王保忠,劉 陽(yáng)

(西安工程大學(xué) 管理學(xué)院,陜西 西安 710048)

1 引言

“新絲綢之路”作為復(fù)興古絲綢之路的一種戰(zhàn)略構(gòu)想,以新亞歐大陸橋?yàn)檩d體,是東起中國(guó)的江蘇連云港市和山東日照市等橋頭堡群,西到荷蘭鹿特丹港口、比利時(shí)的安特衛(wèi)普等港口的鐵路聯(lián)運(yùn)線,一頭連著繁榮的東亞經(jīng)濟(jì)圈,一頭系著發(fā)達(dá)的歐洲經(jīng)濟(jì)圈。絲綢之路通道雖然擁有豐富的礦產(chǎn)資源和能源資源,但是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平卻與兩端的經(jīng)濟(jì)圈落差巨大,諸多原因形成了中國(guó)西部與中亞地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)凹陷帶。能源合作與能源一體化是“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”陷入快速增長(zhǎng)與生態(tài)約束強(qiáng)化的兩難困境。

為了擺脫困境,同時(shí)又不阻礙經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),提高能源使用效率受到沿線各級(jí)政府和企業(yè)的重視和關(guān)注。本文以絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶(中國(guó)段)各主要城市的能源使用效率為研究對(duì)象,重點(diǎn)考察環(huán)境約束下中國(guó)段各城市能源效率的變動(dòng)趨勢(shì)及其影響因素,旨在為各城市提升能源利用效率、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展提出有價(jià)值的研究結(jié)論和政策建議。

2 文獻(xiàn)綜述

我國(guó)能源供求矛盾日趨凸顯,能源利用效率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大,各省區(qū)市之間能源效率也存在顯著差異,環(huán)境污染問(wèn)題不容樂(lè)觀。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究主要圍繞兩條主線展開(kāi):一是不考慮資本、勞動(dòng)力等其他投入要素影響的單要素能源效率。史丹研究了我國(guó)能源效率的地區(qū)差異,認(rèn)為東南沿海地區(qū)能源效率較高,能源富集區(qū)大多數(shù)是能源效率較低的區(qū)域;Hua L等對(duì)我國(guó)1997—2006年的能源強(qiáng)度進(jìn)行了研究,認(rèn)為重化工等高能耗行業(yè)比重過(guò)快增長(zhǎng)是能源強(qiáng)度提高的主要原因;曾勝等研究認(rèn)為我國(guó)能源規(guī)模效率正處在高位波動(dòng)運(yùn)行,能源總量規(guī)模投入已接近能源最優(yōu)規(guī)模,能源效率較低的原因是能源技術(shù)效率水平低下。二是考察多投入—多產(chǎn)出的全要素能源效率研究。Hu、Wang的研究指出,中國(guó)區(qū)域能源效率水平整體較低,改善潛力較大,但各地區(qū)之間差異明顯;袁曉玲等研究認(rèn)為,全要素能源效率、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、資源稟賦變量等呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān),與能源價(jià)格因素呈現(xiàn)弱正相關(guān)關(guān)系;李蘭冰對(duì)我國(guó)省級(jí)區(qū)域能源效率進(jìn)行了測(cè)算,結(jié)果表明我國(guó)的全要素能源效率總體上仍處于較低水平,管理無(wú)效率和環(huán)境無(wú)效率是能源低效的共同成因;張偉等以長(zhǎng)三角都市圈15個(gè)城市為研究對(duì)象,測(cè)算了各城市間能源效率及其影響因素;程元棟運(yùn)用DEA模型測(cè)算了中國(guó)的全要素能源效率,結(jié)果表明我國(guó)全要素能源效率整體偏低,與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)呈負(fù)相關(guān),與其他因素呈正相關(guān),受教育水平對(duì)能源效率提高的貢獻(xiàn)率最大;李強(qiáng)等、黃永春、宋煒、楊愷鈞等分別從不同側(cè)面研究了我國(guó)省際全要素能源效率。

現(xiàn)有能源效率問(wèn)題的研究文獻(xiàn)仍存在著以下不足之處:①研究方法上,許多學(xué)者偏好于傳統(tǒng)DEA方法,對(duì)非合意的污染壞產(chǎn)出考慮不足或不當(dāng)處理,使能源效率的估計(jì)有偏。Chung等構(gòu)建了一種新的環(huán)境DDF模型(Directional Distance Function,DDF),該模型能合理地模擬環(huán)境污染壞產(chǎn)出的有害影響,將污染這種壞產(chǎn)出納入效率分析框架之中,這為國(guó)內(nèi)相關(guān)研究奠定了十分重要的基礎(chǔ)。②國(guó)內(nèi)現(xiàn)有文獻(xiàn)多集中于我國(guó)和省際層面的全要素能源效率研究,針對(duì)一個(gè)經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)或城市群層面的能源效率研究很少。

