福建三大產業能源效率與節能潛力核算分析

摘要：通過建立隨機前沿分析模型，本文對福建三大產業能源效率、節能潛力進行測算。結果發現國企產值在第一產業中比重越大，該產業能源效率越低；對于二、三產業而言，國企反而能源效率更高；對外開放程度能夠改善第一、二產業的能源效率，而不利于第三產業的能源效率提高；第三產業的可行能源效率提高潛力最大，第一產業次之，最差是第二產業，但是第二產業依然是福建省節能的關鍵著力點。

關鍵詞：能源效率；節能；隨機前沿

中圖分類號：F206文獻標識碼：A

收稿日期：2013-01-31

作者簡介：孔慶寶（1985-），男，石家莊人，廈門大學能源研究院博士研究生，研究方向：能源經濟理論與政策；張燕江（1988-），男，江蘇太倉人，廈門大學能源研究院碩士研究生，研究方向：能源經濟理論與政策。

基金項目：廈門大學基礎創新科研基金項目，項目編號：201222G012；中央高校基本科研業務費專項資金項目，項目編號：2010221051；中國科協科普發展對策研究專項資助項目，項目編號：2012KPYJD10-12。

面對全球氣候和環境變化，中國政府向世界做出承諾，到2020年單位GDP二氧化碳強度減少40%到45%。為此，中國政府開始實行能源消費總量控制，能源消費指標或者節能指標按省市區逐級下放。而全國節能指標分配的依據，不僅需要包括國家層面以及省市區層面的全局能源使用情況，而且還需要各省內部各行業的能源使用效率及節能潛力。然而“十一五”期間“拉閘限電”和“柴油荒”問題的出現顯示節能目標制定存在不合理的方面。研究能源效率及節能潛力對于制定合理的節能目標是非常有益的，合理的節能目標能夠有效促進各省市的節能減排。本文的意義在于尋找各個產業節能的影響因素，同時為各省提供了節能潛力的估計方法，為節能指標的分配提供依據。

一、文獻綜述

技術效率和配置效率是衡量產業效率的兩個方面：前者是指現有資源最優利用的能力， 即在給定各種投入要素下實現最大產出或者產出水平下的最小投入能力（Lovell， 2000）；后者要求在一定的要素價格條件下實現投入最優組合的能力。本文將重點關注技術效率的測度。早期的效率測度方法主要有兩種。一種方法主要是通過建立相關指數來量化測定經濟運行效率（L. C. Hawkins， 1950； Margaret Hall and John Knapp， 1955等）。這種方法具有很大的局限性：指數選擇具有主觀性和單一性，而且指數衡量往往只能提供一個單一的效率結果，無法準確揭示各相關因素對效率的影響。另一種方法是通過建立經濟學理論模型（如構建生產函數框架）并用計量分析來測度效率。這種效率測度方法的有效性，依托于這樣一個前提假設，即生產中的投入、產出以及分配都能夠按照利潤最大化或者效用最大化來進行。事實上，現實中的情況并不能按照利潤最大化來開展，即使是最有效率的企業，其生產投入成本的邊界依然偏離最大化的傳統假設（Kumbhakar Subal C. and Knox Lovell， 2000； 陳詩一，2009）。

即使在一國之內，各省區之間依然會存在國家政策、資源獲取難易程度、產業配置政策定位等方面的不同，這些都將影響到能源效率測算結果的準確性。于是有些學者作了更為細致的研究。他們將國內特定的同質性地區納入能源全要素生產率研究框架來進行比較分析。李世祥、成金華（2008）分析了中國13個主要工業省區的能源效率；張偉、吳文元（2011）研究了長三角都市圈15個城市的全要素能源效率。盡管如此，在地區內部，各行業的經營特征及其所面臨的政策環境大不相同，如果我們將一個地區所有行業加總以作為一個獨立的決策單位，這勢必無法充分發掘各地區、各行業的能源效率情況以及針對具體行業能效的影響因素。這樣的結果很難為具體政策提供決策依據。

