李艷清，黎瑩瑩，陳倫鑫，于鳳玲

（五邑大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，廣東 江門 529020）

基于全要素能源效率的區(qū)域節(jié)能潛力分析

李艷清，黎瑩瑩，陳倫鑫，于鳳玲

（五邑大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，廣東 江門 529020）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，節(jié)能減排工作已成為重中之重. 如何在節(jié)能減排工作中分析區(qū)域的節(jié)能潛力成為關(guān)鍵點. 本文基于全要素能源效率構(gòu)建不同節(jié)能目標下的動態(tài)評價模型評估節(jié)能潛力，并以我國各省市2010—2014年的實際數(shù)據(jù)做定性和定量分析，同時對我國不同區(qū)域進行橫向和縱向分析. 根據(jù)分析的結(jié)果，針對區(qū)域節(jié)能潛力的不同，提出了差別化的節(jié)能政策和節(jié)能目標，并從影響節(jié)能潛力的因素著手提出合理的建議.

節(jié)能潛力；全要素能源效率；數(shù)據(jù)包絡(luò)分析

如今能源消費量猛增，能源資源短板愈發(fā)凸顯，這在一定程度上制約了我國經(jīng)濟的發(fā)展. 如何在節(jié)能減排工作中評估分析節(jié)能潛力的范圍及分布對促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級非常必要. 國內(nèi)關(guān)于節(jié)能潛力評估的文獻非常有限，其中具有影響力的研究成果包括：尹晶晶等[1]對新疆能源消費強度空間的公平性進行分析并對該地區(qū)的節(jié)能潛力進行評估；邱碩等[2]利用LEAP模型分析陜西省節(jié)能以及溫室氣體減排潛力的情況；全敬娜[3]運用全要素能源效率對我國各省的制造業(yè)節(jié)能差異性進行分析；何曉萍[4]從工業(yè)角度出發(fā)考慮節(jié)能潛力；韓亞芬等[5]簡單地用統(tǒng)計方法測算我國“十一五”各省區(qū)節(jié)能潛力. 國外關(guān)于節(jié)能潛力的研究文獻大都出現(xiàn)在最近一兩年，其關(guān)于節(jié)能潛力的研究往往是從某一方面、某一技術(shù)過程或某一領(lǐng)域出發(fā)考慮的. 比如，Menyhart K等[6]從美國住宅建筑材料的選擇這一領(lǐng)域考慮節(jié)能潛力；Brodal E等[7]從研究碳捕獲和碳封存技術(shù)中核心一環(huán)（寒冷氣候地區(qū)CO2轉(zhuǎn)移技術(shù)）來考慮節(jié)能潛力. Moura P等[8]研究歐盟國家不間斷電源的節(jié)能潛力. 綜上所述，關(guān)于節(jié)能潛力，要么是針對某一技術(shù)領(lǐng)域或者某一方面具體的研究，或者是運用統(tǒng)計方法簡單測算，而對中國進行區(qū)域性研究的比較少見，因此，本文根據(jù)全要素能源效率構(gòu)建節(jié)能潛力模型，將其用于中國不同區(qū)域內(nèi)橫向和縱向節(jié)能潛力的研究與比較.

1 能源效率模型的構(gòu)建

1.1 DEA方法簡介

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA）基于數(shù)學(xué)線性規(guī)劃的思維對投入和產(chǎn)出要素進行系統(tǒng)分析，以測度多目標決策單元技術(shù)的有效性，是普遍用于評價效率的模型方法. 相比傳統(tǒng)方法，DEA模型分析方法可避免因主觀上對因素權(quán)重的不同而導(dǎo)致的誤差. 由于單要素能源效率[9]不能夠反映能源利用的基礎(chǔ)技術(shù)效率，所以本文利用能源的全要素效率[10]作進一步的研究.

1.2 DEA能源效率要素指標的選擇

在宏觀經(jīng)濟系統(tǒng)中，資本存量和勞動資源的投入量很大程度上決定了生產(chǎn)能力. 在能源效率分析中普遍以各區(qū)域國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）和能源消費量等實際數(shù)據(jù)分別代表產(chǎn)出和投入指標，本文的數(shù)據(jù)來源與說明如下：

1）產(chǎn)出指標，以各省市區(qū)當(dāng)年的GDP作為衡量產(chǎn)出指標的參考值，并剔除價格因素變動的影響.

