我國西部地區(qū)能源效率及影響因素研究

(廣西民族大學(xué)商學(xué)院，廣西 南寧 530006)

我國西部地區(qū)能源效率及影響因素研究

張凌生

(廣西民族大學(xué)商學(xué)院，廣西 南寧 530006)

本文通過構(gòu)建DEA模型研究西部地區(qū)1990-2016年的能源效率水平，接著運用面板數(shù)據(jù)實證分析了影響能源效率的因素。結(jié)果顯示：西部地區(qū)能源效率水平差異較大，個別省份在謀求經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中存在能源浪費現(xiàn)象，節(jié)能潛力和改進(jìn)空間巨大；經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費結(jié)構(gòu)、科學(xué)技術(shù)水平、對外開放程度、政府干預(yù)、要素稟賦結(jié)構(gòu)對西部地區(qū)的能源效率有顯著影響。據(jù)此，本文提出了相應(yīng)的能源效率提升建議。

西部地區(qū)；能源效率；影響因素

改革開放以來我國能源消費強(qiáng)度有明顯改善，然而從橫向來看，由于歷史和地理格局原因我國區(qū)域間經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，導(dǎo)致能源利用效率水平也相應(yīng)地呈現(xiàn)區(qū)域特點。東部地區(qū)能源效率最高，其次為中部地區(qū)，西部地區(qū)的能源效率始終處于低水平，這與西部地區(qū)的發(fā)展程度有巨大關(guān)聯(lián)。西部地區(qū)是我國欠發(fā)達(dá)地區(qū)，技術(shù)水平低，能耗量大，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，“高能耗，低產(chǎn)出”的粗放型增長模式已成為制約西部經(jīng)濟(jì)、社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。因此，本文以西部地區(qū)為研究對象，從全要素視角出發(fā)審視西部地區(qū)的能源效率問題，進(jìn)一步探究能源效率的影響因素，并提出提升西部地區(qū)能源效率的路徑，

一、 西部地區(qū)全要素能源效率測算

(一)全要素能源效率測算方法

利用數(shù)學(xué)表達(dá)形式是介紹DEA模型最直觀的方法。假設(shè)決策單元為DMU，每個DMU都有M種輸入和P種輸出，則第J個決策單元的輸入輸出可以表示為：

Xj=(X1j,X2j,…XMj)T>0

(1)

Yj=(Y1j,Y2j,…YPj)T>0

(2)

對已知的n個決策單元，可用DEA方法來判斷各個單元投入與產(chǎn)出的合理性和有效性，評價的DEA模型為：

u≥0,v≥0

(3)

可將以上分式規(guī)劃模型(CzR)轉(zhuǎn)化為等價的線性規(guī)劃問題(F)：

maxρTy0

s.t.ZTxj-ρTyj≥0,j=1,2…n

ZTx0=1

u≥0,v≥0

(4)

以上線性規(guī)劃問題(F)的對偶問題可以寫為下面的線性規(guī)劃問題(D)：

(5)

λj≥0,j=1,2…n

這里，θ是第j0決策單元的效率評價指數(shù)，θ=1表示該點已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)前沿面上，所以是一個有效率的DMU。問題(D)構(gòu)造了一個最小的輸入達(dá)到一定產(chǎn)出的分段線性逼近前沿面的過程。權(quán)重λj使投入和產(chǎn)出的樣本值形成一個凸性組合。效率評價指數(shù)θ表示給定投入水平下，產(chǎn)出的最大徑向擴(kuò)張度。

(二)指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)來源

本文以1990-2016年間我國西部11省區(qū)(由于西藏數(shù)據(jù)缺失，研究不包括在內(nèi))的資本存量、能源消費量和勞動力作為投入要素，GDP作為產(chǎn)出要素測算能源效率。

1.國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)。本文選取西部11個省區(qū)的實際生產(chǎn)總值為產(chǎn)出指標(biāo)，為進(jìn)行可比性測算，所有GDP剔除物價因素轉(zhuǎn)變?yōu)椴蛔儍rGDP，單位為億元。

