基于要素替代彈性的節(jié)能潛力測(cè)算研究

陳凱　王美　晏為謙

摘 要：我國(guó)能源消耗量的快速增長(zhǎng)，能源供應(yīng)和環(huán)境保護(hù)形勢(shì)日益嚴(yán)峻。能源問題已成為制約我國(guó)許多地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，同時(shí)環(huán)境污染問題也日益凸顯。因此，大力推進(jìn)節(jié)能工作具有十分重要的意義，是促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的基本條件。在開展節(jié)能工作過程中，制定符合中國(guó)發(fā)展實(shí)際的節(jié)能目標(biāo)與節(jié)能方案，是有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能的必然要求。而節(jié)能潛力是否存在以及節(jié)能潛力的分布是節(jié)能目標(biāo)規(guī)劃工作中首要面臨的問題。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)要素；替代彈性；節(jié)能潛力

1 節(jié)能潛力測(cè)算的理論推導(dǎo)

1.1生產(chǎn)要素替代彈性

運(yùn)用超越對(duì)數(shù)成本函數(shù)可看作任意成本函數(shù)的二階近似這一性質(zhì)，可將成本函數(shù)寫成：

（1）

式中，K表示非能源資本投入；L表示勞動(dòng)力投入；E表示能源資本投入；α0通常被認(rèn)為是分布參數(shù)，用于度量與投入要素價(jià)格無關(guān)的成本份額；αij被認(rèn)為是替代參數(shù)，用于測(cè)度成本份額隨要素價(jià)格變動(dòng)而變化的情況。根據(jù)

Shephard引理，成本函數(shù)關(guān)于某種生產(chǎn)要素價(jià)格求導(dǎo)，得到相應(yīng)投入要素的需求量，即：

（2）

式中，Xi為某生產(chǎn)要素的需求量，Pi為該生產(chǎn)要素的價(jià)格。則各生產(chǎn)要素的成本份額為：

（3）

聯(lián)立式（1）與式（3），得

（4）

在宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，非能源資本、能源資本、勞動(dòng)力的成本份額可分別表示為：

（5）

由于成本函數(shù)對(duì)各生產(chǎn)要素價(jià)格具有線性齊次性，且系統(tǒng)方程組還應(yīng)滿足加總法則，因此成本份額方程還應(yīng)滿足如下限制條件：

（6）

根據(jù)方程組（5）和限制條件（6），不同類型的替代彈性如Allen-Uzawa替代彈性、要素需求的價(jià)格彈性均可得以計(jì)算。其中，生產(chǎn)要素之間的Allen-Uzawa替代彈性可表示為：

（7）

要素需求的價(jià)格彈性可分別表示為：

（8）

1.2 節(jié)能潛力測(cè)算

生產(chǎn)要素之間的價(jià)格替代彈性一般會(huì)隨著要素價(jià)格的變動(dòng)而上下波動(dòng)，但波動(dòng)程度通常較低。鑒于此，采用要素的平均價(jià)格替代彈性系數(shù)測(cè)算研究時(shí)間段內(nèi)因價(jià)格調(diào)整而產(chǎn)生的節(jié)能潛力。節(jié)能潛力測(cè)算的具體步驟如下：①計(jì)算要素價(jià)格調(diào)整前的能源投入總量I0；②根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境發(fā)展等的約束，確定要素價(jià)格的最大可調(diào)整范圍；③根據(jù)要素替代彈性，計(jì)算不同價(jià)格調(diào)整方案下非能源資本、能源與勞動(dòng)力的成本份額；④計(jì)算不同價(jià)格調(diào)整方案下的能源投入總量；⑤運(yùn)用搜索算法找出能源投入總量最小的要素價(jià)格調(diào)整方案，并記錄最小的能源投入總量Im；⑥要素價(jià)格調(diào)整的最大節(jié)能潛力ΔI=I0-Im。

2 生產(chǎn)要素替代彈性測(cè)算

根據(jù)方程組（5）和限制條件（6），運(yùn)用最小二乘回歸對(duì)方程中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。具體計(jì)算過程為：①?gòu)姆匠探M（5）中得到需要估計(jì)的參數(shù)，共12個(gè)；②根據(jù)限制條件，可以得到αE=1-αL-αK，αKK=-αKL-αKE，αLK=αKL，αLE=-αKL-αLL，αEK=-αKK-αKL，αKK=-αKL-αLL，αKK=-αKL-αKE，因此，最終獨(dú)立的參數(shù)只有5個(gè)；③針對(duì)這5個(gè)獨(dú)立的參數(shù)，結(jié)合方程組（5）和收集的資本、勞動(dòng)力與能源的數(shù)據(jù)，在每個(gè)行業(yè)均可得到18組樣本數(shù)據(jù)；④運(yùn)用最小二乘回歸求解各行業(yè)中上述5個(gè)獨(dú)立的參數(shù)。各行業(yè)的回歸模型均能通過1%顯著水平的整體方差F檢驗(yàn)，且擬合優(yōu)度檢驗(yàn)值R2均接近1，表明回歸模型的參數(shù)估計(jì)結(jié)果較佳。根據(jù)回歸系數(shù)，結(jié)合式（7）和式（8），可計(jì)算出各行業(yè)資本、勞動(dòng)力與能源的平均價(jià)格替代彈性。根據(jù)各行業(yè)資本、勞動(dòng)力與能源要素的平均價(jià)格替代彈性可得：

2.1 能源

能源自價(jià)格彈性在不同行業(yè)之間存在較大的差異。農(nóng)業(yè)、采礦業(yè)、電熱氣水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、交通運(yùn)輸與倉(cāng)儲(chǔ)郵電業(yè)、批發(fā)與零售業(yè)、衛(wèi)生、社會(huì)保障和社會(huì)福利業(yè)的能源自價(jià)格彈性為負(fù)，即能源價(jià)格上漲將降低這些行業(yè)對(duì)能源的需求量；然而，其它行業(yè)的能源自價(jià)格彈性表現(xiàn)為正。從能源價(jià)格對(duì)需求量影響的程度來看，能源價(jià)格每上漲1%，采礦業(yè)能源需求量將降低1.26%，負(fù)向影響最為明顯；金融保險(xiǎn)業(yè)能源需求量將增加1.22%，正向影響最為明顯。

2.2 勞動(dòng)力

除房地產(chǎn)業(yè)外，其它所有行業(yè)勞動(dòng)力的自價(jià)格彈性均為負(fù)，說明勞動(dòng)力價(jià)格上漲將減少其需求量。其中，采礦業(yè)勞動(dòng)力需求的價(jià)格彈性最大，說明該行業(yè)的勞動(dòng)力需求量對(duì)勞動(dòng)力價(jià)格變動(dòng)最為敏感。而由于房地產(chǎn)行業(yè)對(duì)勞動(dòng)力的剛性需求較大，隨著勞動(dòng)力價(jià)格的提高，該行業(yè)的勞動(dòng)力投入成本反而會(huì)升高。

3 行業(yè)節(jié)能潛力測(cè)算

生產(chǎn)要素之間存在價(jià)格替代或互補(bǔ)關(guān)系已被許多學(xué)者論證并應(yīng)用。對(duì)于存在要素價(jià)格替代的行業(yè)，可通過調(diào)整要素價(jià)格的方式，實(shí)現(xiàn)非能源生產(chǎn)要素對(duì)能源的替代，達(dá)到節(jié)能的目的。