已有文獻中，前沿分析（包括DEA及SFA）已經涉足了經濟運行的各方面效率，我們主要研究前沿分析在能源效率方面的應用。何曉萍（2011）研究了中國各工業行業“成本有效的能效水平”及“成本有效的節能目標”，它們分別表示實際生產過程中最優的能源投入以及具體部門相較于最優投入的過度能源投入核算。在這兩個概念的基礎上，何曉萍（2011）簡單比較了上面三類能效測算方法，并認為研究能源效率問題時，DEA或者SFA較其它研究方法具有優勢。基于以上的總結，本文的研究將同樣采用前沿分析的方法。綜合看來，無論是國家層面、省市區層面還是具體到工業或者各工業行業的研究，都無法充分揭示具體行業具體地區的能源使用效率。因此，本文以福建省為例，采用前沿分析的方法，進行能源效率以及節能潛力的分析測算。我們將福建省三次產業分別構建面板數據，并進而測算福建省各產業的能源效率以及節能潛力。

二、數據及研究方法

（一）數據來源

在這一部分的實證研究中，對福建省的第一、第二、第三次產業全要素能源生產率以及相應的節能潛力進行估計。選取了2004年到2010年全國30個省、自治區、直轄市的省級面板數據，并針對三次產業分別進行分析，以期得到福建省各產業的能源效率以及節能潛力。數據來自各省區市統計年鑒，中國經濟數據庫（CEIC）、中國能源統計年鑒（2005-2011）以及中國城市（鎮）生活與價格年鑒（2011）。所有價值數據均調整為2010年可比價。

（二）模型設置

2.模型基本變量設定。

（1）能源消費。我們的數據整理來自CEIC數據庫，并取對數值（同所有模型主要變量）。我們選取能源平衡表中各產業“終端能源消費”指標，并按照中國能源折標系數①核算各省市區各產業的綜合能耗（以下同）。

（2）產出。產出數據同樣來自CEIC數據庫，我們整理了各省區市三次產業的生產總值，并利用各省區居民消費者價格指數調整為2010年可比價。文章所用的各類價格指數來自CEIC數據庫以及中國城市（鎮）生活與價格年鑒（2011）。

（3）勞動力。我們采用來自CEIC數據庫的各省區各產業年末就業數作為勞動力指標。該數據是包括農村和城鎮勞動力在內的全口徑數據。

（4）資本。我們遵循何曉萍（2011）的方法，用永續盤存發核算了2004-2010年各省市各產業的資本存量。相關數據來自CEIC數據庫。

3.解釋非效率的變量設置。我們為三次產業分別設置了不同的非效率解釋變量，并確定了具體行業的分析模型。接下來對本部分研究中涉及的解釋非效率的影響變量進行具體說明：

（1）所有制結構（三次產業共用指標）。我們采用工業總產值中國有企業或者國有控股企業所占比重來衡量一個地區的所有制結構，并在三次產業的分析中運用同一指標同一數據。事實上，盡管該指標直接反映了各地區工業的所有制情況，但是，從整體來看，由于各產業間的相互影響較為廣泛，國有資產對工業控制的情況在一定程度上會輻射到其它行業，因此該變量替代各行業相應的所有制結構情況，具有合理性。數據來自CEIC數據庫（同該部分以下所有指標）。

（2）對外開放度（三次產業共用指標）。我們采用各地區工業總產值中港澳臺投資企業以及外商直接投資企業工業總產值所占比重來衡量地區的對外開放度。同所有制結構一樣，由于各行業間的互相滲透作用，工業行業的對外開放度在一定程度上能夠反映整個地區的對外開放程度。

