中國產業增長與能源效率變化的共軛因素分析

金繼紅 毛顯強

(1.東華大學旭日工商管理學院，上海 200015;2.北京師范大學環境學院/全球環境政策研究中心，北京 100875)

隨著中國經濟快速增長，能源需求呈快速上升趨勢。如何協調經濟發展與節能減排兩者之間的關系，已成為政府和學界普遍關注且亟待解決的重大課題。為了解決經濟發展與節能減排的矛盾，需要分析促進經濟增長與影響能源效率的共軛因素，即投資、消費、出口、技術等，對于經濟發展和能源效率變化的貢獻情況。“軛”原意為兩頭牛背上的架子，它能使兩頭牛同步行走。但投資、消費、出口、技術等共軛因素卻未必能夠使得經濟增長和能源效率這兩頭“牛”同步行進。目前有關經濟結構與能源效率影響的研究，大多是利用投入產出分析方法，DEA數據包絡分析方法，Divisia分析方法，拉氏因素分析法等。研究內容主要集中在產業結構、工業內部結構、能源結構等經濟結構以及技術進步對能源效率的影響分析(如Garbaccio、Ho 等［1］;王玉潛［2］;魏楚、沈滿洪［3］;譚忠富、張金良［4］;成金華、李世詳［5］;齊志新、陳文穎［6］)。這些國內外研究總體上結論較宏觀，尚欠缺從各產業部門的角度分析其增長以及能源效率的影響因素等方面的研究，缺乏對經濟增長和能源效率變化的共軛影響因素分析。本文應用投入產出分析方法對中國的不同產業部門增長的貢獻因素進行分解，并對中間需求結構(技術)以及最終需求結構(投資、消費、出口等)變化對各產業部門能源效率帶來的影響進行實證分析，以認清投資、消費、出口、技術等共軛因素對于經濟增長和能源效率變化的共性及差異性影響，為調整經濟發展方式，促進經濟低碳化發展提供決策參考。

1 各共軛因素對于產業增長的貢獻分析

本文利用國家統計局和中國人民大學合作編制的《1992－1997－2002－2005年可比價格投入產出表》［7］，運用比例增長偏離(DPG:Deviation from Proportional Growth)分析(長谷部勇一［8］;藤川清史［9］;金繼紅［10－11］)研究各共軛因素對于產業增長與結構變化的貢獻。DPG分析原是用于確定主導產業以及引起主導產業增長的各因素的一種分析方法。其具體過程是，計算某在一個時點上，各產業在一定時期內按一定的比例增長的估算產值與現實產值之間的偏差。各產業的增長貢獻因素包括國內最終需求、出口、最終需求進口替代、中間需求進口替代以及技術變化等。

1.1 模型

DPG分析方法，將“比例增長率λ”定義為總產出的增長倍率，然后分析各共軛因素對于比例增長偏離的貢獻度。

總產出、國內總需求以及出口定義為:

X:總產出向量，下標代表第1期和第2期;

D:國內最終需求向量;

E:出口向量;

λ:比例增長率。

假設從第1期(本文中1992年)到第2期(本文中2005年)所有部門的總產出、最終需求、出口按比例增長率λ增長所計算的值與第2期實際值的差為DPG值。

競爭進口型模型如下:

B1和B2分別表示第一期和第二期的里昂悌夫逆矩陣和分別表示第一期和第二期的進口系數矩陣;A1和A2分別表示第一期和第二期的直接消耗系數矩陣;D1和D2分別表示第一期和第二期的最終需求向量，本文利用第1期和第2期的平均值進行了分析。

右邊的第一項是最終需求(消費、投資、存貨增加)增加對產業增長的貢獻度(%);

第二項是出口增加對產業增長的貢獻度(%);

第三項是技術變化對產業增長的貢獻度(%);

第四項是進口替代變化對產業增長的貢獻度(%)。

如果假定“比例增長率λ=國內總產出的實際增長倍率”，則比例增長的偏差(DPG)總合計為0，就可以將那些沒有達到平均增長倍率的因素作為負面貢獻因素來評價。而本文把比例增長倍率定為1，即增長1倍。這與通常DPG分析方法有所不同，因為本文的意圖不是分析各種因素的比例增長的偏差，而是各種影響因素對總產出的增長的貢獻度。本文重點分析產業增長的貢獻因素，只要整個產業增長，那么上述各種因素都對產業增長起積極的作用，只是作用的大小不同，因此更具有現實意義。

為了方便辨識哪些產業增加或減少，以及相應的影響因素的作用大小，把DPG值相對指標合計調整為100，可以反映各產業增長的百分比，以及各影響因素對增長貢獻的百分比等。

