能源環(huán)境視閾下的安徽省城市發(fā)展效率研究

萬(wàn)倫來(lái)， 陳天奇

（合肥工業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，安徽 合肥 230009）

城市作為人口集聚和政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，在區(qū)域和國(guó)家發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。近年來(lái)，安徽城鎮(zhèn)化水平不斷提高，速度不斷加快，步入快速發(fā)展時(shí)期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年安徽城市化率達(dá)到46.5%，比2007年提高7.8個(gè)百分點(diǎn)，5年內(nèi)年均提高1.56個(gè)百分點(diǎn)。但城市化在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)繁榮和社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，也帶來(lái)了能源供給緊張、生態(tài)環(huán)境破壞和環(huán)境污染等問題。2010年全省能源消費(fèi)總量為9706.60×104t標(biāo)準(zhǔn)煤，同比增長(zhǎng)9.1%，隨著能源消耗的不斷增長(zhǎng)，環(huán)境污染問題也日益突出，2010年全省工業(yè)廢氣排放量高達(dá)17853.27×108m3，同比增長(zhǎng)16.9%，工業(yè)固廢產(chǎn)生量為9159.43×104t，同比增長(zhǎng)8.13%，廢水排放量為18.49×108t，同比增長(zhǎng)2.9%。城市空氣質(zhì)量均處于二、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，未能達(dá)到一級(jí)。因此，將能源和環(huán)境因素引入安徽省城市效率評(píng)價(jià)體系中，顯得尤為重要。

城市效率是指城市單位投入在單位時(shí)間內(nèi)，創(chuàng)造或增值的物質(zhì)和精神產(chǎn)品的價(jià)值量總和［1］；自從文獻(xiàn)［2］把DEA（data envelopment analysis，簡(jiǎn)稱DEA）模型用于區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究，DEA及其應(yīng)用成為一個(gè)熱點(diǎn)問題［3］；文獻(xiàn)［4］應(yīng)用DEA模型分析了我國(guó)28個(gè)重要城市的城市效率，用事實(shí)證明了DEA可用來(lái)估計(jì)城市效率，并指出我國(guó)城市效率存在區(qū)域差異；文獻(xiàn)［5］提出超效率DEA模型，克服了傳統(tǒng)DEA模型對(duì)有效的決策單元無(wú)法進(jìn)一步區(qū)分的問題；文獻(xiàn)［6］評(píng)價(jià)了我國(guó)直轄市和省會(huì)城市的投入產(chǎn)出效率，發(fā)現(xiàn)城市并非規(guī)模越大，投入產(chǎn)出越有效；文獻(xiàn)［7－8］利用DEA模型，研究了區(qū)域效率的變化趨勢(shì)和空間差異，發(fā)現(xiàn)各城市效率存在差異是純技術(shù)效率與規(guī)模效率共同作用所致；文獻(xiàn)［9］應(yīng)用超效率DEA模型及Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)等模型，探討了城市效率與城市規(guī)模的關(guān)系及不同城市規(guī)模的城市效率影響因素差異，結(jié)果表明中國(guó)城市的綜合效率與城市規(guī)模呈正相關(guān)關(guān)系，城市規(guī)模效率隨城市規(guī)模的擴(kuò)大大體呈倒U型變化；文獻(xiàn)［10］利用DEA和Malmquist指數(shù)方法對(duì)城市效率進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，證實(shí)了加入自然資源要素對(duì)于城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)各種效率評(píng)價(jià)的合理性和必要性。

上述研究有很多啟發(fā)性，但也存在不足，未把能源環(huán)境因素同時(shí)納入城市發(fā)展效率評(píng)價(jià)體系中。因此，本文將能源環(huán)境因素引入城市效率評(píng)價(jià)中，基于社會(huì)支付意愿理論，對(duì)安徽省17個(gè)城市效率進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)研究，以期從科學(xué)發(fā)展觀的視角審視安徽省各地的城市效率。

