電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用路徑及效應(yīng)研究

郭亞軍，馮宗憲

(1.西安交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與金融學(xué)院，陜西 西安 710061；2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

一、研究背景

中國(guó)是世界最大的能源消費(fèi)國(guó)[1]。煤炭在中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中達(dá)到57.7%，產(chǎn)生的二氧化硫?yàn)槿珖?guó)相應(yīng)污染量的86%[2]，是造成中國(guó)生態(tài)效率問(wèn)題的重要原因。2020年，中國(guó)政府宣布，二氧化碳排放力爭(zhēng)2030年前達(dá)到峰值，力爭(zhēng)2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展的形勢(shì)下，提高生態(tài)效率成為確?！半p碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要措施。很多研究認(rèn)為采用低碳且具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的電力能源替代化石能源是提高生態(tài)效率的有效措施[3-5]。2016年，國(guó)家發(fā)改委等八部委聯(lián)合制定《關(guān)于推進(jìn)電能替代的指導(dǎo)意見》(1)http:∥www.gov.cn/xinwen/2016-05/25/content_5076579.htm。，目的即是以電力消費(fèi)代替高能耗、高污染的常規(guī)能源消費(fèi)。因此，研究電力消費(fèi)因?yàn)樘娲饔脤?duì)生態(tài)效率的作用大小、路徑和特征，對(duì)提高生態(tài)效率具有重要意義。

國(guó)內(nèi)學(xué)界關(guān)于電力消費(fèi)與生態(tài)效率的文獻(xiàn)多集中在如下6個(gè)方面：(1)電力消費(fèi)與生態(tài)效率增長(zhǎng)方面。石建華等發(fā)現(xiàn)，燃煤發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳排放量高達(dá)總排放量的50%[6]。潘偉認(rèn)為，長(zhǎng)期內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)可以促進(jìn)電力能源效率提高和技術(shù)進(jìn)步[7]。(2)電力消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方面。研究者認(rèn)為電力消費(fèi)水平與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在雙向格蘭杰原因，能源消費(fèi)水平與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在異質(zhì)性[8-9]。經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源消費(fèi)存在門檻依賴，電力消費(fèi)和投資顯著促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)[10-12]。(3)電力消費(fèi)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面。部分研究者認(rèn)為電力消費(fèi)水平提高有利于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的促進(jìn)作用明顯提高[13-14]。謝品杰等發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)與電力消費(fèi)需求之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，第三產(chǎn)業(yè)比例上升有利于提高生態(tài)效率[15]。(4)電力消費(fèi)與技術(shù)創(chuàng)新方面。陳洪濤發(fā)現(xiàn)，電力消費(fèi)存在回彈效應(yīng)，當(dāng)用電效率提高時(shí)，所節(jié)約電量的43.51%被因成本降低而額外增加的用電量所抵消[16]。陳嘉雯等發(fā)現(xiàn)全要素生產(chǎn)率(TFP)增長(zhǎng)有助于減少能源消費(fèi)過(guò)程中的碳排放，但減少過(guò)程的滯后期太長(zhǎng)[17]。(5)電力消費(fèi)與城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)變化方面。李風(fēng)琦認(rèn)為城鎮(zhèn)化率提高有利于改善居民能源消費(fèi)形式的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[18]。(6)電力消費(fèi)與外商直接投資方面。溫磊證明電力消費(fèi)水平上升有利于促進(jìn)外商直接投資水平[19]。

綜上所述，現(xiàn)有文獻(xiàn)為本文進(jìn)一步展開更深入的研究提供了有益借鑒。第一，現(xiàn)有研究集中研究電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的不利作用，對(duì)電力消費(fèi)因?yàn)樘娲呶廴灸茉炊鴰?lái)的正向作用卻鮮有研究。第二，現(xiàn)有研究大多集中于直接作用路徑，系統(tǒng)分析電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率直接和間接路徑影響的研究不多，很難從整體上把握電力消費(fèi)的綜合影響。第三，現(xiàn)有研究很少考慮門檻效應(yīng)的影響，難以反映電力消費(fèi)和其他變量對(duì)生態(tài)效率從量變到質(zhì)變影響的發(fā)展過(guò)程。第四，各省份的發(fā)展階段存在異質(zhì)性，必然影響電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用規(guī)律，有必要把區(qū)域異質(zhì)性因素納入模型之中，分析各區(qū)域的具體特征。

基于此，本文采用2007—2018年中國(guó)30個(gè)省市、自治區(qū)的面板數(shù)據(jù)，首先運(yùn)用中介效應(yīng)法研究電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率作用的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)；其次，構(gòu)建門檻回歸模型研究電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率作用的門檻特征以及區(qū)域異質(zhì)性對(duì)作用效用的影響；最后，提出相關(guān)政策建議。