2.資本存量。本文采用研究中通用的“永續(xù)盤存法”估算各地每年的實際資本存量?；竟綖椋?/p>

Ki,t=(1-φi)Ki,t-1+Ii,t

(6)

該估算方法的難點在于初始資本存量和折舊率的確定。本文沿用包群(2004)的研究方法，假定初始資本存量在1978年一次性全部形成，且1978年的資本存量總額等于當(dāng)年GDP的3倍。對于折舊率的選擇，吳延瑞(2008)認(rèn)為折舊率因地區(qū)各異，每個經(jīng)濟(jì)體都應(yīng)有不同的折舊率。因此本文運用吳延瑞研究中采用的各省折舊率。

3.勞動力。本文使用各省區(qū)歷年年末就業(yè)總數(shù)表示。

超聲檢查、CT檢查及MRI聯(lián)合檢測診斷敏感性、特異性，高于單一超聲檢查、CT檢查及MRI檢查（P＜0.05），見表2。

4.能源投入。本文采用各省區(qū)歷年能源消費總量來表示。

以上指標(biāo)數(shù)據(jù)，均來源于各省區(qū)歷年統(tǒng)計年鑒。

(三)西部各省區(qū)全要素能源效率測算結(jié)果

通過以上數(shù)據(jù)整理，根據(jù)DEAP2.1軟件包進(jìn)行投入導(dǎo)向型DEA分析，得到西部省區(qū)全要素能源效率測算結(jié)果(表1)：

表1 主要年份西部省區(qū)全要素能源相對效率

通過上表可發(fā)現(xiàn)，在1990-2015年期間，西部11省區(qū)中全要素能源相對效率平均值最高的省份是廣西、內(nèi)蒙古、新疆和重慶，其中廣西和內(nèi)蒙古全時期的平均值為1，表明考察期內(nèi)兩省份始終處于生產(chǎn)最優(yōu)前沿面上，在西部11個省區(qū)中相對于其他省區(qū)能源利用效率是最高的；新疆、重慶也有若干年位于前沿面上。而全時期能源相對效率平均值最低的省份依次是貴州、甘肅，同最優(yōu)前沿面上的省份相比，其均值從未超過0.7。如果以最近的2015年測算結(jié)果看，處于能源效率最優(yōu)前沿面上的省份依然是廣西和內(nèi)蒙古，寧夏和重慶也達(dá)到了前沿面的水平；距離前沿面較遠(yuǎn)的是新疆、青海和寧夏，其中青海的能源相對效率僅為0.69。這意味著這些能源相對效率較低的省份在謀求經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中存在巨大能源損耗，也預(yù)示著這些省份的能源生產(chǎn)利用效率不高，節(jié)能潛力和改進(jìn)空間巨大。

二、西部地區(qū)能源效率的影響因素分析

(一)變量選取與模型設(shè)定

影響能源效率的因素很多，針對西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀，本文著重考慮以下幾方面對能源效率的影響：

1.經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。劉志雄(2011)對經(jīng)濟(jì)增長與能源消費的研究表明，能源消費與經(jīng)濟(jì)增長之間存在雙向格蘭杰因果關(guān)系，能源消費促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長。本研究采用不變價GDP的對數(shù)Ln(GDP)來表示經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

2.要素稟賦結(jié)構(gòu)。毛豐付、潘加順(2012)以實際資本存量與總勞動力數(shù)量的比值來衡量要素稟賦結(jié)構(gòu)，研究資本深化對勞動生產(chǎn)率的影響。本文采取相似做法，以要素稟賦結(jié)構(gòu)衡量資本深化程度，運用資本存量與就業(yè)人口總量的比值(KL)來量化該指標(biāo)。

3.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。第三產(chǎn)業(yè)多為低耗能的服務(wù)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中占比越大，越有助于提升能源效率。本文研究的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)采用第三產(chǎn)業(yè)增加值占當(dāng)?shù)谿DP的比重(THRIS)來表示。