本文主要從以下兩個(gè)方面拓展了現(xiàn)有的研究:一是運(yùn)用基于CCR視角下DEA的方向性距離函數(shù)測(cè)算環(huán)境約束下的各城市間全要素能源效率;二是選取絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶(中國(guó)段)沿線城市作為具體研究對(duì)象,對(duì)其全要素能源效率與影響因素進(jìn)行了實(shí)證分析。

3 研究方法

本文采用“多投入—多產(chǎn)出”的DEA模型,以Fare等提出的環(huán)境生產(chǎn)函數(shù)和Chung等提出的方向性距離函數(shù)為基礎(chǔ),將環(huán)境污染作為壞產(chǎn)出并入生產(chǎn)理論,將傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)擴(kuò)展為環(huán)境生產(chǎn)技術(shù),考察環(huán)境約束下的新亞歐大陸橋經(jīng)濟(jì)帶全要素能源效率的變動(dòng)趨勢(shì)及其影響因素。

3.1 環(huán)境技術(shù)

(1)

(2)

3.2 考慮環(huán)境約束的全要素能源效率

為了考察環(huán)境規(guī)制下的能源效率,本文引入方向性距離函數(shù)作為絲綢之路城市經(jīng)濟(jì)帶環(huán)境方向性的產(chǎn)出距離函數(shù),達(dá)到在擴(kuò)大好產(chǎn)出的同時(shí)又能減少壞產(chǎn)出的目的。從圖1可見(jiàn),絲綢之路城市經(jīng)濟(jì)帶環(huán)境方向性產(chǎn)出距離函數(shù)可沿著ABC方向同時(shí)擬合出好產(chǎn)出增加和壞產(chǎn)出減少的行為,這與傳統(tǒng)環(huán)境生產(chǎn)函數(shù)中兩者同比例增加顯著不同。參照Luenberger提出的短缺函數(shù)(SF)和Chung等提出的方向距離函數(shù)(DDF)構(gòu)造絲綢之路城市經(jīng)濟(jì)帶環(huán)境方向性產(chǎn)出距離函數(shù):

(3)

圖1 方向性環(huán)境產(chǎn)出距離函數(shù)

(4)

(5)

3.3 曼奎斯特-魯恩博格(M-L)生產(chǎn)率指數(shù)

本文設(shè)定的環(huán)境方向性距離函數(shù)模擬了17個(gè)城市好產(chǎn)出增加和壞產(chǎn)出減少的行為,因此可基于該模型構(gòu)建M-L生產(chǎn)率指數(shù)來(lái)度量能源使用和環(huán)境約束因素后17個(gè)城市的環(huán)境全要素能源效率增長(zhǎng)率,這樣可進(jìn)一步可將其分解為技術(shù)效率增長(zhǎng)率和技術(shù)進(jìn)步增長(zhǎng)率兩大部分。借助Chung等定義的t期和(t+1)期的曼奎斯特—魯恩博格生產(chǎn)率指數(shù)(MLPI)可設(shè)定環(huán)境全要素能源效率增長(zhǎng)率MLEIt,t+1(從略,可參見(jiàn)陳詩(shī)一[19])。全要素能源效率增長(zhǎng)率MLEI指數(shù)又可被分解為技術(shù)效率變化(MLECH)與技術(shù)進(jìn)步變化(MLTCH)的連乘積,即MLEIt,t+1=MLECHt,t+1·MLTCHt,t+1。

根據(jù)本文選取的規(guī)模報(bào)酬不變的DEA模型,技術(shù)效率變化(MLECH)測(cè)度了從時(shí)期t到時(shí)期(t+1)經(jīng)濟(jì)帶上每個(gè)城市到前沿生產(chǎn)面的追趕程度;技術(shù)進(jìn)步變化(MLTCH)測(cè)度了每個(gè)城市技術(shù)邊界從時(shí)期t到時(shí)期(t+1)的移動(dòng)程度。如果MLEI>1,說(shuō)明全要素能源效率跨期得到了提高;如果MLEI<1,說(shuō)明能源效率負(fù)增長(zhǎng)。如果MLECH的值大于1,表明城市后期比前期更靠近生產(chǎn)前沿,存在追趕效應(yīng);如果MIECH值小于1,說(shuō)明城市隨時(shí)間推移越來(lái)越落后于技術(shù)前沿。對(duì)MLTCH的含義,如果其值大于1,表明生產(chǎn)可能性前沿沿著更多好產(chǎn)出、更少壞產(chǎn)出的方向移動(dòng);如果其值小于1,表明生產(chǎn)前沿沿著較少好產(chǎn)出、較多壞產(chǎn)出方向移動(dòng);如果生產(chǎn)邊界沒(méi)有移動(dòng),則值等于1。依照模型(2)—(3),在考慮環(huán)境約束和無(wú)環(huán)境約束的每種情形下,全要素能源效率變化的計(jì)算需要求解四個(gè)方向性距離函數(shù)的線性規(guī)劃模型。本文采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的當(dāng)期DEA方法計(jì)算絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市2000—2014年全要素能源效率指數(shù)、技術(shù)效率變化指數(shù)與技術(shù)進(jìn)步指數(shù)。

