中國省際技術進步、技術效率與區域能源需求

滕玉華劉長進

(1.中南財經政法大學經濟學院,湖北武漢 430060;2.武漢工業學院經濟與管理學院,湖北武漢 430023)

中國省際技術進步、技術效率與區域能源需求

滕玉華1劉長進2

(1.中南財經政法大學經濟學院,湖北武漢 430060;2.武漢工業學院經濟與管理學院,湖北武漢 430023)

構建了技術進步、技術效率與區域能源需求的分析框架,采用Malmquist指數估算1995-2007年中國29個省(直轄市、自治區)的全要素生產率(TFP)增長,并將其分解為技術進步指數和效率變化指數。在此基礎上,實證分析了技術進步、技術效率對區域能源需求的影響,并考察了能源相對價格、人力資本和固定資本存量等因素,進行技術進步、技術效率對能源需求影響的實證檢驗,為我國制定合理的區域節能政策提供理論依據。本文的研究結果表明,技術進步、技術效率對能源需求的影響表現出明顯的地區差異:技術效率對東部和中部地區的能源需求有顯著負影響;技術進步只對東部地區的能源需求有顯著負影響;技術進步、技術效率對西部地區的能源需求均沒有顯著影響。各個地區不同的經濟基礎、能源資源稟賦和對外開放度可能是造成該現象的主要原因。在上述結論基礎上,論文對中國區域技術進步與節能提出了相應的政策建議。

技術進步;技術效率;能源需求;數據包絡分析

技術進步對能源需求的影響具有雙重性,即技術進步提高能源利用效率而節約了能源,但同時又促進經濟增長對能源產生新的需求。因此,研究技術進步、技術效率對區域能源需求的影響,可以為制定科學合理的區域節能政策提供理論基礎。內生經濟增長理論認為技術進步是經濟增長的最終源泉[1],技術進步能夠促進經濟增長,分析經濟增長與能源消費之間的關系,有助于間接地了解技術進步對能源需求的影響。國內外對經濟增長和能源消費的關系進行了廣泛研究[2-3]。國內學者對技術進步與中國能源效率之間的關系也進行了一定的研究。如:吳巧生和成金華[4]研究發現,中國能源強度的下降主要是各部門能源效率提高的結果,其中工業部門的技術改進是影響能源強度的主要因素。李廉水和周勇[5]研究表明,技術效率是工業部門能源效率提高的主要原因,技術進步的貢獻相對低些,但隨著時間推移,技術進步的作用逐漸增強,技術效率的作用慢慢減弱。以上有關技術進步與能源消費、技術進步與能源效率的研究有助于我們進一步了解技術進步影響能源需求的機理。在目前已有的國內相關研究中,鮮有文獻直接探討技術進步與能源需求之間的關系,更少有文獻從技術進步、技術效率的角度實證考察其對地區能源需求的影響。

為此,本文試圖在以下方面做出擴展。首先,我們利用DEA方法測算Malmquist生產率指數,并將全要素生產率分解為技術進步和技術效率。在DEA分析中,我們還考慮了各省勞動力質量上的差別,引入人力資本要素。其次,采用1995-2007年中國29個省(直轄市、自治區,后文簡稱“省”)的面板數據,運用計量方法定量考察了技術進步、技術效率對我國不同區域能源需求的影響方向和程度。

1 模型說明

在傳統經濟增長理論的基礎上,我們構建物質資本存量、人力資本存量和能源消費量的生產函數,選用Cobb-Douglas生產函數來反映技術進步、要素投入與經濟增長之間的關系,以各省的宏觀經濟為經濟單位,設定生產函數為:

式中,Y表示總產出量;A表示技術水平;K、HL、E分別表示物質資本投入量、人力資本投入量和能源投入量;α、β和γ分別表示物質資本、人力資本和能源的彈性系數。

對(1)式求E的偏導數,可得:

兩邊取自然對數,整理后有:

式中,(g/P)表示能源相對價格水平。由(5)式可知,在參數γ既定時,能源的最優需求量是關于技術進步、物質資本投入、人力資本投入和能源相對價格的函數。用全要素生產率(TFP)表示技術進步,利用DEA方法將全要素生產率分解為相對技術效率(EC)與技術進步(TC),檢驗技術是通過何種途徑影響第i個省能源需求的變動,基于(5)式,構建能源需求的基本模型為:

其中,i指第i個省;t指第t年;βi是截距項;K代表以不變價格計算的固定資本存量;HL表示人力資本存量;g/p表示能源相對價格;EC、TC分別表示技術效率與技術進步;εit是誤差項。

2 數據與變量

2.1 數據來源

考慮到統計數據的可獲性和完整性,本文使用的樣本數據為中國29個省1995-2007年的數據。本文數據來自《中國統計年鑒》(1996-2008)和《中國能源統計年鑒》(1996-2008)。中國29個省1996-2007年的TFP、EC、TC的估計將在下文測算。

2.2 變量構建

2.2.1 能源消費量

使用各省每年的能源消費量來表示所投入的能源,全部按熱量折算成噸標準煤。由于缺少寧夏2001年的能源數據,采用前后兩年的平均數代替。此外,從2005年開始,《中國統計年鑒》由直接公布地區能源消費量改為公布能源消耗強度,我們根據公式“能源消費量=能源消耗強度×當年價格的G DP計算得到該數據。

2.2.2 能源相對價格

我們采用全國燃料、動力購進價格指數來表示能源價格指數,意味著能源能夠在全國市場上流動。各省的工業品出廠價格指數來表示產出價格,則能源相對價格為全國燃料、動力購進價格指數除以各省的工業品出廠價格指數。

2.2.3 估算Malmquist指數變量的構建

根據當年價格的G DP及不變價格G DP指數,可測算出以1995年價格衡量的實際G DP。采用“永續盤存法”計算固定資產存量,公式為:Kit=Kit-1(1-δ)+Iit/Pit,其中i表示第i個省,t為第t年,I為當年價格的固定資產投資額,P為固定資產投資價格指數,δ是固定資產折舊率,計算中涉及到的變量及參數選取參照張軍等[6]的做法。本文物質資產存量的不變價格計算是以1995年為基年。基年省際物質資本存量來自張軍等所給出的代表性年份中國省際物質資本存量(以1952年不變價)以及固定資產投資價格指數經過轉換來計算,然后利用永續盤存法的公式,計算出1995-2007各年各省的物質資本存量。采用平均受教育年限來表示人力資本水平,使用平均受教育年限和勞動力數量的乘積表示人力資本存量。其中,勞動力數量采用各省歷年全社會年底就業人數,平均受教育年限使用各個省的社會人口平均受教育年限作為人力資本水平的近似指標。我們采用傅曉霞與吳利學[7]的方法計算人均受教育年限。由于缺少1995年的數據,1995年的人均受教育年限是通過1995-1998年算術平均得到。

2.3 各省全要素生產率的測算

本文采用數據包絡分析(DEA)方法測度三種投入要素的Malmquist指數,我們假定中國每個省作為一個決策單元,根據Fare et al.[8]的方法,結合數據包絡分析和指數分析方法來測算全要素生產率的變動。以各省歷年的實際國內生產總值作為產出變量,實際固定資本存量、人力資本存量及能源消費量作為投入變量,利用投入導向的DEA模型,估算各省的Malmquist指數,即各省的相對全要生產率的增長率,以及相對技術效率變化(EC)與技術進步(TC)的增長率。

為了比較分析各區域技術進步、技術效率對能源需求的影響,我們將29個省劃分為東部、中部和西部三大區域,其中東部地區包括北京、天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東和海南;中部地區包括山西、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北、湖南;西部地區包括內蒙古、廣西、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆。

Malmquist指數的計算采用DEAP 2.1軟件完成,限于篇幅,表1只列出了樣本期內全國各省的平均Malmquist生產率指數及其分解。

3 估計結果與討論

我們以(6)式為基本模型,分別建立東部、中部和西部的3個面板模型,得到技術進步、技術效率對區域能源需求影響的估計結果(見表2)。分析工具為Eviews 6.0。

由表2可知,在樣本研究期內,技術進步、技術效率與能源需求的關系表現出明顯的區域差異。在1%的顯著水平上,技術效率對東部和中部地區的能源需求有顯著負影響,但對西部地區的能源需求沒有顯著影響;技術進步對東部地區的能源需求有顯著負影響,但對中部和西部地區的能源需求沒有顯著影響。

