海南省工業(yè)行業(yè)能源效率的實證分析

許海平， 傅國華

(1.海南大學經(jīng)濟與管理學院，海南海口570228;2.海南低碳經(jīng)濟政策與產(chǎn)業(yè)技術研究院，海南海口570228;3.南開大學經(jīng)濟研究所，天津300071)

一 問題提出及相關文獻

改革開放以來，我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長，然而我國高消耗低產(chǎn)出的粗放型經(jīng)濟增長方式使得經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染和能源消耗之間的矛盾日益凸顯，能源短缺和環(huán)境污染已經(jīng)成為制約未來我國經(jīng)濟社會發(fā)展的“瓶頸”。目前，海南工業(yè)發(fā)展正處于快速上升期，工業(yè)增加值和工業(yè)增加值占全省生產(chǎn)總值的比重分別由1998年的43.4億元和9.82%增加到2012年的521.15億元和18.25%。工業(yè)行業(yè)在海南省國民經(jīng)濟中占有重要地位，但同時對能源資源的需求十分旺盛，近年來工業(yè)行業(yè)能源消費總量占海南省全部能源消費總量的比重保持在50%左右。與此對應的是，海南正處于國際旅游島建設的關鍵時期，“生態(tài)平衡、節(jié)約能源資源”是海南國際旅游島建設的根本所在，也是海南政府、社會階層和學術界最為關注的焦點之一?！笆晃濉逼陂g海南的節(jié)能減排任務僅完成了60%左右，作為能源消費主體的工業(yè)行業(yè)在海南省節(jié)能降耗工作中具有舉足輕重的地位。因此，對于海南省工業(yè)行業(yè)能源效率的測度和評價，對了解海南省當前工業(yè)行業(yè)能源效率現(xiàn)狀，提高工業(yè)行業(yè)能源效率具有重要的指導意義。

近年來，基于“全要素生產(chǎn)率框架”下采用數(shù)據(jù)包絡分析(DEA)計算和評價能源效率已成為國內(nèi)外研究能源效率問題的主流方法。Boyd和Pang［1］最早提出運用DEA(Data Envelope Analysis，數(shù)據(jù)包絡分析)方法計算能源效率，假定高耗能的企業(yè)是低效率。隨后Hu和Wang［2］基于全要素生產(chǎn)率框架提出了全要素能源效率指標，利用CR-DEA模型對1995-2002年我國省際全要素能源效率進行研究。隨后，大量的學者采用類似的方法對我國能源效率進行評價，如王群偉和周德群、［3］師博和沈坤榮、［4］屈小娥、［5］Zhang 和 Cheng 等、［6］Wang 和Zeng等［7］等等。部分學者采用隨機前沿法測度能源效率，如史丹等、［8］Zhou 等［9］等。

上述研究主要評價了我國總體能源效率，沒有考慮到不同省市在區(qū)位條件、資源稟賦等方面存在較大差異導致能源效率的不同。目前有關我國不同省市具體行業(yè)能源效率分析的研究成果較少，只有魏楚［10］和李春發(fā)等［11］對浙江省和天津市工業(yè)能源效率進行了評價。為此，本文選取海南省18市縣2005-2011年的工業(yè)行業(yè)投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)，測算和評價了各地區(qū)工業(yè)的全要素能源效率，并估計出相對的“節(jié)能潛力”。

二 模型設計與數(shù)據(jù)來源

(一)模型設計

Patterson［12］指出，能源效率是指用較少的能源生產(chǎn)同樣數(shù)量的服務或者有用的產(chǎn)出。能源效率可以分為單要素生產(chǎn)率框架的能源效率和全要素生產(chǎn)率框架的能源效率，前者包括熱力學指標、物理—熱量指標、經(jīng)濟—熱量指標和純經(jīng)濟指標，這些能源效率指標只考慮了能源要素一種投入，只是衡量了能源這一單要素與經(jīng)濟產(chǎn)出之間的一個比例關系，沒有考慮其他投入要素的影響，如資本、勞動和能源是相互配合的，最后的經(jīng)濟產(chǎn)出是和所有投入生產(chǎn)的要素相關聯(lián)，因此僅僅將能源與產(chǎn)出比值作為測度能源效率存在很大的局限性。由于上述衡量能源效率的指標存在種種局限，研究者開始轉向全要素生產(chǎn)率框架的能源效率，即通過“前沿曲線上最優(yōu)能源投入”和“實際能源投入”的比值來計算能源效率，考慮了實際生產(chǎn)中所投入的其他生產(chǎn)要素，彌補了傳統(tǒng)指標——單要素生產(chǎn)率框架的能源效率指標僅考慮能源單一要素的缺陷［13］。

采用DEA方法，根據(jù) Hu和 Wang［2］將全要素能源效率(TFE)定義為在其他投入要素保持不變的前提下，前沿上一定的產(chǎn)出所需的最少能源投入量與實際能源投入量的比值。即:

在上式中，能源投入的目標是前沿上能源投入的最低水平。在現(xiàn)實中，實際能源消費總是大于或者等于目標能源消費，TFE位于0～1之間，TFE越接近于1，表明能源效率越高，相應的能源調(diào)整量越小;反之，TFE越接近于0，表明能源效率越低，相應的能源調(diào)整量越高。