4 變量設(shè)定與數(shù)據(jù)說(shuō)明

基于本文的研究目的,我們選取“絲綢之路”中國(guó)段沿線從東向西17個(gè)代表性城市(日照、濟(jì)南、鄭州、洛陽(yáng)、三門峽、渭南、西安、咸陽(yáng)、寶雞、天水、蘭州、銀川、西寧、武威、張掖、烏魯木齊)作為樣本。本文采用面板數(shù)據(jù)模型,樣本期間為2000—2014年。同時(shí)，假定生產(chǎn)過(guò)程中的投入要素有資本存量、勞動(dòng)力、能源,產(chǎn)出由好產(chǎn)出(GDP)和壞產(chǎn)出(污染排放)組成:①資本存量。借鑒張軍對(duì)我國(guó)資本存量估計(jì)的結(jié)果,本文選取固定資本形成總額作為每一個(gè)城市的當(dāng)年投資,以各個(gè)城市每年固定資產(chǎn)投資指數(shù)和當(dāng)年固定資產(chǎn)形成總額為基礎(chǔ),折算得到以2012年為不變價(jià)格的各個(gè)城市的實(shí)際投資序列數(shù)據(jù)。本文以絲綢之路中國(guó)段沿線17個(gè)城市2000—2014年的投資序列數(shù)據(jù),并按照Fare等的方法,通過(guò)對(duì)17個(gè)城市投資序列數(shù)據(jù)的對(duì)數(shù)與時(shí)間回歸,模擬出2000—2014年的投資序列數(shù)據(jù)。計(jì)算資本存量的數(shù)據(jù)來(lái)自于絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市2001—2015年的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。②勞動(dòng)力投入。本文采用常用的從業(yè)人數(shù)來(lái)代替勞動(dòng)力投入。本文從業(yè)人數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)自絲綢之路中國(guó)段沿線17個(gè)城市2001—2015年的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。③能源投入。使用各個(gè)城市每年的能源消耗量作為能源投入,文中的煤炭消費(fèi)量排除了煤炭中用于生產(chǎn)二次能源的數(shù)量。能源消費(fèi)的數(shù)據(jù)大部分來(lái)自于各個(gè)城市相應(yīng)年份的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。④好產(chǎn)出(GDP)。好產(chǎn)出以絲綢之路中國(guó)段沿線17個(gè)城市每年的GDP(國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值)表示。各個(gè)城市每年的GDP采用的是以2012年不變價(jià)格計(jì)算的實(shí)際GDP,原始數(shù)據(jù)來(lái)源于2001—2015年絲綢之路中國(guó)段沿線17個(gè)城市歷年的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。⑤壞產(chǎn)出(污染排放)。對(duì)壞產(chǎn)出(非合意產(chǎn)出),國(guó)內(nèi)外學(xué)者有不同的選擇。本文研究的是能源消費(fèi)對(duì)環(huán)境的影響,由于能源消費(fèi)的污染主要是大氣污染,結(jié)合研究的目的和相關(guān)數(shù)據(jù)的可獲得性,選取了17個(gè)城市2000—2014年工業(yè)廢氣排放量指標(biāo)作為污染排放的衡量指標(biāo)。17個(gè)城市2001—2015年的污染排放原始數(shù)據(jù)來(lái)源于各個(gè)城市相應(yīng)年份的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

5 實(shí)證結(jié)果分析

本文構(gòu)造了17個(gè)城市每年環(huán)境約束下的最佳生產(chǎn)邊界,將每個(gè)城市環(huán)境約束下的最優(yōu)生產(chǎn)效率與邊界進(jìn)行比較。本文選用基于投入導(dǎo)向的規(guī)模報(bào)酬不變的DEA模型(CCR-DEA),以各城市每年的資本存量、勞動(dòng)力與能源消耗為投入變量,每年的GDP為好產(chǎn)出變量,廢氣排放量指標(biāo)為壞產(chǎn)出變量,運(yùn)用EMS1.3軟件計(jì)算并分析17個(gè)城市環(huán)境全要素能源效率,這里的環(huán)境全要素能源效率是基于超效率DEA模型。

