區(qū)域工業(yè)行業(yè)能源效率的比較研究

摘要：本文運用DEA方法對兩廣地區(qū)工業(yè)行業(yè)能源效率和要素冗余進行測算。結(jié)果表明，廣西大部分行業(yè)的能源效率高于廣東。廣東行業(yè)能源效率在考察期內(nèi)較穩(wěn)定，中高技術(shù)行業(yè)較高，低技術(shù)行業(yè)普遍較低，且相差較大。廣西能源效率在各行業(yè)中表現(xiàn)良好，相差不大。廣東要素投入冗余較少，而廣西則較多，要素冗余主要存在于能源效率低的行業(yè)。進一步對能源效率影響因素的回歸分析證實，廣東的工業(yè)化水平、勞動力和固定投資基本都表現(xiàn)對中高技術(shù)有促進作用，對低技術(shù)行業(yè)有抑制作用；廣西則表現(xiàn)相反。而能源價格的提高對兩地區(qū)各行業(yè)都有提高能源效率的作用。

關(guān)鍵詞：能源效率；要素冗余；影響因素；DEA

一、引言

近年來，工業(yè)的高速增長推動了中國經(jīng)濟規(guī)模的持續(xù)擴大，同時工業(yè)行業(yè)的能源消費總量也迅猛增加。工業(yè)部門的節(jié)能對全國的節(jié)能將起主導(dǎo)和決定性作用。那么，如何在保持經(jīng)濟高速穩(wěn)定增長的同時減緩能源消耗，做到“低投入、高產(chǎn)出”，是值得我們思考的問題。能源效率是指單位能源所帶來的經(jīng)濟效益多少的問題。在研究中國能源效率問題上，大多數(shù)文獻都集中在全國或某一區(qū)域、某一行業(yè)的能源效率的變動趨勢上，對于地區(qū)間分行業(yè)能源效率差異及影響能源效率的因素的研究較少。因此，很有必要通過地區(qū)間的比較研究工業(yè)行業(yè)的能源效率問題。本文運用DEA方法對兩廣地區(qū)的工業(yè)行業(yè)能源效率進行實證研究，力求找出地區(qū)間工業(yè)行業(yè)效率差異及產(chǎn)生的原因，建立能源效率影響因素的模型并進行計量檢驗。

二、研究方法與數(shù)據(jù)處理

（一）研究方法

本文將使用非參數(shù)估計的DEA（數(shù)據(jù)包絡(luò)分析）方法展開研究。DEA是一種運用線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)過程，用于評價決策單元（DMU）的效率，其目的就是構(gòu)建出一條非參數(shù)的包絡(luò)前沿線，有效點位于生產(chǎn)前沿上，無效點處于前沿的下方。此外，由于本文關(guān)注的是投入要素，因此將采用CRS假設(shè)下基于投入法的DEA模型。

（二）數(shù)據(jù)處理

以1997～2008年廣東和廣西主要的八大工業(yè)行業(yè)的GDP作為產(chǎn)出要素，以資本存量、勞動力和能源消費量作為投入要素來進行能源效率分析。（八大工業(yè)行業(yè)分類如下：煤炭采選業(yè)包括煤炭開采業(yè)和洗選業(yè)；食品、飲料和煙草制造業(yè)包括農(nóng)副食品加工業(yè)、食品制造業(yè)、飲料制造業(yè)和煙草制品業(yè)及它們相關(guān)的制造業(yè)；電力工業(yè)包括電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)；化學(xué)工業(yè)包括化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)；冶金工業(yè)包括黑色金屬、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，金屬制品業(yè)；機械工業(yè)包括通用、專用設(shè)備制造業(yè)，交通運輸設(shè)備業(yè)。GDP以各行業(yè)工業(yè)增加值表示，資本存量由固定資產(chǎn)年平均余額表示，勞動力用行業(yè)全部從業(yè)人員年平均人數(shù)表示，能源消費量用折合后的標(biāo)準煤消耗量表示。