二、理論分析與研究假設(shè)

電力是一種經(jīng)過(guò)加工的能源，消耗能源必然對(duì)生態(tài)效率造成負(fù)面影響，但是因?yàn)槠浣?jīng)過(guò)加工，反而成為了其他高污染能源的替代，降低了環(huán)境危害程度[5]。電力消費(fèi)水平上升雖然不利于生態(tài)效率，但相對(duì)減緩了環(huán)境惡化程度。然而根據(jù)“反彈效應(yīng)”，由于電力消費(fèi)水平上升，電力行業(yè)可能產(chǎn)生更多技術(shù)更新，電力消費(fèi)成本降低，導(dǎo)致電力消費(fèi)總量上升[16]，對(duì)生態(tài)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。本文綜合考慮電力消費(fèi)的反彈效應(yīng)和能源替代效應(yīng)，提出如下假設(shè)。

假設(shè)1：電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率在直接路徑上存在顯著的負(fù)向作用?！疤娲?yīng)”所造成的影響要弱于大規(guī)模使用的環(huán)境影響和效率提升導(dǎo)致的“反彈效應(yīng)”。

根據(jù)中介效用理論，電力消費(fèi)不僅直接影響生態(tài)效率，而且通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、外商直接投資以及技術(shù)創(chuàng)新等路徑對(duì)生態(tài)效率產(chǎn)生間接影響。

從電力消費(fèi)-產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)-生態(tài)效率路徑看，電力消費(fèi)水平提高有利于推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化[8]，電力由主要投入高能耗高投入產(chǎn)業(yè)向低能耗低投入產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，污染排放物減少。因此，電力消費(fèi)通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化降低了對(duì)生態(tài)效率的負(fù)面影響[15]，并且由于各地產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在差異，影響表現(xiàn)出區(qū)域異質(zhì)性。

從電力消費(fèi)-城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)-生態(tài)效率路徑看，電力消費(fèi)對(duì)城鎮(zhèn)化程度有促進(jìn)作用[20]，導(dǎo)致人們生活方式發(fā)生改變，能源消耗從高碳排放的直接使用向低碳排放的電力轉(zhuǎn)化，減少了對(duì)環(huán)境的污染，有利于生態(tài)效率提高[18]；但同時(shí)城鎮(zhèn)居民的電力消耗量大于農(nóng)村居民，城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化也可能導(dǎo)致更多電力消費(fèi)[21]，不利于生態(tài)效率提高。綜合上述兩種影響，電力消費(fèi)通過(guò)城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)路徑對(duì)生態(tài)效率的影響不確定。

從電力消費(fèi)-外商直接投資-生態(tài)效率路徑看，電力消費(fèi)水平提高有利于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程加快[13]，有利于外商直接投資引進(jìn)，帶來(lái)更先進(jìn)的環(huán)境友好型技術(shù)，推動(dòng)生態(tài)效率提高[19]。但如果外商直接投資所進(jìn)入地區(qū)企業(yè)技術(shù)水平低，所引入的外商直接投資屬于其他地區(qū)淘汰的高投入高污染企業(yè)，那么外商直接投資增加不利于減少電力消費(fèi)的負(fù)向效應(yīng)[22]。因而，電力消費(fèi)通過(guò)外商直接投資作用路徑對(duì)生態(tài)效率的影響不確定。

從電力消費(fèi)-技術(shù)創(chuàng)新-生態(tài)效率路徑看，電力消費(fèi)水平提高意味著環(huán)境污染程度有所上升[6]，導(dǎo)致政府加大環(huán)境規(guī)制力度，激發(fā)企業(yè)從事環(huán)境友好型技術(shù)創(chuàng)新，有利于提高生態(tài)效率[17]。此外，由于各地區(qū)技術(shù)水平和環(huán)境規(guī)制水平存在差異，技術(shù)創(chuàng)新影響具有異質(zhì)性。因此，技術(shù)創(chuàng)新對(duì)電力消費(fèi)水平的生態(tài)效率作用具有確定的正向效應(yīng)。

綜合上述分析，提出如下假設(shè)。

假設(shè)2：電力消費(fèi)不僅直接作用于生態(tài)效率，而且通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、外商直接投資以及技術(shù)創(chuàng)新等路徑間接作用于生態(tài)效率，并且該影響具有區(qū)域異質(zhì)性，其中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)創(chuàng)新路徑的影響相對(duì)確定，其他路徑有待檢驗(yàn)。

電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用受到地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平影響[9]。當(dāng)?shù)貐^(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低時(shí)，地方政府更注重地區(qū)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)，有可能降低環(huán)保要求發(fā)展高能耗產(chǎn)業(yè)，也可能引進(jìn)一些生態(tài)效率較差的外資企業(yè)，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率不利。當(dāng)?shù)貐^(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高時(shí)，地方政府會(huì)提高環(huán)保要求，選擇生態(tài)效率較高的外商直接投資，此時(shí)電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率的負(fù)向影響降低[10]。因此，提出如下假設(shè)。