1 研究模型及數(shù)據(jù)說(shuō)明

1.1 研究模型

傳統(tǒng)DEA模型在評(píng)價(jià)效率時(shí)要求滿足以最小的投入得到最多的產(chǎn)出，此模型只考慮了期望型產(chǎn)出，而沒有將生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的非期望產(chǎn)出納入評(píng)價(jià)體系。城市發(fā)展伴隨著嚴(yán)重的能源消耗和環(huán)境污染問題，污染物的排放并不是人們期望的產(chǎn)出，此時(shí)，傳統(tǒng)DEA模型對(duì)于非期望產(chǎn)出的處理顯然不再適合。目前有效解決含有非期望產(chǎn)出的效率評(píng)價(jià)問題的方法，主要包括雙曲線法、轉(zhuǎn)換向量法、作投入法、倒數(shù)法、SBM法和方向距離函數(shù)法［11］，但這些方法僅從排放量的角度分析環(huán)境污染物對(duì)效率的影響，并沒有考慮不同排放物價(jià)格上的差異，以至于得到的估算值與實(shí)際情況存在一定的偏差。所以本文在考慮能源因素的同時(shí)，引入社會(huì)支付意愿理論［12］，將各城市環(huán)境排放貨幣化，得到城市環(huán)境影響的社會(huì)支付意愿，即社會(huì)為了將當(dāng)前環(huán)境污染程度降到某一水平而愿意付出的代價(jià)，并將其作為環(huán)境投入要素引入到DEA模型中。這樣不但解決了傳統(tǒng)DEA模型不能處理含有非期望產(chǎn)出的效率評(píng)價(jià)問題，而且考慮了單位污染排放物對(duì)城市效率的影響，能更準(zhǔn)確地反映各地城市效率。

傳統(tǒng)DEA模型進(jìn)行效率評(píng)價(jià)時(shí)，易出現(xiàn)多個(gè)評(píng)價(jià)單元同時(shí)出現(xiàn)DEA有效的情況，從而難于區(qū)分有效單元，文獻(xiàn)［5］提出超效率DEA模型，以解決此缺陷。超效率DEA模型的基本思想是在對(duì)第k個(gè)決策單元進(jìn)行效率評(píng)價(jià)時(shí)，把第k個(gè)決策單元的投入和產(chǎn)出用其他所有決策單元的投入和產(chǎn)出的線性組合代替，從而排除了第k個(gè)決策單元［13］。假設(shè)對(duì)于安徽省17個(gè)城市，每個(gè)城市有M 種投入，N 種期望產(chǎn)出y∈，I種非期望產(chǎn)出，并且把非期望產(chǎn)出作為投入要素，具體模型如下：

在超效率DEA模型中，無(wú)效率的決策單元效率值與傳統(tǒng)DEA模型一致，但對(duì)于有效決策單元，可以使投入按比例增加，而效率保持不變，其投入增加比例記為超效率評(píng)價(jià)值［14］。所以超效率DEA模型能夠很好地區(qū)分有效單元之間的差異，對(duì)決策單元進(jìn)行有效的排序。

1.2 研究指標(biāo)及數(shù)據(jù)說(shuō)明

根據(jù)文獻(xiàn)［8－10］的研究成果，考慮數(shù)據(jù)的可得性，本文引入能源環(huán)境因素，給出投入產(chǎn)出指標(biāo)和含義，分別為城市建城區(qū)面積（土地投入量）、市區(qū)固定資產(chǎn)投資額（資本投入量）、科技研發(fā)和教育投入費(fèi)用（技術(shù)投入量）、市區(qū)全部從業(yè)人員總數(shù)（勞動(dòng)投入量）、能源消耗（能源消耗量）、市區(qū)GDP（城市經(jīng)濟(jì)總量）、市區(qū)地方財(cái)政預(yù)算內(nèi)收入（城市投入收益）［15］和環(huán)境影響社會(huì)支付意愿（環(huán)境治理意愿）［16］。

城市能源投入包括生活能源和生產(chǎn)能源消耗2個(gè)部分［10］，其中生活能源消耗可由文獻(xiàn)［15］直接得到，而對(duì)于城市生產(chǎn)能源消耗方面，僅有全省生產(chǎn)能源消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

本文假設(shè)各市工業(yè)總產(chǎn)值占全省工業(yè)總產(chǎn)值的比重與能源消費(fèi)量比重相同，由于各市工業(yè)結(jié)構(gòu)差異，這樣假設(shè)可能低估淮南、淮北、馬鞍山和銅陵等城市的能源消耗量，但安徽省各工業(yè)城市的工業(yè)產(chǎn)值比重相對(duì)較大，各城市能源綜合運(yùn)用能力差異性較小。文獻(xiàn)［17－18］研究表明，工業(yè)總產(chǎn)值和能源消耗之間存在協(xié)整關(guān)系，工業(yè)產(chǎn)值對(duì)能源消耗有較強(qiáng)的依賴性，并且兩者互為Granger原因，兩者之間正相關(guān)，所以假設(shè)較合理，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果影響不大。