2）投入指標

① 資本存量. 國內(nèi)關(guān)于測算資本存量的文獻很有限，綜合現(xiàn)有文獻和數(shù)據(jù)可得性，根據(jù)張軍等[11]的研究理論，對不同區(qū)域的物質(zhì)資本存量進行測算. 該方法對實際資本存量的測算相對貼近實際，具體方法如下：

式中，K代表資本存量，i、t分別代表第i個區(qū)域的第t年，δ表示資本折舊率，I代表投資.

② 勞動力資源. 因勞動力資源數(shù)據(jù)無法直接用勞動力投入代替，故本文在不考慮勞動力質(zhì)量差異的前提下，采用各省歷年年末從業(yè)職員數(shù)據(jù)作為衡量勞動力資源的標準數(shù)據(jù). 該系列數(shù)據(jù)均來自不同區(qū)域?qū)?yīng)年份的統(tǒng)計年鑒，缺失的數(shù)據(jù)用平均值代替.

③ 能源消費量. 忽略可再生能源的消耗量，以不同區(qū)域傳統(tǒng)能源耗費的一次能源或二次能源的總量來衡量. 數(shù)據(jù)基本來自不同區(qū)域?qū)?yīng)年份的統(tǒng)計年鑒，某些地域的數(shù)據(jù)不可得，則采用其統(tǒng)計年鑒提供的相關(guān)能源平衡表計算.

1.3 DEA能源效率及節(jié)能潛力模型的選擇

為了更準確地測算各區(qū)域的節(jié)能潛力，本研究在CRS模型的基礎(chǔ)上利用DEA方法分析能源效率. 在全要素能源效率（TFEE）理論框架下，分析能源消費量對產(chǎn)出效率的影響時，能源消費被當(dāng)作投入因素，即以盡可能少的投入獲得更多的有效產(chǎn)出. 此外，結(jié)合Rasche and Tatom的三要素模型，本文把將能源消費量并入生產(chǎn)函數(shù)中，可得：

式中，Y為有效產(chǎn)出，Xi為投入因素（可一種或多種），K為資本存量，L為勞動力資源，E為能源消耗總量.

本文采用TFEE測算我國各區(qū)域的節(jié)能潛力空間大小時，以各地區(qū)的最高水平作為節(jié)能潛力分析的基準值，即：

式中，EElocal代表的是某地域的全要素能源效率，EEmax則為某一地域的最高能源效率（設(shè)最高值1）.

如果第i個區(qū)域投入和產(chǎn)出的向量分別用xi和yi表示，用X和Y分別代表總地域的投入要素矩陣和單一地域的GDP產(chǎn)出矩陣，則測算第i個地區(qū)的能源效率如下：

其中，λ是一個n×1維的常向量.θ是表示效率指標值的標量，若某一區(qū)域的θ=1，則表示該區(qū)域在能效利用方面達到了國內(nèi)領(lǐng)先位置；若某一區(qū)域的θ＜1，則代表該區(qū)域在能效利用方面有進一步的提升空間.

基于以上解析，目標能源投入量可以通過DEA方法得出，結(jié)合實際能源投入量（AEI）和可節(jié)能量（LEI），即可得出某一地區(qū)的能源效率、可節(jié)能量和SPE（節(jié)能潛力）的關(guān)系：

該式的值越小，說明能源的損失越小，該區(qū)域的節(jié)能潛力也越小.

2 中國區(qū)域節(jié)能潛力實證分析

2.1 區(qū)域劃分

為分析各地域間能源效率的差別，本文選用傳統(tǒng)特點的地域劃分，把我國劃分為東、中、西部三大經(jīng)濟帶（因西藏能源數(shù)據(jù)缺失，以下討論不含西藏）. 具體劃分如表1所示.

表1 我國地理區(qū)域劃分

東部地區(qū)地理位置優(yōu)越，面臨海洋，擁有綿延曲折的海岸線，資源豐富，工業(yè)歷史悠久，技術(shù)力量較強，且地勢較為平緩，有良好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件.

中部地區(qū)處于我國內(nèi)陸，承東啟西，占我國國土面積的29.3%，重工業(yè)基礎(chǔ)相對較好，其金屬、非金屬礦產(chǎn)資源豐富，并擁有我國80%的煤炭儲量.

