基于環(huán)境約束的我國(guó)能源效率演進(jìn)趨勢(shì)研究

王志雄+祁卓婭+徐海龍+牛新星

摘要：文章采用DEA方法測(cè)算了我國(guó)各省市自治區(qū)以及六大區(qū)域共同前沿下的能源效率、群組前沿下的能源效率和共同效率。得出，我國(guó)省際能源效率基本呈現(xiàn)“東高西低、南高北低”的分布特征。東南沿海地區(qū)三大效率均比較高；東北地區(qū)群組前沿能源效率下降，共同效率上升；中部地區(qū)群組前沿能源效率下降；北部沿海地區(qū)共同效率波動(dòng)明顯呈下降趨勢(shì)；西北地區(qū)的群組前沿效率不高、總體遞增，追趕效應(yīng)明顯；西南地區(qū)的能源效率偏低，總體平穩(wěn)。提出了因地制宜的政策建議。

關(guān)鍵詞：能源效率；環(huán)境約束；六大區(qū)域

近年來(lái)，能源和環(huán)境因素對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的約束愈加收緊。一方面，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)步入“新常態(tài)”，犧牲能源和環(huán)境的粗放式增長(zhǎng)方式已經(jīng)難以為繼；另一方面，人民生活水平提高，對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求更高，使得傳統(tǒng)能源使用和生態(tài)環(huán)境改善之間矛盾愈發(fā)突出。在資源稟賦差，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求和環(huán)境改善卻又越來(lái)越迫切的情況下，提高能源利用效率、降低生態(tài)環(huán)境壓力，推進(jìn)能源節(jié)約和污染減排已成為未來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然選擇。

“十二五”期間，我國(guó)能源使用效率得到一定程度提高，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到一定的改善，但有一些省份依然無(wú)法完成節(jié)能減排年度分解目標(biāo)，致使完成情況與預(yù)期仍有很大差距。這既反映了我國(guó)提高能源效率實(shí)踐的復(fù)雜和困難程度，也凸顯出了研究提高能源效率和挖掘節(jié)能潛力的重要性和緊迫性。加大對(duì)我國(guó)提高能源效率的研究，分析區(qū)域之間能源效率的演進(jìn)趨勢(shì)，有助于因地制宜制定能源政策，改善各地能源效率，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域間經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

一、 理論背景

目前，學(xué)術(shù)界對(duì)能源效率沒(méi)有統(tǒng)一的定義，但內(nèi)涵基本一致，即能源的投入產(chǎn)出效率。世界用能委員會(huì)認(rèn)為能源效率為提供同等能源服務(wù)所減少的能源投入量。Bosseboeuf（1997）認(rèn)為經(jīng)濟(jì)上的能源效率指用相同或更少的能源獲得更多產(chǎn)出或更好的生活質(zhì)量。國(guó)家發(fā)改委能源研究所將能源效率定義為，能源利用中發(fā)揮作用的能源量與實(shí)際消耗的能源量之比。

能源效率的測(cè)度主要基于投入產(chǎn)出分析，依照投入要素類別的多寡，分為單要素能源效率和全要素能源效率兩類。前者將能源作為唯一的投入要素，典型的指標(biāo)有能耗強(qiáng)度，即單位產(chǎn)值能耗，因計(jì)算簡(jiǎn)單易于國(guó)別比較，常用于政府部門(mén)宏觀管理。蔣金荷（2004）從能源物理效率、單位產(chǎn)值能耗和單位產(chǎn)品能耗三方面分析了我國(guó)能源效率狀況，并給出相應(yīng)的改善建議。齊紹洲、李鍇（2010）利用這一指標(biāo)研究地區(qū)間能源效率的收斂問(wèn)題。該方法的主要問(wèn)題在于隱含能源是唯一投入的假設(shè)。因此，目前主流分析都傾向于后者。后者把勞動(dòng)、資本、能源等投入要素同時(shí)納入分析，GDP為主要產(chǎn)出。魏楚、沈滿洪（2007）采用基于DEA的方法測(cè)算了我國(guó)各省市全要素能源效率并在聚類分析的基礎(chǔ)之上分析其影響因素；林伯強(qiáng)、杜克銳（2013）分析發(fā)現(xiàn)消除要素市場(chǎng)扭曲可提高年均10%的全要素能源效率；孫廣生等（2012）提出從傳統(tǒng)單要素能源效率指標(biāo)中分解出全要素能源效率的方法?？紤]到能源消費(fèi)帶來(lái)的環(huán)境影響，學(xué)者們開(kāi)始研究環(huán)境約束下的能源效率測(cè)算問(wèn)題。張偉、吳文元（2011）運(yùn)用“多投入多產(chǎn)出”的DEA模型，結(jié)合環(huán)境生產(chǎn)函數(shù)和環(huán)境方向距離函數(shù)，分析了長(zhǎng)江都市圈1996年～2008年全要素能源效率及其影響因素。