(二)數(shù)據(jù)來源

本文樣本涵蓋了海南省18個市縣，考察期間為2005-2011年，共126個觀測值。本文所有數(shù)據(jù)均來自于2006-2012年的《海南省統(tǒng)計年鑒》，說明如下。

經(jīng)濟產(chǎn)出:對于工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)出的度量，一般選擇“工業(yè)總產(chǎn)值”或“工業(yè)增加值”等指標，但受限于數(shù)據(jù)的不可得，本文以“規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值”作為工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)出指標，單位為萬元。

要素投入:由于無法獲得既能體現(xiàn)勞動者勞動時間又能體現(xiàn)勞動者勞動效率的統(tǒng)計指標，根據(jù)數(shù)據(jù)的可得性和可比性原則，勞動力數(shù)據(jù)用“第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員”表示，單位為人;資本投入用“城鎮(zhèn)固定資產(chǎn)投資額中第二產(chǎn)業(yè)投資額”表示，單位為萬元;由于海南省統(tǒng)計年間未統(tǒng)計工業(yè)能源投入，近幾年海南工業(yè)能源消耗約占總能源消耗5成左右，因此工業(yè)能源投入=總能源消耗×50%間接獲得，單位為萬噸標準煤。

海南各市縣工業(yè)投入—產(chǎn)出變量的統(tǒng)計性描述見表1。

表1 海南省18市縣工業(yè)投入—產(chǎn)出變量描述性統(tǒng)計(2005-2011年)

三 海南各市縣工業(yè)能源效率和節(jié)能潛力的評價

(一)全要素能源效率評價

本研究利用2005-2011年海南各市縣面板數(shù)據(jù)，選擇基于投入導向型的 DEA模型，借助于DEAP2.0軟件計算海南18市縣工業(yè)能源投入目標值，根據(jù)全要素能源效率公式計算出全要素能源效率以及海南東中西部地區(qū)的比較，見表2。

表2 海南省18市縣工業(yè)全要素能源效率(2005-2011年)

在海南省18個市縣中，五指山市、儋州市和保亭縣一直處于生產(chǎn)前沿曲線上，?？谑小⒊芜~縣和白沙縣緊隨其后，距離前沿較近，而且部分年份處于前沿位置上。其余12個市縣距離前沿較遠，特別是臨高縣、文昌市、三亞市、東方市、萬寧市等市縣效率值很低，均值小于0.4，說明這些市縣工業(yè)生產(chǎn)中能源效率損失巨大。

圖1 海南省東中西地區(qū)工業(yè)能源效率變化趨勢(2005-2011年)

從圖1中工業(yè)能源效率的時間趨勢來看，各地區(qū)能源效率均值均表現(xiàn)出了不同幅度的下降，2011年海南省、海南東部、中部、西部工業(yè)能源效率分別比2005年下降26.89%、42.63%、6.70%、37.31%。海南省、中部、西部工業(yè)能源效率均值2005年達到最高，此后呈現(xiàn)“下降—緩慢上升—下降”的趨勢，不同的是海南東部地區(qū)工業(yè)能源效率2006年達到最大，此后也表現(xiàn)出了“下降—緩慢上升—下降”的趨勢。

(二)節(jié)能潛力評價

某一地區(qū)的節(jié)能潛力是指該地區(qū)按照最優(yōu)前沿上的模式運行，在相同的投入和產(chǎn)出條件下，可以實現(xiàn)能源節(jié)約量的多少，數(shù)值越大，意味著節(jié)約量越大;如果該地區(qū)可節(jié)約能源量為0，并不意味著該地區(qū)不存在能源效率損失，而是指該地區(qū)同其他地區(qū)相比，在當前技術條件和產(chǎn)出水平下，無法實現(xiàn)能源投入的進一步節(jié)約。根據(jù)式(2)可以計算出各市縣工業(yè)能源的節(jié)能潛力。

表3 海南省18市縣工業(yè)能源可節(jié)約量(2005-2011年)

從表3可以發(fā)現(xiàn)，從地區(qū)上來看，東方市的相對節(jié)能潛力最大，在過去的7年內(nèi)累計可節(jié)約603.25萬噸標準煤，平均每年可節(jié)約86.18萬噸標準煤。三亞市、昌江縣和萬寧市等地的節(jié)能潛力也較大，累計可節(jié)約分別為308.25萬噸標準煤、167.51萬噸標準煤和144.23萬噸標準煤，平均每年分別可節(jié)約44.04萬噸標準煤、23.93萬噸標準煤和20.60萬噸標準煤。東方市、三亞市、昌江縣和萬寧市累計可節(jié)約的能源約占總節(jié)約能源的70%左右，其中東方市占34.49%。

圖2 海南省18市縣工業(yè)累計可節(jié)約能源狀況(2005-2011年)