1.2 各共軛因素貢獻分析

從圖1看各因素的貢獻度，1992－2005年除了進口替代對產業增長的貢獻為負面作用以外，其他因素對產業增長的貢獻都為正面作用，也就是起到了促進產業增長的積極作用。其中出口的貢獻度最大，其次為投資和消費。技術雖然是產業增長的積極因素，但是比其他因素的貢獻度較小。這期間的經濟增長主要還是由出口、投資、消費拉動。

從表1看各產業部門增長的影響因素，產業增長最大的“其他服務業”的主要拉動因素是消費，拉動“建筑業”增長的主要力因素是投資，拉動“通信設備、計算機及其他電子設備制造業”增長的主要因素是出口，對“化學工業”增長貢獻最大的是出口與消費的共同作用，拉動“金屬冶煉及壓延加工業”增長的主要因素是投資與出口的共同作用，對“通用、專用設備制造業”增長貢獻最大的是投資，“交通運輸及倉儲業”增長得益于出口與消費共同拉動，對“交通運輸設備制造業”增長拉動作用顯著的因素是投資與出口。

2 各共軛因素對于能源效率變化的貢獻

表1 各共軛因素對產業增長較大的部門的貢獻度(%)Tab.1 Each factors contribution to industrial growth sector

本文中涉及的化石能源生產和轉化部門包括煤炭開采和洗選業，石油和天然氣開采業，電力、熱力的生產和供應業，燃氣生產和供應業共四個部門。

具體利用下列分析方法進行實證分析，首先為了合計1992年和2005年的化石能源生產和轉化部門的生產額，把化石能源生產和轉化部門為1，其他部門為的0的合計行向量定義為p，模型如下:

國內最終需求增加1個單位的化石能源誘發系數為Ip其中，i為本文中界定的化石能源生產和轉化部門的合計向量。

通過上述模型，不僅可以比較某一個時點的每一個產業的化石能源消費效率的差異(公式(5)中的等號左邊)，還可以把每個產業的化石能源誘發系數的差異，分解為中間需求結構(每一個產業的各種原材料組合使用的生產技術結構——公式(5)中的等號右邊的逆矩陣部分)的變化因素和最終需求結構(消費、投資、出口等最終需求項目的比重——公式(5)中的等號右邊的逆矩陣后面的部分)的變化因素。

2.1 中間需求結構與最終需求結構的整體影響分析

首先，1992年和2005年的化石能源誘發系數模型如下:

這里的下標數字用于區分1992年和2005年的化石能源誘發系數、生產技術結構逆矩陣、最終需求以及最終需求合計。利用(6)和(7)的整體分析模型，可對1992年和2005年的能源效率差異進行比較分析，把效率差異的因素分解為中間需求結構和最終需求結構的差異。

首先，利用2005年的直接消耗系數，計算為了滿足1992年的最終需求，開展生產時的化石能源誘發系數(IPA);也就是將基于2005年的中間需求結構(直接消耗系數)的化石能源誘發系數，與1992年的化石能源誘發系數(IP92)，進行比較。

此后，2006-2014年間，金融支持第三產業增長經過2009-2012年的波動趨于平穩發展，綜合效率、技術效率和規模效率均有效，說明在該階段，金融支持第三產業發展態勢良好，維持在較好的發展狀態。2009-2012年的經濟波動通過第三產業勞動力人數和保費收入來影響第三產業產值增長。但是2015、2016兩年間，金融支持第三產業發展增長效率出現了綜合效率不足的情況，說明在該年第三產業的規模效益需要提高。2017年，金融支持第三產業的增長表現為有效。

其次，利用1992年的直接消耗系數，計算為了滿足2005年的最終需求，開展生產時的化石能源誘發系數(IPB);也就將基于1992年的中間需求結構(直接消耗系數)的化石能源誘發系數，與2005的化石能源誘發系數(IP05)，進行比較。

整體的分析結果，化石能源誘發系數由1992年的0.116738降低到2005年的0.111385，化石能源效率提高了4.58%，其中中間需求結構的變化(0.004751)的貢獻度為4.07%，最終需求結構的變化(0.000595)的貢獻度為0.51%。其間化石能源效率的提高，主要是依靠技術改進，但是效果不顯著。

