中國能源消耗強度變動及影響因素實證分析

陳先強，黃海輪

(1.湖北文理學院 經濟與政法學院，湖北 襄陽 441053，2.武漢軟件工程職業學院 商學院，湖北 武漢 430205)

中國能源消耗強度變動及影響因素實證分析

陳先強1，黃海輪2

(1.湖北文理學院 經濟與政法學院，湖北 襄陽 441053，2.武漢軟件工程職業學院 商學院，湖北 武漢 430205)

利用中國大陸30個省市(西藏除外)1995～2010年的面板數據，在宏觀層面上對中國不同省市能源消耗強度變動及其影響因素進行實證研究。結果表明，各地區能源消耗強度與其重工業比重總體存在顯著的正相關關系，對高能耗組區域影響最大；全社會固定資產投資占GDP比重增加有利于能源效率的提高；煤炭在一次能源消費中占比的下降將有助于各省市地區能源效率的提高；技術開發投入的增加有助于各地區特別是高能耗強度區域的能源效率的提高。

能源消耗強度；中國分省市；面板數據模型

0 引言

能源是現代經濟增長的動力之源，是國家經濟可持續發展和安全的重要物質基礎。隨著中國經濟的快速發展、經濟總量的不斷擴大，工業化、城市化進程也在加速發展，能源消耗在迅速增長，環境惡化也在不斷加劇。圖1給出了1980～2010年我國自改革開放以來實際GDP增長率與能源消耗增長率的變化曲線。從圖中可以看出，1980～1991年期間，能源消耗增長率與GDP的增長率變化呈現相同趨勢變化，總體經濟增長率是能源消耗平均增長率的2倍左右，但差距在不斷縮小。1990～2002年期間，經濟呈現快速增長的趨勢，最高達到15%，但能源消耗增長率卻在5%左右徘徊，能源消耗平均增長率為4.35%，而實際GDP平均增長率9.73%，能源消耗強度小于1，在此期間中國以較低的能源消耗增長獲得了較高的經濟增長。而在2002年之后，能源消耗率呈現猛烈增長的態勢，特別是在2002～2006年期間，能源平均增長率達到了11.8%，超過了平均經濟增長率的10.2%，2007年之后，能源消耗增長率才慢慢下降到經濟增長率之下，可以看出，在此期間，中國經濟的快速增長是以能源的快速消耗為代價的。

圖1 實際GDP增長率與能源消耗增長率

在能源與環境的約束下，要保持經濟的快速和可持續發展，國家“十二五”規劃明確提出著力推進能源體制創新和科技創新，加快能源生產和利用方式改革，強化節能優先戰略，保障經濟社會可持續發展。在未來的五年，一次性能源消費總量年均增長要保持在4.3%以內，單位GDP能耗年均下降16%，電力裝機容量年均增長9%，其中，核電裝機容量年均增長29.9%，風電裝機容量年均增長26.4%，努力構建安全、穩定、環保的現代能源消費體系。

衡量地區能源利用效率的指標主要是能源消耗強度，即單位國內生產總值能耗。地區能源消耗強度越高表明能源利用效率越低，反之，則能源利用效率越高。能源消耗強度的變動，一方面反映了地區能源消費結構的變動；另一方面也反映了地區產業結構的變動。對此，國內不少學者對能源消耗強度的變動因素進行了研究，如齊紹洲、羅威建立東西部地區能源消費強度差異與人均GDP差異的模型，檢驗發現隨著東西部地區人均GDP差異的收斂，能源消費強度差異也是收斂的[1]；史丹、吳利學等基于隨機前沿生產函數和方差分解的方法測算了1980～2005年中國能源效率的地區差異，發現全要素生產率差異是產生中國能源效率地區差異的主要原因，此外，經濟增長方式趨同的東部地區能源效率差異存在顯著收斂的趨勢，而西部地區的能源效率差異存波動性變化[2-3]；胡玉敏、杜綱應用空間計量經濟學方法，對中國各省區能源消耗強度趨同性進行了研究，表明1986～2006年間的不同的時間段，各省區能源消耗強度存在明顯的趨同現象[4]。

以上研究從地區GDP差異、全要素生產率差異的角度來研究能源消耗強度變動，并沒有對造成地區能源消耗強度差異的因素進行實證分析。不同地區由于資源稟賦、工業基礎、國家宏觀產業布局、地區經濟基礎、能源消費結構等的不同，使得地區能源消耗強度也存在一定的差異。本文利用中國大陸30個省市(西藏除外)1995～2010年的面板數據，在宏觀層面上對中國不同省市能源消耗強度變動及其影響因素進行實證研究，并將給出相關結論和提出政策建議。