4.能源消費結(jié)構(gòu)。煤炭等非可再生能源，不僅利用率低，大量消費還會產(chǎn)生較多污染物，眾多研究表明以煤炭等非清潔能源為主的能源結(jié)構(gòu)，不利于能源效率提升。采用各省區(qū)煤炭在能源終端消費中的占比表示能源結(jié)構(gòu)(ES)。

5.對外開放。對外開放會通過技術(shù)擴(kuò)散影響到地區(qū)能源效率。但不是任何地方都能產(chǎn)生技術(shù)外溢效應(yīng)，相反，低水平的外資質(zhì)量以及依賴高耗能產(chǎn)業(yè)為主的出口模式都嚴(yán)重抑制能源效率提升。為了考察對外開對地區(qū)能源效率的最終影響，采用各省區(qū)進(jìn)出口總額占當(dāng)年GDP之比(EXP)來表示對外開放。

6.技術(shù)進(jìn)步。徐士元(2009)運用研究經(jīng)費投入作為技術(shù)進(jìn)步的主要衡量指標(biāo)對能源效率進(jìn)行回歸檢驗，效果顯著。本文借鑒相應(yīng)做法選取科學(xué)技術(shù)支出占GDP的比重表示技術(shù)進(jìn)步狀況(Te)。

所有數(shù)據(jù)來源于《新中國60年統(tǒng)計資料匯編》、《中國能源統(tǒng)計年鑒》和歷年《中國統(tǒng)計年鑒》，數(shù)據(jù)研究區(qū)間為1990～2015年。

根據(jù)以上解釋變量的選取，設(shè)定以下面板數(shù)據(jù)模型：

EFFEi.t=C+β0LnGDPi.t+β1LnKLi.t+β2ESi.t+β3LnTEi.t+β4LnTHRISi.t+β5EXP+εi.t

(二)回歸結(jié)果與分析

運用EVIEWS6.0對(7)式模型進(jìn)行回歸和檢驗，估計結(jié)果見(8)式： EFFEi.t=1.45-0.08LnGDPi.t+0.08LnKLi.t-0.07ESi.t(0.0000) (0.0000) (0.0000) (0.0000) +0.01LnTEi.t+0.04LnTHRISi.t+0.03EXP+εi.t

(8) (0.0373) (0.0036) (0.0005)

估計中：R2=0.98，P值很小，所有解釋變量的系數(shù)均通過5%的顯著性水平。從計量結(jié)果可以看出：(1)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平抑制全要素能源效率提高。這是由于西部地區(qū)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中不注重能源的集約化利用，一味通過增加投入要素驅(qū)動經(jīng)濟(jì)增長，因此在經(jīng)濟(jì)勢頭向好的同時難以掩蓋能源大量消費，忽視能源利用效率的的現(xiàn)象。(2)資本深化促進(jìn)能源效率提高。回歸結(jié)果表明，要素稟賦上升與能源效率同步上升，這說明資本深化對西部地區(qū)能源效率呈正向影響。(3)能源結(jié)構(gòu)對能源效率起抑制作用。以煤炭消費為主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)與能源效率高度負(fù)相關(guān)，煤炭消費占比增加1%將會使能源效率降低0.07%，這與我國當(dāng)前碳基能源利用技術(shù)水平低有巨大關(guān)聯(lián)。(4)技術(shù)進(jìn)步有利于能源效率提升。從回歸分析結(jié)果看，技術(shù)進(jìn)步每提高1個百分點，全要素能源效率大約提高0.01個百分點。這表明以研發(fā)經(jīng)費投入來衡量的技術(shù)進(jìn)步有利于企業(yè)提升節(jié)能技術(shù)、勞動力素質(zhì)水平，技術(shù)的外溢效應(yīng)還能帶動整個經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的能源利用效率。(5)對外開放不利于能源效率改善。以進(jìn)出口總額衡量的對外開放高度負(fù)顯著，這表明西部地區(qū)在國際貿(mào)易中處于不利地位，出口的商品主要屬于高耗能、產(chǎn)業(yè)鏈低端行業(yè)，因此國際貿(mào)易上升引致能源效率下降。(6)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對能源效率有重要作用。從估計結(jié)果看，第三產(chǎn)業(yè)增加值占比每拉高1%，能源效率相應(yīng)提高0.04%。這表明，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)該偏向發(fā)展以高新技術(shù)和服務(wù)業(yè)為代表的第三產(chǎn)業(yè)，減少高耗能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模擴(kuò)張。

