開放與能源環(huán)境效率的關(guān)聯(lián)度為0.3359，表明外商直接投資是影響河南省能源環(huán)境效率的最主要因素。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與河南省能源環(huán)境效率的關(guān)聯(lián)度為0.3313，表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響河南省能源環(huán)境效率的第2因素。城鎮(zhèn)化水平與能源環(huán)境效率的關(guān)聯(lián)度為 0.0875，表明城鎮(zhèn)化水平與河南省能源環(huán)境效率存在正向關(guān)聯(lián)度，但關(guān)聯(lián)度較小，表明城鎮(zhèn)化水平對能源環(huán)境效率提升的促進(jìn)作用比較微弱。政府影響力和信息化水平與能源環(huán)境效率的關(guān)聯(lián)度都為負(fù)數(shù)，說明它們對河南省能源環(huán)境效率存在制約作用，而信息化水平對能源環(huán)境效率的制約程度最大，關(guān)聯(lián)度達(dá)到-0.2661；節(jié)能減排財(cái)政支出不足和落后的信息化水平均制約著河南省能源環(huán)境效率的提升，而信息化水平低下的障礙作用尤為明顯。

4 結(jié)論與政策建議

選用包含效率分層在內(nèi)的超效率情景相依 DEA模型，并在生產(chǎn)函數(shù)中引入非期望產(chǎn)出，測算出 2015年河南省18個(gè)省轄市的能源環(huán)境效率，并選取T型關(guān)聯(lián)度進(jìn)一步分析其影響因素，結(jié)果表明，河南省的能源環(huán)境效率整體狀況水平較高，2015年河南省的能源環(huán)境效率的超效率DEA值平均達(dá)到1.05295。創(chuàng)新驅(qū)動、對外開放、所有制結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對能源環(huán)境效率呈正向驅(qū)動作用，信息化水平、政府影響力則對能源環(huán)境效率表現(xiàn)出負(fù)向制約作用。因此加大研發(fā)(R&D)經(jīng)費(fèi)支出、持續(xù)擴(kuò)大對外開放、優(yōu)化所有制結(jié)構(gòu)、提升新型城鎮(zhèn)化水平、推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級、深化產(chǎn)業(yè)融合、強(qiáng)化政府的節(jié)能減排調(diào)控力度、全面落實(shí)能源環(huán)境相關(guān)政策，就成為河南省提升能源環(huán)境效率的重要著力點(diǎn)。

河南省18個(gè)省轄市能源環(huán)境效率劃分為三個(gè)層次，對于第一層面的8個(gè)城市而言，既要相互之間進(jìn)行對比找差距，更要與東部先發(fā)地區(qū)看齊，要用發(fā)展的眼光看待能源環(huán)境效率發(fā)展，不應(yīng)滿足于現(xiàn)狀。對于第二層面的7個(gè)城市，要推行差異化發(fā)展戰(zhàn)略，對于經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較強(qiáng)的洛陽來說，要拉長環(huán)境優(yōu)化方面的短板，加大環(huán)境治理投入，在洛南新區(qū)的建設(shè)中注重“產(chǎn)城人”融合發(fā)展，協(xié)同推進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源節(jié)約與環(huán)境優(yōu)化；對于平頂山、信陽、駐馬店等傳統(tǒng)農(nóng)區(qū)城市，應(yīng)以建設(shè)黃淮生態(tài)經(jīng)濟(jì)功能區(qū)為抓手組團(tuán)發(fā)展，推進(jìn)新型工業(yè)化、新型城鎮(zhèn)化、信息化與綠色化協(xié)調(diào)發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)高端化步伐，完成由資源經(jīng)濟(jì)向綠色經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展；焦作要利用自身的資源優(yōu)勢，大力發(fā)展健康產(chǎn)業(yè)、休閑產(chǎn)業(yè)、體驗(yàn)旅游業(yè)等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，加快工業(yè)節(jié)能減排的步伐，由環(huán)境保護(hù)向生態(tài)資本運(yùn)營轉(zhuǎn)化，走生態(tài)資源資本化的發(fā)展路子，躍升能源環(huán)境效率；濮陽和三門峽等資源型城市要加大黑色經(jīng)濟(jì)向綠色經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型力度，構(gòu)建和完善科學(xué)開發(fā)、高效利用資源的動力機(jī)制，由資源供給地向綠色技術(shù)吸附地轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)追隨型經(jīng)濟(jì)向先導(dǎo)型經(jīng)濟(jì)跨越。對于第三層的傳統(tǒng)工業(yè)城市安陽與新鄉(xiāng)，應(yīng)加大技術(shù)升級改造投資，大力推行清潔生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的“節(jié)能、降耗、減污、增效”；對于商丘來說，要走信息化、綠色化、集約節(jié)約型的新型工業(yè)化道路，實(shí)現(xiàn)有傳統(tǒng)農(nóng)區(qū)向新型工業(yè)化城市轉(zhuǎn)型。

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Research on Energy Efficiency Evaluation and Its Driving Factors in Henan

TIAN Li
(Henan Institute of Technology, Xinxiang 453003, China)

This paper uses super-efficiency context-Dependent DEA model to calculate the energy environmental efficiency of 18 cities of Henan Province in 2015, and uses grey T's correlation degree to analyze the influence factors. The results showed that the energy environmental efficiency overall is in good condition in Henan province. The 18 cities are divided into 3 levels by the efficiency level, Zhengzhou, Kaifeng, Hebi,Xuchang, Luohe, Nanyang, Zhoukou and Jiyuan are located at the top of efficiency, while Anyang, Xinxiang and Shangqiu are located at the lowest level of efficiency. Innovation driven, opening up, ownership structure,urbanization level and industrial structure have significantly positive impacts on energy environmental efficiency.Information level and government influence have negative impacts on that. Finally, according to the research results, the policy optimization suggestions are put forward.

energy environmental efficiency; super-efficiency context-dependent DEA; grey T's correlation degree；driving factors; Henan Province

F205

A

1008–2093(2017)04–0029–06

2017-05-28

2017年度河南省科技廳軟科學(xué)項(xiàng)目“低碳約束下河南省物流產(chǎn)業(yè)效率評價(jià)及政策研究”（172400410087）

田麗（1974―），女，河南新鄉(xiāng)人，副教授，主要從事現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)與城市經(jīng)濟(jì)研究。

（責(zé)任編輯 楊文忠）