根據(jù)圖2，2005-2011年期間，海南省工業(yè)可節(jié)約能源呈現(xiàn)遞增趨勢，從2005年的73.94萬噸標準煤，增加到2011年的467.35萬噸標準煤，增長了5.32倍;節(jié)能潛力也從2005年的29.65%上升至2011年的48.56%，增幅約19個百分點;從各年份來看，2011年的節(jié)能潛力達到最大，由于效率損失導致了467.35萬噸標準煤的浪費，占當年海南省工業(yè)能源投入的48.56%，其余各年份由于管理、配置和規(guī)模無效率等因素導致的無謂能源損耗均在29%以上，且有上升趨勢。

四 主要結論及政策建議

本文根據(jù)海南省18市縣2005-2011年的工業(yè)面板數(shù)據(jù)，測算了各地區(qū)工業(yè)的全要素能源效率，并估計出相對的“節(jié)能潛力”，主要結論如下:一是在海南省18市縣中，五指山市、儋州市和保亭縣工業(yè)的全要素能源效率最高，?？谑?、澄邁縣和白沙縣緊隨其后，其余12個市縣距離前沿較遠，特別是臨高縣、文昌市、三亞市、東方市、萬寧市等市縣效率值很低，均值小于0.4，說明這些市縣工業(yè)生產(chǎn)中存在較大效率損失和能源浪費;二是東方市、三亞市、昌江縣和萬寧市工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能潛力很大，累計可節(jié)約的能源約占總節(jié)約能源的70%左右;三是2011年的節(jié)能潛力達到最大，由于效率損失導致浪費的能源占當年海南省工業(yè)能源投入的48.56%，其余各年份由于管理、配置和規(guī)模無效率等因素導致的無謂能源損耗均在29%以上，且有上升趨勢。

基于上述結論，可以考慮以下政策建議:首先，對于各地區(qū)節(jié)能降耗的目標和任務，不能搞“一刀切”政策，應該考慮到各市縣發(fā)展水平的差異程度，按照“分層次逐次推進”的原則，優(yōu)先從節(jié)能潛力比較大的地區(qū)(如東方市、三亞市、昌江縣、萬寧市)入手進行節(jié)能降耗。其次，政府應加快制定和完善節(jié)能政策和環(huán)境政策，明確和協(xié)調(diào)好海南省和地方市縣各職能部門的關系，加強對高能耗高污染項目的監(jiān)督和管理。第三，應強化技術創(chuàng)新，落實節(jié)能減排和新能源技術的開發(fā)，尤其是低碳技術的創(chuàng)新和推廣，做好低碳經(jīng)濟試點工作，利用示范效果積極推廣。

然而需要說明的是，盡管本文從實證角度對海南省工業(yè)能源效率進行了測度和評價，得出了一些有用的結論。但由于數(shù)據(jù)的缺乏，本文沒有深入探討海南省工業(yè)能源效率的影響因素以及各影響因素對工業(yè)能源效率的影響方向和路徑，這些是以后值得研究的問題和方向。

［1］Boyd G A，Pang，J X..Estimating the Linkage Between Energy Efficiency and Productivity［J］.Energy Policy，2000，28(4):444-454.

［2］Hu J L，Wang S C.Total-factor Energy Efficiency of Regions in China［J］.Energy Policy，2006，34(17):3206-3217.

［3］王群偉，周德群.中國全要素能源效率變動的實證研究［J］.系統(tǒng)工程，2008，26(7):74-80.

［4］師博，沈坤榮.市場分割下的中國全要素能源效率:基于超效率DEA方法的經(jīng)驗分析［J］.世界經(jīng)濟，2008(9):49-59.

［5］屈小娥.中國省際全要素能源效率變動分析——基于Malmquist指數(shù)的實證研究［J］.數(shù)量經(jīng)濟技術經(jīng)濟研究，2009(8):29-43.

［6］Zhang X P，Cheng X M，Yuan J H，Gao X J.Total-factor Energy Efficiency in Developing Countries［J］.Energy Policy，2011，39(2):644-650.

［7］Wang Z H，Zeng H L，Wei Y M，Zhang Y X.Regional Total Factor Energy Efficiency:An Empirical Analysis of Industrial Sector in China［J］.Applied Energy，2012，97(9):115-123.

［8］史丹，吳利學，傅曉霞，吳濱.中國能源效率地區(qū)差異及其成因研究［J］.管理世界，2008(2):35-43.

［9］Zhou P，Ang B W，Zhou D Q.Measuring Economy-wide Energy Efficiency Performance:A parametric Frontier Approach［J］.Applied Energy，2012，90(1):196–200.

［10］魏楚.工業(yè)能源效率、節(jié)能潛力與影響因素——基于浙江省的實證分析［J］.學習與實踐，2010(3):16-25.

［11］李春發(fā)，譚洪玲，王瀾穎，孫婷婷.天津市工業(yè)行業(yè)全要素能源效率變動的影響因素分析［J］.中國人口資源與環(huán)境，2012(4):156-162.

［12］Patterson M G.What is Energy Efficiency?Concepts，Indicators and Methodological Issues［J］.Energy Policy，1996，24(5):377-390.

［13］Zhou P，Aug B W，Poh K L.A Survey of Data Envelopment Analysis in Energy and Environmental Studies［J］.European Journal of Operational Research，2008，189(1):1-18.