為了全面地分析17個(gè)城市中每個(gè)城市的環(huán)境全要素能源效率的變化趨勢(shì)及其根源,本文根據(jù)每個(gè)城市逐年無(wú)環(huán)境約束和環(huán)境約束兩種情形分析每個(gè)城市的全要素能源效率、全要素能源效率指數(shù)及其成分變化的結(jié)果。

5.1 無(wú)環(huán)境約束下的全要素能源效率

在此情形下,本文將不考慮環(huán)境污染對(duì)全要素能源效率的影響,僅考慮資本、勞動(dòng)力和能源的投入及GDP產(chǎn)出；再運(yùn)用EMS(1.3)軟件,計(jì)算得到絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市2000—2014年的能源效率(表1)。

表1 絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市無(wú)環(huán)境約束下全要素能源效率(2000—2014年)

注:根據(jù)本文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),運(yùn)用EMS(1.3)軟件計(jì)算得到。

由表1分析可知,絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市2000—2014年全要素能源效率呈現(xiàn)出以下變動(dòng)特征:①天水和蘭州的能源效率最高,在2000—2014年處于前沿線上。烏魯木齊、張掖、武威、洛陽(yáng)、濟(jì)南等城市在考察期間也有部分年份處于前沿線上,能源效率較低的城市有西寧、銀川、咸陽(yáng)、渭南、三門峽,期間它們的能源效率平均值不超過(guò)0.8。②根據(jù)能源效率的變化趨勢(shì)來(lái)看,17個(gè)城市中大部分城市的能源效率在2000—2007年處于穩(wěn)中有升階段,2007—014年呈現(xiàn)出兩種趨勢(shì)。即一部分以蘭州、西安、濟(jì)南、烏魯木齊、鄭州為代表的能源效率遞增的趨勢(shì)，另一部分以渭南、商丘等為代表的能源效率降低的趨勢(shì)。其中,一個(gè)規(guī)律性的現(xiàn)象是出現(xiàn)效率提升趨勢(shì)的城市多是省會(huì)城市,而效率降低的城市都是非省會(huì)城市。這初步說(shuō)明,省會(huì)大城市在能源利用方面比中小城市具有一定優(yōu)勢(shì)。從表1可見(jiàn)，17個(gè)城市中除個(gè)別城市外,能源效率值未呈現(xiàn)出明顯收斂的特征趨勢(shì)。同時(shí),除個(gè)別特殊年份外,樣本城市總體上能源效率值處于前沿面的城市數(shù)量呈上升趨勢(shì)。

5.2 環(huán)境約束下的全要素能源效率

在這種情況下,就要考慮環(huán)境污染對(duì)全要素能源效率的影響，考慮資本、勞動(dòng)力與能源的投入與好產(chǎn)出GDP和壞產(chǎn)出的環(huán)境污染。因此，運(yùn)用EMS(1.3)軟件,計(jì)算得到絲綢之路中國(guó)段沿線17個(gè)城市2000—2011年的能源效率,見(jiàn)表2。

表2 絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市環(huán)境約束下全要素能源效率(2000—2014年)

從表2分析可知,環(huán)境約束下絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市2000—2014年全要素能源效率變動(dòng)呈現(xiàn)以下規(guī)律特征:①在研究期間,始終處于前沿線上的城市除了蘭州和天水外,增加了張掖。能源效率較低的分別是寶雞、咸陽(yáng)、渭南、三門峽、洛陽(yáng)、鄭州、商丘,它們的能源效率平均值低于1。②從能源效率的變化趨勢(shì)看,在環(huán)境約束下17個(gè)樣本城市的能源效率變化趨勢(shì)更加復(fù)雜。2000—2007年基本呈現(xiàn)出一個(gè)收斂的趨勢(shì),2007—2014年出現(xiàn)遞增和遞減兩種趨勢(shì)。即以蘭州、西安為代表的能效遞增俱樂(lè)部與無(wú)環(huán)境約束情形相比,遞增俱樂(lè)部中增加了個(gè)別非省會(huì)城市,如張掖,而烏魯木齊在這一期間呈現(xiàn)出能源效率遞減趨勢(shì)。能源效率遞減俱樂(lè)部仍然大多是非省會(huì)中的小城市。③城市之間的能源效率存在較大的差異,具有較高的節(jié)能潛力。對(duì)一直處于前沿面上的蘭州和天水,研究期間的能源效率值呈現(xiàn)出一升一降趨勢(shì),蘭州的能源效率值從1.14上升到2.51,天水從2.13下降到1.09,烏魯木齊從1.94下降到0.8,這些城市的能源效率提升空間不大;對(duì)全部17個(gè)城市而論,研究期間能源效率值的標(biāo)準(zhǔn)差為0.4763,波動(dòng)幅度大。即能源效率值在城市之間的個(gè)體差異大,能源效率提升還有一定空間。所以,對(duì)比處于前沿面上城市和不處于前沿面上的城市能源效率值的變動(dòng)趨勢(shì)可見(jiàn),提升絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市能源效率的重點(diǎn)仍在于那些能源效率低的城市,如西寧、銀川、三門峽、商丘、寶雞、咸陽(yáng)、洛陽(yáng),它們還有較大的提升空間。