假設(shè)3：電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用受到地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)電力消費(fèi)水平的生態(tài)效率作用存在門檻效應(yīng)，同時(shí)，由于外商直接投資作用的充分發(fā)揮需要達(dá)到一定的規(guī)模，也存在著門檻效應(yīng)。

三、電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用路徑分析

(一)模型構(gòu)建

本文采用2007—2018 年中國(guó)省級(jí)面板數(shù)據(jù)，以區(qū)域生態(tài)效率為被解釋變量，電力消費(fèi)水平為核心解釋變量，驗(yàn)證電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率的直接影響效應(yīng)，構(gòu)建回歸模型如下：

EE=α0+β1ECL+β2PGDP+β3POP+β4EFE+ε

(1)

式(1)中：EE、ECL、PGDP、POP、EFE分別表示各省份生態(tài)效率、電力消費(fèi)水平、人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、人口總量以及節(jié)能財(cái)政支出等變量。

根據(jù)前述研究假設(shè)，電力消費(fèi)不僅直接影響生態(tài)效率，還通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、外商直接投資、技術(shù)創(chuàng)新等4條路徑對(duì)生態(tài)效率產(chǎn)生影響。為驗(yàn)證是否存在中介效應(yīng)，根據(jù)中介效應(yīng)成立的3個(gè)條件，將上述4個(gè)變量設(shè)定為中介變量，逐次代入式(1)進(jìn)行檢驗(yàn)[23]：首先，當(dāng)中介變量未納入模型時(shí)，電力消費(fèi)水平顯著影響生態(tài)效率；其次，電力消費(fèi)水平對(duì)所選擇的中介變量影響同樣顯著；最后，當(dāng)中介變量被納入模型后，中介變量對(duì)被解釋變量影響顯著，但電力消費(fèi)水平的影響程度降低，甚至可能變得不顯著。

Y=α0+β1ECL+β2PGDP+β3POP+β4EFE+ε

(2)

式(2)中：Y為中介變量，即產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(SERVICE)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)(URBAN)、外商直接投資水平(FDI)以及技術(shù)發(fā)展水平(DTEC)。若系數(shù)β1通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，電力消費(fèi)水平對(duì)中介變量影響顯著，則滿足中介效應(yīng)存在的第2個(gè)條件。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建模型3對(duì)第3個(gè)條件進(jìn)行檢驗(yàn)：

EE=α0+β1ECL+β2Y+β3PGDP+β4POP+β5EFE+ε

(3)

式(3)中：若系數(shù)β1的絕對(duì)值出現(xiàn)下降或沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，但系數(shù)β2通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，則中介效應(yīng)存在的第3個(gè)條件滿足。

更進(jìn)一步，為檢驗(yàn)電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率作用是否受到區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)的影響，構(gòu)建模型4，依次引入調(diào)節(jié)變量人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(PGDP)和外商直接投資(FDI)，將其與電力消費(fèi)水平相乘后逐次代入模型1，檢驗(yàn)電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率的作用是否存在調(diào)節(jié)效應(yīng)：

EE=α0+β1ECL×X+β2PGDP+β3POP+β4EFE+ε

(4)

式(4)中：X代表調(diào)節(jié)變量，即人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(PGDP)、外商直接投資(FDI)，只要參數(shù)β1通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，就說(shuō)明電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率的作用受到調(diào)節(jié)變量的影響，存在調(diào)節(jié)效應(yīng)。

(二)變量說(shuō)明

本文所用2007—2018年的研究數(shù)據(jù)均來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2008—2019年)、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》(2008—2019年)、各省市統(tǒng)計(jì)年鑒(2008—2019年)。在數(shù)據(jù)處理方面，本文為了剔除價(jià)格因素的影響，以2007年的價(jià)格水平為基期進(jìn)行價(jià)格平減處理；由于西藏地區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)缺失，因此不予考慮；對(duì)統(tǒng)計(jì)年鑒缺少的某些年份數(shù)據(jù)，采取平滑值法進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1.被解釋變量：區(qū)域生態(tài)效率(EE)

本文借鑒羅能生等[24]的研究，構(gòu)建超效率SBM模型測(cè)算中國(guó)30個(gè)省市、自治區(qū)(不含西藏)的生態(tài)效率。測(cè)算模型中，產(chǎn)出指標(biāo)包括期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出，其中，期望產(chǎn)出為各省份國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值，非期望產(chǎn)出包括工業(yè)廢水排放量、SO2排放量以及工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量等指標(biāo)；投入指標(biāo)包括從業(yè)人員數(shù)、固定資本存量、建成區(qū)面積、能源消費(fèi)量以及水資源消費(fèi)量等指標(biāo)。

