新疆全要素能源效率與碳排放量關(guān)系實證研究

李洋

(新疆財經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計與信息學(xué)院，新疆烏魯木齊830012)

一、引言

國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，新疆充分發(fā)揮了國家的政策優(yōu)勢和資源優(yōu)勢，經(jīng)濟建設(shè)和社會事業(yè)取得了巨大成就。尤其是2010年中央新疆工作座談會召開以來，國家給予了新疆更多優(yōu)惠政策，十九省市對口援疆，新疆的經(jīng)濟發(fā)展步伐顯著加快。然而，在經(jīng)濟高速發(fā)展中也暴露出以資源高污染、高消耗為特征的粗放型經(jīng)濟增長的問題。這不僅造成了巨大的資源浪費與效率低下，而且還嚴重破壞了地區(qū)環(huán)境。

面對日益嚴峻的能源和環(huán)境問題，政府分別從宏觀和微觀層面開展了一系列節(jié)能減排實踐。然而，由于經(jīng)濟增長中存在慣性，在較短的時間內(nèi)通過減少能源的消耗來降低環(huán)境的污染效果有限。因此，提高能源效率成為降低二氧化碳排放量的最有效途徑。很多學(xué)者用能源強度來衡量一個地區(qū)的能源效率，但由于能源強度是一種單要素效率指標，它只衡量了能源投入與經(jīng)濟產(chǎn)出之間的一個比例關(guān)系，沒有考慮其他投入要素的影響，具有明顯的缺陷。而全要素能源效率是在考慮了其他投入要素的基礎(chǔ)上來衡量能源投入與經(jīng)濟產(chǎn)出之間關(guān)系的，因此全要素能源效率具有單要素能源效率無法替代的優(yōu)勢。Hu和Wang(2006)引入全要素能源效率的概念，并運用DEA方法測算了1995—2002年中國各地區(qū)的全要素能源效率。徐國強(2007)采用30個省的面板數(shù)據(jù)分析1998—2005年八大經(jīng)濟區(qū)域全要素能源效率。龐瑞芝等(2009)利用中國工業(yè)部門35個行業(yè)1994—2007年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對轉(zhuǎn)型期間工業(yè)部門全要素能源效率進行了分析。嚴菲、譚忠富等(2010)利用DEA方法對內(nèi)蒙古的全要素能源效率進行了測算分析。

能源效率與碳排放量之間具有緊密的關(guān)系，能源效率是影響碳排放量的關(guān)鍵因素之一，提高能源效率能有效減少碳的排放量。但由于缺少相關(guān)實證研究，從而未能對兩者的關(guān)系做出明確的解釋。鑒于此，本文試圖從以下幾個方面對新疆全要素能源效率和碳排放量的關(guān)系進行實證研究:首先利用DEA方法測算1990—2011年新疆的全要素能源效率;其次，通過協(xié)整檢驗對新疆全要素能源效率和碳排放量之間的關(guān)系進行實證分析;最后做出兩者之間的誤差修正模型并得出結(jié)論和建議。

二、研究方法與數(shù)據(jù)處理

1.DEA方法

本文是基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)的基礎(chǔ)上來測算新疆的全要素能源效率的。DEA方法是以相對效率為基礎(chǔ)，用于評價具有相同類型的多投入、多產(chǎn)出的決策單元是否技術(shù)有效的一種非參數(shù)統(tǒng)計方法。該模型有輸入導(dǎo)向型和輸出導(dǎo)向型兩種，本文采用輸出導(dǎo)向型的模型。把新疆的每一年作為一個決策單元，假設(shè)每一個決策單元的投入要素為X=(K，L，E)，其中K表示資本投入，L表示勞動投入，E表示能源投入;每一個決策單元的產(chǎn)出要素為Y，其中Y表示新疆每一年的地區(qū)生產(chǎn)總值。

2.變量與數(shù)據(jù)說明

本文以1990—2011年為樣本觀測區(qū)間，選取各年的資本存量、勞動力、能源消費量作為投入要素，以新疆歷年生產(chǎn)總值為產(chǎn)出要素來進行能源效率分析。