西部地區(qū)幅員遼闊，占全國總面積56.4%，地形錯綜復(fù)雜，大部分地區(qū)寒冷缺水，不適宜農(nóng)作物生長，但因其礦產(chǎn)資源豐富，具有很大的開發(fā)潛力.

2.2 區(qū)域全要素能源效率分析

基于上文的產(chǎn)出指標（GDP）和投入指標的具體數(shù)值，根據(jù)DEAP2.1的具體操作方法，經(jīng)測算可得出中國各區(qū)域在2010—2014年間的全要素能源效率的數(shù)據(jù)，具體如表2所示.

表2 2010—2014年全國的全要素能源效率

由表2可知：各區(qū)域的全要素能源效率數(shù)值差異較大，東部區(qū)域顯著高于中西部，總體呈現(xiàn)東一中一西的發(fā)展格局. 以2010年的數(shù)據(jù)為例，北京、廣東、上海三地的TFEE值均達到最高值1，說明該區(qū)域在產(chǎn)出既定的前提下，各投入要素數(shù)量配置合理、效率不存在損失. 但中西部的能源利用率水平整體較低，其中新疆最低，TFEE值僅為0.332，表明中西部地區(qū)能源利用效率均在前沿曲線的下方，沒有達到帕累托最優(yōu)，還有改進的空間. 一定程度上可以認為：能源效率與經(jīng)濟發(fā)展水平之間存在較強的正相關(guān)關(guān)系，即區(qū)域經(jīng)濟越發(fā)達，能源利用越合理，能源效率越高.

為了更直觀地分析2010—2014年間各區(qū)域TFEE值的差別，將東部、中部、西部三大區(qū)域TFEE值進行簡單加總?cè)∑骄?，通過測算，三大區(qū)域能源效率的變化曲線如圖1所示.

如圖1，總體上近年我國能源效率呈先上升后下降的趨勢. 以2012年為拐點，我國東部能源效率變化曲線比較平穩(wěn)，2012—2014年間下降了0.009；中部能源效率曲線與全國能源效率值的變化趨勢基本相同，2012—2014年下降了0.014；西部能源效率變化曲線波動幅度則比較大，2012—2014年下降了0.168，這與西部地區(qū)正處于工業(yè)化和城市化加速發(fā)展階段有關(guān)，同時表明西部地區(qū)對節(jié)能減排措施執(zhí)行力度不夠，需要因地制宜進一步強化落實政策法規(guī).

圖1 2010—2014年，中國東、中、西部區(qū)域平均全要素能源效率

此外，史丹[12]的研究結(jié)果表明，煤炭消費量占總能源消費量的比例與TFEE值呈一定的負相關(guān)關(guān)系. 因此，各區(qū)域應(yīng)從實際出發(fā)，制定符合本省的節(jié)能減排政策，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，逐步淘汰傳統(tǒng)高耗能能源，加快能源消費轉(zhuǎn)型，提高科學(xué)技術(shù)水平，使前沿曲線向效率更高處移動，整體提高經(jīng)濟的發(fā)展.

2.3 區(qū)域節(jié)能潛力分析

基于上文TFEE的測算數(shù)據(jù)，根據(jù)節(jié)能潛力的計算公式，可估算各區(qū)域節(jié)能潛力空間的大小，具體結(jié)果如表3所示.

表3 2010—2014年全國各區(qū)域節(jié)能潛力 %

（續(xù)表）

由表3結(jié)果，從各省份節(jié)能潛力角度分析，西部地區(qū)超過一半省份節(jié)能潛力高于50%，這與中西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展模式處于初步階段、節(jié)能潛力有較大的開發(fā)空間有關(guān). 從區(qū)域之間的差異來看，中西部比東部具有更高的節(jié)能潛力，這與我國的區(qū)域工業(yè)化進程狀況有較強關(guān)系，也表明節(jié)能潛力存在階段性，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不同，其能源效率也不可能趨同.

根據(jù)我國區(qū)域的發(fā)展實際，雖然中西部區(qū)域相比東部在理論上具有更大的節(jié)能潛力，但是這種潛力的釋放是個長期的過程，不僅需要國家的政策扶持，更需要引導(dǎo)市場秩序走向制度化. 而在短期能實現(xiàn)節(jié)能潛力的是目前能源效率已經(jīng)較高的東部區(qū)域.

