中國工業(yè)分行業(yè)能源效率變化及其影響因素

關(guān) 偉，魏 勝，許淑婷

（1.遼寧師范大學(xué) 海洋經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展研究中心，遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116029）

一、引言

能源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，能源消耗及其引發(fā)的環(huán)境問題已成為學(xué)術(shù)界研究的焦點(diǎn)之一。中國是世界上最大的能源消費(fèi)國與進(jìn)口國，其長期的高能源消費(fèi)強(qiáng)度，導(dǎo)致中國的能源供給與能源安全面臨巨大的挑戰(zhàn)[1]。中國70%以上的能源消費(fèi)源于工業(yè)，降低單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗與二氧化碳排放量是節(jié)能減排的主要目標(biāo)，提高工業(yè)能源效率是降低能源消耗強(qiáng)度的關(guān)鍵。

眾多學(xué)者已對(duì)工業(yè)行業(yè)能源效率進(jìn)行深入研究，研究尺度涉及工業(yè)分行業(yè)[2-5]、制造業(yè)分行業(yè)[6-8]以及單個(gè)行業(yè)[9]的能源效率；研究內(nèi)容主要圍繞能源效率測度與分解[10]、影響因素、節(jié)能潛力等[11-13]；測度方法主要采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）和隨機(jī)前沿分析（SFA），其中，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析因無需函數(shù)假設(shè)可避免模型設(shè)定偏差而被廣泛應(yīng)用，典型的有超效率DEA、非期望產(chǎn)出的SBM、三階段DEA、DEAMalmquist 等模型。早期多數(shù)學(xué)者[14-16]對(duì)能源效率的研究并未涉及非期望產(chǎn)出，忽略產(chǎn)出的副產(chǎn)品，會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果與實(shí)際情況產(chǎn)生偏差。因此，學(xué)者們[17]將非期望產(chǎn)出逐漸納入研究體系。

目前，工業(yè)分行業(yè)全要素能源效率研究較為成熟，但尚有不足：就資本投入而言，多數(shù)學(xué)者采用固定資產(chǎn)凈值年平均余額，忽略了折舊問題；就期望產(chǎn)出而言，部分學(xué)者采用工業(yè)增加值，忽略了中間投入。然而，現(xiàn)有研究中改進(jìn)資本投入與期望產(chǎn)出的同時(shí)，又包含非期望產(chǎn)出的研究較少。鑒于此，本研究基于“生產(chǎn)理論”框架構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，首先，采用SBM 模型對(duì)2001—2016 年工業(yè)分行業(yè)能源效率測度；其次，結(jié)合變異系數(shù)、核密度估計(jì)等方法分析工業(yè)分行業(yè)能源效率的水平與發(fā)展；最后，采用Tobit 模型實(shí)證中國工業(yè)分行業(yè)能源效率的影響因素，以期為中國工業(yè)行業(yè)節(jié)能減排政策的實(shí)施提供參考依據(jù)。

二、研究方法與指標(biāo)選取

（一）研究方法

基于非期望產(chǎn)出的SBM 模型是由Tone[18]于2003 年提出的測算效率的模型，與傳統(tǒng)“徑向”和“角度”的數(shù)據(jù)包絡(luò)模型相比，這種模型可以有效解決投入要素的“擁擠”或“松弛”情況，使工業(yè)分行業(yè)能源效率測度值更加準(zhǔn)確。該模型目前應(yīng)用較廣，模型介紹詳見文獻(xiàn)[19]。

（二）研究對(duì)象與指標(biāo)選取

1.研究對(duì)象。2001—2016 年國民行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)歷經(jīng)兩次修改，為保證行業(yè)統(tǒng)計(jì)口徑的一致性與分析的合理性，參考李小平和李小克（2018）[20]的做法，最終選取35 個(gè)工業(yè)分行業(yè)。

