環(huán)境約束下西部地區(qū)能源效率影響研究

田玉萍

摘要：基于 2005-2019 年西部地區(qū)（西藏除外） 11個(gè)省份的數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法 （ DEA） 來研究有無環(huán)境約束下中國西部各省能源效率，研究結(jié)論如下：（1）西部地區(qū)在有、無環(huán)境約束下的全要素能源效率具有相同變動(dòng)趨勢，在無環(huán)境約束下，大多數(shù)省份能源效率實(shí)現(xiàn)下降，從而主導(dǎo)了西部地區(qū)整體能源效率的下降趨勢而且有無環(huán)境約束下能源效率高、中、低地區(qū)分類基本一致;（2）重慶、四川和新疆均處于西部地區(qū)內(nèi)部生產(chǎn)前沿面上，屬高能效地區(qū);貴州、寧夏和內(nèi)蒙古屬于中能效地區(qū);青海、云南均一直處于DEA無效率狀態(tài)，屬低能效地區(qū)大部分省區(qū)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境約束;能源效率;西部地區(qū)

一、引言

我國經(jīng)濟(jì)經(jīng)過三十多年的高速增長，經(jīng)濟(jì)總量已躍居世界第二，但是能源消耗也隨之急劇上升。“新常態(tài)”模式下能源短缺和環(huán)境污染問題已經(jīng)成為制約世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸。我國是世界上最大的能源消費(fèi)國，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需求和依賴性較強(qiáng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國己經(jīng)成為全球能源消費(fèi)和二氧化碳排放總量第一大國。隨著“西部大開發(fā)” 和“一帶一路”倡議的推進(jìn)，過度的能源消耗和環(huán)境污染使西部地區(qū)面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)，節(jié)能降耗成為推動(dòng)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。

二、西部地區(qū)能源效率的數(shù)據(jù)和模型構(gòu)建

2.1變量和數(shù)據(jù)構(gòu)建

本文在選取投入產(chǎn)出指標(biāo)方面，把環(huán)境因素納入考核對(duì)象，從而形成較為科學(xué)完備的投入產(chǎn)出指標(biāo)體系，將西部地區(qū)（西藏除外）的11個(gè)省區(qū)作為研究對(duì)象，選取2005年至2019年的資本存量、勞動(dòng)力人口數(shù)、能源消費(fèi)總量作為投入指標(biāo)，并將地區(qū)生產(chǎn)總值作為期望產(chǎn)出，環(huán)境約束作為非期望產(chǎn)出。數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》及西部地區(qū)各省的統(tǒng)計(jì)年鑒等。

2.1.1投入變量

資本存量：本文采用“永續(xù)盤存法”，公式Ki，t=Ii，t+（1-δi，t）Ki，t-1估計(jì)歷年可比價(jià)資本存量，本文以 2004 年為基期，同時(shí)用各省區(qū)市固定資產(chǎn)價(jià)格指數(shù)調(diào)整各年投資，折算成以 2004 年為基期的不變價(jià)格實(shí)際值。

勞動(dòng)力人口數(shù)本文采用各地區(qū)從業(yè)人員數(shù)量（ 萬人） 與平均受教育年限（ 平均受教育年限是不同階段受教育層次人數(shù)與受教育年限的乘積再除以6歲以上受教育的總?cè)藬?shù)，公式為大專以上文化程度年數(shù) ×16 + 高中文化程度年限×12 +初中文化程度年限×9+小學(xué)文化程度年限× 6） /6歲以上總受教育人口，單位為年）乘積作為勞動(dòng)資本的代理量。

能源消費(fèi)量能源投入用能源消費(fèi)總量表示。根據(jù)《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》各省的統(tǒng)計(jì)年鑒將各種能源消費(fèi)量轉(zhuǎn)化成萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤加總得到各省區(qū)市的能源消費(fèi)總量。

2.2產(chǎn)出變量

地區(qū)生產(chǎn)總值：期望產(chǎn)出變量（ Y） 首先獲得各省市名義人均國內(nèi)生產(chǎn)總值 GDP（ 億元） ，再以 2005 年為基期，利用各省區(qū)市 GDP 價(jià)格指數(shù)平減得到實(shí)際地區(qū)生產(chǎn)總值。

環(huán)境約束指標(biāo)：選取二氧化硫排放總量、工業(yè)廢水排放總量和工業(yè)固體廢棄物總量作為環(huán)境約束部分，即非期望產(chǎn)出。最終將三類非期望產(chǎn)出用熵值法進(jìn)行綜合得出環(huán)境污染綜合指標(biāo)PI作用在期望產(chǎn)出上，形成結(jié)合環(huán)境約束下的綜合產(chǎn)出指標(biāo)。