案例1中教師的操作有兩個(gè)問(wèn)題：第一，實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證水的熱脹冷縮。試管里應(yīng)該裝滿水，但教師用于實(shí)驗(yàn)的試管卻有約20%空氣，而空氣的熱脹冷縮現(xiàn)象比水更加明顯。實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的結(jié)果究竟是“水的熱脹冷縮”，還是“空氣的熱脹冷縮”導(dǎo)致的呢？這影響了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。第二，違反操作規(guī)程。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師擅自取開氣球皮，人為改變實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。這不利于培養(yǎng)學(xué)生正確的實(shí)驗(yàn)觀和實(shí)驗(yàn)操作方法。

2.核心解釋變量：電力消費(fèi)水平(ECL)

電力消費(fèi)量越高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響越大。因此，本文選取各省份電力消費(fèi)水平作為核心解釋變量，研究電力消費(fèi)對(duì)區(qū)域生態(tài)效率的作用效應(yīng)及路徑。

3.控制變量

(1)人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(PGDP)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度影響生態(tài)效率，人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值可以準(zhǔn)確衡量經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，因此，本文選用地區(qū)人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值指標(biāo)代表地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。(2)人口總量(POP)。人口總量越高對(duì)生態(tài)環(huán)境影響程度越大，因而選用人口總量作為控制變量。(3)節(jié)能財(cái)政支出(EFE)。由相關(guān)研究文獻(xiàn)可知[21]，政府在節(jié)約能源上的持續(xù)支出對(duì)生態(tài)效率改善有顯著影響，因此，選取統(tǒng)計(jì)年鑒中的節(jié)能財(cái)政支出變量作為該因素代表。

4.中介變量

(1)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(SERVICE)。用第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的比重表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，數(shù)值越大，對(duì)生態(tài)效率越有利。(2)城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)(URBAN)。選取城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋壤硎境青l(xiāng)結(jié)構(gòu)，數(shù)值越大，城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度越高。(3)外商直接投資(FDI)。選取實(shí)際利用外商直接投資水平衡量，數(shù)值越大，說(shuō)明外商投資利用水平越高。(4)技術(shù)進(jìn)步水平(DTEC)。用技術(shù)進(jìn)步水平衡量技術(shù)創(chuàng)新，選取技術(shù)專利申請(qǐng)量衡量技術(shù)進(jìn)步水平，而沒(méi)有選取專利授權(quán)量，因?yàn)閷＠跈?quán)量滯后于技術(shù)進(jìn)步速度，在衡量技術(shù)進(jìn)步程度方面存在偏差，在本文后面的分析中，技術(shù)進(jìn)步水平與技術(shù)創(chuàng)新概念可以替換使用。

(三)實(shí)證結(jié)果分析

本文為研究電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的直接影響和間接影響，以電力消費(fèi)水平 (ECL)為核心解釋變量，通過(guò)豪斯曼(Hausman)檢驗(yàn)表明個(gè)體固定效應(yīng)模型優(yōu)于隨機(jī)效應(yīng)模型，并且檢驗(yàn)表明模型不存在內(nèi)生性，各個(gè)解釋變量均為外生變量。因此，采用個(gè)體固定效應(yīng)面板模型進(jìn)行估計(jì)，結(jié)果見表1和表2中的各個(gè)模型。

表1 直接效應(yīng)與中介效應(yīng)檢驗(yàn)

表2 中介效應(yīng)與調(diào)節(jié)效應(yīng)回歸結(jié)果

模型1，電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率的回歸系數(shù)為-0.000 040 7(t=-2.39)，表明電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率存在直接作用路徑，電力消費(fèi)水平提高會(huì)導(dǎo)致生態(tài)效率顯著降低，電力消費(fèi)的“替代效應(yīng)”弱于電力消費(fèi)的生態(tài)環(huán)境影響和“反彈效應(yīng)”；地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高可以顯著促進(jìn)生態(tài)效率提高，符合相關(guān)預(yù)期，經(jīng)濟(jì)發(fā)展是提高生態(tài)效率的重要條件；節(jié)能財(cái)政支出與生態(tài)效率之間也呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系，并且影響幅度最大，表明政府致力于提高生態(tài)效率的措施非常重要；人口規(guī)模雖然可以正向促進(jìn)生態(tài)效率提高，與預(yù)期不一致，但參數(shù)沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。