2.指標(biāo)選取。能源：選取歷年工業(yè)分行業(yè)能源消費(fèi)總量代替能源投入；資本：參考陳詩一（2011）[21]的做法，采用永續(xù)盤存法計(jì)算資本存量；勞動(dòng)力：選取歷年規(guī)模以上工業(yè)分行業(yè)年末從業(yè)人數(shù)代表勞動(dòng)力投入；工業(yè)總產(chǎn)值：采用工業(yè)銷售產(chǎn)值代替工業(yè)總產(chǎn)值；二氧化碳排放量：利用工業(yè)分行業(yè)能源消費(fèi)總量數(shù)據(jù)，結(jié)合IPCC 提供的指數(shù)與方法計(jì)算。

數(shù)據(jù)來源：《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》（2013—2017）[22]、《中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》[23]（2002—2017）與《中國經(jīng)濟(jì)普查年鑒》（2004）[24]、《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》（2002—2017）[25]、《中國城市生活與價(jià)格統(tǒng)計(jì)年鑒》（2002—2017）[26]。

三、結(jié)果與分析

（一）工業(yè)分行業(yè)能源效率變化

本研究基于非期望產(chǎn)出的SBM 模型，采用MaX DEA7.0 軟件對(duì)2001—2016 年中國工業(yè)分行業(yè)的能源效率進(jìn)行測度，由于測度結(jié)果所占篇幅較大，并未將其列出。具體分析如下：

1.各行業(yè)能源效率整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但提升速度相對(duì)緩慢。絕大多數(shù)行業(yè)距生產(chǎn)前沿面較遠(yuǎn)，說明各行業(yè)能源效率提升潛力較大，同時(shí)說明我國工業(yè)分行業(yè)能源效率水平低下；另一方面，工業(yè)總體平均值由2001 年的0.085 增長到2016 年的0.284，提高3.3 倍，提升效果相對(duì)顯著，但總體水平仍然很低，多數(shù)行業(yè)不足前沿面的一半。

2.資本密集型行業(yè)與資源密集型行業(yè)能源效率差異顯著。樣本期間內(nèi)，能源效率最高的五個(gè)行業(yè)基本介于0.300～0.550 之間，分別是計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)（0.542）、煙草制造業(yè)（0.512）、儀器儀表制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)（0.302）、電氣機(jī)械和器材制造業(yè)（0.301），多屬于資本密集型行業(yè)；能源效率最低的五個(gè)行業(yè)基本介于0.020～0.085 之間，分別是水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)（0.022）、煤炭開采和洗選業(yè)（0.038）、石油和天然氣開采業(yè)（0.047）、電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)（0.082）、黑色金屬礦采選業(yè)（0.083），多屬于資源密集型行業(yè)，能源效率最小值與最大值相差0.520，差距較大。

3.各行業(yè)能源效率提升差異顯著。從能源效率提升幅度看，最高的4 個(gè)行業(yè)依次煙草制品業(yè)（0.884）、計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)（0.779）、儀器儀表制造業(yè)（0.425）、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)（0.410），這些行業(yè)壟斷程度與進(jìn)入壁壘相對(duì)較高，實(shí)力雄厚，技術(shù)研發(fā)與改進(jìn)能力強(qiáng)；提升幅度最低的4 個(gè)行業(yè)依次是石油和天然氣開采業(yè)（-0.005）水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)（0.013）、煤炭開采和洗選業(yè)（0.022）、有色金屬礦采選業(yè)（0.050），其中，煤炭開采業(yè)于2010 年以后效率值基本沒有變化，由于其行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，競爭日益激烈，產(chǎn)業(yè)附加值逐年下降，同時(shí)，環(huán)境污染較大。

4.各行業(yè)能源效率差異有所擴(kuò)大。采用變異系數(shù)衡量中國工業(yè)分行業(yè)能源效率的差異程度，如圖1 所示，2001—2016 年中國工業(yè)分行業(yè)能源效率差異沒有呈現(xiàn)出明顯的收斂趨勢(shì)，總體上處于高位運(yùn)行特征且呈現(xiàn)擴(kuò)大趨勢(shì)。具體來看，2001—2010 年行業(yè)間的差異沒有明顯變動(dòng)幅度，然而2010 年以后，行業(yè)間差異幅度提高，這是由于“十一五”規(guī)劃綱要促使各行業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn)，然而并非所有行業(yè)都有能力進(jìn)行調(diào)整且力度也存在差距，2013—2016 年能源效率差異有所波動(dòng)，但并沒有明顯變化。