本文令a＝市轄區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值／全省工業(yè)總產(chǎn)值，則各市生產(chǎn)能源消費(fèi)量＝a×全省工業(yè)生產(chǎn)能源消費(fèi)量，最后根據(jù)文獻(xiàn)［15］中的折算系數(shù)將2個(gè)部分能源消耗轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)煤后求和即得。環(huán)境污染的社會(huì)支付意愿則根據(jù)文獻(xiàn)［16］相關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于環(huán)境排放的社會(huì)支付意愿理論［12］計(jì)算得到，其中COD的排放量是令b＝市轄區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值／全市工業(yè)總產(chǎn)值，然后由b×每個(gè)市的工業(yè)廢水中COD排放量＋城鎮(zhèn)生活廢水中COD排放量求得，氨氮排放量的計(jì)算同上。二氧化硫、工業(yè)煙塵、工業(yè)粉塵和廢固排放量的計(jì)算，分別由b乘以每個(gè)市總的二氧化硫、工業(yè)煙塵、工業(yè)粉塵和廢固排放量求得。然后再用上述環(huán)境污染物的排放量乘以安徽省主要環(huán)境排放的社會(huì)支付意愿，即得到安徽省2003—2010年17個(gè)城市的環(huán)境影響社會(huì)支付意愿。

下面分析如何得出安徽省環(huán)境影響社會(huì)支付意愿。目前，我國(guó)的排污收費(fèi)制度已由過(guò)去的超標(biāo)收費(fèi)變成排污即收費(fèi)［19］，其規(guī)定的環(huán)境稅稅率可以看作我國(guó)社會(huì)對(duì)環(huán)境污染的支付意愿［12］。但是，不同地方環(huán)境污染狀況不同，對(duì)環(huán)境污染的社會(huì)支付意愿也不同，所以國(guó)家規(guī)定的環(huán)境稅率反應(yīng)的是社會(huì)對(duì)環(huán)境污染的平均社會(huì)支付意愿。我國(guó)“十一五”規(guī)劃主要污染物減排目標(biāo)為SO2和COD，比2005年水平分別減排10%，安徽省“十一五”規(guī)劃主要污染物減排目標(biāo)為SO2和COD，比2005年水平分別減排4%和6.5%。相比之下，沒有國(guó)家規(guī)定排放目標(biāo)嚴(yán)格，反映了安徽省環(huán)境影響社會(huì)支付意愿低于全國(guó)平均水平。

本文在文獻(xiàn)［12］研究的基礎(chǔ)上，估算出安徽省主要污染物的社會(huì)支付意愿（污染物影子價(jià)格理論和擬合方法），結(jié)果見表1所列，進(jìn)而測(cè)算出安徽省17個(gè)城市2003—2010年的環(huán)境影響社會(huì)支付意愿，結(jié)果見表2所列。

表1 主要環(huán)境排放的社會(huì)支付意愿 元／kg

表2 安徽省17個(gè)城市2003—2010年的環(huán)境影響社會(huì)支付意愿 108元

2 實(shí)證研究

為觀察考慮能源環(huán)境因素前后的城市效率差異，測(cè)度既定時(shí)期各城市要素的實(shí)際投入量與目標(biāo)投入量的相對(duì)距離，本文從時(shí)間和區(qū)域2個(gè)角度實(shí)證檢驗(yàn)安徽省17個(gè)城市綜合效率及其分解項(xiàng)純技術(shù)效率和規(guī)模效率，并觀察其變化情況。

2.1 時(shí)間角度分析

為把握各種效率的總體變動(dòng)趨勢(shì)，并找出其變化的原因，必須對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的時(shí)間序列分析。根據(jù)投入／產(chǎn)出數(shù)據(jù)，利用DEAP 2.1軟件計(jì)算得到安徽省在考慮能源環(huán)境因素前后的3種靜態(tài)效率時(shí)間變化趨勢(shì)，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，未考慮能源環(huán)境因素時(shí)，2003—2004年規(guī)模效率降低，城市效率改善主要得益于純技術(shù)效率的提升；2004—2007年城市效率均呈現(xiàn)下降狀態(tài)，其中2006—2007年主要是因?yàn)橐?guī)模效率的降低，其他年份主要是由純技術(shù)效率的降低引起的；2007—2010年城市效率呈上升趨勢(shì)，除2008—2009年以外，其他年份主要是因?yàn)榧兗夹g(shù)效率的提升。

