我國能源效率中的產業(yè)結構變遷和技術進步效應

鄒宗森+王秀玲+丁建勛

摘要：文章基于我國1980年-2014年時間序列數據，將能源消費納入柯布-道格拉斯生產函數，把全要素生產率分解成技術進步效應和產業(yè)結構變遷效應兩部分，以分析技術進步和產業(yè)結構變遷對能源效率的作用。實證研究發(fā)現，2002年之前，我國能源效率的提高主要依賴于技術進步，產業(yè)結構的作用較弱；2002年以后，技術進步對能源效率的推動作用開始降低，并逐步讓位于產業(yè)結構變遷。其原因在于近年我國產業(yè)結構發(fā)生了顯著變化，呈現出從“二產化”向“三產化”加快演進的趨勢，而第三產業(yè)比第二產業(yè)具有更高的能源利用效率和更低的能源強度。文章研究具有重要的政策啟示：加快產業(yè)結構調整，促進產業(yè)結構升級；提高科技發(fā)展水平，提升能源利用效率。

關鍵詞：能源效率；全要素生產率；技術進步；產業(yè)結構變遷

一、 引言

改革開放后，我國經濟快速增長，能源消費規(guī)模也在不斷地擴大?！禕P世界能源統(tǒng)計年鑒（2017）》顯示，中國仍是世界上最大的能源消費國，占全球能源消費量的23%和全球能源需求增長的27%；煤炭仍是中國能源消費中的主要燃料，但占比已由2005年的峰值74%降為2016年的62%。盡管能源消費結構有所改善，但我國能源利用效率整體不高，與國際先進水平仍差距較大。依據世界銀行數據庫，按2011年不變購買力平價計算的我國2014年能源強度（即單位GDP能耗）是世界平均水平的1.38倍，是高收入發(fā)達國家的1.55倍。目前，能源供需缺口越來越大且化石能源具有不可再生和污染物排放過多等特征（樸璇和趙忠秀，2017）。能源利用效率不高已成為制約我國經濟轉型升級的重要問題，同時提高能源利用效率，也是解決日趨嚴峻的環(huán)境問題的最佳途徑，對于實現我國節(jié)能減排目標具有重要意義（李國璋等，2010）。

影響能源效率的因素很多，現有研究主要集中于技術進步和產業(yè)結構變遷兩個方面。其中關于技術進步影響能源效率的研究中，趙楠等（2013）將全要素生產率分解為前沿性技術進步和追隨型技術進步兩類，發(fā)現追隨型技術進步對我國各地區(qū)能源利用效率產生正向影響，而前沿型技術進步作用不明顯。楊騫和劉華軍（2014）測算了省際全要素能源效率和Malmquist生產率指數并將后者分解為技術變動和效率變動，研究了技術進步對能源效率的空間溢出效應，研究結果顯示中國區(qū)域全要素能源效率存在顯著的空間依賴性和異質性，技術進步對能源效率具有“雙刃劍”特征。白秋菊和陳建（2017）則認為帶動經濟增長的是技術進步而非能源消費，應通過技術進步來提升能源效率和研發(fā)新能源，以適應經濟和社會發(fā)展過程中持續(xù)不斷的能源需求。除了技術進步，產業(yè)結構變遷對能源效率的影響也引起高度重視，Newell等（1999）認為產業(yè)結構的變化，尤其是工業(yè)與服務業(yè)以及工業(yè)輕重結構的變化是導致能耗變化的主要因素。蘇興國（2016）對工業(yè)能源消費的分解表明，2002年～2005年，工業(yè)能源消費大幅增加主要歸因于生產效應，結構效應具有一定的緩沖作用；2005～2010年，生產效應是驅動工業(yè)能源消費的主要動力，其次是結構效應。當然，也有學者同時研究技術進步和產業(yè)結構變動對能源效率的影響。符淼（2008）基于我國1953年～2004年宏觀數據，利用能源消費模型考察全要素生產率和產業(yè)結構對能源效率的影響，發(fā)現全要素生產率是影響能源效率的關鍵因素和長期因素，產業(yè)結構是能源效率的短期影響因素。丁建勛和羅潤東（2009）利用1953年～2006年時間序列數據，分析技術進步、全要素生產率、產業(yè)結構及能源價格對能源效率的影響，結果顯示按重要程度從大到小依次為全要素生產率、產業(yè)結構、資本體現式技術進步與能源價格。姜磊和季民河（2011）、原毅軍等（2012）認為技術進步與能源效率有顯著的正向相關關系，產業(yè)結構的調整以及能源消費結構的調整對能源效率也有一定的積極影響。