（3）地區能源稟賦（僅針對第一產業）。采用各地區煤炭消費量與本地區煤炭生產量的比重。各省市的能源消費均以煤炭為主，所以用煤炭的稟賦情況來代替地區能源稟賦。地區能源稟賦對第一產業的影響尤其大，其影響主要通過兩個渠道，一是地區能源資源豐富，開采量大，這勢必會吸引更多原本從事農業活動的農民進入開采行業；二是煤炭等的開采會影響到當地土地植被、地下水等的破壞，這對農林牧漁業的經營生產影響都比較大。主要的影響體現在更多的機械設備使用（包括凈水、增氧、耕地、供水設備等），這無疑會增加第一產業能源投入。

（4）所在地區（東中西，僅針對第一產業）。我們設置了代表地區的二元變量（東部地區為1，非東部地區為0）。地區因素對第一產業的能源效率影響很大。首先，地區因素是一個外部影響，地區間經濟發展的不平衡由國家政策決定所致；其次，隨著近年來通信、交通的發展，地區間的技術交流以及產業遷移已經較為普遍，這使得地區不再是決定第二產業技術效率的重要因素。相反，由于先發展的東部地區第二、三產業相對發達，它對農業發展有拉動作用，同時也通過擠占資金、政策資源而對農業生產有負面影響。

（5）行業集中度（僅針對第二產業）。限于數據的可得性，我們將各地區工業企業總產值規模（單個工業企業年平均總產值）作為行業集中度指標。而這樣的指標僅僅只能反應第二產業的行業集中情況，故我們僅將其納入到針對第二產業能效分析的研究框架中。

（6）價格（僅針對第二產業）。采用全國燃料動力類價格指數作為能源價格指標。我們僅在第二產業的分析中引入這個指標，是由于第二產業能源消費占三次產業總消費量的83.13%（2010年數據），巨量的能源消耗勢必造成企業對能源價格十分敏感；而農林牧漁業和第三產業的能源消費顯得更為隨意，受技術設備的使用選擇影響更多一點。

（7）城市建設水平（僅針對第三產業）。我們采用城市地區每百萬人公共交通車輛數作為衡量城市建設水平的指標。公共交通發達程度在一定程度上反應市政建設水平，這恰恰與地區第三產業息息相關。因此，我們僅將該指標納入到第三產業的研究中。

三、實證分析結果

（一）第一產業估計結果

從表1可以發現在解釋非效率時，所有制結構系數（5.76）顯著為正。這說明對于第一產業而言，國有企業本身能源效率較為低下。何曉萍（2011）認為，國有企業的政策負擔較重、產權不清晰，同時又擁有相對于私營企業更便利的融資環境，這使得它們經營效率低下，這些特點在農林牧漁行業的體現尤為嚴重。第一產業中國有企業往往規模大、歷史久遠，而第一產業的特點決定了其生存發展不一定需要特別的技術革新，這些導致多年來該產業國有企業生產技術以及運營效率無法得到提高。與之相比，私營企業往往規模小，受市場影響更大。這些決定了他們需要通過自己改善經營手段、提高運行效率來求得生存發展。

對外開放度的系數（-7.11）顯著為負。這說明一個地區的對外開放程度越高，該地區第一產業能源效率越高。這一點基本上與常理一致。地區的開放度越高，對外貿易以及國內外技術交流越多。而對于第一產業而言，對外貿易對其能源效率的促進作用更為明顯。市場開放后，國外進口的優質、底價谷物、水果等農產品沖擊本土市場，這促使本土企業不得不提高運營管理效率。而對外技術交流，則體現在通過引進更多優良農作物或者牲畜品種、引進先進種植或者飼養技術等，來提高該產業的整體經濟效益。