5.3 曼奎斯特—魯恩博格生產(chǎn)率指數(shù)(MLPI)

運(yùn)用DEAP2.1和EMS(1.3)軟件,本文計(jì)算了絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市2000—2014年曼奎斯特—魯恩博格生產(chǎn)率指數(shù)(MLPI),結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3計(jì)算結(jié)果可見(jiàn):①在無(wú)環(huán)境約束下,絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市全要素能源效率增長(zhǎng)率大幅度提高,最低提升幅度為張掖的2.6%,最高的西安達(dá)到16%,全部17個(gè)城市平均提升10.9%。從平均意義看,全要素能源效率增長(zhǎng)由11.6%的技術(shù)進(jìn)步推動(dòng),而效率變化的推動(dòng)影響為負(fù)值-0.006。這說(shuō)明在無(wú)環(huán)境約束情形下,全要素能源效率的提升主要來(lái)自于技術(shù)進(jìn)步而非效率提升。②在環(huán)境約束情形下,絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市的全要素能源效率增長(zhǎng)率平均值為0.6%,明顯低于無(wú)環(huán)境約束情形下的全要素能源效率增長(zhǎng)率。從平均意義上看,全要素能源效率增長(zhǎng)主要由2.7%的技術(shù)進(jìn)步推動(dòng),而效率變化的推動(dòng)影響為負(fù)值-0.021，說(shuō)明在無(wú)環(huán)境約束情形下,全要素能源效率的提升仍然主要來(lái)自于技術(shù)進(jìn)步而非效率提升。這說(shuō)明資源的過(guò)度使用與環(huán)境污染阻礙了絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市全要素能源效率的增長(zhǎng),對(duì)全要素能源效率造成損失。技術(shù)進(jìn)步是全要素能源效率提升的主要?jiǎng)恿?未來(lái)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶17個(gè)城市的全要素能源效率在技術(shù)效率方面仍有較大提升空間。

表3 2000—2014年絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶全要素能源效率增長(zhǎng)率分解

6 全要素能源效率影響因素的計(jì)量分析

通過(guò)分析各城市全要素能源效率和全要素能源效率指數(shù)的影響因素,有助于我們更好地理解在經(jīng)濟(jì)帶城市鏈經(jīng)濟(jì)聯(lián)系較緊密的區(qū)域中,經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源消費(fèi)與環(huán)境污染三者之間的關(guān)系和作用機(jī)理,并在此基礎(chǔ)上來(lái)尋找實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的可行路徑,達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源效率提高和環(huán)境污染強(qiáng)度降低的多贏結(jié)果。

6.1 變量與數(shù)據(jù)說(shuō)明

主要是:①經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與能源利用效率高度相關(guān),它是影響環(huán)境全要素生產(chǎn)率的重要因素。本文對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平采用不變價(jià)人均GDP的對(duì)數(shù)(ln(pergdp))表示。②生產(chǎn)要素稟賦水平。資本、勞動(dòng)力和能源是一個(gè)地區(qū)基本的生產(chǎn)要素,決定了一個(gè)地區(qū)生產(chǎn)率的高低。本文采用資本/勞動(dòng)比的對(duì)數(shù)(percapital=LN(K/L))和人均能源使用量(perenergy)表示各個(gè)城市的生產(chǎn)要素稟賦水平。③產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。本文對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)采用各個(gè)城市第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值占GDP的份額(indusstr)表示。④能源結(jié)構(gòu)。采用各個(gè)城市中煤炭在能源終端消費(fèi)中的占比表示能源結(jié)構(gòu)。⑤技術(shù)進(jìn)步率與技術(shù)效率增長(zhǎng)率。本文以研究的初始年2000年為基準(zhǔn),分別計(jì)算相對(duì)于2000年的累積技術(shù)進(jìn)步增長(zhǎng)率techcumu和累積技術(shù)效率增長(zhǎng)率effchcumu,并用techcumu和effchcumu表示技術(shù)進(jìn)步率和技術(shù)效率增長(zhǎng)率。

人均GDP(pergdp)、人均資本(percapital)、人均能源消費(fèi)(perenergy)、第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值占GDP的份額(indusstr)、能源結(jié)構(gòu)(energystr)數(shù)據(jù)來(lái)自于17個(gè)城市2001—2015年的《統(tǒng)計(jì)年鑒》,以2011年不變價(jià)進(jìn)行計(jì)算，而技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率來(lái)源于第四部分的計(jì)算。