圖1 工業(yè)分行業(yè)整體變異系數(shù)

（二）工業(yè)分行業(yè)能源效率的動(dòng)態(tài)演進(jìn)

為了更直觀描繪出我國工業(yè)分行業(yè)能源效率的動(dòng)態(tài)演進(jìn)以及相關(guān)特征，本研究將采用核密度估計(jì)分析。選取2001 年、2006 年、2011 年和2016 年四個(gè)規(guī)劃開局第一年的情況為考核剖面，來反映能源效率的變動(dòng)。

由圖2 可知：第一，從密度分布曲線的中心位置平移來看，密度分布曲線中心整體向右移動(dòng)，直觀反映出我國工業(yè)分行業(yè)能源效率處于增長趨勢(shì)，但是比較緩慢，這與前文總體描述相一致；第二，從密度分布曲線峰度變化上看，主峰值在不斷下降，主峰寬度在不斷增加，并且右尾在不斷延長，表明我國工業(yè)分行業(yè)能源效率相對(duì)較高的工業(yè)行業(yè)在逐步增加，同時(shí)差異明顯擴(kuò)大，呈現(xiàn)出“俱樂部分散”特征；第三，從密度分布曲線的形狀來看，主要以單峰形態(tài)演化，分布的右側(cè)出現(xiàn)幾處輕微“隆起”，表明我國工業(yè)行業(yè)能源效率差距較大，呈現(xiàn)兩極分化，但是這種現(xiàn)象不是很明顯。

圖2 工業(yè)分行業(yè)能源效率的核密度分布

四、工業(yè)分行業(yè)能源效率的驅(qū)動(dòng)因素

（一）模型和變量選擇

根據(jù)我國目前工業(yè)化所處的階段特點(diǎn)以及前人的研究成果，本研究最終選取市場競爭、企業(yè)規(guī)模、對(duì)外開放、產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)、外商投資水平、環(huán)境規(guī)制等6 個(gè)基本因素。具體如下：

市場競爭：一般可用行業(yè)集中度指標(biāo)表示，但已有數(shù)據(jù)無法支撐其計(jì)算。因此，選取企業(yè)數(shù)量進(jìn)行替代，數(shù)量多寡能夠間接反映市場競爭的強(qiáng)度。企業(yè)規(guī)模：能源與資本、勞動(dòng)投入要素一樣，存在規(guī)模經(jīng)濟(jì)。隨企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，機(jī)器設(shè)備潛能的發(fā)揮，能源效率會(huì)有所提高。一般來說，企業(yè)規(guī)模的大小決定其是否有雄厚的資金支撐與實(shí)力強(qiáng)弱。對(duì)外開放：開放經(jīng)濟(jì)條件下，開放程度越深，要素的流動(dòng)性會(huì)越強(qiáng)，資源配置效率會(huì)更有效，能源效率會(huì)更高。產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)：產(chǎn)權(quán)制度不同，激勵(lì)機(jī)制不同，由于國有企業(yè)固有的特性，存在一定弊端，而工業(yè)行業(yè)中國有及國有控股企業(yè)占據(jù)相當(dāng)大的比重。外商投資水平：外商投資一定程度上會(huì)對(duì)企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生諸如示范、帶動(dòng)與激勵(lì)作用，但也會(huì)給投資地造成一定負(fù)面影響，諸如污染企業(yè)的轉(zhuǎn)移。環(huán)境規(guī)制：合理的環(huán)境規(guī)制會(huì)產(chǎn)生創(chuàng)新激勵(lì)，過度環(huán)境規(guī)制會(huì)抑制企業(yè)的發(fā)展。