模型2驗(yàn)證電力消費(fèi)對(duì)中介變量的作用效果。首先，電力消費(fèi)提升對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化有顯著正向影響，符合理論分析預(yù)期，回歸系數(shù)為0.002 313 8(t=3.02)，與已有研究結(jié)論一致[14]。其次，電力消費(fèi)對(duì)城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)存在顯著正向影響，回歸系數(shù)為0.004 474 3(t=9.34)，電力消費(fèi)提高不僅意味著經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度提高，而且意味著人們收入水平提高，從供給和需求兩方面有利于城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)改善。再次，電力消費(fèi)提高對(duì)FDI有促進(jìn)作用，但沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。最后，電力消費(fèi)對(duì)技術(shù)進(jìn)步水平有正向影響，通過(guò)1%顯著性檢驗(yàn)，回歸系數(shù)為24.067 47(t=5.92)，原因是，電力消費(fèi)水平越高說(shuō)明經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度越高，市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大，企業(yè)有更大動(dòng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，而且電力消費(fèi)水平越高，也部分說(shuō)明人口規(guī)模大，根據(jù)內(nèi)生經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)理論，從人才供給方面有利于技術(shù)進(jìn)步，模型2中人口規(guī)模顯著促進(jìn)技術(shù)水平提供了這方面的例證，二者的回歸系數(shù)為64.854 25(t=6.17)。

模型3對(duì)中介效應(yīng)的第3個(gè)條件進(jìn)行檢驗(yàn)。盡管除外商直接投資(FDI)變量外，中介變量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(SERVICE)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)(URBAN)和技術(shù)進(jìn)步水平 (DTEC)都通過(guò)1%顯著性檢驗(yàn)，但只有技術(shù)進(jìn)步水平變量滿足中介效應(yīng)的第3個(gè)條件，顯著影響被解釋變量，而且核心解釋變量電力消費(fèi)的影響程度減少。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)變量滿足前兩個(gè)條件，卻不滿足第3個(gè)條件。因此，只有技術(shù)創(chuàng)新路徑存在中介效應(yīng)。

模型4對(duì)調(diào)節(jié)效應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。電力消費(fèi)水平(ECL)與人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(PGDP)交叉項(xiàng)的系數(shù)為-5.32×10-10(t=-2.52)，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的影響仍然為負(fù)，且該不利影響隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高而增加，說(shuō)明當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不利于電力消費(fèi)的生態(tài)效率作用效應(yīng)，可能是因?yàn)閰^(qū)域之間發(fā)展經(jīng)濟(jì)方面的競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致地方政府為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展而放松對(duì)環(huán)保政策的要求。電力消費(fèi)水平(ECL)與外商直接投資(FDI)的交叉項(xiàng)系數(shù)為-1.49×10-9，在10%的顯著水平下顯著，外商直接投資的流入也增強(qiáng)了電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率的不利作用，說(shuō)明當(dāng)前引進(jìn)外商直接投資也可能由于區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)存在盲目引進(jìn)高耗能產(chǎn)業(yè)的傾向。

綜合上述各個(gè)模型的回歸結(jié)果可得出以下結(jié)論：(1)假設(shè)1得到驗(yàn)證，假設(shè)2中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、外商直接投資以及技術(shù)創(chuàng)新對(duì)生態(tài)效率有影響的結(jié)論得到驗(yàn)證，但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、外商直接投資等間接路徑假設(shè)不成立，只有技術(shù)創(chuàng)新通過(guò)中介效應(yīng)檢驗(yàn)；(2)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在所有模型中對(duì)生態(tài)效率均存在正向顯著影響，說(shuō)明該影響存在穩(wěn)健性，經(jīng)濟(jì)發(fā)展是解決生態(tài)效率的根本手段；(3)節(jié)能財(cái)政支出對(duì)生態(tài)效率也存在較為穩(wěn)健的促進(jìn)作用，應(yīng)持續(xù)加大節(jié)能支出，促進(jìn)生態(tài)效率穩(wěn)定提高；(4)人口規(guī)模對(duì)生態(tài)效率雖然在各個(gè)模型中都存在正向影響，但在大多數(shù)模型中并沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，在當(dāng)前情況下，人口規(guī)模不是影響生態(tài)效率的重要因素，然而根據(jù)模型2，長(zhǎng)遠(yuǎn)而言，人口規(guī)模提高有利于提高生態(tài)效率，這也符合內(nèi)生經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)理論的推斷；(5)當(dāng)前電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用，由于各區(qū)域在發(fā)展經(jīng)濟(jì)和引進(jìn)外資方面的激烈競(jìng)爭(zhēng)，表現(xiàn)出負(fù)向影響增加的趨勢(shì)。

四、電力消費(fèi)影響生態(tài)效率的門檻效應(yīng)