3 節(jié)能潛力影響因素的計量分析

3.1 影響因素的確定與模型設(shè)定

區(qū)域節(jié)能潛力的影響因素很多，結(jié)合我國經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r，本文選定以下影響因素：技術(shù)進步（TC）、市場開放程度（MO）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（IS）、政府干預(yù)程度（Gov），并建立以下回歸模型：

其中，ECP為節(jié)能潛力，i、t分別表示各省際及其相應(yīng)年份，β為待估參數(shù)，εi,t為隨機誤差項.

回歸模型截取變量取值容易導(dǎo)致分析結(jié)果出現(xiàn)偏差，本文將運用Tobit模型對數(shù)據(jù)進行檢驗.Tobit模型如下：

其中i=1,2,3…，σ為尺度參數(shù)，需要同參數(shù)β一同估計.

3.2 影響因素計量結(jié)果分析

本文利用Eviews7.2軟件中的Tobit回歸模型檢驗節(jié)能潛力影響因素，并參照《高級計量經(jīng)濟學(xué)及stata應(yīng)用》中模型的選擇方法進行分析，結(jié)果如表4所示.

表4 面板回歸結(jié)果

從面板回歸結(jié)果可以得出：

1）政府干預(yù)程度通過5%水平的顯著性檢驗，對節(jié)能潛力產(chǎn)生正向影響. 因此，可通過政府政策及增大財政投入有效提高區(qū)域經(jīng)濟水平，優(yōu)化資源配置，實現(xiàn)國家節(jié)能減排指標.

2）技術(shù)進步對節(jié)能潛力開發(fā)產(chǎn)生積極的影響. 技術(shù)水平的提高、新技術(shù)的傳播與擴散為能源利用效率的提高和生產(chǎn)環(huán)境的改善提供了條件，并使之獲得了更大的節(jié)能空間.

3）市場開放程度對節(jié)能潛力產(chǎn)生積極影響，但系數(shù)不顯著. 通過優(yōu)化市場機制，引入先進技術(shù)和適度的競爭，可激發(fā)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)革新、提升能源利用效率、降低生產(chǎn)成本.

4）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對節(jié)能潛力的影響是消極的. 中國經(jīng)濟增長長期依賴煤炭、石油等不可再生能源，大量的粗放型經(jīng)濟增長模式可能導(dǎo)致能源消費的低效率. 一般來說，高耗能行業(yè)在區(qū)域經(jīng)濟中所占比例越高，對提升能源效率水平越不利.

4 區(qū)域節(jié)能減排的對策建議

國家應(yīng)考慮各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的實際情況和階段性特征，制定適合各地區(qū)的差別化節(jié)能方案.

1）實行差別化的節(jié)能政策措施

東部地區(qū)具備提高能源效率的外在條件，可以引入綠色科技型外資，提高節(jié)能技術(shù)研發(fā)投入，統(tǒng)籌支持企業(yè)升級改造. 而中西部則應(yīng)注重高新能效技術(shù)的研發(fā)和推廣. 同時政府加強財政資金引導(dǎo)，推進淘汰落后產(chǎn)能的工作，大力發(fā)展當(dāng)?shù)鼐哂袃?yōu)勢的特色經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè).

2）實行差別化的產(chǎn)業(yè)準入標準

對于長三角、京津冀、珠三角等東部發(fā)達地區(qū)，國家應(yīng)嚴格其產(chǎn)業(yè)準入標準，引導(dǎo)企業(yè)向自主創(chuàng)新、綠色環(huán)保方向發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)升級的進程；而對于仍處于工業(yè)化發(fā)展初中期的部分西部地區(qū)，在符合標準的前提下，國家可適當(dāng)放寬這些區(qū)域的產(chǎn)業(yè)準入標準，鼓勵其培育新的經(jīng)濟增長點.

3）實行差別化的節(jié)能目標管理

國家應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)發(fā)展的差異，考慮各地現(xiàn)實節(jié)能潛力以及經(jīng)濟發(fā)展、工業(yè)化等情況，制定實施差別化的區(qū)域節(jié)能指標. 雖然我國中西部區(qū)域在理論上比東部更具節(jié)能潛力，但在短期能釋放較大節(jié)能潛力的反而是能源效率較高的東部區(qū)域. 因此在制定節(jié)能指標時，中西部的短期節(jié)能目標應(yīng)不高于東部地區(qū).