以上指標(biāo)的數(shù)據(jù)來源于《中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2002—2017）[23]《中國經(jīng)濟(jì)普查年鑒》（2004）[24]《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》（2002—2017）[27]。

（二）估計(jì)結(jié)果與分析

研究采用Eviews8.0 軟件進(jìn)行估計(jì)，估計(jì)結(jié)果如表1 所示。

表1 Tobit 回歸結(jié)果

第一，市場競爭中，雖然企業(yè)數(shù)量對(duì)能源效率的影響在1%的顯著水平下為正向，但影響微乎其微，無法顯著促進(jìn)能源效率提高，這與長期以來的市場機(jī)制和企業(yè)生存戰(zhàn)略有較大關(guān)系。一方面，當(dāng)前市場機(jī)制及環(huán)境下，許多企業(yè)發(fā)展很大程度依賴于數(shù)量，一定程度上忽視了質(zhì)的發(fā)展；另一方面，凸顯了我國市場機(jī)制與行業(yè)準(zhǔn)則需進(jìn)一步完善和加強(qiáng)。

第二，企業(yè)規(guī)模中，行業(yè)總產(chǎn)值與企業(yè)數(shù)量之間的比值與能源效率存在正向關(guān)系，且在1%水平下顯著，說明企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大有利于能源效率的提高，企業(yè)平均規(guī)模每增加1 個(gè)百分點(diǎn)，能源效率增加0.013 8 個(gè)百分點(diǎn)，在研究期的相當(dāng)一段時(shí)期，我國工業(yè)行業(yè)的發(fā)展基本未達(dá)到較高水平，企業(yè)發(fā)展很大程度上依賴于規(guī)模經(jīng)濟(jì)帶來的的收益，由于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的存在，使得能源、資本、勞動(dòng)力等要素借助于各項(xiàng)設(shè)備合理對(duì)資源進(jìn)行集約化生產(chǎn)利用，從而提高能源效率。

第三，對(duì)外開放中，行業(yè)出口交貨值與銷售產(chǎn)值的比值與能源效率之間雖存在著負(fù)向關(guān)系，但并不顯著。原因在于：一方面，國家自實(shí)行對(duì)外開放后，積極鼓勵(lì)支持企業(yè)擴(kuò)大出口與支持企業(yè)走出去，有效的激發(fā)了企業(yè)的積極性；但另一方面，我國固有的工業(yè)結(jié)構(gòu)中重工業(yè)占較大比重，且其技術(shù)創(chuàng)新水平普遍較低，致使產(chǎn)品價(jià)值與附加值偏低，嚴(yán)重制約了能源效率的提高。

第四，產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)中，國有（控股）企業(yè)資本與行業(yè)資本的比值與能源效率之間存在著負(fù)向關(guān)系，同時(shí)在1%水平下顯著，說明國有資本對(duì)能源效率具有較強(qiáng)的抑制作用，從系數(shù)看，產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)每增加1個(gè)百分點(diǎn)，能源效率降低0.053 8 個(gè)百分點(diǎn)。原因是國有（控股）企業(yè)雖有雄厚的資金支持，但是存在著管理水平低下，企業(yè)競爭意識(shí)與發(fā)展比較意識(shí)薄弱，制約了能源效率的提高。因此，國家和企業(yè)自身應(yīng)該積極鼓勵(lì)支持加大其它資本（民營企業(yè)、外資企業(yè)）的投入力度，進(jìn)一步釋放企業(yè)的活力。

第五，外商投資水平中，三資企業(yè)銷售產(chǎn)值占工業(yè)總銷售產(chǎn)值的比值與能源效率間存在正向關(guān)系，且在1%水平下顯著，說明三資企業(yè)對(duì)能源效率的影響為正，外商投資水平每增加1 個(gè)百分點(diǎn)，能源效率提高0.409 3 個(gè)百分點(diǎn)。原因在于三資企業(yè)不僅帶來了金融資本、先進(jìn)的技術(shù)與管理人才，同時(shí)通過在中國設(shè)廠，對(duì)相應(yīng)的企業(yè)起到了一定程度的競爭、示范、帶動(dòng)效應(yīng)。

