海南省工業行業能源效率的實證分析

許海平， 傅國華

(1.海南大學經濟與管理學院，海南海口570228;2.海南低碳經濟政策與產業技術研究院，海南海口570228;3.南開大學經濟研究所，天津300071)

一 問題提出及相關文獻

改革開放以來，我國經濟持續高速增長，然而我國高消耗低產出的粗放型經濟增長方式使得經濟發展與環境污染和能源消耗之間的矛盾日益凸顯，能源短缺和環境污染已經成為制約未來我國經濟社會發展的“瓶頸”。目前，海南工業發展正處于快速上升期，工業增加值和工業增加值占全省生產總值的比重分別由1998年的43.4億元和9.82%增加到2012年的521.15億元和18.25%。工業行業在海南省國民經濟中占有重要地位，但同時對能源資源的需求十分旺盛，近年來工業行業能源消費總量占海南省全部能源消費總量的比重保持在50%左右。與此對應的是，海南正處于國際旅游島建設的關鍵時期，“生態平衡、節約能源資源”是海南國際旅游島建設的根本所在，也是海南政府、社會階層和學術界最為關注的焦點之一。“十一五”期間海南的節能減排任務僅完成了60%左右，作為能源消費主體的工業行業在海南省節能降耗工作中具有舉足輕重的地位。因此，對于海南省工業行業能源效率的測度和評價，對了解海南省當前工業行業能源效率現狀，提高工業行業能源效率具有重要的指導意義。

近年來，基于“全要素生產率框架”下采用數據包絡分析(DEA)計算和評價能源效率已成為國內外研究能源效率問題的主流方法。Boyd和Pang［1］最早提出運用DEA(Data Envelope Analysis，數據包絡分析)方法計算能源效率，假定高耗能的企業是低效率。隨后Hu和Wang［2］基于全要素生產率框架提出了全要素能源效率指標，利用CR-DEA模型對1995-2002年我國省際全要素能源效率進行研究。隨后，大量的學者采用類似的方法對我國能源效率進行評價，如王群偉和周德群、［3］師博和沈坤榮、［4］屈小娥、［5］Zhang 和 Cheng 等、［6］Wang 和Zeng等［7］等等。部分學者采用隨機前沿法測度能源效率，如史丹等、［8］Zhou 等［9］等。

上述研究主要評價了我國總體能源效率，沒有考慮到不同省市在區位條件、資源稟賦等方面存在較大差異導致能源效率的不同。目前有關我國不同省市具體行業能源效率分析的研究成果較少，只有魏楚［10］和李春發等［11］對浙江省和天津市工業能源效率進行了評價。為此，本文選取海南省18市縣2005-2011年的工業行業投入產出數據，測算和評價了各地區工業的全要素能源效率，并估計出相對的“節能潛力”。

二 模型設計與數據來源

(一)模型設計

Patterson［12］指出，能源效率是指用較少的能源生產同樣數量的服務或者有用的產出。能源效率可以分為單要素生產率框架的能源效率和全要素生產率框架的能源效率，前者包括熱力學指標、物理—熱量指標、經濟—熱量指標和純經濟指標，這些能源效率指標只考慮了能源要素一種投入，只是衡量了能源這一單要素與經濟產出之間的一個比例關系，沒有考慮其他投入要素的影響，如資本、勞動和能源是相互配合的，最后的經濟產出是和所有投入生產的要素相關聯，因此僅僅將能源與產出比值作為測度能源效率存在很大的局限性。由于上述衡量能源效率的指標存在種種局限，研究者開始轉向全要素生產率框架的能源效率，即通過“前沿曲線上最優能源投入”和“實際能源投入”的比值來計算能源效率，考慮了實際生產中所投入的其他生產要素，彌補了傳統指標——單要素生產率框架的能源效率指標僅考慮能源單一要素的缺陷［13］。

采用DEA方法，根據 Hu和 Wang［2］將全要素能源效率(TFE)定義為在其他投入要素保持不變的前提下，前沿上一定的產出所需的最少能源投入量與實際能源投入量的比值。即:

在上式中，能源投入的目標是前沿上能源投入的最低水平。在現實中，實際能源消費總是大于或者等于目標能源消費，TFE位于0～1之間，TFE越接近于1，表明能源效率越高，相應的能源調整量越小;反之，TFE越接近于0，表明能源效率越低，相應的能源調整量越高。

(二)數據來源

本文樣本涵蓋了海南省18個市縣，考察期間為2005-2011年，共126個觀測值。本文所有數據均來自于2006-2012年的《海南省統計年鑒》，說明如下。

經濟產出:對于工業企業的產出的度量，一般選擇“工業總產值”或“工業增加值”等指標，但受限于數據的不可得，本文以“規模以上工業總產值”作為工業企業的產出指標，單位為萬元。

要素投入:由于無法獲得既能體現勞動者勞動時間又能體現勞動者勞動效率的統計指標，根據數據的可得性和可比性原則，勞動力數據用“第二產業從業人員”表示，單位為人;資本投入用“城鎮固定資產投資額中第二產業投資額”表示，單位為萬元;由于海南省統計年間未統計工業能源投入，近幾年海南工業能源消耗約占總能源消耗5成左右，因此工業能源投入=總能源消耗×50%間接獲得，單位為萬噸標準煤。

海南各市縣工業投入—產出變量的統計性描述見表1。

表1 海南省18市縣工業投入—產出變量描述性統計(2005-2011年)