根據(jù)年鑒中對工業(yè)行業(yè)的定義和分類，我們選取了八大工業(yè)行業(yè)進行數(shù)據(jù)整理分析，其中年鑒中行業(yè)工業(yè)增加值均以當(dāng)年價格按生產(chǎn)法計算得來。各變量的統(tǒng)計性描述見表1和表2。

通過上表可以看出，在均值指標(biāo)中，廣東省工業(yè)行業(yè)增加值是廣西地區(qū)的近10倍，資本存量是廣西地區(qū)的近3/4，勞動力是廣西地區(qū)的近8倍，能源消費是廣西地區(qū)的近3倍。

三、實證結(jié)果分析

（一）兩地區(qū)能源效率得分分析

根據(jù)DEAP2.1軟件包可以計算得到廣東廣西八大工業(yè)行業(yè)1997～2008年的能源效率得分，見表2和表3。

通過表2和表3可以看出，廣東工業(yè)行業(yè)能源效率最高的是電力工業(yè)和機械工業(yè)，廣西得分最高的為電力工業(yè)和食品、飲料和煙草制造業(yè)。兩省區(qū)能源效率得分最低的行業(yè)均為煤炭采選業(yè)和非金屬礦物制品業(yè)。其中，廣東得分最低的兩個行業(yè)能源效率均在0.5以下，遠低于總體得分0.766。廣西得分最低的兩個行業(yè)能源效率都在0.6左右，與總體得分0.832比較接近。此外，廣東工業(yè)行業(yè)能源效率平均得分比廣西低0.066，就該指標(biāo)而言，廣西略勝一籌。與前文的表1得出的結(jié)論不相一致，說明投入要素、產(chǎn)出之間的比例與能源效率之間的關(guān)系并不是簡單線性關(guān)系。

廣東工業(yè)能源效率的優(yōu)勢行業(yè)比較突出，電力工業(yè)，機械工業(yè)，食品、飲料和煙草制造業(yè)和化學(xué)工業(yè)能源效率均在0.960以上，均位于前沿曲線上，而其他行業(yè)得分則均低于平均值，效率最高行業(yè)與最低行業(yè)相差0.632。廣西只有食品、飲料和煙草制造業(yè)、電力工業(yè)和機械工業(yè)的能源效率得分在0.990以上，但與廣東不同的是，廣西其他幾個行業(yè)的能源效率平均得分均比較接近行業(yè)總的平均水平，行業(yè)最大差距為0.412，比廣東少了0.22。

從時間上看，廣西各年的能源效率得分均高于廣東的得分。2005年兩地區(qū)能源效率得分相差最大，為0.274；2007年相差最小，為0.003。

為了比較兩地區(qū)的能源效率變化趨勢，如圖1和圖2?？梢钥闯觯瑥V東除紡織業(yè)和非金屬礦物制造業(yè)能源效率得分在2004年和2005年出現(xiàn)較大波動及煤炭采選業(yè)一直處于上升趨勢外，其他五個行業(yè)1997～2008年的效率水平基本持平。這說明廣東工業(yè)化水平已經(jīng)趨于穩(wěn)定狀態(tài)，能源效率提升空間并不大。雖然煤炭采選業(yè)在1997～2004年有上升的趨勢，但是由于廣東煤炭資源有限，其能源效率仍不能與電力工業(yè)這種高技術(shù)、高效率的行業(yè)相比。廣東擁有大量的紡織廠，但是其紡織業(yè)的能源效率并不高，比較幾種投入要素可以發(fā)現(xiàn)，主要是勞動力投入過多，這也證實了紡織業(yè)在廣東仍屬于勞動密集型的行業(yè)。

