能源強度與經濟增長相互制約關系分析

摘要：以我國1985-2008年的相關數據為樣本，利用動力學系統均衡理論分析能源強度與經濟增長的相互制約關系，實證結果表明人均GDP增長率7.5%和能源強度下降率4.2%的規劃目標切實可行，但能源強度下降對經濟增長的負向作用不容忽視，如果經濟增長仍保持更高速增長，則進一步降低能源強度將更為困難；人力資本效率增長依賴于經濟增長，加大人力資本投資有助于降低能源強度，但效果不明顯，可行的降耗途徑在于技術進步。因此，能源強度下降程度應以技術進步相適應，產業結構調整和市場化有利于促進技術進步。

關鍵詞：能源強度；技術進步；經濟增長；動力學系統

中圖分類號：F206 文獻標識碼：A

Interdependent Relationship Between Energy Intensity and Economic Growth

CHEN Chun-hua1， LU Zheng-nan2

(1. College of Economics and Management， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing

210016， China;2. College of Business Administration， Jiangsu University， Zhenjiang 212013， China)

Abstract：The interdependent relationship between energy intensity and economic growth is analyzed by using dynamic system theory and the China′s data samples from 1985 to 2008. The empirical results reveal that: government planning of per capita GDP growth rate at 7.5% and energy intensity decline rate at 4.2% are feasible， but the negative effect of energy intensity on economic growth should not be ignored， and if economic growth remain more rapid， it will be more difficult to reduce energy intensity ; human capital efficiency depends on economic growth， and increasing investment on human capital is helpful to reduce energy intensity， but the effect is not very obvious and the feasible way to reduce energy intensity is to push technology progress. Therefore， the reduction of energy intensity must be adapted to technological progress， and the adjustment of the industrial structure and marketization are favorable to promote technological progress.

Key words: energy intensity; technological progress; economic growth ; dynamic system

一、引言

最近“拉閘限電”屢屢見諸于各新聞媒體，儼然成為了國內不少地方政府完成節能減排任務的有效手段。有關專家指出“拉閘限電”現象很大程度上是由經濟增長與節能減排之間長期積累起來的矛盾所引起。一方面，地方政府為追求GDP政績而大力推動GDP高速增長，但是受技術進步和資本投入等因素制約，不少地方政府仍然不得不依賴高耗能支柱產業拉動經濟發展；另一方面，中央政府明確將節能減排任務的完成情況與地方官員的考核掛鉤，節能減排任務勢必倒逼地方政府抑制高耗能產業發展，如果技術進步水平無法獲得大力提升，那么通過抑制高耗能支柱產業這種途徑促進產業結構調整難免減緩經濟增長速度。顯然，“拉閘限電”現象表明能源強度下降與經濟增長之間存在相互制約關系，解決此矛盾的關鍵可能在于技術進步。

當前，經濟增長與技術進步、能源強度之間的關系已成為眾多專家學者的研究熱點。Alberto Bucci（2008）［1］認為經濟增長依賴于人力資本積累以及外生技術進步。Belton Fleisher（2010）［2］認為教育對中國技術進步具有較大的直接影響和間接影響，前者體現為技術創新，后者則體現為人力資本投資。López-Bazo（2008）［3］利用對偶理論分析了西班牙人力資本投入的間接作用，認為人力資本投資刺激了實物資本增長，從而間接促進經濟增長。Susan Sunila（2010）［4］利用動態面板數據模型，分析了66個國家的經濟增長與能源消費的關系，認為經濟增長單向影響能源消費。Chao-qing（2009）［5］利用柯布-道格拉斯生產函數，分析了技術進步與能源強度之間的關系，認為人均經濟收入增長將導致能源強度上升，技術進步則有助于降低能源強度。王群偉（2008）［6］對中國全要素能源效率進行Malmquist指數分解，認為能源效率的提高依賴于全要素生產率的改善，技術效率比技術進步更有助于改善能源效率。陳軍（2008）［7］運用向量自回歸模型，分析FDI、人力資本和RD投入等變量對中國能源效率的影響，認為增加科技投入、加速人力資本形成和促進FDI吸收，對中國能源效率的提高具有正向影響。Tai-wen（2009）［8］利用向量自回歸模型，分析了產業結構、能源消費結構以及能源強度之間的關系，認為產業結構調整、煤炭消費比重下降有助于降低能源強度。何建坤（2006）［9］分析了中國“十一五”期間能源消耗的變化，認為從產業結構調整、能源效率提升、技術進步三方面努力可實現節能目標。