6.2 計(jì)量模型

本文采用面板數(shù)據(jù)計(jì)量模型進(jìn)行回歸,模型構(gòu)建為:

EEi,t=α+β1ln(pergdpi,t)+β2ln(percapitali,t)+β3perenergyi,t+β4industri,t+β5energystri,t+β6effchcumui,t+β7techcumui,t+εi,t

(5)

式中,EEi,t表示全要素能源效率(被解釋變量),分為無(wú)環(huán)境約束和環(huán)境約束兩種情況；ln(pergdpi,t)、ln(percapitali,t)、perenergyi,t、industri,t、energystri,t、 effchcumui,t、techcumui,t分別表示影響全要素能源效率的因素(解釋變量)，其中i、t分別表示不同時(shí)期不同城市的對(duì)應(yīng)值;βk為被估計(jì)參數(shù);εi,t為隨機(jī)誤差項(xiàng),服從正態(tài)分布。為了減少誤差項(xiàng)中存在的異方差性和序列自相關(guān)性的影響,本文運(yùn)用可行廣義的最小二乘法(GLS)對(duì)模型(4)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。

表4給出了方程(4)中17個(gè)城市2000—2014年全要素能源效率及其影響因素進(jìn)行回歸所得到的解釋變量系數(shù)估計(jì)值?；貧w分為無(wú)環(huán)境約束和環(huán)境約束兩種情況進(jìn)行,并且在每一種情況下都給出了固定效應(yīng)(FE)和隨機(jī)效應(yīng)(RE)兩種情況下的回歸結(jié)果。從Hausman檢驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看,在無(wú)環(huán)境約束和環(huán)境約束兩種情況下全要素能源效率的回歸分析應(yīng)當(dāng)選擇固定效應(yīng)模型。此外,由于在M-L指數(shù)計(jì)算中ML=effch×tech,所以盡管在方程(4)回歸模型中用累積值effchcumu和techcumu作為解釋變量,回歸模型還可能存在多重共線性的問(wèn)題。因此,我們進(jìn)行了多重共線性檢驗(yàn),經(jīng)檢驗(yàn)解釋變量之間的相關(guān)系數(shù)都小于0.4,變量之間存在多重共線性的可能性較小。

表4 全要素能源效率影響因素的計(jì)量分析

注:*****表示估計(jì)系數(shù)在1%水平上顯著；***表示估計(jì)系數(shù)在10%水平上顯著；**表示估計(jì)系數(shù)在20%水平上顯著；*表示估計(jì)系數(shù)在50%水平上顯著。括號(hào)內(nèi)為基于標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算的t統(tǒng)計(jì)量。所有系數(shù)的計(jì)算和檢驗(yàn)借助Eviews 6.0完成。

6.3 解釋變量的內(nèi)生性問(wèn)題

本文分析的內(nèi)生性問(wèn)題來(lái)源于兩方面:一是模型設(shè)定偏誤,即由遺漏變量引起的。為了解決因遺漏變量引起的內(nèi)生性問(wèn)題,可利用面板數(shù)據(jù)的固定效應(yīng)模型剔除不可觀測(cè)因素引起的偏誤;二是因變量全要素能源效率與解釋變量雙向交互影響。本文將所有內(nèi)生變量的滯后一期作為工具變量?；诠潭ㄐ?yīng)模型,運(yùn)用兩階段估計(jì)方法(2SLS)進(jìn)行回歸,結(jié)果見(jiàn)表4。

6.4 計(jì)量結(jié)果分析

在無(wú)環(huán)境約束下,人均GDP對(duì)能源效率有顯著的正影響,但人均資本存量、人均能源使用量對(duì)能源效率有顯著的負(fù)影響;工業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、累積的技術(shù)效率、技術(shù)進(jìn)步的增長(zhǎng)率均對(duì)能源效率沒(méi)有顯著的正或負(fù)影響。表明在無(wú)環(huán)境約束下,決定絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶(中國(guó)段)城市鏈能源效率的主要因素是人均能源使用量、人均GDP、人均資本存量三個(gè)因素?？傮w上,這是由絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶城市鏈經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段和工業(yè)化發(fā)展水平?jīng)Q定的。此外,技術(shù)進(jìn)步程度、技術(shù)效率、工業(yè)結(jié)構(gòu)等因素對(duì)能源效率影響并不顯著,表明絲路經(jīng)濟(jì)帶城市鏈能源效率的提升主要源泉不在于技術(shù)效率和技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng),而在于能源消費(fèi)總量的節(jié)約和經(jīng)濟(jì)總量及資本投資規(guī)模的合理調(diào)控。這種狀況與國(guó)內(nèi)較發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)區(qū)域如長(zhǎng)三角區(qū)域、珠三角區(qū)域相比,存在顯著差異。