地區變量的系數（0.70）顯著為正，這說明所處東部地區的第一產業，在同等條件下能源效率會低于其它地區。這一結果一方面是由于東部地區更側重發展工業以及第三產業，而原本可用于發展第一產業的資源被占用，這使得第一產業的發展受到限制。事實上，可以看到，東部地區消費的相當一部分農副產品是從其它省區運輸而來。另一方面，這樣是由隨機分析方法這一研究特點導致的。東部地區經濟較為發達，農林牧漁相關行業機械化程度更高，這同時意味著更多的能源消費。綜合以上因素，從數據結果角度看，東部地區的農業綜合能效較低。

地區能源稟賦對農業的影響并不顯著。本地能源資源開采可以通過擠占第一產業勞動力資源，提高勞動力成本；這在一定程度上會迫使該產業提高生產經營效率；而農業人口的流失有促使土地規模化承包經營，這兩方面都是較為積極的因素。但是，能源資源開采對生態環境有很大的破壞作用，這惡化了該產業的經營環境。綜合以上兩方面因素，地區能源稟賦對第一產業能源效率的影響并不顯著。t是時間變量，代表能源效率隨時間自發變動的情況。它的系數（-0.044）雖然為負，但是并不顯著。說明第一產業能源效率的自發改善并不明顯，其改善更多的是基于其它外部因素的推動。

（二）第二產業估計結果

如表2顯示，所有制結構變量的系數（-0.16）顯著為負。這說明在第二產業中，國有企業能效更高，這一結果與第一產業中的情況完全相反，也與包括何曉萍（2011）在內的許多研究結果不相一致。主要應當歸結于以下兩個方面的原因：一是他們的研究沒有對具體產業進行區別分析，對省區的綜合能源效率評估結果勢必會與具體行業有所出入；二是在于我們所選取的研究時間區間與他們的不相一致。已有文獻中，以何曉萍為例，她研究了1994年到2008年的能效情況，而我們則針對2004年到2010年的情況。文獻如唐玲，楊正林（2009）等討論了并證實了各因素對能源效率影響的階段性特征差異。事實上，這也是我們的結果與已有文獻結果不同的一個重要解釋。2004-2010年間，作為“世界工廠”的中國，其第二產業已經非常發達，國有企業具有規模大、資金足的優勢。這些企業一方面實現了規模效應，規模大，效率高；另一方面，憑借良好的融資環境和資金優勢，他們進行各類國內外并購重組，這使得他們的運行效率有了長足的提高。同時，2003年國家對國有企業管理作了較大改革，出臺了《關于深化行政管理體制和機構改革的意見》，特別提到“深化國有資產管理體制改革，設立國務院國有資產監督管理委員會（簡稱國資委）”、“完善宏觀調控體系，將國家發展計劃委員會改組為國家發展和改革委員會（簡稱發展和改革委）”。這一改革舉措對國企管理效率的提高具有促進意義，從中獲益最多的是第二產業國企，其資產規模占國有總資產規模較大。以上因素促使我國第二產業國有企業能源效率反而更高。同時，企業規模的系數（-0.0046）顯著為負，這在一定程度上印證了上面所述規模效應的結論。另外，對外開放度的系數（-0.07）、能源價格的系數（-0.15）以及代表能效自發變動t的系數（-0.70）都為負數，盡管他們均不顯著。這在一定程度上說明：第一，更多的對外開放雖然可以通過進入交流、充分競爭等對第二產業的能效改進產生促進作用，但是作為以生產制造業為主的第二產業，其技術經營水平在我們所研究的這一階段已經較為發達，這使得這方面的影響并不明顯。第二，能源價格的提高雖然也在一定程度上能夠改善能源效率，但是由于企業設備更新速度、管理模式變化周期的限制，這方面的影響其實也不顯著。第三，同第一產業一樣，第二產業的能效自發改進效果也較為微弱。

（三）第三產業估計結果

如表3顯示，與第二產業一致，第三產業所有制結構系數（-1.43）顯著為負。這同樣說明了國有企業在第三產業中的領先地位；而代表效率自發變動情況的系數為-0.069，它雖然不顯著，但是基本可以反映出該產業效率有緩慢的自發改善趨勢。