鑒于各地區(qū)經(jīng)濟情況、產(chǎn)業(yè)構(gòu)成和政府影響力的差別，從節(jié)能潛力影響因素方面做好以下工作：

1）加大市場開放力度，提高市場化水平，以此吸引外資及優(yōu)質(zhì)外企進入中國市場，加強工業(yè)領(lǐng)域企業(yè)間的公平競爭，為能源效率提高創(chuàng)造良好的市場競爭氛圍. 推進市場化改革，進一步完善市場競爭機制，實現(xiàn)資源配置的最優(yōu). 通過合理的市場價格體系，逐步實現(xiàn)要素市場一體化，使能源價格回歸理性. 積極利用能源市場供需關(guān)系，實現(xiàn)能源資源要素區(qū)域間的自由流動，達到能源資源的有效利用.

2）加大研發(fā)經(jīng)費投入，積極革新技術(shù)，鼓勵技術(shù)研發(fā)，增強自主創(chuàng)新能力. 積極推廣高效新技術(shù)，淘汰能源效率低、耗能高的工藝技術(shù)與設(shè)備，提升產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平. 培養(yǎng)專業(yè)人才，增強智力支撐. 一方面，推進人才制度改革，建立柔性化引才機制，吸引人才；另一方面，加強校企合作，推行“雙元制”職業(yè)教育，培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才隊伍.

3）調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu). 東、中、西部地區(qū)具有不同的發(fā)展階段特征，對中西部地區(qū)，要嚴格把控高耗能項目的審批數(shù)量，鼓勵發(fā)展新型低碳產(chǎn)業(yè)，有選擇地淘汰低效高耗產(chǎn)業(yè)；東部地區(qū)的省份應(yīng)該加大資金向創(chuàng)新型、節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，推動產(chǎn)業(yè)向資本密集型發(fā)展. 加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，逐步改變以煤炭為主的消費結(jié)構(gòu)，采用清潔化生產(chǎn)模式，堅持能源品種的多元化，積極開展新能源和可再生能源的研究，以便更好地開展節(jié)能工作、實現(xiàn)節(jié)能目標.

[1] 尹晶晶，楊德剛，霍金煒，等. 新疆能源消費強度空間公平性分析及節(jié)能潛力評估[J]. 資源科學(xué)，2013,35(11)∶ 2151-2157.

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[責(zé)任編輯：熊玉濤]

An Analysis of Regional Energy-saving Potential Based on Total-factor Energy Efficiency

LI Yan-qing, LI Ying-ying, CHEN Lun-xin, YU Feng-ling
(School of Economics & Management, Wu Yi University, Jiangmen 529020, China)

With the development of the society and the economy, energy-saving and emissions reductions have become a top priority. Analyzing the energy-saving potential in the energy-saving and emission reduction efforts has become crucial. Based on the total-factor energy efficiency, a dynamic evaluation model was built under different energy-saving targets. Using this model, we assessed energy-saving potential in various provinces and cities in China through qualitative and quantitative analyses of the actual data from 2010 to 2014. We also conducted horizontal and vertical analyses of different regions in China. Based on the analysis results and in light of the differences in energy-saving potentials of different regions, we proposed differentiated policies and energy-saving goals and some rational suggestions.

energy-saving potential; total factor energy efficiency; DEA

F205

A

1006-7302（2017）04-0016-08

2017-06-17

國家統(tǒng)計局全國統(tǒng)計科學(xué)研究項目（2015LY02）；廣東省哲學(xué)社會科學(xué)“十三五”規(guī)劃2016年度學(xué)科共建項目（GD16XYJ131）；廣東省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（201611349046）；江門市基礎(chǔ)與理論科學(xué)研究類科技計劃項目（2015003）；五邑大學(xué)博士啟動項目（2015BS01）

李艷清（1996—），女，廣東湛江人，在讀本科生，研究方向為管理科學(xué)與工程；于鳳玲，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，通信作者，主要研究方向為資源經(jīng)濟學(xué)及金融經(jīng)濟學(xué).