產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與能源強度倒“U”型關(guān)系分析

張志強，劉金平

(1．中國礦業(yè)大學 管理學院，江蘇 徐州 221116；2．中國礦業(yè)大學 國土資源規(guī)劃與評價研究所，江蘇 徐州 221116)

自改革開放以來，經(jīng)濟持續(xù)高速增長，但伴隨經(jīng)濟增長的同時能源消費也與日俱增。據(jù)據(jù)國家統(tǒng)計局初步核算，2018年能源消費總量46.4億t標準煤，比2017年增長3.3%，較2009年增長38%。能源消費持續(xù)增長對生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力，嚴重影響了人們生存居住的環(huán)境，能源消費引起的以溫室效應為代表的諸多生態(tài)環(huán)境問題對于經(jīng)濟發(fā)展的制約也越來越明顯[1]。如何在保持經(jīng)濟增長的同時減少能源消費，以實現(xiàn)經(jīng)濟和環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，成為我國面臨的主要問題。實踐和研究表明，提高能源效率是在保持經(jīng)濟增長的前提下減少能源消費的可行對策，而能源強度(ei)作為能源效率的衡量指標，受到了政府和學者的廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)業(yè)的能源強度對于總體能源強度的影響不同[2，3]，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整也會對能源強度產(chǎn)生影響[4，5]。Li和Lin[6]研究了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源強度的非線性關(guān)系，研究結(jié)果表示當產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)低于40.4%時產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)會對能源強度產(chǎn)生負向的作用。以上產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源強度之間的研究中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的衡量均采用單一產(chǎn)業(yè)增加值占從產(chǎn)值的比重來代表產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，但是這種衡量方式僅關(guān)注單一產(chǎn)業(yè)對能源強度的影響，難以反映產(chǎn)業(yè)之間結(jié)構(gòu)變動對于能源強度的影響。同時在研究中多采用結(jié)構(gòu)分解方法進行研究，采用計量方法的研究較少。本文改進以往研究中采用單一產(chǎn)業(yè)占比衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的方式，進一步采用二、三產(chǎn)業(yè)增加值之比作為產(chǎn)業(yè)高級化水平的指標，運用面板計量方法研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對于能源強度的影響，以期為實際能源政策和產(chǎn)業(yè)政策制定提供相應的參考與借鑒。

1 研究方法與數(shù)據(jù)

1.1 變量與數(shù)據(jù)說明

綜合以上論述和分析，并借鑒以往學者從經(jīng)濟發(fā)展、能源消費結(jié)構(gòu)和城市化水平等方面對能源強度影響因素的研究[7-11]，本文選取以下變量作為影響能源強度的主要因素。

1)產(chǎn)業(yè)高級化(indh)。以往研究多將第二產(chǎn)業(yè)占比或第三產(chǎn)業(yè)占比作為衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的指標，這一指標只能反映某一產(chǎn)業(yè)對于能源強度的影響，難以判斷產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)整體變化對于能源強度的影響。本文借鑒干春暉等[12]采用第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值之比作為產(chǎn)業(yè)高級化的度量。以期有效的反映產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系對能源強度的影響。

2)經(jīng)濟發(fā)展水平(ecod)。自2008年經(jīng)濟危機和次貸危機之后，國際經(jīng)濟形勢持續(xù)低迷，內(nèi)部需求日益受到重視，成為經(jīng)濟增長的主要動力。隨著內(nèi)需增加經(jīng)濟發(fā)展，人們生活水平的提高和生活方式的轉(zhuǎn)變，必然會對能源強度帶來一定程度的影響，因此采用居民消費水平，即人均國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)來代表經(jīng)濟發(fā)展水平，研究內(nèi)需提高所帶來的經(jīng)濟發(fā)展對能源強度的影響。

3)城市化水平(urb)。采用城鎮(zhèn)人口占年末常住人口的比重代表城市化水平。隨著城市化水平的提高城市規(guī)模日益擴大，城市建設規(guī)模的擴張必然會引起能源消費的擴張，對能源強度造成影響。

4)能源消費結(jié)構(gòu)(ecs)。能源消費結(jié)構(gòu)指各種能源消費占能源消費的比重，新型高效能源和傳統(tǒng)化石能源占比不同，新舊能源之間的替代作用會在整體上改善能源效率，從而改變能源強度。由于我國的資源稟賦以及當前仍以煤炭能源為主的消費特征，因此采用煤炭消費量占能源消費總量的比重代表能源消費結(jié)構(gòu)。