我國東部、中部和西部地區在技術進步、技術效率的能源需求效應上存在顯著的差別,主要是由技術進步對能源需求的影響機理,以及不同地區的經濟基礎、能源資源稟賦和對外開放度等方面的原因所造成的。技術進步對能源需求的影響機理主要體現在技術進步對能源需求具有雙重性,即:一方面技術進步有利于提高能源利用效率而節約了能源,對能源消費有“節約作用”;但另一方面技術進步又促進經濟增長,對能源產生新的需求,對能源需求有“創造作用”。

在樣本研究期內,我國東部地區平均的技術進步率為-7.05%,這說明東部地區技術進步對能源需求的“創造作用”較弱。與此同時,中國實行分層次推進的對外開放政策,造成外資在東、中和西部的梯度分布。相對于西部和中部地區而言,我國東部地區以其雄厚的經濟實力和較高的對外開放度,吸引了大量外資,優越的人才發展環境和福利待遇,吸引大量人才,這些省份企業不但自主研發能力較強,以其較高質量的物質資本和人力資本,消化、吸收外來技術的能力較強。技術進步對能源效率的改進作用大大高于中部和西部地區,從而強化了技術進步對能源需求的“節約作用”。史丹[9]的實證研究也表明,中國能源資源越豐富的地區,能源效率越低。能源經濟效率比較高的地區是那些能源資源貧乏、需要能源輸入的地區。從整體上來看,在東部地區技術進步對能源需求的“創造作用”較弱,而對能源需求的“節約作用”又較強,在這兩方面因素的共同作用下,導致技術進步對東部和中部地區的能源需求有顯著負效應。

表1 各省(直轄市、自治區)Malmquist指數均值(1996-2007)Tab.1 Means of malmquist Index in provinces(municipalities and autonomous regions)

表2 估計結果Tab.2 Result of estimate

技術效率對能源需求的影響表現出顯著的地區差別。根據各個地區不同的對外開放度可以對這一結果做出合理解釋。在東中西三大區域中,東部和中部地區的經濟基礎相對雄厚,外資企業較多,產業密集,競爭的市場激烈促使東部地區企業在不斷學習、借鑒先進管理理念的同時,在管理方法、手段上不斷創新,從而使技術效率的改進對提高能源效率作用大大高于西部地區,強化技術效率對能源需求的“節約作用”。與此同時,在樣本研究期內東部與中部地區平均技術效率的增長率均小于西部地區,技術效率對能源需求的“創造作用”相對較弱,因此技術效率的改進對能源需求表現為顯著負效應。

在西部地區,技術進步、技術效率對能源需求的影響都不顯著。原因在于:西部地區的生產技術水平、市場化程度、對外開放度都比東部地區低,對技術的吸收能力較弱,這些不利因素在一定程度上抑制了技術進步對經濟增長作用的發揮,進而制約了技術進步對新能源的需求。與此同時,西部地區受投資環境及人才等因素限制,承接的往往是一些資源環境消耗較大、技術水平較低的投資項目,高耗能產業的迅速發展,這無疑會對能源效率的改進產生負面影響,弱化了技術進步對能源效率的改進作用。從整體來看,西部地區技術進步對能源需求的“創造作用”與“節約作用”都較弱,從而導致技術進步對西部地區能源需求的影響不顯著。

其它控制變量對能源需求有顯著影響。人力資本和物質資本存量對能源需求均有顯著正效應。在研究期內,在10%的顯著水平上,不管是在東部地區,還是在中部和西部地區,增加人力資本和物質資本存量都導致能源需求上升,這表明物質資本、人力資本與能源之間存在著一種互補關系。能源相對價格對能源需求的影響表現出明顯的地區差異。能源相對價格對中部地區的能源需求有顯著負的影響,但對中部和西部地區的能源需求沒有顯著影響。這說明提高能源相對價格有助于減少中部地區的能源需求。