上述研究表明：（1）經濟增長促進能源消費增長，進一步可能導致能源強度上升；（2）產業結構調整、要素替代、能源替代，以及技術進步是節能降耗的主要手段；（3）人力資本投入不僅直接影響經濟增長，而且還可通過促進實物資本投資間接影響經濟增長。本文試圖利用系統動力學均衡理論，分析能源強度與經濟增長之間的相互制約關系，以及技術進步和人力資本投資的作用。

二、模型構建與分析

王小魯（2009）［10］在研究中國經濟增長時認為柯布-道格拉斯生產函數適合于描述中國經濟增長，本文也采用此生產函數。柯布-道格拉斯生產函數形式為：Y=AEσ1Kσ2Hσ3

其中Y為經濟收入，A為技術進步，E、K分別為能源消費量、物質資本存量，人力資本H=BL為人力資本效率和勞動力的乘積，σ1，σ2，σ3，σ1+σ2+σ3=1為相應生產要素彈性。

令k=K/L，y=Y/L，τ=E/Y，則式(1)可改寫成：y=Aτσ11-σ1kσ21-σ1Bσ31-σ1

假設資本折舊率為δ，儲蓄率為s，則資本運動方程表示為：dKdt=sY-δK

由式（2）可進一步得到：

dkdt=sy-(gL+δ)K

假設勞動者通過人力資本投資提高人力資本效率，而且人力資本投資w隨著經濟收入y的提高而提高，則人力資本投資與經濟收入的關系式可表示為：w=a1yθ，θ∈(0，1］。

假設人力資本存量折舊率σB，則人力資本效率積累方程可表示為： dBdt=a1yθ-σBB

式（4）和式（5）構成的微分系統為：

dkdt=sy-(gL+δ)k

dBdt=a1yθ-σBB

令gk=gL+δ+gk，gB=gB+σB，則gk表示調整后的人均資本增長率，gB表示調整后的人力資本效率增長率。顯然，調整后的人均資本增長率分為三部分，一部分用于人均資本折舊，一部分用于推動勞動力增長，其余部分用于推動資本增長；調整后的人力資本效率增長率分為兩部分，一部分用于人力資本折舊，另一部分為推動人力資本效率增長。

式（6）均衡時，人均資本增長率和人力資本效率增長率不再調整，則有：

gy-gk=0

gk-gB=σ1σ3gτ+1-σ1σ3gA

θgy-gB=0

解此方程組得到：

gB=θgy

gy=1(1-θ)σ3［σ1gτ+(1-σ1)gA］

式（8）表明：（1）人均經濟增長率與能源強度增長率成正比，與全要素生產率增長率成正比，降低能源強度將導致經濟增長減緩而技術進步則加速經濟增長，該結論與Chao-qing（2009）［5］的結論一致；（2）人均經濟增長率與人力資本投資彈性成正比，提高人力資本投資有助于人均經濟增長，該結論與López-Bazo（2008）［3］的結論一致；（3）人均經濟穩定增長有賴于技術進步抵消能源強度下降對人均經濟增長的負向作用，而人力資本效率對人均經濟增長起加速作用。

如果把在現有技術進步條件下為保持人均經濟產出不低于所規劃的人均經濟產出增長率Gy所必須約束的能源強度增長率定義為最小能源強度增長率，則由（8）可得到最小能源強度增長率為：

g*τ=(1-θ)σ3σ1Gy-1-σ1σ1gA

相應地，把最小能源強度增長率所對應的人力資本效率增長定義為最小人力資本效率，則由式（8）可得到最小人力資本效率增長率為：

gB*=θGy

（10）

如果gτgτ*，則有gBθGy，gyGy，此時技術進步增長的貢獻足于抵消能源強度下降對人均經濟增長的影響；如果gτ

三、實證分析

考慮市場化、產業結構調整等變量的影響，生產函數（1）的回歸估計仍采用時間序列，其對數形式為：

ln Yt=C0+C1t+C2ln St+C3ln Jt+C4 ln Et+C5 ln Kt+C6 ln Ht+μt

(11)

其中St為市場化程度，Jt為產業結構。

本文采用的能源消費量（E）數據來自《中國能源統計年鑒》，單位為萬噸標準煤；勞動力（L）采用全社會從業人員數，數據來自《中國統計年鑒》，單位為萬人；資本存量（K）采用采用物質資本存量，單位為億元，其中，1985-2004年的數據（1952年價）來源于張軍（2004）［11］及復旦大學中國社會主義市場經濟研究中心資本存量數據庫；經濟產出（Y）采用1952年不變價格表示的國內生產總值，原始數據主要來自《中國統計年鑒》，單位為億元；人力資本效率（B）采用勞動者平均受教育程度，單位為年，數據直接采用王小魯（2009）［10］的研究成果；市場化程度（S）以非國有經濟在工業總產值中的比重表示，數據直接采用王小魯（2009）［10］的研究成果；產業結構調整力度（J）采用第二產業GDP占GDP總額的比重表示，數據來源于《中國統計年鑒》。