對外開放顯著為正的系數（0.57），說明對外開放對第三產業能效的促進作用是反向的，即對外開放會使得我國第三產業的能效下降。國有企業在第三產業中的比重較大，他們能效的提高在很大程度上拉升了整個產業的能效水平。而外資企業則不同，它們僅僅占第三產業的較小一部分。同時，該產業外資企業往往運行管理模式成熟，運行效率較高，這在一定程度上顯得非外資企業整體能效較低。而在前沿分析方法的特性下，外資的技術水平將能效前沿向前推進，這使得占大部分的非外資企業能效顯得更低，從而整個產業相對能效顯得較低。

此外，我們在第三產業的研究中特別引入反應城市建設水平的變量，該變量系數（-0.0017）顯著為負，說明城市建設對第三產業能效有顯著促進作用。這個結論是顯而易見的。第三產業的發展很大程度上依托于市政基礎設施建設，包括道路交通、通信和網絡覆蓋、供水、清潔等。良好的基礎設施建設使第三產業的經營、消費更為便利，這極大地促進了該產業的運行效率。

（四）各產業結果比較

通過研究發現，針對各產業的影響因素各不相同，而同一因素對各個產業的影響方式也不盡相同。從能源效率角度出發，國有企業可謂揚眉吐氣。我們的結果顯示，盡管在第一產業中，國有企業產值比重越大，該產業能源效率越低；而對于二、三產業而言，國企反而能源效率更高。這樣的結果反映了各產業的行業特征以及歷史淵源，也反映了在當前經濟階段（2004-2010）各行業的發展情況。我們不難發現，在第二、三產業中，國有企業雖然一直背負著效率低下的指責和政策負擔重的報怨，但近年來其在能源效率方面卻走在行業前沿。這得益于它們的資金優勢和規模優勢，促使它們能夠積極投入新技術，甚至走出國門進行跨國并購。其中較具有代表性的是煤炭開采行業，私營煤礦基本上是中小規模，開采效率低，污染嚴重。而國有大型煤礦集團則在開采效率、開采安全、污染控制等方面做得很好。

對外開放程度對三個產業能效的影響也不盡相同，其能夠改善第一、二產業的能源效率，而不利于第三產業的能效提高。這本質上是有外資進入三次產業的方式不同所致。對于第一、二產業，更多的對外開放往往意味著先進的技術、管理經驗的引進，這對整個產業的經營管理、能源效率都具有促進作用。而外資進入第三產業，包括銀行等金融服務企業，往往是獨資形式，這拉開了外資企業與本土企業的能源效率差距，使得隨機前沿分析的方法顯示出對外開放對整體產業能效有抑制作用，這是這一研究方法的局限所致。另外，也為不同產業設置了不同的解釋非效率的變量，這些變量均對效應產業的能源效率有顯著的作用；也佐證了對各地區能源效率分產業研究，以及結合產業特性為不同產業的非效率設置不同解釋變量的必要性。

（五）福建省三次產業能源效率以及節能潛力估計

利用FRONTIER VERSION 4.1估計出的隨機前沿模型結果，我們進一步可以得到福建省三次產業2004年到2010年的平均能源效率，并計算出了相應年份各產業的節能潛力。如表4所示，第一、二、三產業的平均能源效率分別為61.3%、82.1%以及39.7%。這三個數據在橫向來看不具有可比性，它們并不能說明哪個行業的能效更高。但這可以準確衡量在當前情況下各產業可行的能效改進潛力。從這個角度看，第三產業的能效改進潛力最大，第一產業次之，最后是第二產業。