三 海南各市縣工業能源效率和節能潛力的評價

(一)全要素能源效率評價

本研究利用2005-2011年海南各市縣面板數據，選擇基于投入導向型的 DEA模型，借助于DEAP2.0軟件計算海南18市縣工業能源投入目標值，根據全要素能源效率公式計算出全要素能源效率以及海南東中西部地區的比較，見表2。

表2 海南省18市縣工業全要素能源效率(2005-2011年)

在海南省18個市縣中，五指山市、儋州市和保亭縣一直處于生產前沿曲線上，海口市、澄邁縣和白沙縣緊隨其后，距離前沿較近，而且部分年份處于前沿位置上。其余12個市縣距離前沿較遠，特別是臨高縣、文昌市、三亞市、東方市、萬寧市等市縣效率值很低，均值小于0.4，說明這些市縣工業生產中能源效率損失巨大。

圖1 海南省東中西地區工業能源效率變化趨勢(2005-2011年)

從圖1中工業能源效率的時間趨勢來看，各地區能源效率均值均表現出了不同幅度的下降，2011年海南省、海南東部、中部、西部工業能源效率分別比2005年下降26.89%、42.63%、6.70%、37.31%。海南省、中部、西部工業能源效率均值2005年達到最高，此后呈現“下降—緩慢上升—下降”的趨勢，不同的是海南東部地區工業能源效率2006年達到最大，此后也表現出了“下降—緩慢上升—下降”的趨勢。

(二)節能潛力評價

某一地區的節能潛力是指該地區按照最優前沿上的模式運行，在相同的投入和產出條件下，可以實現能源節約量的多少，數值越大，意味著節約量越大;如果該地區可節約能源量為0，并不意味著該地區不存在能源效率損失，而是指該地區同其他地區相比，在當前技術條件和產出水平下，無法實現能源投入的進一步節約。根據式(2)可以計算出各市縣工業能源的節能潛力。

表3 海南省18市縣工業能源可節約量(2005-2011年)

從表3可以發現，從地區上來看，東方市的相對節能潛力最大，在過去的7年內累計可節約603.25萬噸標準煤，平均每年可節約86.18萬噸標準煤。三亞市、昌江縣和萬寧市等地的節能潛力也較大，累計可節約分別為308.25萬噸標準煤、167.51萬噸標準煤和144.23萬噸標準煤，平均每年分別可節約44.04萬噸標準煤、23.93萬噸標準煤和20.60萬噸標準煤。東方市、三亞市、昌江縣和萬寧市累計可節約的能源約占總節約能源的70%左右，其中東方市占34.49%。

圖2 海南省18市縣工業累計可節約能源狀況(2005-2011年)

根據圖2，2005-2011年期間，海南省工業可節約能源呈現遞增趨勢，從2005年的73.94萬噸標準煤，增加到2011年的467.35萬噸標準煤，增長了5.32倍;節能潛力也從2005年的29.65%上升至2011年的48.56%，增幅約19個百分點;從各年份來看，2011年的節能潛力達到最大，由于效率損失導致了467.35萬噸標準煤的浪費，占當年海南省工業能源投入的48.56%，其余各年份由于管理、配置和規模無效率等因素導致的無謂能源損耗均在29%以上，且有上升趨勢。

四 主要結論及政策建議

本文根據海南省18市縣2005-2011年的工業面板數據，測算了各地區工業的全要素能源效率，并估計出相對的“節能潛力”，主要結論如下:一是在海南省18市縣中，五指山市、儋州市和保亭縣工業的全要素能源效率最高，海口市、澄邁縣和白沙縣緊隨其后，其余12個市縣距離前沿較遠，特別是臨高縣、文昌市、三亞市、東方市、萬寧市等市縣效率值很低，均值小于0.4，說明這些市縣工業生產中存在較大效率損失和能源浪費;二是東方市、三亞市、昌江縣和萬寧市工業生產的節能潛力很大，累計可節約的能源約占總節約能源的70%左右;三是2011年的節能潛力達到最大，由于效率損失導致浪費的能源占當年海南省工業能源投入的48.56%，其余各年份由于管理、配置和規模無效率等因素導致的無謂能源損耗均在29%以上，且有上升趨勢。

基于上述結論，可以考慮以下政策建議:首先，對于各地區節能降耗的目標和任務，不能搞“一刀切”政策，應該考慮到各市縣發展水平的差異程度，按照“分層次逐次推進”的原則，優先從節能潛力比較大的地區(如東方市、三亞市、昌江縣、萬寧市)入手進行節能降耗。其次，政府應加快制定和完善節能政策和環境政策，明確和協調好海南省和地方市縣各職能部門的關系，加強對高能耗高污染項目的監督和管理。第三，應強化技術創新，落實節能減排和新能源技術的開發，尤其是低碳技術的創新和推廣，做好低碳經濟試點工作，利用示范效果積極推廣。

然而需要說明的是，盡管本文從實證角度對海南省工業能源效率進行了測度和評價，得出了一些有用的結論。但由于數據的缺乏，本文沒有深入探討海南省工業能源效率的影響因素以及各影響因素對工業能源效率的影響方向和路徑，這些是以后值得研究的問題和方向。

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［13］Zhou P，Aug B W，Poh K L.A Survey of Data Envelopment Analysis in Energy and Environmental Studies［J］.European Journal of Operational Research，2008，189(1):1-18.