而廣西除食品、飲料和煙草制造業(yè)、電力工業(yè)和機械工業(yè)在各年均保持較高的能源效率，其他五個行業(yè)只有在2006年和2007年能源效率有較大幅度下降外，其余各年份均表現(xiàn)出各自不同的能源效率變化情況。根據(jù)圖2顯示，主要的轉(zhuǎn)折點還有2002年和2005年。1997～2002年，化學(xué)工業(yè)、煤炭采選業(yè)和非金屬礦物制品業(yè)的能源效率一直處于下降的趨勢。2002～2005年，除上述三個行業(yè)以外，冶金工業(yè)的能源效率也有一個明顯提升，平均提高了0.6。而2006年和2007年煤炭采選業(yè)、紡織業(yè)和冶金工業(yè)的能源效率有明顯下降，2007年的能源效率值均低于考察期的平均值；相反，其他五個行業(yè)的能源效率在2007和2008年都達到了1.000。也就是說，廣西工業(yè)行業(yè)的能源效率是在不斷提高的，但對于一些不可再生資源，如金屬和煤炭行業(yè)的能源效率的改進卻沒有那么明顯，甚至在某些年份出現(xiàn)了下降的趨勢。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)可能跟廣西的地形地貌有關(guān)。廣西是一個巖溶洞地區(qū)，煤炭和金屬資源可能較少。相比廣東而言，廣西能源效率較高的還有食品、飲料和煙草制造業(yè)，其原因可能是廣西是一個旅游大省，其各地特產(chǎn)及“真龍”卷煙的生產(chǎn)銷售給廣西經(jīng)濟的增長做出了很大的貢獻。

（二）基于要素冗余的效率得分

由于廣東和廣西兩省區(qū)的能源效率平均值都沒有達到100%。因此，在投入要素的分配上仍存在可以改進的空間，以求得到更大的產(chǎn)出回報。因此，我們利用DEA計算得出1997～2008年合理的要素分配情況。

從表4的Slack值可以看出，投入要素2和投入要素3在多數(shù)行業(yè)都存在要素配置的無效率。兩省區(qū)的純技術(shù)效率為1的行業(yè)相同，都是食品、飲料和煙草制造業(yè)，電力工業(yè)和機械工業(yè)，因此產(chǎn)出需要改進的行業(yè)均為其他五個行業(yè)，但是兩地區(qū)產(chǎn)出需增加的數(shù)值明顯不同，如在純技術(shù)效率相近的冶金行業(yè)，廣東需增加的工業(yè)增加值為59.73億元，而廣西則為17.64億元。由該數(shù)值可以看出，廣東是廣西的3倍多，這也體現(xiàn)出廣東的工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展程度要遠遠高于廣西。在勞動力方面，廣東只有煤炭采選業(yè)人員配置浪費大，其余行業(yè)均不存在人員冗余，這說明其他各行業(yè)勞動力未飽和，這與每年民工打工和大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)選擇最多的省份是相一致的。而在廣西，能源效率不接近前沿水平的各個行業(yè)在勞動力和能源消費兩個投入要素上都存在著不同程度的冗余。從絕對數(shù)上看，存在最大冗余的為非金屬礦物業(yè)，但是從比例來看，與廣東相同，仍是煤炭采選業(yè)的冗余度最大。因此，對于兩地區(qū)來說，都應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐馁Y源狀況來調(diào)整好煤炭采選業(yè)的投入程度，爭取提高能源效率。

四、影響因素的計量分析

（一）模型設(shè)定

能源效率影響因素的分析是利用時間序列和橫截面兩者相結(jié)合的數(shù)據(jù)，這種具有三維（個體、時間、指標(biāo)）信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)成為面板數(shù)據(jù)。因為本文研究中影響因素對各個行業(yè)的影響是存在差距的且僅對樣本本身的個體差異進行分析，因此要使用變截距模型中的固定效應(yīng)模型。

（二）變量和數(shù)據(jù)

根據(jù)已有文獻的研究經(jīng)驗，結(jié)合兩地區(qū)工業(yè)行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)的可得性，我們不妨考慮以下影響因素：工業(yè)化水平、能源價格、勞動力、固定投資。其中，工業(yè)化水平以各行業(yè)每年的工業(yè)增加值與GDP的比值來進行測算。能源價格以原材料、燃料、動力購進價格指數(shù)表示，均以上年為100來計算。人力資本選取各行業(yè)從業(yè)人員數(shù)來衡量。固定投資狀況以各行業(yè)固定資產(chǎn)年平均余額進行計算。由于各個指標(biāo)數(shù)據(jù)的單位不同，為消除由此帶來的不可公度性，本文將相關(guān)數(shù)據(jù)用均值化方法進行無量綱化處理。