為何第二產業的能效提高潛力最小，而第三產業可行能效提高潛力最大？首先，這是由中國第二產業的發展歷史決定的。中國自解放后，一直堅持走工業化道路，第二產業的發展放在所有產業發展的優先位置，優先獲得政府財政、稅收等政策支持。目前，該產業企業整體規模大，在很大程度上獲益于對外開放帶來的先進技術以及經營管理模式，這使得這一階段的第二產業能源效率較高。此外，由于交通運輸的發展，以及近年來我國的產業遷移政策，各地區企業交流頻繁，該產業在不同區域的經營管理效率幾乎趨同。這兩者在很大程度上導致SFA的研究結果表現出高能效（低能效改進潛力）。

我們的結果顯示第三產業可行能效提高潛力最大。因為，與第二產業不同，第三產業的發展歷史較短，各個地區或者中外的相關企業之間經營管理效率差距較大，很多外資是以獨資的形式進入國內，同時跨企業之間的交流也較為有限。因此，我們發現第三產業具有較大地可行能效改進潛力。

從能效指標來看，第二產業和第一產業的改進潛力都比第二產業來得大。盡管如此，從我們進一步計算的節能潛力數據來看，第二產業依然是福建省節能的關鍵著力點。以2010年為例，福建省第一、二、三次產業的節能潛力分別達到891.8、55 213.5、3 091.1千噸標準煤，分別占該省總節能潛力的1.51%、93.27%以及5.22%。因為第二產業的能源消費在總消費比重中占絕對優勢，達到97.65%。當然，第一和第三產業雖然能源消費總量少，但由于其較高的可行能效提高潛力，它們同樣能夠有所作為。因此，福建省節能重點應當落實在第二產業，而第一、三產業也需要給予足夠重視。上文的研究結果說明，福建省第二產業的節能潛力占到該省三次產業總節能潛力的97.65%，因此有必要針對第二產業進行細致探討。如表5所示，福建省工業能耗占第二產業能耗的97.8%左右，同時占福建省三次產業總能耗的82%左右。所以，第二產業節能的重點是工業能耗。

四、結論與政策建議

總結來看，對第一產業而言，福建省國有企業能效相對較低；對外開放度對第一產業的影響是正向的，能夠促進第一產業能效水平的提高；地區差異對能效具有顯著的影響，但是地區能源稟賦對農業的影響并不顯著。對第二產業而言，國有企業具有相對較高的能效，能效自發改進效果微弱，能效提高空間有限；同時具有顯著的規模效應。第三產業國有企業能效具有領先地位，產業效率有緩慢的自發改善趨勢；對外開放系數顯著為負，對外開放反而會使得我國第三產業的能效下降；城市建設對第三產業能效有顯著促進作用。

從橫向來看，盡管在第一產業中，國有企業產值比重越大，該產業能源效率越低；而對于二、三產業而言，國企反而能源效率更高。對外開放程度能夠改善第一、二產業的能源效率，而不利于第三產業的能效提高。從節能潛力來看，第三產業的可行能效提高潛力最大，第一產業次之，最后是第二產業。第三產業和第一產業的改進潛力都比第二產業來得大。但是從我們計算的節能潛力絕對量數據來看，第二產業依然是福建省節能的關鍵著力點，尤其是工業節能。對各個產業提高能效而言，政府應該加大第一產業的對外開放度；第二產業重點在發揮企業的規模效應，可行節能潛力有限；第三產業重點從對外開放和城市建設兩方面來改進能效。

注釋：

①采用中國規定的各類能源折算成標準煤的系數：1萬千瓦時電力=1.229噸標煤；1萬立方米天然氣=12.143噸標煤；1噸液化石油氣=1.7143噸標煤；1噸油品=1.45噸標煤（包括原油和成品油的各類油品折標系數在1.4-1.5之間，這里我們取中間值作近似）；一噸煤炭=0.7143噸標煤； 1噸焦炭=0.9714噸標煤；1噸汽油=1.4714噸標煤；1噸煤油=1.4714噸標煤；1噸柴油=1.4571噸標煤；1噸燃料油=1.4286噸標煤。

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（責任編輯：陳樹明）