(一)面板門檻模型構(gòu)建

本文分析說(shuō)明電力消費(fèi)水平降低不僅直接促使生態(tài)效率提高，而且通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新間接路徑對(duì)生態(tài)效率產(chǎn)生影響，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和對(duì)外直接投資對(duì)電力消費(fèi)的生態(tài)效率作用具有調(diào)節(jié)效應(yīng)。然而電力消費(fèi)水平影響生態(tài)效率是否具有區(qū)域異質(zhì)性，是否隨著電力消費(fèi)水平的變化而變化？地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和對(duì)外直接投資的調(diào)節(jié)效應(yīng)是否也隨著自身的變化而變化？回答這些問(wèn)題對(duì)明確電力消費(fèi)與生態(tài)效率之間的具體作用關(guān)系具有重要意義。

本文借鑒漢森(Hansen)門檻面板回歸模型[25]，選取電力消費(fèi)水平(ECL)以及調(diào)節(jié)變量人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(PGDP)和外商直接投資水平(FDI)為門檻變量，分析它們對(duì)生態(tài)效率作用的區(qū)域異質(zhì)性和門檻性，見式(5)～(7)：

EEit=α0+α1ECLit×I(ECL≤λ1)+α2ECLit×I(λ1≤ECL≤λ2)+…+αn+1ECLit×I(ECL≤λn)+φ1PGDPit+φ2POPit+φ3EFEit+εit

(5)

EEit=β0+β1ECLit×I(PGDP≤λ1)+β2ECLit×I(λ1≤PGDP≤λ2)+…+βn+1ECLit×I(PGDP≤λn)+φ1PGDPit+φ2POPit+φ3EFEit+εit

(6)

EEit=γ0+γ1ECLit×I(FDI≤λ1)+γ2ECLit×I(λ1≤FDI≤λ2)+…+γn+1ECLit×I(FDI≤λ2)+…+γn+1ECLit×I(FDI≤λn)+β1PGDPit+β2POPit+β3EFEit+εit

(7)

式(5)～(7)中相應(yīng)變量含義與前文相同，I(*)為示性函數(shù)，I1，I2,…,In為待估計(jì)門檻值。

(二)門檻檢驗(yàn)及實(shí)證分析

本文采用Stata14.0軟件對(duì)面板門檻回歸模型進(jìn)行估計(jì)，采用“自抽樣法”反復(fù)抽樣300次，對(duì)是否存在門檻值以及門檻值個(gè)數(shù)的相關(guān)假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到回歸結(jié)果見表3，模型5、6及7均在99%置信度下通過(guò)F統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，假設(shè)3得到驗(yàn)證，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的影響存在門檻效應(yīng)，同時(shí)也受到調(diào)節(jié)變量人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(PGDP)和外商直接投資水平(FDI)的門檻效應(yīng)影響，具體分析如下。

表3 門檻值及參數(shù)估計(jì)

由表3可知，電力消費(fèi)水平的雙重門檻值假設(shè)通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，門檻值分別為208.080和3 873.189，把電力消費(fèi)水平低于208.080定義為低消費(fèi)水平，電力消費(fèi)水平介于208.080～3 873.189之間定義為中消費(fèi)水平，電力消費(fèi)水平高于3 873.189定義為高消費(fèi)水平。由估計(jì)參數(shù)α1、α2和α3可知，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用隨著電力消費(fèi)水平的提高而變化，當(dāng)處于低電力消費(fèi)水平時(shí)，回歸系數(shù)α1為-0.000 037 4(t=-2.18)，提高電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率有顯著的負(fù)向作用，此時(shí)電力消費(fèi)規(guī)模太小，對(duì)其他能源的替代效應(yīng)尚沒(méi)有充分發(fā)揮；當(dāng)電力消費(fèi)水平處于中等水平時(shí)，回歸系數(shù)α2為-0.000 021 5(t=-1.10)，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的影響仍是負(fù)作用，但影響降低且并不顯著，說(shuō)明電力消費(fèi)對(duì)其他能源的替代效應(yīng)開始逐漸發(fā)揮；當(dāng)處于高電力消費(fèi)水平時(shí)，回歸系數(shù)α3為0.000 543 4(t=1.85)，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率呈現(xiàn)90%置信水平下的正向影響，高電力消費(fèi)帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步進(jìn)一步增強(qiáng)了電力消費(fèi)的替代效應(yīng)。