借鑒前人的研究方法，本文以環(huán)境約束為基礎(chǔ)，重點(diǎn)分析省際和區(qū)域全要素能源效率，創(chuàng)新運(yùn)用群組前沿和共同前沿分析法進(jìn)行省際和區(qū)域能源效率差異的實(shí)證分析。

二、 區(qū)域劃分、變量選擇及數(shù)據(jù)說(shuō)明

1. 區(qū)域劃分。綜合考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資源稟賦和地理區(qū)位等因素，結(jié)合國(guó)家產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和重大經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，將全國(guó)劃分為東北地區(qū)（黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古）、北部沿海（北京、河北、天津、山東、江蘇）、東南沿海（上海、浙江、福建、廣州、海南）、中部地區(qū)（山西、河南、安徽、湖北、湖南、江西）、西南地區(qū)（四川、重慶、云南、廣西、貴州）和西北地區(qū)（新疆、陜西、甘肅、寧夏、青海）六大區(qū)域。考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性及可比性，香港、澳門(mén)、臺(tái)灣和西藏并未納入研究范圍。

2. 變量選取及數(shù)據(jù)說(shuō)明。進(jìn)行共同前沿分析時(shí)，投入要素為資本、勞動(dòng)力、能源；產(chǎn)出為GDP和非期望產(chǎn)出（污染物）。具體指標(biāo)處理如下：

資本。根據(jù)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，只能獲得以當(dāng)年價(jià)計(jì)算的固定資產(chǎn)投資額，資本存量必須通過(guò)一定的方法計(jì)算獲得。目前最普遍的計(jì)算資本存量的方法：

Ki，t表示i省份第t年的資本存量，δ表示資本折舊率，Ii，t表示i省第t年的投資。本文選取資本折舊率為10%。

勞動(dòng)力。擬采用2000～2015年各省就業(yè)人數(shù)作為勞動(dòng)力投入，將WIND提供的季度數(shù)據(jù)進(jìn)行年度平均作為實(shí)際度量結(jié)果。

能源?？紤]到能源消費(fèi)量的可比較性，將煤炭、石油、天然氣等一次能源消費(fèi)量均折算為標(biāo)準(zhǔn)煤，單位為“萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤”。各省2000～2015年能源消費(fèi)量均來(lái)自于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001～2013）、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》（2013～2015）、2016年各省市環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）。各省市GDP均采用2000年不變價(jià)格計(jì)算的實(shí)際值，各省市名義GDP及GDP指數(shù)來(lái)自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001～2016）。

非期望產(chǎn)出（污染物）。采用傳統(tǒng)的謝拔德距離（Shephard Distance Function）函數(shù)，以SO2排放量作為非期望產(chǎn)出。數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》以及各省的環(huán)境狀況公報(bào)。

三、 基于環(huán)境約束的中國(guó)區(qū)域能源效率測(cè)算結(jié)果分析

1. 共同前沿技術(shù)效率測(cè)算及其變動(dòng)趨勢(shì)。基于規(guī)模報(bào)酬不變的CCR模型，通過(guò)DEAP2.1軟件計(jì)算的2000年～2015年我國(guó)各省市、六大區(qū)域和全國(guó)的共同前沿下的全要素能源效率，如表1所示。

全國(guó)整體平均來(lái)看，全要素能源效率基本上在0.8～0.9區(qū)間內(nèi)起伏波動(dòng)，2000年～2009年總體上較為平穩(wěn)，2009年～2011年有所上升，2011年后出現(xiàn)明顯的下跌，且在2014跌破0.8。endprint

區(qū)域角度看，六大區(qū)域能源效率2008年～2013年明顯上升，2013年后明顯下跌，而2008年之前，東南沿海、北部沿海、西北地區(qū)呈波動(dòng)上升的趨勢(shì)，東北地區(qū)、中部地區(qū)和西南地區(qū)則呈波動(dòng)向下的演進(jìn)趨勢(shì)。空間上，能源效率呈現(xiàn)東部高，中部次之，西部最低，南北方向上南高北低的局面，這與大多數(shù)研究我國(guó)能源效率區(qū)域差異的結(jié)論是一致的。