4 結 論

本文利用DEA方法測算了1995-2007年中國29個省技術進步、技術效率和Malmquist生產率指數,在此基礎上,實證分析了技術進步、技術效率對區域能源需求的影響。研究發現,技術進步、技術效率對能源需求的影響表現出明顯的地區差異:技術效率對東部和中部地區的能源需求有顯著負影響;技術進步對東部地區的能源需求有顯著負影響;技術進步、技術效率對西部地區的能源需求沒有顯著影響。各個地區不同的經濟基礎、能源資源稟賦和對外開放度可能是造成該現象的主要原因。因此,我們提出以下政策建議:

4.1 在激勵企業加大研發投入的同時,要重視節能技術的開發與利用

為了緩解能源與環境的雙重壓力,政府要在增加科技投入的同時,借助能源價格、稅收、補貼等手段,促使企業重視節能技術的開發與利用,在生產中采用節能的生產技術,真正實現能源的節約。

4.2 實施差異化的地區節能政策,促進經濟與能源需求協調發展

東部地區應該將提高技術進步和改進技術效率作為節能的重點;中部地區應將提高技術效率作為節能的突破口;西部地區要將改善經濟發展基礎、提高能源利用效率作為節能方向。此外,在制定節能政策時,還要重視能源相對價格、物質資本和人力資本的變動對能源需求的影響,要將技術進步、適當的提高能源價格和產業升級有機結合起來,最大限度的減少能源需求。

我國東部地區應利用好新一輪國際產業轉移的機遇,積極發展高新技術產業和服務業。中部地區要利用相對于西部更好的交通等基礎設施和人力資本條件,加快產業結構調整,提高第二產業特別是工業的能源效率,加強傳統工業的技術改造和產品更新換代。我國西部地區要深化經濟體制改革、改善投資環境,加大基礎教育投入和科技投入,引進先進的管理經驗,以各種形式吸引人才,為經濟發展和節能降耗創造良好的條件。同時,西部地區還要考慮本地區的能源和環境承載能力,嚴格控制高能耗、污染重的落后產業向本地區轉移促進經濟與能源需求的協調發展。

4.3 加快可再生資源的開發與利用

由于技術進步、技術效率對能源需求具有雙重作用,為了緩解經濟增長與能源需求之間的矛盾,對可再生能源的開發與利用給予政策扶持,大力發展可再生能源是實現我國經濟可持續發展的必經之路。

(編輯:王愛萍)

References)

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AbstractThis article constructed a framework to analyze the relations between the technological progress,the technical efficiency and regional energy demand.Applying DEA,the article measures the technological progress,the technical efficiency&Malmquist productivity indexes in 29 provinces(municipalities and autonomous regions)based on the province level panel data in China from 1995 to 2007.Research in this article is helpful for understanding the characteristics of the effect of the technological progress,the technical efficiency on regional energy demand in China and creating effective policies on energy conservation.It also empirically testified the relations between the technological progress,the technical efficiency and the regional energy demand in China based on panel model.The factors impacting energy consumption include technological progress,and technical efficiency,energy price,human capital and fixed capital stock.The effect of the technological advances on energy demand takes on a dual nature,so research on the effect of the technological advances on regional energy demand can provide a theoretical basis for the development of scientifically regional energy policy.This article also finds that the relationships between the technological progress,the technical efficiency and energy demand take on different patterns in different regions.Technical efficiency has significantly negative effects on the energy demand in east and central regions.Technological progress has significantly negative effects on the energy demand only in east regions.But technological progress and technical efficiency have no significant impact on the energy demand in west regions.Different economic base,energy resource endowments and degree of opening to the outside world in different regions may be the main reasons of the phenomena.The article puts forward the corresponding policy recommendations in relation to technological progress and regional energy conservation in China on the basis of the above findings.

Key wordstechnological progress;technical efficiency;energy demand;data envelopment analysis

Technological Progress,Technical Efficiency and Regional Energy Demand of China’s Provinces

TENG Yu-hua LIU Chang-jin
(1.School of Economics,Zhongnan University of Economics and Law,Wuhan Hubei 430060,China;
2.School of Economics&Management,Wuhan Polytechnic University,Wuhan Hubei 430023,China)

TE01

A

1002-2104(2010)03-0030-05

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.03.006

2009-10-09

滕玉華,博士生,主要研究方向為國際經濟與能源。