本文根據(jù)電力消費(fèi)水平的門檻區(qū)間對(duì)2018年的生態(tài)效率水平按照由低到高進(jìn)行分類，得到表4所示分組結(jié)果，對(duì)此進(jìn)行異質(zhì)性分析：電力高消費(fèi)水平包括4個(gè)地區(qū)，中等電力消費(fèi)水平有26個(gè)地區(qū)，沒(méi)有低電力消費(fèi)水平地區(qū)。根據(jù)生態(tài)效率和電力消費(fèi)水平組合，浙江、山東以及廣東等3個(gè)高電力消費(fèi)而中生態(tài)效率地區(qū)，已經(jīng)無(wú)法通過(guò)提高電力消費(fèi)水平來(lái)提升生態(tài)效率，應(yīng)該致力于通過(guò)環(huán)保制度設(shè)計(jì)和加大生態(tài)建設(shè)投入提升生態(tài)效率水平；湖南、福建、天津、上海和北京等5個(gè)中電力消費(fèi)而高生態(tài)效率地區(qū)，可以通過(guò)提高電力消費(fèi)對(duì)其他能源消費(fèi)的替代來(lái)進(jìn)一步提高生態(tài)效率；其余的遼寧、新疆、寧夏、甘肅、廣西等21個(gè)中電力消費(fèi)水平的低生態(tài)效率區(qū)和中生態(tài)效率區(qū)，一方面，要加大電力消費(fèi)對(duì)其他能源的替代，實(shí)現(xiàn)電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率作用由負(fù)向到正向的轉(zhuǎn)化；另一方面，也要完善環(huán)保政策和加大生態(tài)投入進(jìn)一步提升生態(tài)效率。

表4 2018年生態(tài)效率水平的樣本分組

以人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(PGDP)為門檻變量時(shí)，單一門檻值和雙重門檻值假設(shè)均在5%顯著性上通過(guò)檢驗(yàn)，三重門檻值的假設(shè)沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，因而采用雙重門檻效應(yīng)模型，門檻值為39 026.969和42 714.121。本文將人均GDP低于39 026.969元視為低經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，將人均GDP介于39 026.969～42 714.121之間視為中經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，將人均GDP高于42 714.121元視為高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，分組結(jié)果如表5所示，分析地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的門檻效應(yīng)和異質(zhì)性影響。

表5 2018年經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平門檻值的樣本分組結(jié)果

研究顯示，電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率的負(fù)向影響呈倒“U”型。具體而言，當(dāng)?shù)貐^(qū)人均GDP處于低水平時(shí)，電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率影響的回歸系數(shù)為-0.000 010 9(t=-0.54)，電力消費(fèi)雖然不利于生態(tài)效率發(fā)展，但影響并不顯著，所以甘肅、云南、貴州、廣西等13個(gè)低經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平地區(qū)應(yīng)該致力于提高電力消費(fèi)水平，通過(guò)電力消費(fèi)對(duì)其他能源消費(fèi)的替代促進(jìn)生態(tài)效率提高；當(dāng)?shù)貐^(qū)人均GDP介于 39 026.969～42 714.122門檻時(shí)，回歸系數(shù)為-0.000 050 6(t=-2.44)，電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率有顯著負(fù)作用，電力消費(fèi)水平提高不利于生態(tài)效率提高，并且影響值幅度最大，即海南、湖南、寧夏、吉林等4個(gè)中經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平地區(qū)的電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率影響不利，應(yīng)致力于通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新節(jié)約能源資源等措施提高生態(tài)效率；當(dāng)?shù)貐^(qū)人均GDP水平超過(guò)42 714.122門檻時(shí)，回歸系數(shù)為-0.000 032 9(t=-1.93)，即北京、上海、江蘇、浙江、廣東、重慶以及天津等13個(gè)高經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)，電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率的影響雖然仍顯著為負(fù)，但影響幅度降低。由此可見，一旦跨過(guò)42 714.122這個(gè)門檻，隨著人均GDP水平提高，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的負(fù)面影響逐漸減少，結(jié)合前面關(guān)于電力消費(fèi)水平門檻值的分析，甚至有可能向正向轉(zhuǎn)變。之所以這樣，是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低時(shí)，提高電力消費(fèi)水平雖然不利于生態(tài)效率提高，但由于對(duì)傳統(tǒng)能源的替代，負(fù)面影響較低；地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平中等時(shí)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以高耗能的資本密集型產(chǎn)業(yè)為主，電力消費(fèi)主要用于高投入高消耗的產(chǎn)業(yè)，不利于生態(tài)效率提高；當(dāng)?shù)貐^(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到較高水平時(shí)，注重發(fā)展技術(shù)水平高、資源消耗低的產(chǎn)業(yè)，電力消費(fèi)對(duì)其他高碳能源替代程度提高，有利于提升生態(tài)效率[26]。

當(dāng)以外商直接投資(FDI)為門檻變量分析電力消費(fèi)的生態(tài)影響時(shí)，單一門檻值和雙重門檻值假設(shè)均在1%的顯著水平下通過(guò)檢驗(yàn)，三重門檻值假設(shè)沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，因此采用雙重門檻效應(yīng)模型進(jìn)行估計(jì)，門檻值分別為67和422。當(dāng)外商直接投資水平低于67時(shí)，為弱外商投資吸引區(qū)域，介于67～422時(shí)為中外商直接投資吸引區(qū)域，高于422時(shí)，為強(qiáng)外商直接投資吸引區(qū)域，區(qū)域分組結(jié)果如表6所示，分析外商直接投資的門檻效應(yīng)和異質(zhì)性影響。