2000年～2015年各省市的共同前沿效率，北京、河北、上海、青海、寧夏和新疆六省市總體呈上升趨勢(shì)；而山西、浙江、安徽、福建、江西、河南、湖北、湖南、廣東、重慶有不同程度的下降；其他省份呈不規(guī)則波動(dòng)。東部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份能源效率有所下降但數(shù)值仍然較高，中部地區(qū)大多數(shù)省份出現(xiàn)下滑趨勢(shì)，西部地區(qū)的相對(duì)效率有所上升，但數(shù)值依然較小，體現(xiàn)了西部地區(qū)在共同前沿效率方面的追趕效應(yīng)。

2. 共同前沿效率與群組前沿效率比較。本部分基于CCR模型測(cè)算了規(guī)模報(bào)酬不變條件下，我國(guó)六大區(qū)域以及全國(guó)的群組前沿效率和共同效率（結(jié)果見(jiàn)表2、表3）。

六大區(qū)域共同效率東西方向上仍然呈現(xiàn)“東部高、中部次之、西部最低”的特征，南北方向上呈現(xiàn)“南高北低”的特征，與共同前沿效率和群組前沿效率分布特征一致，但順序不完全相同。

東南沿海地區(qū)共同前沿下的能源效率、群組前沿下的能源效率和共同效率平均值都位于六大區(qū)域前列，且效率值的內(nèi)部差異較小，這同時(shí)印證了該地區(qū)以技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)特征。其能源群組前沿效率一直呈逐年遞增的趨勢(shì)，說(shuō)明該地區(qū)在保持能源效率全國(guó)領(lǐng)先的條件下，內(nèi)部省市的能源效率也在持續(xù)優(yōu)化，且優(yōu)化水平高于全國(guó)的能源效率改善水平。

東北地區(qū)群組前沿能源效率水平較高，波動(dòng)中具有下降的趨勢(shì)，但其共同效率具有上升的趨勢(shì)。從宏觀經(jīng)濟(jì)上看，東北地區(qū)面臨著嚴(yán)重的產(chǎn)能過(guò)剩，傳統(tǒng)的重工業(yè)受到強(qiáng)烈的沖擊，與該地區(qū)產(chǎn)業(yè)升級(jí)較慢，技術(shù)水平不高有較大關(guān)系，同時(shí)人口流出以及國(guó)有企業(yè)的改革反而使能源利用效率有所改善。

在六大區(qū)域中，中部地區(qū)共同技術(shù)率均值較高，僅次于東南沿海和北部沿海地區(qū)，但在共同前沿效率中排名較低，這表明中部地區(qū)各省份能源效率提高的空間在外部，是與全國(guó)共同前沿的差距。因此，生產(chǎn)技術(shù)落后是制約中部地區(qū)能源效率提高的主要因素，如何改善或提升中部地區(qū)的技術(shù)水平成為該區(qū)域效率提高的關(guān)鍵。

北部沿海各省市與東南沿海經(jīng)濟(jì)總量不相上下，但在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源使用方式、資源稟賦等方面存在差異性，能源效率也明顯不同。北部沿海地區(qū)共同效率波動(dòng)明顯且具有下降趨勢(shì)，說(shuō)明其技術(shù)出現(xiàn)瓶頸，通過(guò)改進(jìn)技術(shù)提升能源效率的方法并不現(xiàn)實(shí)，應(yīng)該尋求其他突破。

西北地區(qū)，共同前沿效率明顯低于其他五個(gè)區(qū)域，群組前沿效率雖然水平不高但呈遞增趨勢(shì)，說(shuō)明其能源效率改進(jìn)空間需要依賴技術(shù)水平的提高。該地區(qū)能源效率的分布離散程度高，表明內(nèi)部各省份技術(shù)水平差異較大。西北地區(qū)共同效率前幾年較高，但呈逐年下降趨勢(shì)，近幾年僅比西南地區(qū)高。技術(shù)差距變大及導(dǎo)致的效率降低是制約西部地區(qū)能源效率提高的因素。

西南地區(qū)的能源效率總體運(yùn)行平穩(wěn)在全國(guó)處于中等偏下。其共同前沿效率和群組前沿效率都表現(xiàn)出輕微下降趨勢(shì)，表明隨著全國(guó)能源效率水平的提高，西南地區(qū)的能效水平升級(jí)緩慢，與共同前沿的差距越來(lái)越大，群組內(nèi)部分化也較為明顯。因此，提升技術(shù)水平是提高西南地區(qū)能源效率的關(guān)鍵。