GDP產(chǎn)出:新疆歷年的GDP和GDP平減指數(shù)來源于1991—2011年新疆統(tǒng)計年鑒，并以1990年為基期進行換算。

資本存量(K):一般采用“永續(xù)盤存法”來估計每年的實際資本存量，即以前一年的實際固定資本存量值扣除折舊，加上當(dāng)年的實際固定資本投資額獲得。此處主要參考了張軍等人的研究成果，固定資產(chǎn)折舊率取9.6%。

勞動力(L):勞動力用歷年全社會從業(yè)人員人數(shù)來表示，數(shù)據(jù)主要來源于歷年《新疆統(tǒng)計年鑒》。

能源(E):能源投入量用各年的能源消耗量來表示，主要數(shù)據(jù)來源于歷年《中國能源統(tǒng)計年鑒》和歷年《新疆統(tǒng)計年鑒》，已經(jīng)折算成標準煤。

碳排放量:碳排放量用二氧化碳排放量表征。由于統(tǒng)計年鑒上并沒有二氧化碳排放量的數(shù)據(jù)，本文參照蔣金荷(2011)的方法測算了新疆1990—2011年各年的碳排放量，再按照二氧化碳氣化系數(shù)(44:12)計算二氧化碳排放量，單位為萬噸。

三、全要素能源效率的測算及與碳排放量關(guān)系分析

本文利用Deap2.1軟件對新疆1990—2011年各年的全要素能源效率進行了估算。通過對1990—2011年新疆二氧化碳排放量數(shù)據(jù)的分析可知，隨著經(jīng)濟的增長，二氧化碳排放量也在逐年增加，表明新疆的經(jīng)濟增長嚴重依賴于能源的高投入和高消耗。為了梳理出全要素能源效率與碳排放量的關(guān)系，本文選取二氧化碳排放量強度(即生產(chǎn)一單位GDP所排放的二氧化碳量)作為因變量來分析全要素能源效率與碳排放量的關(guān)系(見圖1)。

圖1 1990—2011年新疆二氧化碳強度與全要素能源效率趨勢

由圖1可以看出，1990—2011年新疆全要素能源效率總體上變動比較平穩(wěn)并呈現(xiàn)上升的趨勢，而二氧化碳排放量強度呈現(xiàn)總體下降的趨勢，兩者之間在總體上呈反向變動趨勢。進一步觀察可以發(fā)現(xiàn)，全要素能源效率在1994—1996年這三年出現(xiàn)了快速上升，與此相對應(yīng)的二氧化碳強度在這三年出現(xiàn)了快速下降;全要素能源效率在2000年和2009年分別出現(xiàn)了下降，二氧化碳強度在這兩年正好略微上升了一定幅度。這說明碳排放量與能源效率之間不僅存在密切的聯(lián)系而且存在一定的反向變動趨勢關(guān)系，能源效率的提升可以在相當(dāng)程度上減少二氧化碳的排放，相反能源效率的降低也可以在相當(dāng)程度上增加二氧化碳的排放。

四、全要素能源效率與碳排放量關(guān)系的實證研究

為了進一步分析新疆全要素能源效率和二氧化碳排放量之間的關(guān)系，下面通過建立計量經(jīng)濟模型來進行探究。在計量模型變量的選擇上，以二氧化碳排放量強度為被解釋變量，以每年的全要素能源效率作為解釋變量，并對上述數(shù)據(jù)取對數(shù)，分別記為LnC和LnTfee，以避免回歸模型中可能出現(xiàn)的異方差問題。其一階差分分別記為△LnC和△LnTfee。

1.單位根檢驗

在對時間序列數(shù)據(jù)進行協(xié)整分析之前，首先要對時間序列數(shù)據(jù)進行單位根檢驗，否則進行的估計就會出現(xiàn)“偽回歸”的可能性。本文主要運用ADF檢驗法對變量進行平穩(wěn)性檢驗，檢驗結(jié)果見表1。

表1 LnC和LnTfee的單位根檢驗

從表1的檢驗結(jié)果可以看出，LnC在5%和10%的顯著性水平下都是平穩(wěn)序列，但在1%的顯著性水平下是非平穩(wěn)序列;LnTfee在1%、5%和10%的顯著性水平下都是非平穩(wěn)序列。兩者的一階差分△LnC和△LnTfee都是平穩(wěn)序列，因此滿足進行協(xié)整檢驗的條件。