第六，環(huán)境規(guī)制中，廢水與廢氣治理運(yùn)行費(fèi)用之和占工業(yè)銷售產(chǎn)值之比與能源效率間存在負(fù)向關(guān)系，且在10%水平下顯著，說明環(huán)境規(guī)制對(duì)能源效率的提高有抑制作用，環(huán)境規(guī)制每增加1 個(gè)百分點(diǎn)，能源效率降低0.293 8 個(gè)百分點(diǎn)。環(huán)境規(guī)制對(duì)能源效率的抑制體現(xiàn)在長短期與行業(yè)差異兩方面，一方面，短期來看，技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)引進(jìn)需要消耗一定的成本，無法在短期內(nèi)有所突破，長期來看，技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)引進(jìn)的消化吸收、轉(zhuǎn)型需要適應(yīng)過程與成本；另一方面，行業(yè)差異導(dǎo)致部分企業(yè)花費(fèi)的治污成本較大，無法彌補(bǔ)環(huán)境規(guī)制帶來的成本。因此，政府應(yīng)該根據(jù)行業(yè)差異，進(jìn)行差異化環(huán)境規(guī)制，并給予適當(dāng)?shù)募夹g(shù)援助與減稅政策。

五、結(jié)論與討論

本研究運(yùn)用非期望產(chǎn)出的SBM 模型對(duì)中國35個(gè)二位數(shù)工業(yè)2001—2016 年能源效率進(jìn)行測度研究，結(jié)合變異系數(shù)與核密度估計(jì)分析其發(fā)展水平，同時(shí)運(yùn)用空間面板Tobit 模型實(shí)證中國工業(yè)行業(yè)能源效率的影響因素。結(jié)論如下：

第一，工業(yè)分行業(yè)能源效率總體呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)，多數(shù)行業(yè)距生產(chǎn)前沿面較遠(yuǎn)，說明中國工業(yè)行業(yè)具有較大改進(jìn)空間，節(jié)能潛力巨大，凸顯我國工業(yè)水平比較落后；行業(yè)間能源效率差異顯著，資本密集型行業(yè)能源效率高，提升速度快，資源密集型行業(yè)能源效率相對(duì)低，提升速度緩慢，因此，國家應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注資源密集型行業(yè)的發(fā)展。

第二，中國工業(yè)行業(yè)間能源效率差距逐步擴(kuò)大，并沒有明顯的收斂趨勢(shì)，呈現(xiàn)出“俱樂部分散”特征；另一方面，工業(yè)行業(yè)間發(fā)展嚴(yán)重不協(xié)調(diào)，政府應(yīng)該采取適當(dāng)手段加以控制。

第三，企業(yè)規(guī)模、外商投資等對(duì)能源效率都有促進(jìn)作用，對(duì)外開放對(duì)能源效率的影響不顯著，產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)和環(huán)境規(guī)制對(duì)能源效率有抑制作用，未來政府與企業(yè)應(yīng)該加大鼓勵(lì)其他資本的投入力度，同時(shí)加強(qiáng)和完善市場機(jī)制和行業(yè)規(guī)制。

我國正處于工業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，提高工業(yè)能源效率對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展有重要意義。由于選取的投入產(chǎn)出要素、變量統(tǒng)計(jì)口徑以及模型不同，學(xué)者們對(duì)工業(yè)能源效率研究的結(jié)果存在差異，但總體上看，無論是中國工業(yè)分行業(yè)還是中國區(qū)域的能源效率都存在增長趨勢(shì)。合理選擇與應(yīng)用指標(biāo)要素及模型是有效衡量能源效率真實(shí)水平的關(guān)鍵，行業(yè)間是否存在關(guān)聯(lián)性與溢出效應(yīng)，以及關(guān)聯(lián)性與溢出效應(yīng)的強(qiáng)弱是有待進(jìn)一步探究的議題。