（三）實證結(jié)果

基于兩地區(qū)八大工業(yè)行業(yè)的12年的面板數(shù)據(jù)，回歸結(jié)果如下。

從表5可以得出以下結(jié)論。

1. 工業(yè)化水平對兩地區(qū)行業(yè)1和行業(yè)6，對廣西的行業(yè)3、行業(yè)5、行業(yè)7和行業(yè)8都有影響。不同的是，工業(yè)化水平的提高對廣東的行業(yè)1產(chǎn)生負面影響，對廣西則是正面影響，這與前面分析的兩地區(qū)的能源效率差異和自然資源的差異是一致的。由于工業(yè)化程度不同，發(fā)展的重點亦不同，廣東工業(yè)化已步入正軌，重點發(fā)展中高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，而廣西工業(yè)化才剛剛起步，因此煤炭采選業(yè)這樣的低技術(shù)行業(yè)此時受工業(yè)化水平的影響較大，并且工業(yè)化推動了該行業(yè)的效率提升，工業(yè)化水平每提高1%，煤炭采選業(yè)的能源效率上升約0.81%。這一點在低技術(shù)行業(yè)中的紡織業(yè)也有體現(xiàn)，工業(yè)化水平每提高1%，該行業(yè)效率就上升約0.41%。而行業(yè)6化學(xué)工業(yè)是屬于中高技術(shù)行業(yè)，由表5可以看出，工業(yè)化水平在廣東對該行業(yè)產(chǎn)生的是正面影響，而在廣西是負面影響，這也與兩地區(qū)的工業(yè)化程度有關(guān)。廣西工業(yè)化程度低，高技術(shù)行業(yè)的效率提升被低技術(shù)的提升抵消，最終在高技術(shù)行業(yè)的效率為負的影響，這一點在機械行業(yè)也有體現(xiàn)。

2. 能源價格提高對兩地區(qū)的非金屬礦物制造業(yè)和化學(xué)工業(yè)都有顯著的正向作用，能源價格每提高1%，對廣東兩行業(yè)的能源效率分別有約0.66%和0.80%的提高；對廣西兩行業(yè)的能源效率分別有約4.60%和1.09%的提高。對廣西的冶金工業(yè)也有正向影響，能源價格每提高1%，該行業(yè)的能源效率就提高約0.96%。這說明，我國在能源領(lǐng)域的改革已初見成效，政府對能源價格的管制已逐漸放開，部分能源領(lǐng)域已經(jīng)建立了一定的市場機制。但是，由于兩地區(qū)的市場化進程不同及能源資源稟賦的差異，造成了對廣西的能源效率影響程度較大。

3. 勞動力對兩地區(qū)工業(yè)行業(yè)的影響的主要特點是，對能源效率較高的行業(yè)如廣東的食品、飲料和煙草制造業(yè)以及廣西的冶金工業(yè)有正面影響，勞動力每增加1%，兩地區(qū)兩行業(yè)的能源效率提高約為0.17%和0.09%。可能是由于效率較高的行業(yè)正處于發(fā)展的時期，對勞動力的需求大，因此勞動力的增加對其產(chǎn)生正面的影響。而對于能源效率較低的行業(yè)如廣東的煤炭采選業(yè)、紡織業(yè)以及廣西的非金屬礦物制造業(yè)都有負面的影響，勞動力每增加1%，對它們能源效率分別降低0.40%、0.30%、0.11%。原因可能是這三個行業(yè)的能源效率較低，增加投入要素勞動力，就會使能源效率變得更低。而勞動力對廣西的能源效率較高的化學(xué)工業(yè)也產(chǎn)生了負向的影響，究其原因可能是由于化學(xué)工業(yè)在廣西的發(fā)展屬于起步階段，雖然隨著工業(yè)化的進程能源效率提高較快，但目前在該領(lǐng)域并不需要太多的勞動力。