表6 2018年利用外商直接投資門檻值的樣本分組結(jié)果

根據(jù)表3和表6，2018年，全國(guó)30個(gè)樣本省市、自治區(qū)中，有1個(gè)處于弱吸引水平區(qū)域，有3個(gè)處于中吸引水平區(qū)域，26個(gè)處于高吸引水平區(qū)域。當(dāng)外商直接投資水平低于67時(shí)，電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率負(fù)向影響的絕對(duì)值最大，系數(shù)γ1為-0.000 209 3(t=-5.74)，只有青海仍然處于這一區(qū)間；當(dāng)外商直接投資水平介于67～422時(shí)，系數(shù)γ2為-0.000 082 3(t=-4.25)，而當(dāng)高于422的時(shí)候系數(shù)γ3為-0.000 061 7(t=-3.13)。可見，隨著外商直接投資水平不斷提高，電力消費(fèi)水平的生態(tài)影響雖然為顯著的負(fù)向影響，但影響幅度持續(xù)降低，表明雖然在調(diào)節(jié)效應(yīng)中，外商直接投資不利于電力消費(fèi)水平的生態(tài)效率作用，但考慮到門檻效應(yīng)后，該影響呈現(xiàn)出逐漸改善的發(fā)展進(jìn)程。之所以這樣，是因?yàn)楫?dāng)外商直接投資處于較低水平時(shí)，本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，外商直接投資企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)高于本地區(qū)企業(yè)的技術(shù)吸收能力，先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的生態(tài)溢出效應(yīng)較弱[27]。當(dāng)外商直接投資水平較高時(shí)，可能意味著本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高，企業(yè)有更好的技術(shù)基礎(chǔ)，承接外商直接投資企業(yè)的技術(shù)溢出，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，電力消費(fèi)水平提升對(duì)生態(tài)效率的不利影響減弱[28]。

五、結(jié)論與建議

本文采用2007—2018年中國(guó)30個(gè)省市、自治區(qū)的面板數(shù)據(jù)(西藏地區(qū)除外)，構(gòu)建中介效應(yīng)模型和面板門檻回歸模型研究電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用、路徑以及異質(zhì)性特點(diǎn)，結(jié)論如下。

第一，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率不僅存在直接作用，還通過(guò)技術(shù)進(jìn)步間接路徑對(duì)生態(tài)效率產(chǎn)生作用，技術(shù)進(jìn)步不僅推動(dòng)綠色生態(tài)技術(shù)發(fā)展，而且降低電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的負(fù)向效應(yīng)，應(yīng)制定相關(guān)政策，加大對(duì)綠色生態(tài)技術(shù)研發(fā)的激勵(lì)力度，以技術(shù)創(chuàng)新改善生態(tài)環(huán)境。

第二，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和外商直接投資對(duì)電力消費(fèi)水平的生態(tài)效率作用效應(yīng)均具有顯著的調(diào)節(jié)效應(yīng)，不利于電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用效應(yīng)，說(shuō)明目前區(qū)域之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和引進(jìn)外資方面的競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)發(fā)揮電力消費(fèi)的生態(tài)效率改善功能不利，應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境政策頂層設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)“污染避難所”效應(yīng)。

第三，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用有門檻效應(yīng)和異質(zhì)性。隨著電力消費(fèi)水平逐步增加，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的影響由顯著負(fù)向作用向不顯著的負(fù)向作用轉(zhuǎn)變，最后甚至演變成10%顯著水平下的正向作用，說(shuō)明電力消費(fèi)導(dǎo)致的能源替代效應(yīng)逐漸增強(qiáng)，各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏οM(fèi)和生態(tài)效率狀況組合的不同，采取針對(duì)性的措施提高生態(tài)效率。

第四，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用受到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平門檻效應(yīng)和異質(zhì)性影響。以各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平為門檻時(shí)，電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率的負(fù)向作用效應(yīng)呈倒“U”型，隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的不利影響逐漸降低。因此，各地應(yīng)該根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不同，采取不同措施，充分發(fā)揮電力消費(fèi)水平改善生態(tài)效率的替代效應(yīng)。

第五，電力消費(fèi)對(duì)生態(tài)效率的作用受到外商直接投資水平門檻效應(yīng)和異質(zhì)性影響。以外商直接投資為門檻時(shí)，電力消費(fèi)水平對(duì)生態(tài)效率的負(fù)向影響呈現(xiàn)出逐漸減少的趨勢(shì)，各地不僅要加大吸引外商投資，而且要選擇環(huán)境友好型的企業(yè)，充分發(fā)揮其技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化效應(yīng)，促進(jìn)生態(tài)效率持續(xù)提高。