實際上，人們習慣用全要素生產率代表技術進步是一個誤解，全要素生產率并不等同于技術進步（林毅夫和任若恩，2007）；全要素生產率中包含著技術進步和產業(yè)結構變遷的效應（劉偉和張輝，2008）。因此，當用全要素生產率來代替技術進步，連同產業(yè)結構一起來分析技術進步和產業(yè)結構變遷對于能源效率的影響時，實際上重合了產業(yè)結構變遷的作用，并不能真實反映兩者對能源效率的影響。為了彌補這一問題，本文借助納入能源消費的柯布——道格拉斯生產函數，運用Syrquin（1984）的方法將全要素生產率分解為技術進步和產業(yè)結構變遷以研究兩者對能源效率的影響，從而真正將技術進步和產業(yè)結構變遷對能源效率的作用分離開來。

二、 實證分析

1. 模型設定。Syrquin（1984）以及劉偉和張輝（2008）的研究表明，作為廣義技術進步的全要素生產率不僅包括狹義技術進步，還包括產業(yè)結構變遷。為了將兩者從全要素生產率中分離出來，本文用總量水平TFP增長率和各產業(yè)部門水平TFP增長率之間的差異來表示產業(yè)結構變遷效應，而各產業(yè)部門水平的TFP增長率被視為技術進步效應。借助擴展的納入能源消費的柯布——道格拉斯生產函數，假定規(guī)模報酬不變且技術進步為中性，經過一系列數理推導，可以得到各個產業(yè)產出與能源消費量的比值關系（公式（1））以及經濟總體的能源效率增長率（公式（2））。

■=Ai（■）■（■）■（1）

G（■）=？琢G（■）+？茁G（■）+？撞？籽iG（Ai）+TES（2）

其中，E為能源消費；Y為產出；K為資本投入；L為勞動投入；α和β分別為資本和勞動的產出彈性；A為全要素生產率；G（·）為增長率；i=1，2，3分別代表第一、二、三產業(yè)；？撞？籽iG（Ai）為各產業(yè)技術進步貢獻的加權平均值，稱該部分為凈技術進步效應；TES則被稱為產業(yè)結構變遷效應，是全國總量水平的全要素生產率的增長率與各產業(yè)部門全要素生產率的加權平均值之間的差值，即：TES=G（A）-？撞？籽iG（Ai）。

2. 數據說明。本文選取我國1980年～2014年時間序列數據，實證研究中所用的實際產出和資本都是以1980年為基期。所用的資本存量采用永續(xù)盤存法估計，具體計算過程參考張軍和章元（2003）以及李賓（2011）。各產業(yè)和經濟總體的就業(yè)人數和能源消費以及計算產出和資本所采用的原始數據主要來源于1980年～2015歷年《中國統(tǒng)計年鑒》《中國固定資產統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》。endprint

3. 能源效率分解。進一步計算能源效率中的技術進步效應和產業(yè)結構變遷效應。首先，對公式（1）中的參數進行估計，通過對公式（1）兩邊取自然對數，添加隨機誤差項Ci，建立回歸模型（公式（3））；然后，利用索羅余值法計算出總量水平和各產業(yè)部門全要素生產率的增長率；第三步，利用公式（2）分解出能源效率中的技術進步效應和產業(yè)結構變遷效應。

ln（■）=lnAi+？琢iln（■）+？茁iln（■）+ei（3）

對公式（3）進行最小二乘估計，回歸結果顯示經濟總體和各產業(yè)回歸模型的系數以及方程整體都通過了顯著性檢驗，序列相關檢驗也通過，說明參數估計結果是合理的，進而可以計算出1981年～2014年我國各產業(yè)部門以及我國經濟總體的能源效率中全要素生產率的增長率。表1列出了我國1996年～2014年各產業(yè)部門以及我國總體的能源效率中全要素生產率的增長率。數據顯示，在經濟總體以及第二和第三產業(yè)中，在2002年以前，全要素生產率增長率基本上為正值，而2002年以后，全要素生產率增長率變?yōu)樨撝?。這意味著，全要素生產率對能源效率的作用在減弱。

將回歸系數、每個產業(yè)GDP占我國GDP的份額以及表1的數據代入公式（2），可以求得能源效率中技術進步效應和產業(yè)結構變遷效應（表2）。

表2顯示，產業(yè)結構變遷效應和技術進步效應都存在較為明顯的波動，且呈現出此消彼長的關系。2002年以前，產業(yè)結構變遷比技術進步對能源效率提高的推動作用要小，能源效率的提高更多地依賴于技術進步，產業(yè)結構效應很多年份呈現出負值；2002年以后，技術進步對能源效率的提升作用逐漸減弱，技術進步效應甚至變?yōu)榱素撝?。究其原因，技術進步可以降低能源強度，提高能源效率，促進經濟增長，但同時技術進步也存在反彈效應，它在促進產出增長的同時又將引起能源需求的增長。如果反彈效應超過了節(jié)能降耗的效應，上述情況就會出現。此外，我國產業(yè)結構變遷效應正逐步變強，并日益成為提高能源效率的主要途徑，出現這種情況的原因在于，從我國自身經濟發(fā)展特別是經濟發(fā)展階段的演進看，我國正處于經濟轉型時期，必然會帶來產業(yè)結構的變動，產業(yè)結構變動也必然會對能源強度產生影響，而近年來我國能源效率的變動態(tài)勢就與產業(yè)結構變動密切相關。