考慮能源環(huán)境因素后，綜合效率、純技術(shù)效率以及規(guī)模效率都有所提高，說(shuō)明能源、環(huán)境因素能夠更全面、合理地反映各種投入要素間的替代效應(yīng)，得出更積極的評(píng)價(jià)效果。同時(shí)考慮能源環(huán)境因素前后，規(guī)模效率之間的距離普遍大于純技術(shù)效率之間的距離，說(shuō)明綜合效率的提高主要得益于規(guī)模效率的提高，所以考慮能源環(huán)境因素后，城市加快提升了節(jié)能減排技術(shù)水平。

圖1 安徽省靜態(tài)效率值

2.2 區(qū)域角度分析

為了進(jìn)一步觀察安徽省各城市考慮能源環(huán)境因素前后的效率評(píng)價(jià)差異，本文從區(qū)域角度進(jìn)行效率分析，得到17個(gè)城市3種效率的8年均值，結(jié)果見表3所列和圖2所示。

表3 17個(gè)城市3種效率均值

圖2 安徽省17個(gè)城市3種效率均值

表3和圖2中，Cr1、Vr1、Sc1和 Cr2、Vr2、Sc2分別表示未考慮和考慮能源環(huán)境因素時(shí)的綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率。

由表3和圖2可以看出，考慮能源環(huán)境因素后，各城市都提高了綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率，并且DEA有效城市由開始的2個(gè)（馬鞍山和銅陵）增加到6個(gè)（馬鞍山、銅陵、合肥、黃山、亳州和池州）。蚌埠、淮南、淮北、安慶、六安、阜陽(yáng)和亳州綜合效率的改善主要來(lái)源于純技術(shù)效率的提高，說(shuō)明這7個(gè)城市主要是因?yàn)榭紤]能源環(huán)境因素后，促使城市加快節(jié)能減排技術(shù)水平提升和創(chuàng)新，加大了節(jié)能減排的管理監(jiān)督力度所致；其余10個(gè)城市綜合效率的改善主要來(lái)源于規(guī)模效率的提高，說(shuō)明考慮能源環(huán)境因素后，改善了投入產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)，促使資源合理配置，最終使城市綜合效率普遍提高。

另外，加入能源環(huán)境因素后，省內(nèi)各城市效率間的差異也明顯減小，表明在城市發(fā)展中，能源綜合運(yùn)用能力和環(huán)境治理程度的差異性較小，城市發(fā)展較為均衡。同時(shí)值得注意的是，無(wú)論是否考慮能源環(huán)境因素，馬鞍山和銅陵市雖然經(jīng)濟(jì)規(guī)模和發(fā)展水平都不算高，但效率評(píng)價(jià)值卻很高，說(shuō)明該城市的技術(shù)利用和投入產(chǎn)出規(guī)模比其他城市更為合理。

為了進(jìn)一步分析安徽省17個(gè)城市綜合效率變化情況，本文利用EMS軟件進(jìn)行超效率DEA分析，以克服陷入對(duì)有效的決策單元無(wú)法進(jìn)一步分析評(píng)價(jià)的困難，結(jié)果見表4、表5所列。

由表4、表5可以看出，未考慮能源環(huán)境因素時(shí)，除了銅陵和馬鞍山市，其他15個(gè)市不同程度地出現(xiàn)無(wú)效率情況；考慮能源環(huán)境因素后，17個(gè)市的城市效率都有明顯提高。

表4 安徽省17個(gè)城市2003—2010年不考慮能源環(huán)境因素時(shí)超效率DEA評(píng)價(jià)值

表5 安徽省17個(gè)城市2003—2010年考慮能源環(huán)境因素時(shí)超效率DEA評(píng)價(jià)值

3 結(jié) 論

（1）由于目前尚未建立統(tǒng)一的城市效率評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)比較基準(zhǔn)，因此，基于不同模型、指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果可比性差。所以，構(gòu)建穩(wěn)健的城市效率評(píng)價(jià)模型和指標(biāo)，將成為今后的研究方向之一。

（2）受限于數(shù)據(jù)的可獲得性，本文研究范圍局限于2003—2010年的安徽城市狀況，隨著時(shí)間推移及數(shù)據(jù)增加，該評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確性將不斷提升。同時(shí)由于能源環(huán)境方面的數(shù)據(jù)有限，研究暫時(shí)無(wú)法涵蓋城市發(fā)展所導(dǎo)致的全部污染排放和能源消耗。

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