2.2 中間需求結構(分行業)影響分析

從每個產業的角度分析中間需求結構因素的影響，分析生產技術對各產業提高化石能源效率的貢獻度差異。

具體計算方法為，把1992年的直接消耗系數從第一列開始，依次轉換為2005年的直接消耗系數，把得出的化石能源誘發系數與1992年的誘發系數進行比較分析，可以得出每個產業部門的中間需求結構變化對化石能源效率的貢獻度。表3中的誘發系數是將每個產業的直接消耗系數轉換為2005年直接消耗系數時計算的誘發系數，差異是與1992年的誘發系數的差異，貢獻度為誘發系數差異除以1992年的誘發系數而得。

從表2可看出每個產業部門的中間需求結構變化帶來的能源效率差異，非金屬礦采選業，交通運輸及倉儲業，石油加工、煉焦及核燃料加工業等產業部門呈現化石能源效率改善態勢，對化石能源效率提高貢獻較大。與此相反，建筑業，農林牧漁業，化學工業，紡織業等產業部門能源效率下降，對化石能源效率下降貢獻較大。整體看，生產技術在提高能源效率方面做出了一定的貢獻，但是貢獻度較小，作用不夠顯著。

2.3 最終需求結構分析

與中間需求結構的分析類似，計算假如1992年的某一個產業的最終需求構成比(這里指的構成比是指每個產業的最終需求在最終總需求合計中所占比重)替換為2005年的最終需求構成比時，經濟整體的化石能源誘發系數的變化。模型如下:

其中，Bkj里昂悌夫逆矩陣，k代表4個化石能源的生產和轉化部門，在這個模型中，Bkj為1992年的里昂悌夫逆矩陣。具體計算方法為，把1992年的每個產業的國內最終需求構成比向量從第一行開始，依次轉換為2005年的國內最終需求構成比時，把得出的化石能源誘發系數與1992年的誘發系數進行比較分析，可以得出每個產業部門的最終需求變化對化石能源效率的貢獻度。

表2 中間需求結構對各產業能源效率變化的貢獻分析Tab.2 Input structure to contribution of the industrial energy efficiency

從表3看每個產業部門的最終需求變化帶來的能源效率差異，煤炭開采和洗選業，石油和天然氣開采業，農林牧漁業等產業部門對化石能源效率提高貢獻較大。與此相反，通信設備、計算機及其他電子設備制造業，通用、專用設備制造業，金屬冶煉及壓延工業，儀器儀表及文化辦公用機械制造業，電力、熱力的生產和供應業等產業部門對化石能源效率下降貢獻較大。

從最終需求結構的因素分析結果中得到比較有意思的結論，最終需求構成比(在最終需求合計中所占比重)下降的產業部門的能源效率提高，而最終需求構成比上升的產業部門的能源效率下降，也就是在最終需求中所占比重越大的產業部門的能源效率越低，在最終需求中所占比重越小的產業部門的能源效率越高。例如金屬冶煉及壓延加工業和通用、專用設備制造業在生產技術方面提高能源效率(中間需求結構中直接消耗系數減少)的同時，在最終需求方面投資、消費、出口等最終需求的增加(最終需求結構中投資、消費、出口等的比重增加)使得這些產業部門的能源效率下降。

分析結果中可以看到，很多產業部門在生產技術方面進行改善，“技術效應”提高了能效;但與此同時，投資、消費、出口等最終需求擴張導致總體生產規模擴大，高耗能行業產出比重增大，“規模效應”和“結構效應”造成總體能耗上升、能源效率下降。

3 結論

本文應用投入產出分析方法對促進中國的產業增長和能源效率變化的共軛貢獻因素，包括中間需求結構(生產技術結構)以及最終需求結構(投資、消費、出口等)進行分解，得出了如下結論:

(1)從能源效率差異因素分析看，雖然生產技術的改進促進了能源效率的提高，但是效果不顯著，投資和出口對能源效率的負面影響較大。產業比重擴大最顯著的建筑業以及通信設備、計算機及其他電子設備制造業和通用、專用設備制造業，這些產業雖然沒有直接消費化石能源，但是間接誘發較多的化石能源消費。

(2)從產業增長和能源效率變化的共軛貢獻因素的角度看，1992年至2005年，中國的經濟發展主要是由出口和投資帶動的，但是這兩個因素也間接造成了能源效率的總體下降。投資拉動的建筑業以及出口拉動的通信設備、計算機及其他電子設備制造業，雖然沒有直接消費化石能源，但是間接誘發較多的化石能源消費。在直接消費化石能源的產業部門改進生產技術、提高能源效率的同時，未直接消費化石能源的產業部門的擴張間接誘發化石能源消費，投資、出口等最終需求的增加拉動產業增長的同時，帶來能源效率下降。對外貿易的增加一方面拉動中國的經濟增長，但是另一方面也在增加能源消費、環境污染等領域的壓力，制約中國的可持續發展。