根據傳統(tǒng)的產業(yè)結構理論以及能源效率演變規(guī)律的研究，在工業(yè)化進程中，人們的需求引致能耗高的第二產業(yè)逐漸取代了能耗低的第一產業(yè)的優(yōu)勢位置，工業(yè)內部結構也逐漸由能耗低的輕工業(yè)向能耗高的重工業(yè)轉變，從而導致能源強度上升，能源效率降低；隨著工業(yè)社會向后工業(yè)化社會邁進，人們對第二產業(yè)產品需求漸趨飽和，高能耗的第二產業(yè)份額開始下降，更高層次的需求使低能耗的服務業(yè)份額持續(xù)上升，經濟轉型邁向服務經濟，于是經濟將有更低的能源強度，更高的能源效率。學者們對能源強度變動規(guī)律的研究也為上述論斷提供了支持，Medlock和Soligo（2001）利用世界銀行1995年83個國家的數據考察了產業(yè)結構變動與能源強度變動的關系，結果顯示，隨著產業(yè)結構從低級形態(tài)向高級形態(tài)轉變，能源強度呈現出先升后降的態(tài)勢。

近年來，我國的產業(yè)結構發(fā)生了顯著變化。如果以價值指標來衡量產業(yè)結構，則我國第一產業(yè)產值比重不斷下降，從占GDP的30%左右下降到目前的10%左右；第二產業(yè)產值比重處于波動下降狀態(tài)之中；第三產業(yè)產值比重迅速提高，從20%上升到45%左右，2013年超過了第二產業(yè)。因此，我國產業(yè)結構演進的“三產化”趨勢，成為提高能源效率、降低能源強度的重要因素。

三、 主要結論及啟示

本文基于我國1980年～2014年時間序列數據，利用含有能源消費的柯布—道格拉斯生產函數，把全要素生產率分解成技術進步效應和產業(yè)結構變遷效應兩部分，以分析技術進步和產業(yè)結構變遷對能源效率的作用。研究發(fā)現，2002年之前，我國能源效率的提高主要依賴于技術進步，產業(yè)結構的作用較弱；2002年以后，技術進步對能源效率的推動作用開始下降，并逐步讓位于產業(yè)結構變遷，其原因在于我國產業(yè)結構已逐漸從“二產化”向“三產化”演進，第三產業(yè)比第二產業(yè)具有更高的能源利用效率和更低的能源強度。

本文研究結論具有重要的政策啟示：首先，應加快產業(yè)結構調整，促進產業(yè)結構升級。一方面，加快能源消費結構的調整，提高清潔能源使用占比；另一方面探尋更好地工業(yè)化發(fā)展道路，逐步淘汰落后產能，調整工業(yè)內部結構，均衡重輕工業(yè)比重，同時注重優(yōu)化和調整產業(yè)結構，不斷發(fā)展能源效率較高的第三產業(yè)，強調技術創(chuàng)新對產業(yè)結構轉型升級的推動作用，以創(chuàng)新驅動促進產業(yè)結構調整。其次，提高我國科學技術發(fā)展水平，提升能源利用效率。政府層面應加快落實創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，加大投資力度支撐能源領域的技術研究，推動節(jié)能減排技術的研發(fā)，加快建立產學研相結合的技術創(chuàng)新體系；企業(yè)層面應在積極引進、消化和吸收先進技術的同時，培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力，提升技術水平，推動產品向低能耗、高附加值方向發(fā)展。

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基金項目：國家社會科學基金一般項目“匯率不對稱變動、異質性傳導與中國對外貿易結構演進研究”（項目號：16BJL087）。

作者簡介：鄒宗森（1979-），男，漢族，山東省五蓮縣人，山東大學經濟學院博士后，中國社會科學院經濟學博士，研究方向為產業(yè)結構與貿易政策；王秀玲（1993-），女，漢族，山東省濰坊市人，青島理工大學經貿學院碩士生，研究方向為經濟統(tǒng)計；丁建勛（1971-），男，漢族，山東省膠南市人，青島理工大學經貿學院教授、碩士生導師，南開大學經濟學博士，研究方向為能源與消費經濟。

收稿日期：2017-10-16。endprint