2.3模型選取和構(gòu)建

本研究采用 Charnes 等在 1978 年提出的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法 （ DEA） 來研究中國西部各省能源效率 。DEA 是一種運(yùn)用線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)過程， 主要用于評(píng)價(jià)多輸入、多輸出的決策單元（DMU）之間的相對(duì)有效性。該模型可以將有效 DMU 從參考效率前沿面分離出去，區(qū)分出有效 DMU 之間的效率差異從而給出全排序。假定一組 DMU 的個(gè)數(shù)為 n 個(gè)，每一個(gè) DMU 有 m 項(xiàng)投入和 p 項(xiàng)產(chǎn)出。DMU 的投入可以表示為 Xj=（x1j， x2j， …， xij， …， xmj）T （ j=1， 2， …， n），DMU 的產(chǎn)出可以表示 為 Yj=（y1j， y2j， …， yrj， …， ypj）T （ j=1， 2， …， n），且 xij ≥ 0，yrj ≥ 0，i=1， 2， …， m，r=1， 2， …， p。Tone 在模型中引入松弛變量S-i=（S-1，S-2，…，S-m）T和S+r=（S+1，S+2，…，S+p）T記第j0個(gè)決策單元的輸入輸出數(shù)據(jù)分別為 x0、y0，則超效率DEA模型可以表示為：

（1）

（2）

其中：θ為決策單元的效率值，ε為阿基米德無窮小，λj（j=1， 2， …， n）為權(quán)重系數(shù)。當(dāng)θ < 1 時(shí)，DMU 無效 ;當(dāng)θ > 1 時(shí)，DMU 有效。在超效率 DEA 模型中，無效 DMU 的效率值與傳統(tǒng) C2R 模型一致 ;而有效 DMU 即使等比例增加θ -1 的投入仍能保持相對(duì)有效，投入增加比例即為其超效率值。

三、西部地區(qū)能源效率測度與分析

運(yùn)用上文介紹的方法和樣本數(shù)據(jù)，采用基于產(chǎn)出導(dǎo)向規(guī)模不變的超效率DEA模型，同時(shí)借助DEAP軟件，以資本存量、勞動(dòng)力和能源消費(fèi)總量為投入變量，以GDP為產(chǎn)出變量來計(jì)算西部地區(qū)（西藏除外）的10省區(qū)無環(huán)境約束下的全要素能源效率;同理，以資本存量、勞動(dòng)力和能源消費(fèi)總量為投入變量，GDP為期望產(chǎn)出，二氧化硫排放量、工業(yè)廢水和工業(yè)廢氣排放量的綜合指標(biāo)為非期望產(chǎn)出，計(jì)算有環(huán)境約束下的能源效率，（見表3.1）。

由表3.1可知，重慶、新疆和四川在有無環(huán)境約束的條件下，能源效率都是不變的，其中青海和寧夏在無環(huán)境約束下的下降幅度是最大的，從地區(qū)的能源效率的差異來看，重慶和新疆均處于西部地區(qū)內(nèi)部生產(chǎn)前沿面上，屬高能效地區(qū);四川、貴州、寧夏和內(nèi)蒙古屬于中能效地區(qū);青海、云南均一直處于DEA無效率狀態(tài)，屬低能效地區(qū)。但通過進(jìn)一步比較分析發(fā)現(xiàn)，西部地區(qū)大部分省區(qū)的能源效率在有、無環(huán)境約束下存在明顯差異：而且在環(huán)境管制下的能源效率更高。

四、研究結(jié)論和政策建議

4.1研究結(jié)論

西部地區(qū)在有、無環(huán)境約束下的全要素能源效率具有相同變動(dòng)趨勢，在無環(huán)境約束下，大多數(shù)省份能源效率實(shí)現(xiàn)下降，從而主導(dǎo)了西部地區(qū)整體能源效率的下降趨勢。而且有無環(huán)境約束下能源效率高、中、低地區(qū)分類基本一致：重慶、四川和新疆均處于西部地區(qū)內(nèi)部生產(chǎn)前沿面上，屬高能效地區(qū);貴州、寧夏和內(nèi)蒙古屬于中能效地區(qū);青海、云南均一直處于DEA無效率狀態(tài)，屬低能效地區(qū)大部分省區(qū)。

4.2政策建議

西部地區(qū)應(yīng)加大人力資本投入，提高管理水平，加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)推廣? 運(yùn)用，提高自主創(chuàng)新能力，不斷提高技術(shù)效率和技術(shù)進(jìn)步進(jìn)而提升能源效率。西部地區(qū)應(yīng)減少煤炭消費(fèi)量，增加可再生清潔能源消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)的多元化和低碳化，積極通過能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整來提高西部地區(qū)全要素能源效率;促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，走新型現(xiàn)代工業(yè)化道路，大力發(fā)展低能耗、高附加值的產(chǎn)業(yè);西部地區(qū)應(yīng)當(dāng)努力發(fā)展地方綠色經(jīng)濟(jì)，降低經(jīng)濟(jì)對(duì)能源的過度依賴;積極引進(jìn)高附加值、高技術(shù)的外資企業(yè)入駐，注重與外資企業(yè)合作交流，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)水平提高，并積極合理引導(dǎo)資本的行業(yè)投資分布，適當(dāng)提高能源行業(yè)投資準(zhǔn)入門檻，積極發(fā)展低能耗、低污染、高附加值產(chǎn)業(yè).

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