(3)中國實現可持續發展，不僅需要在生產技術方面強化節能措施，對于出口、投資、消費等最終需求的增加所帶來的能源效率的降低也不能忽視，需要加大力度進行最終需求結構調整，尤其對于能源高消費型產品的出口以及我國在國際分工中的角色需要深思。為了實現《十二五規劃》中提出的節能減排目標，應優先考慮從先進國家獲取生產技術轉移，以及在出口、投資、居民消費等最終需求方面也要加強調控力度，提高全民節能意識，保障我國經濟的可持續發展。

References)

［1］Garbaccio R，Ho M S，Jorgenson D.Why Has the Energy-output Ratio Fallen in China?［J］.The Energy Journal，1999，20(3):63－91.

［2］王玉潛.能源消耗強度變動的因素分析法及其應用［J］.數量經濟技術經濟研究，2003，(8):39－45.［Wang Yuqian.Changes in the Energy Intensity of the Factor Analysis Method and Its Application［J］.The Journal of Quantitative ＆ Technical Economics.2003，(8):39－45.］

［3］魏楚，沈滿洪.結構調整能否改善能源效率:基于中國省級數據的研究［J］.世界經濟，2008，(11):77－85.［Wei Chu and Shen manhong.Can Structure Change Improve the Energy Efficiency:An Empirical Study Based on Provincial Data［J］.The Journal of World Economy，2008，(11):77－ 85.］

［4］譚忠富，張金良.中國能源效率與其影響因素的動態關系研究［J］.中國人口·資源與環境，2010，20(4):43－49.［Tan Zhong-fu，Zhang Jinliang.Demonstrational Analysis of the Relationship Between Energy Efficiency and Its Influential Factor in China［J］.China Population，Resources and Environment，2010，20(4):43－49.］

［5］成金華，李世祥.結構變動、技術進步以及價格對能源效率的影響［J］.中國人口·資源與環境，2010，20(4):35－42.［Cheng JinHua，Li Shixiang.Structural Shift，Technological Progress，Energy Price and Energy Efficiency［J］.China Population，Resources and Environment，2010，20(4):35－42.］

［6］齊志新，陳文潁.結構調整還是技術進步:改革開放后我國能源效率提高的因素分析［J］.上海經濟研究，2006，(6):8－16.［Qi Zhinxin，Chen Wenying.Structure Adjustment or Technological Progress:The Analysis of Factors of Improving Energy Efficiency in China Since Reform And Opening up［J］.Shanghai Economic Review，2006，(6):8－16.］

［7］劉起運，彭志龍.中國1992－2005年可比價格投入產出序列表及分析［M］.北京:中國統計出版社，2010.［1992－2005 Linkage Input-Output Table and Analysis［M］.Beijing:China Statistics Press，2010.］

［8］長谷部勇一.日本経済の構造変化と環境負荷―DPGによる要因分析.イノベ－ション＆I－Oテクニク，1994，5(3):51－58.［Hasebe Yuichi.Structural Change and Environmental Impact of Japanese Economy:The Attribution Analysis by DPG［J］.Innovation＆ I－O Technique，1994，5(3):51－58.］

［9］藤川清史.グローバル経済の産業連関分析［M］.日本:創文社，1999:77－ 123.［Fujikawa Kiyoshi.Input-Output Analysis:Foundations and Extensions［M］.Japan:Sobun-Sha，1999:77－123.］

［10］金繼紅，長谷部勇一.中國経済の構造変化の要因分析―1981－87－90－95年接続産業連関表を用いて［J］.エコノミア，2006，57(2):19－ 28.［Jin Jihong，Hasebe Yuichi.The Factor Analysis of the Economic Structure China:An Analysis Based on Constant Price I-O Tables［J］.Economia.2006，57(2):19－28.］

［11］金繼紅.韓國經濟結構變化與CO2排放關系及啟示［J］.統計研究，2007，(2):60－65.［Jin Jihong.The Relationship Between Economic Structural Change and Carbon Dioxide Emission of Republic of Korea Experiences and Its Enlightenment［J］.Statistical Research，2007，(2):60－65.］

［12］土井英二，淺利一郎，中野親徳，等.はじめよう地域産業連関分析［M］.日本:日本評論社，1996:223－233.［Doi Eiji，Asari Ichiro，Nakano Chikanori，et al.Regional Input-Output Analysis［M］.Japan:Nippon Hyoronsha，1996:223－233.］