四、 結(jié)論及政策建議

1. 結(jié)論。我國(guó)省際能源效率呈現(xiàn)“東高西低、南高北低”的分布特征。六大區(qū)域中，東南沿海、北部沿海和東北地區(qū)能源效率呈逐年遞增的趨勢(shì)，西北地區(qū)、中部地區(qū)和西南地區(qū)均為波動(dòng)向下的演進(jìn)趨勢(shì)。

地區(qū)之間能源效率差距增大，分化呈逐年增加的趨勢(shì)。東西部之間主要是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差距，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、技術(shù)水平較低也是差距產(chǎn)生的重要原因。另外，氣候條件差異對(duì)南北方各省份能源效率差異起主導(dǎo)作用。同時(shí)，也可以發(fā)現(xiàn)西部地區(qū)在共同前沿效率方面的追趕效應(yīng)，效率差距在縮小。

東北地區(qū)群組前沿能源效率水平較高，波動(dòng)中具有下降的趨勢(shì)，但其共同效率具有上升的趨勢(shì)。中部地區(qū)群組前沿下的能源效率呈逐年下降趨勢(shì)，中部地區(qū)各省份能源效率提高的空間在外部，是與全國(guó)共同前沿的差距。北部沿海地區(qū)共同效率波動(dòng)明顯且具有下降趨勢(shì)。西北地區(qū)的群組前沿效率雖然水平不高但總體呈遞增趨勢(shì)。西南地區(qū)的能源效率總體平穩(wěn)在全國(guó)處于中等偏下，共同前沿效率和群組前沿效率都表現(xiàn)出輕微下降趨勢(shì)。

共同前沿的全要素能源效率變動(dòng)中出現(xiàn)兩個(gè)拐點(diǎn)，2008年之后六大地區(qū)都呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，2013年之后呈現(xiàn)較為明顯的下降。2008年，國(guó)內(nèi)實(shí)施擴(kuò)張性財(cái)政刺激政策，宏觀經(jīng)濟(jì)總體運(yùn)行良好，政府對(duì)節(jié)能減排工作要求收緊；另舉辦奧運(yùn)也起到積極作用。2013年后，大量低能效的前期基礎(chǔ)設(shè)施投資產(chǎn)能得到釋放，另外經(jīng)濟(jì)開(kāi)始進(jìn)入新常態(tài)，節(jié)能減排的要求相對(duì)弱化。

2. 政策建議。2013年以來(lái)，我國(guó)能源效率出現(xiàn)持續(xù)下降的局面，提高能源利用效率迫在眉睫。依據(jù)各個(gè)區(qū)域能源效率的演進(jìn)和發(fā)展趨勢(shì)的不同，須因地制宜采取政策措施。東北地區(qū)產(chǎn)能過(guò)剩和人口流失較為嚴(yán)重，應(yīng)改變能源利用方式，加強(qiáng)人均能源利用的管理。東南沿海省份在保持其能源效率全國(guó)領(lǐng)先的條件下，應(yīng)加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)部的能源效率持續(xù)優(yōu)化。中部地區(qū)的生產(chǎn)技術(shù)落后是制約中部地區(qū)能源效率提高的主要因素，改善或提升中部地區(qū)的技術(shù)水平是關(guān)鍵。北部沿海地區(qū)應(yīng)建立與經(jīng)濟(jì)水平相匹配的能源利用措施和政策，加強(qiáng)各省份自身的建設(shè)。西北地區(qū)近幾年情況有所好轉(zhuǎn)，但共同效率水平較低，而西南地區(qū)則是群組效率較低，應(yīng)加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)省份之間的合作，提高地區(qū)群組內(nèi)的共同能源效率。

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基金項(xiàng)目：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)：2015YD03）。

作者簡(jiǎn)介：王志雄（1984-），男，漢族，陜西省神木市人，中國(guó)社會(huì)科學(xué)院研究生院博士生、機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金會(huì)副主任，研究方向?yàn)榧夹g(shù)經(jīng)濟(jì)及行業(yè)政策；祁卓婭（1981-），女，漢族，河北省蠡縣人，機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金會(huì)主任、高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樾袠I(yè)基金及科技管理；徐海龍（1987-），男，漢族，山東省泰安市人，中國(guó)社會(huì)科學(xué)院研究生院博士生，研究方向?yàn)榧夹g(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)；牛新星（1990-）男，漢族，山東省濟(jì)南市人，中國(guó)社會(huì)科學(xué)院研究生院博士生，研究方向?yàn)榧夹g(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)。

收稿日期：2017-11-10。endprint