在環(huán)境約束下,人均資本存量規(guī)模對(duì)能源效率有顯著的負(fù)影響,人均GDP、人均能源使用量對(duì)能源效率有一定的正影響;技術(shù)進(jìn)步程度、技術(shù)效率增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)能源效率的影響不顯著。因此,在環(huán)境約束下,決定能源效率的主要因素仍是能源使用、人均資本存量規(guī)模、人均GDP、人均能源使用量。表明在環(huán)境約束下,粗放的工業(yè)化程度提高并未對(duì)能源效率產(chǎn)生正影響。人均GDP對(duì)能源效率有正影響,說(shuō)明隨著城市鏈經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度提高,能源效率提升。與無(wú)環(huán)境約束相比,環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步程度、技術(shù)效率增長(zhǎng)均對(duì)能源效率沒(méi)有顯著影響,表明技術(shù)進(jìn)步和效率提升大多是為了提高產(chǎn)出,而沒(méi)有提升減排技術(shù)。因此,未來(lái)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶城市鏈能源效率的提升應(yīng)盡快轉(zhuǎn)向依賴技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率的提升,而不是靠限制經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和投資規(guī)模等硬性地節(jié)約能源使用量。

7 結(jié)論與政策建議

基于環(huán)境方向性距離函數(shù),本文采用投入導(dǎo)向的規(guī)模報(bào)酬不變的DEA模型測(cè)度環(huán)境約束下絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶城市鏈17個(gè)城市2000—2014年的能源效率,并運(yùn)用ML生產(chǎn)率指數(shù)測(cè)度了17個(gè)城市2000—2014年的環(huán)境全要素能源效率增長(zhǎng)率及其成分,最后對(duì)影響環(huán)境全要素能源效率增長(zhǎng)率的影響因素進(jìn)行了實(shí)證研究。

研究表明:①2000—2014年絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶城市鏈17個(gè)城市的全要素能源效率增長(zhǎng)率主要取決于能源使用技術(shù)進(jìn)步增長(zhǎng)率,而能源使用的技術(shù)效率有待提升。從2007年以后,省會(huì)城市的全要素能源效率呈遞增趨勢(shì),其他中小城市呈下降趨勢(shì)。說(shuō)明在環(huán)境約束強(qiáng)化的發(fā)展背景下,大城市在能源使用中減排技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)于中小城市。②在環(huán)境約束情形下,能源使用將導(dǎo)致排放等壞產(chǎn)出,人均資本存量規(guī)模對(duì)能源效率有顯著的負(fù)影響,人均GDP、人均能源使用量都對(duì)能源效率有一定的正影響;技術(shù)進(jìn)步程度、技術(shù)效率增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)能源效率的影響不顯著,表明技術(shù)進(jìn)步和效率提升多是為了提高產(chǎn)出,而沒(méi)有提升減排技術(shù)。由于中西部城市的工業(yè)多為能源重化工業(yè),能源效率的影響因素特征與國(guó)內(nèi)較發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)區(qū)域相比存在顯著差異,這種差異的核心區(qū)別在于兩類區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、工業(yè)化水平、城鎮(zhèn)化水平上的階段性差異。

基于研究結(jié)論,提出以下建議:①?gòu)膽?zhàn)略實(shí)施初始,著力構(gòu)建有利于絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶地區(qū)發(fā)展的體制機(jī)制和政策環(huán)境,使經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗盡快脫鉤,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的雙贏目標(biāo)。在當(dāng)前發(fā)展背景下,絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶沿線城市的發(fā)展要力求擺脫傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的“三高一低”增長(zhǎng)模式。②嚴(yán)格限制絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶高耗能行業(yè)的過(guò)快發(fā)展,加強(qiáng)高耗能行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整,加快淘汰絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶沿線落后產(chǎn)能；推廣高新技術(shù),提高能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益,控制能源消費(fèi)總量的過(guò)快增長(zhǎng)。此外,通過(guò)調(diào)整出口退稅、減少出口配額、提高關(guān)稅、增設(shè)加工貿(mào)易產(chǎn)品禁止名錄等政策限制高耗能、高污染產(chǎn)品出口。③加大絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶沿線城市在能源領(lǐng)域技術(shù)的研發(fā)和引進(jìn)力度,加強(qiáng)地區(qū)之間的節(jié)能減排技術(shù)的交流合作。絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶城市大多處于中西部地區(qū),生態(tài)環(huán)境保護(hù)形勢(shì)嚴(yán)峻。在絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略實(shí)施進(jìn)程中,無(wú)疑會(huì)有大量產(chǎn)業(yè)投資落地于沿線城市，因此在各類產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目落地之始就通過(guò)綠色金融、低碳金融等手段將節(jié)能減排政策貫徹于項(xiàng)目始終。④由于中西部地區(qū)有獨(dú)有的資源優(yōu)勢(shì),要改變當(dāng)前以煤炭消費(fèi)為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)非常困難,因此絲路沿線地區(qū)應(yīng)通過(guò)兩方面舉措提高能源利用效率:一是技術(shù),即加強(qiáng)煤炭潔凈利用技術(shù)的研發(fā)力度,加快煤轉(zhuǎn)油、煤轉(zhuǎn)氣等高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化速度;二是政策,即完善煤炭產(chǎn)業(yè)政策、建立煤炭彈性價(jià)格機(jī)制,優(yōu)化煤炭資源配置;加強(qiáng)煤炭產(chǎn)品的宏觀調(diào)控力度,抑制煤炭的過(guò)度開(kāi)采和消耗,促進(jìn)煤炭資源合理利用。⑤加強(qiáng)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶沿線大中城市與中小城市之間的技術(shù)交流與合作,尤其是在能源利用技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)、清潔能源研發(fā)利用技術(shù)等方面加大合作力度,使大城市在能源利用、節(jié)能減排的優(yōu)勢(shì)效應(yīng)擴(kuò)散到中小城市。