依據(jù)數(shù)據(jù)科學性和可獲得性原則，本文采用2000—2016年中國30個省市(除西藏和港、澳、臺地區(qū))的面板數(shù)據(jù)進行分析，數(shù)據(jù)均來自《中國統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》《中國人口統(tǒng)計年鑒》。其中GDP和第二、三產(chǎn)業(yè)增加值均采用2000年不變價進行平減，能源消費均折算為標準煤，各變量的描述性統(tǒng)計結(jié)果見表1。

表1 變量描述性統(tǒng)計

1.2 模型設定

本文旨在研究中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對能源強度的影響和最優(yōu)水平的存在性，并用2000—2016年30 個地區(qū)的面板數(shù)據(jù)對以上問題進行研究分析，面板數(shù)據(jù)可以控制不可觀測效應減少模型的內(nèi)生性問題，同時面板數(shù)據(jù)大于截面數(shù)據(jù)可以緩解模型估計的共線性問題，并對所有變量取對數(shù)以減少以異方差對于估計結(jié)果的影響?；谝陨献顑?yōu)水平存在性的問題以及數(shù)據(jù)特征建立如下計量模型：

lneii,t=β0+β1lnindhi,t+β2(lnindhi,t)2+νi+εi,t

(1)

其中，i和t分別表示不同省份和年份，vi為個體效應，εi,t為隨機擾動項，eii,t為i省t年的能源強度，indhi,t為i省t年的產(chǎn)業(yè)高級化水平，模型一中加入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的二次項以便探究在能源強度的約束下產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化是否存在最優(yōu)水平。但是能源強度除了受到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的影響還有其他的影響，為了更好的估計產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化和能源強度之間的關(guān)系，需要控制其余影響因素，因此在模型一的基礎上，引入城市化，能源消費結(jié)構(gòu)等變量建立如下計量模型：

lneii,t=β0+β1lnindhi,t+β2(lnindhi,t)2+

β3lnecodi,t+β4lnurbi,t+β5lnecsi,t+νi+εi,t

(2)

其中，i和t分別表示不同省份和年份，vi為個體效應，εi,t為隨機擾動項，eii,t為i省t年的能源強度，indhi,t為i省t年的產(chǎn)業(yè)高級化水平，ecodi,t、urbi,t、ecsi,t分別代表i省t年的經(jīng)濟發(fā)展水平、城市化水平和能源消費結(jié)構(gòu)。

2 實證分析

本文采用面板個體固定效應模型(fe)進行估計，估計結(jié)果見表2。由表2可知，模型一和模型四估計的系數(shù)差異較大，說明采用混合效應模型和采用固定效應型之間的差異較大。觀察到F檢驗的檢驗結(jié)果151.03在0.01%的水平下顯著的拒絕混合效應模型，另外固定效應模型更加有效的利用了面板數(shù)據(jù)所提供的有效信息，因此模型四的估計結(jié)果優(yōu)于模型一。模型二和模型四的估計結(jié)果差別也比較大，這主要是由于模型二僅僅包含產(chǎn)業(yè)高級化這一個指標，極容易產(chǎn)生遺漏變量造成估計的偏差和非有效，因此相較于僅僅包含產(chǎn)業(yè)高級化的模型二，模型四的估計結(jié)果更加穩(wěn)健可靠。模型三相較與模型二加入了經(jīng)濟發(fā)展水平這一指標，明顯的減少了模型二的有漏變量偏差。模型四估計系數(shù)與模型三的差異較小，區(qū)別僅在于加入更過的控制變量，兩者之間差異較小說明模型四的估計結(jié)果是穩(wěn)健的，模型四因為加入更過的解釋標量，因此對于能源強度的估計更加全面。綜和以上比較的結(jié)果，本文以模型四作為估計結(jié)果，并進行進一步分析。

表2 模型估計結(jié)果

通過估計結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展水平對于能源強度的影響是負向的，經(jīng)濟發(fā)展水平對能源強度具有抑制作用。這一結(jié)果同解學梅[13]經(jīng)濟發(fā)展最終帶來能源強度減小的結(jié)論是一致的。從生產(chǎn)投資的角度看，經(jīng)濟發(fā)展越快，資本運轉(zhuǎn)、設備更新和新技術(shù)引進和利用也就越快，更多更加高效的設備和生產(chǎn)方式被利用在一定程度上降低了能源強度[14]。社會因素也會對人的消費行為產(chǎn)生影響，綠色、低碳消費已經(jīng)成為當今社會的主流消費觀念，在這種觀念的影響下，人們的消費行為也會向節(jié)能消費的方向轉(zhuǎn)變，這又進一步對于能源強度起到抑制作用。