4. 固定投資對廣東的煤炭采選業(yè)、紡織業(yè)和廣西的非金屬礦物制造業(yè)、化學(xué)工業(yè)都是負向影響，固定投資每增加1%，其能源效率就分別下降約0.56%、0.39%、0.39%和0.18%。而對廣東的食品、飲料和煙草制造業(yè)、化學(xué)工業(yè)和冶金工業(yè)都有正向影響，固定投資每增加1%，其能源效率分別上升約0.10%、0.05%和0.09%。這與前文分析的能源效率也有關(guān)系，能源效率高的行業(yè)投資越多越有利于產(chǎn)出，能源效率就會提高，能源效率低的行業(yè)則反之。固定投資對廣東的行業(yè)影響明顯多于廣西，這可能與兩地區(qū)的經(jīng)濟能力有關(guān)，廣東整體經(jīng)濟水平明顯高于廣西，在重點發(fā)展的行業(yè)進行投資的力度比廣西大，因此帶來的能源效率影響也較大。

五、結(jié)論與政策建議

（一）結(jié)論

首先，在能源效率方面：第一，廣東地區(qū)的能源效率略低于廣西地區(qū)的能源效率；第二，廣東的各工業(yè)行業(yè)的能源效率在考察的12年間較廣西的穩(wěn)定；第三，廣東的能源效率優(yōu)勢行業(yè)和劣勢行業(yè)表現(xiàn)得較明顯，中高技術(shù)行業(yè)的能源效率較高，低技術(shù)行業(yè)的能源效率較低，并且兩者差距較大。

其次，投入產(chǎn)出的Slack值表明：廣東在勞動力和能源消耗量的投入方面冗余比廣西要少得多，表現(xiàn)出能源效率較高的行業(yè)要素冗余較少，能源效率較低的行業(yè)要素冗余較多。

最后，利用變動截距的固定效應(yīng)模型檢驗發(fā)現(xiàn)，所考察的四個影響因素對兩地區(qū)不同行業(yè)均有不同程度的影響。工業(yè)化水平的提高對廣東的煤炭采選業(yè)有負向影響，對廣西的部分低技術(shù)行業(yè)有正面影響，對廣西的部分高技術(shù)行業(yè)有負面影響。能源價格對原材料價格依賴程度較大的行業(yè)影響較大，能源價格上升能提高行業(yè)能源效率。勞動力和固定資本的投入在廣東和廣西基本都表現(xiàn)在對能源效率高的行業(yè)有正面影響，對能源效率低的行業(yè)有負面影響。

（二）政策建議

首先，廣東工業(yè)化雖已步入正軌，能源效率已趨于穩(wěn)定，且中高技術(shù)行業(yè)的效率高于低技術(shù)行業(yè)，但仍有提升的空間，相關(guān)部門應(yīng)該明確工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo)，重點發(fā)展中高技術(shù)行業(yè)，突破瓶頸，繼續(xù)提高能源效率，同時及時找出低技術(shù)行業(yè)存在的問題，合理進行資源配置。廣西的工業(yè)化剛起步，多數(shù)行業(yè)能源效率處于一個較高的水平，但是一些高技術(shù)行業(yè)仍然受到限制，所以重點應(yīng)該在保持低技術(shù)行業(yè)的能源高效率的情況下，積極發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)由低技術(shù)行業(yè)向高技術(shù)行業(yè)的轉(zhuǎn)移。

其次，廣東和廣西在自然資源稟賦方面有所不同，造成了對各個要素的需求不同。兩地區(qū)應(yīng)該結(jié)合自身條件合理配置資源，如廣東經(jīng)濟發(fā)展得快，需要更多的人才，更多的能源供給；而廣西經(jīng)濟發(fā)展總體而言落后于廣東，在這些方面需求較少，投入過多則會造成浪費。因此，應(yīng)該根據(jù)工業(yè)化進程不同階段采取不同的發(fā)展重點，合理利用和配置相關(guān)資源。

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*本文為國家社會科學(xué)基金重點項目——中國新型城市化包容性發(fā)展的道路與政策研究（編號：12AZD042）的階段性成果。

（作者單位：戚紅艷，湖北省黃岡市發(fā)展和改革委員會；劉黎，湖北大學(xué)）