[1]史丹.中國(guó)能源效率的地區(qū)差異與節(jié)能潛力分析[J].中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì),2006,(10)∶49-58.

[2]Liao H,Fan Y,Wei Y.What Induced China′s Energy Intensity to Fluctuate：1997-2006[J].Energy Policy,2007,35(9)∶4640-4649.

[3]曾勝,靳景玉.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)視角下的中國(guó)能源效率研究[J].經(jīng)濟(jì)學(xué)動(dòng)態(tài),2013,(4)∶81-88.

[4]Jin-Li Hu,Shih-Chuan Wang.Total-factor Energy Efficiency of Regions in China[J].Energy Policy,2006,34(17)∶3206-3217.

[5]袁曉玲,張寶山，楊萬(wàn)平.基于環(huán)境污染的中國(guó)全要素能源效率研究[J].中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì),2009,(2)∶76-86.

[6]李蘭冰.中國(guó)全要素能源效率評(píng)價(jià)與解構(gòu)——基于“管理—環(huán)境”雙重視角[J].中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì),2012,(6)∶57-69.

[7]張偉,吳文元.基于環(huán)境績(jī)效的長(zhǎng)三角都市圈全要素能源效率研究[J].經(jīng)濟(jì)研究,2011,(10)∶95-109.

[8]程元棟.中國(guó)全要素能源利用效率的動(dòng)態(tài)演進(jìn)機(jī)制研究[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2016,18(3)∶50-57.

[9]李強(qiáng),魏巍.交通基礎(chǔ)設(shè)施、制度變遷與全要素能源效率——基于省級(jí)面板數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)分析[J].南京審計(jì)學(xué)院學(xué)報(bào),2014,(1)∶6-19.

[10]黃永春,石秋平.中國(guó)區(qū)域環(huán)境效率與環(huán)境全要素的研究——基于包含R&D投入的SBM模型的分析[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境,2015,25(12)∶25-34.

[11]宋煒,周勇.城鎮(zhèn)化、收入差距與全要素能源效率——基于2000—2014年省級(jí)面板數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)分析[J].經(jīng)濟(jì)問(wèn)題探索,2016,(10)∶28-35.

[12]楊愷鈞,毛博偉,胡菡.長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶物流業(yè)全要素能源效率——基于包含碳排放的SBM與GML指數(shù)模型[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2016,(6)∶54-62.

[13]Chung Y H,Fare R,Grosskopf S.Productivity and Undesirable Outputs：A Directional Distance Function Approach[J].Journal of Environmental Management,1997,51(3)∶229-240.

[14]Fare R S,Grosskopf A Carl,Jr Pasurka.Environmental Production Functions and Environmental Directional Distance Functions[J].Energy,2007,32(7)∶1055-1066.

[15]Fare R S,Grosskopf A,Carl Jr Pasurka.Pollution Abatement Activities and Traditional Productivity[J].Ecological Economics,2007,62(3-4)∶673-682.

[16]Luenberger D G.Microeconomic Theory[M].Boston：McGraw-Hill,1995.

[17]涂正革.環(huán)境、資源與工業(yè)增長(zhǎng)的協(xié)調(diào)性[J].經(jīng)濟(jì)研究,2008,(2)∶93-105.

[18]張軍,吳桂英,張吉鵬.中國(guó)省際物質(zhì)資本存量估算：1952—2000[J].經(jīng)濟(jì)研究,2004,(10)∶35-44.

[19]陳詩(shī)一.中國(guó)的綠色工業(yè)革命：基于環(huán)境全要素生產(chǎn)率視角的解釋(1980—2008)[J].經(jīng)濟(jì)研究,2010,(11)∶21-34.