規模報酬不變的生產函數估計式為：

LOG(Y)=-1.555+0.0337*T+0.3103*LOG(S)+0.1432*LOG(J)+0.1339*LOG(E)+0.4466*LOG(K)+0.4195*LOG(H)

由式（2）可計算得到能源強度彈性、人均資本彈性以及人力資本效率彈性分別為0.15464、0.51565和0.48435。在樣本期內，人均資本投入和人力資本效率每增長1%，將分別導致能源強度下降3.345%和3.1321%，而能源強度每下降1%將導致經濟增長下降0.15464%。因此，資本替代和人力資本效率提升有助于降低能源強度，但能源強度下降對經濟增長的負向影響不容忽視。

式（6）的差分方程估計式為：

B=0.777245*B(-1)+ 2.107055*Y^0.128919

（0.0000） （0.0000）（0.0000）

由該式可得到人力資本折舊率為0.22276，人力資本投資彈性為0.128919。經濟收入每增長1%將促進人力資本投資0.128919%，顯然樣本期內的我國人力資本積累速度較慢，其對降低能源強度的作用效果不明顯。

按“十一五”規劃設定的“能源強度降低16%”約束性目標計算，我國規劃的能源強度年平均下降率為4.2%左右。按“十一五”規劃設定的“2010年人均GDP比2000年翻一番”的目標計算，我國規劃的人均經濟增長率為7.2%。考慮到我國實際經濟增長往往高于該規劃目標，本文以人均經濟增長率7.5%為依據計算規劃能源強度增長率。

由圖1可發現，最小能源強度增長率基本與實際能源強度增長率吻合。在現有技術進步條件下，我國可以實現人均GDP增長率7.5%和能源強度下降率4%的約束性規劃目標。但是，如果人均經濟增長速度更快，則進一步降低能源強度將更為困難。我國不少地區“拉閘限電式”的節能措施與該地區片面追求過高的經濟增長率很大的關系。

由圖2可發現，以能源強度下降率4.2%和人均經濟增長率7.5%為依據計算得到的人力資本效率增長率為0.9669%，小于人力資本效率增長率實際值。顯然，實際經濟增長較高是主要原因。

由圖3可發現，以能源強度下降率4%和人均經濟增長率7.5%為依據計算得到的全要素生產率增長率為3.8138%，全要素生產率增長率實際值圍繞該值上下波動。這表明我國技術進步大抵可以支撐經濟增長率7.5%而能源強度下降率4%的規劃目標，如果技術進步沒有得到進一步有效提升，那么片面追求過高的經濟增長速度將難于實現能源強度下降的目標。

圖3 全要素生產率增長率由圖4可發現，人均經濟增長率7.5%為依據計算不同人力資本投資彈性下的能源強度增長率。如果人力資本投資彈性改為現值的2倍，則能源強度增長率將微弱地下降。顯然，提高人力資本投資效率彈性有助于降低能源強度，但效果并不明顯。

四、對策與建議

綜上分析，本文得出以下幾個結論：（1）在現有技術進步條件下，實現人均GDP增長率為7.5%和能源強度下降率4%的約束性目標具有可行性。如果人均經濟增長速度更快，則進一步降低能源強度將更困難。因此，各地區合理規劃經濟增長率有利于實現能源強度下降的目標。（2）能源強度下降對經濟增長的負作用不容忽視，如果不深挖降低能源強度的潛力而片面強調降耗，那么降低能源強度將阻礙經濟增長。（3）如果經濟增長一定，那么技術進步是降低能源強度的前提，能源強度下降幅度應以技術進步提升幅度相一致。（4）人力資本投資依賴于經濟增長，提高人力資本投資效率彈性有助于降低能源強度，但效果并不明顯。技術進步是現階段降耗的最可行途徑，調整產業結構和加速市場化進程有利于技術進步。

參考文獻：

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［10］ 王小魯，樊綱，劉鵬.中國經濟增長方式轉換和增長可持續性［J］．經濟研究，2009（1）：4-16.

［11］ 張軍，吳桂英，張吉鵬.中國省際物質資本存量估算：1952-2000［J］．經濟研究，2004（10）：3-16.

（責任編輯：嚴元）