2.協(xié)整檢驗

協(xié)整檢驗從檢驗對象上可以分為兩種:一種是基于回歸系數(shù)的協(xié)整檢驗，如Johansen協(xié)整檢驗;另一種是基于回歸殘差的協(xié)整檢驗，如DF檢驗、ADF檢驗等。本文主要采用第二種方法進行協(xié)整檢驗。

首先對LnC和LnTfee進行OLS回歸，得到如下回歸方程:

從回歸結(jié)果可以看出，LnC和LnTfee回歸方程的總體F值及各回歸系數(shù)的檢驗值都是統(tǒng)計顯著的。其次對上述回歸模型的殘差序列進行單位根檢驗，此處選擇無截距項、無趨勢項的ADF檢驗，最終由檢驗結(jié)果可以看出殘差序列的t統(tǒng)計量是顯著的，由此可以得出殘差序列是平穩(wěn)的序列，進而LnC和LnTfee之間存在協(xié)整關(guān)系。從經(jīng)濟意義上來講，新疆的碳排放強度和全要素能源效率之間存在長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系，即全要素能源效率的提高可以在一定程度上減少二氧化碳的排放。

3.ECM模型

前文中的協(xié)整檢驗表明了二氧化碳排放量強度與全要素能源效率具有長期的均衡關(guān)系，為了考察二氧化碳排放與全要素能源效率之間的動態(tài)關(guān)系，現(xiàn)通過建立誤差修正模型來進一步分析兩者之間的動態(tài)關(guān)系。

根據(jù)協(xié)整檢驗的回歸模型(1)，以其殘差序列作為誤差修正項ecm，建立如下的誤差修正模型:

由模型(2)可以看出被解釋變量的動態(tài)特征可以分為兩部分，一部分是短期波動的影響，一部分是偏離長期均衡的影響。模型中的△LnTfee部分反映了變量的短期波動影響，在短期內(nèi)全要素能源效率的變化將引起二氧化碳排放量強度的反方向變化，LnTfee提高1%將引起LnC降低1.265033%，由此可見全要素能源效率的短期波動對二氧化碳排放強度的影響較大。

在模型(2)中ecm項是誤差修正項，它反映了LnC關(guān)于LnTfee的短期偏離。誤差修正項的系數(shù)為負數(shù)，說明長期均衡趨勢的偏離具有收斂性，其大小反映了模型對偏離長期均衡方程的調(diào)整力度。根據(jù)估計的結(jié)果可知，ecm的估計系數(shù)大小為0.34662，反映了對偏離長期均衡的修正，但是修正強度相對較小，t統(tǒng)計量值不顯著，這說明制定減少二氧化碳排放的長期政策執(zhí)行效果不明顯。

五、結(jié)論與政策建議

從整體上來看，新疆全要素能源效率和碳排放量強度之間確實存在反向關(guān)系，即隨著全要素能源效率的提高新疆碳排放量強度會相應(yīng)降低，隨著全要素能源效率的降低碳排放量強度又會相應(yīng)提高。

通過對全要素能源效率和碳排放量強度進行協(xié)整檢驗分析得出:新疆全要素能源效率和碳排放量強度之間確實存在長期的均衡關(guān)系，即從長期來看，新疆全要素能源效率的提高能有效減少二氧化碳的排放。

通過誤差修正模型可以得出，全要素能源效率的短期波動對碳排放量強度的影響較大，而對偏離長期均衡的調(diào)整力度較小，所以減少二氧化碳排放的長期政策不如短期政策執(zhí)行效果明顯。

由以上結(jié)論提出如下建議:

一是能源效率的提高對降低二氧化碳的排放確實具有積極的促進作用，這意味著在碳排放約束下實現(xiàn)節(jié)能減排目標和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的有效途徑是提高能源效率。

二是由于減少二氧化碳排放的長期政策執(zhí)行力度不夠，因此新疆自治區(qū)政府部門應(yīng)該進一步完善相關(guān)法律法規(guī)，提升碳排放政策的長期執(zhí)行能力，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式并引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級，提高新疆的全要素能源效率，有效降低二氧化碳的排放。

三是雖然提高全要素能源效率是二氧化碳減排的有效途徑，但也離不開其他因素的共同作用，因此要想實現(xiàn)新疆經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展除了要提高全要素能源效率，還要積極發(fā)揮減排政策的引導(dǎo)作用，促進能源消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級。

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