三、加快西部地區(qū)能源效率提升的路徑

根據(jù)本文研究結(jié)果，為提升西部地區(qū)能源效率有以下建議：

首先，推動生產(chǎn)發(fā)展方式向集約型轉(zhuǎn)變。從上述分析可知，西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式仍然屬于粗放型，依靠生產(chǎn)要素投入驅(qū)動GDP增長。因此，必須加速推動西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)由“增長”向“發(fā)展”轉(zhuǎn)變，貫徹綠色經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)經(jīng)濟(jì)理念，提升各類生產(chǎn)要素尤其是能源要素的集約化利用程度，充分發(fā)揮能源效能。其次，以發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高質(zhì)量服務(wù)業(yè)為依托，優(yōu)化升級西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。通常高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和以服務(wù)業(yè)為代表的第三產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中具有耗能少、高產(chǎn)出、清潔高效的特點，所以致力于優(yōu)化升級產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，有利于引導(dǎo)能源要素自發(fā)向高效率部門流動，以此改善能源效率水平。因此，西部地區(qū)應(yīng)發(fā)展可持續(xù)的、能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的產(chǎn)業(yè)布局，從政策層面鼓勵、引導(dǎo)第三產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并利用相應(yīng)財稅制度給予物質(zhì)支持和保障，同時逐步限制高能耗行業(yè)生產(chǎn)擴(kuò)張，幫助其轉(zhuǎn)型或淘汰落后的高耗能產(chǎn)業(yè)。再次，在產(chǎn)品進(jìn)出口方面做到科學(xué)、合理規(guī)劃，避免由于片面追求出口增長額而一味生產(chǎn)高能耗、低附加值產(chǎn)品的短視利益行為，力爭在對外貿(mào)易中處于價值鏈中高端，鼓勵出口高附加值產(chǎn)品，減小對能源依賴。最后，西部地區(qū)的技術(shù)進(jìn)步對能源效率具有正向影響，表明通過提高技術(shù)水平從而提升能源效率具有巨大空間。一方面，西部地區(qū)需要通過加大研發(fā)投入，提升企業(yè)自主創(chuàng)新力，更新生產(chǎn)設(shè)備，創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)管理經(jīng)驗，提升勞動力素質(zhì)，提高能源效率；另一方面，西部地區(qū)也需要加強(qiáng)對廢料的循環(huán)利用，使能源原料在消費過程中得到更充分利用，做到從源頭上提高節(jié)約能力。

[1] 包群：《外商直接投資與技術(shù)外溢：基于吸收能力的研究》，博士學(xué)位論文，湖南大學(xué)國際貿(mào)易學(xué)系，2004年，第85頁.

[2] 吳延瑞：《生產(chǎn)率對中國經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)：新的估計》，《經(jīng)濟(jì)學(xué)：季刊》，2008年第7期.

[3] 劉志雄，梁冬梅：《中國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源消費分析及比較》，《生態(tài)經(jīng)濟(jì)(中文版)》，2011年第1期.

[4] 毛豐付，潘加順：《資本深化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與中國城市勞動生產(chǎn)率》，《中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)》，2012年第22期.

[5] 師博，沈坤榮：《政府干預(yù)、經(jīng)濟(jì)集聚與能源效率》，《管理世界(月刊)》2013年第10期.

[6] 徐士元：《基于技術(shù)進(jìn)步與市場化改革的中國能源效率研究》，博士學(xué)位論文，華中科技大學(xué)管理科學(xué)與工程系，2009年，第93頁.

項目資助：廣西民族大學(xué)2015年研究生教育創(chuàng)新計劃項目《我國西部省區(qū)能源效率的現(xiàn)狀、影響因素及提升路徑研究》(編號：gxun-chxs2015048)。