城市化水平對能源強度具有促進作用。隨著城鎮(zhèn)人口的增加，城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，城市建設規(guī)模也在不斷擴大，2004年中國城市建設用地30781.28km2，2017年為55155.47km2，年均增長率為4.2%。城市建設中的建筑、公路交通建設是眾所周知的高耗能行業(yè)。因此在城市規(guī)模不斷擴張和基礎設施升級的過程中，不可避免的伴隨著能源的大量使用，從而導致了能源強度的提高。

能源消費結(jié)構(gòu)對能源強度具有正向的促進作用。煤炭資源相比較核能和天然氣等新型清潔能源效率較低，即使與同為化石能源的石油相比效率也較低，因此在能源消費總量中煤炭消費占比越大的能源消費結(jié)構(gòu)能源效率越低。能源強度作為衡量能源效率的主要指標，能源效率相對較低的能源消費結(jié)構(gòu)勢必會促進能源強度的增加。

從估計結(jié)果可以看出產(chǎn)業(yè)高級化水平的一次項和二次項系數(shù)均顯著，且二次項系數(shù)為負，說明產(chǎn)業(yè)高級化水平和能源強度之間存在倒“U”型關(guān)系。同時可以看出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對于能源強度的影響為負，即產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化會對能源強度起到抑制作用。這主要是因為隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化，經(jīng)濟中第三產(chǎn)業(yè)占比會逐漸提高，經(jīng)濟發(fā)展會從主要依靠第二產(chǎn)業(yè)帶動轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽康谌a(chǎn)業(yè)。而第三產(chǎn)業(yè)對于能源的依賴程度遠遠低于第二產(chǎn)業(yè)，因此隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平不斷提升，能源強度會減小。

通過對于估計結(jié)果的換算可以得出，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平達到0.644時倒“U”型曲線達到拐點。即在此水平之前隨著產(chǎn)業(yè)高級化水平提高會對能源強度起到促進作用，而在此水平之后高級化水平會對能源強度起到抑制作用。但這一估計是對于國家層面的平均估計，由于中國地域遼闊，各地區(qū)自然條件和資源稟賦也不盡相同，因此研究不同地區(qū)的產(chǎn)業(yè)高級化水平和測算的水平之間大小關(guān)系，有助于更好的認識各區(qū)域當前的產(chǎn)業(yè)高級化水平和更好的把握今后產(chǎn)業(yè)調(diào)整的方向。中國30個省份2016年的產(chǎn)業(yè)高級化水平如圖1所示。

圖1 2016年各省產(chǎn)業(yè)高級化水平

由圖1可見，截至2016年天津、內(nèi)蒙古等九個省份的產(chǎn)業(yè)高級化水平低于測算的拐點值0.644。這些省份應當致力于提高產(chǎn)業(yè)高級化水平早日超越拐點，通過發(fā)展產(chǎn)業(yè)高級化來降低本地的能源強度水平。同時發(fā)現(xiàn)以上省份多集中在我國西部和北部地區(qū)，這與我國西北地區(qū)在經(jīng)濟水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面比東南地區(qū)水平低的情況相一致。

3 結(jié)論與對策

本文主要研究了我國能源強度與產(chǎn)業(yè)高級化之間的聯(lián)系，并加入經(jīng)濟發(fā)展水平和城市化水平等因素，分析了各因素對能源強度的影響。結(jié)果表明：①產(chǎn)業(yè)高級化和能源強度之間存在倒“U”型關(guān)系；②經(jīng)濟發(fā)展水平對能源強度具有抑制作用，城市化水平和能源消費結(jié)構(gòu)對能源強度具有促進作用。

針對于以上分析結(jié)果對于降低我國今后的能源強度提出以下建議：①優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平低于拐點水平的省份提高產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平盡快越過拐點水平，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平越過拐點的省份進一步提高產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平，并應更加注重產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平的提高；②維持經(jīng)濟增長，高質(zhì)量的經(jīng)濟發(fā)展可以減少能源消費[15，16]，進而提高能源效率降低能源強度；③優(yōu)化城市發(fā)展質(zhì)量和能源消費結(jié)構(gòu)，發(fā)揮城市化的集聚效應，倡導消費新型清潔能源減少消費傳統(tǒng)能源。