1 中國分省市能源消耗強度差異比較

1.1 各省市能源消耗強度比較

中國各省市地區經濟總體呈現著不平衡發展的態勢，能源消耗強度也存在著很大的差異，如圖2所示，能源消耗強度較低的地區主要集中在經濟發達的東部沿海地區，能源消耗強度較高的地區主要集中在中西部經濟欠發達地區。為分析比較各省市能源消耗強度，圖2中三條曲線分別表示30個省市地區1995年、1995～2010年、2010年的平均能源消耗強度變化曲線，橫坐標按照以能源消耗強度從小到大排列。為分析我國能源消耗強度的區域特征，需要對30個省、直轄市進行分組，不能籠統的以傳統的東中西部區域標準來劃分，因為處于東部的吉林、河北、遼寧的平均能源消耗強度分別為2.04、2.06、2.09，明顯的高于其他東部省市，而處于中部的煤炭大省山西的能源消耗強度為3.94，比西部的各省市都高，僅次于寧夏。

圖2 中國各省市能源消耗強度

本文以1995～2010年各省市地區的平均能源消耗強度大小進行分組，把各省市分為低中高能耗三個組：平均能耗強度低于1.5的為低能耗組，在1.5～2的為中能耗組，高于2的為高能耗組(1)。

1.2 各能耗組區域能源消耗強度特征

根據上面對不同省市平均能耗強度的分組，圖3給出三個能耗組從1995～2010年的平均能源消耗強度的柱狀圖。從圖中可以看到低能耗組區域與高能耗組區域的平均能耗強度存在很大的差距，而這種差距隨著時間的推移在不斷的縮小，而中、低能耗組的平均能耗強度的差異并不是很明顯，各能耗組的平均能源消耗強度在研究期間呈現出下降→上升→下降的變化趨勢。1995年低、中、高能耗區域的平均能源消耗強度之比為1.81∶2.78∶4.29，而2010年，這一比例縮小為0.72∶1.02∶1.55，這說明在此期間能源效率在不同地區都得到了顯著提高，特別是高能耗地區與低能耗地區的能源利用效率差距得到了明顯縮小。

圖3 各能耗組區域能源消耗強度比較

1.3 各能耗組區域能源消費結構比較

能源消耗強度不僅與工業內部結構有關，更是與能源消費結構有著密切的關系，能源消費結構的變化會明顯的影響能源消耗強度的變化。中國能源網數據顯示，目前，世界化石能源在一次商品能源消費結構中占89.8%，中國占97.1%，美國占89.8%。中國由于煤炭資源豐富，已經形成了以煤炭消費為主，其他多種形式能源為輔的能源消費結構，而不同的省市地區由于其各自的資源稟賦不同，其能源消費結構也不盡相同。圖4為2010年三個能耗區域組能源消費結構的餅狀圖，從圖中可以看出能耗組的劃分主要與其煤炭和電力消費比重有關，低能耗組區域煤炭消費比重低，電力消費比重高，而高能耗組區域反之，三個能耗區域組的煤炭消費比重為43%、55%、56%，而電力消費分別為37%、32%、29%。此外，三個組的原油、天然氣消費占比沒有明顯的差異，低能耗組區域比高能耗組區域略高一點，而原油、天然氣的利用效率高，污染少，因此，低能耗組區域的能源消費結構更加的合理。

圖4 2010年各能耗組區域能源消費結構

2 中國分省市能源消耗強度模型設定

2.1 區域能源消耗強度影響因素分析

1)能源價格。能源價格是影響企業生產成本的重要因素，當能源價格上漲時，企業生產成本增加，一方面將導致企業減少能源消費；另一方面將迫使企業改進技術，提高能源使用效率。

2)產業結構及其變動。不同的產業能源需求量也不同，在我國，第一產業主要是勞動密集型的，其機械化程度低，能源需求??；第三產業主要是服務業、非生產型產業，為其他兩個產業提供配套服務的，能源需求也?。坏诙a業即工業部門，能源需求大，我國工業部門占到能源需求的70%，而在工業內部，尤其是重工業，是能源需求的大戶，從2000年之后，我國進入重工業化時期，重工業在工業部門中所占的比重從1995年的55.9%上升到2010年的70.5%。重工業部門是能源密集型部門，特別是基礎性重工業，能耗高，污染高。

3)能源消費結構。由于我國是一個煤炭資源豐富的國家，一直以來已經形成了以煤炭消費為主的能源消費結構，而煤炭消費不僅利用效率低，而且對環境污染嚴重。因此，減少對煤炭的消費的比重，增加對其他能源如電力、核電、石油、天然氣的消費比重，不僅可以有效的降低能源消耗強度，而且可以有效的減少排放及對環境的壓力。

4)投資增長速度。經濟的高速增長離不開投資的高速的高速增長，而投資的高速增長必然導致對能源需求的快速增加。2006～2010年，中國全社會固定資產投資增長速度分別為：23.9%、24.8%、25.9%、30.1%、23.8%，年均增長25.6%。其中對公共基礎設施、房地產投資的增長勢必導致鋼鐵、水泥等高能耗產業迅速擴張，從2006～2010年，鋼材產量年均增長15.14%，汽車產量年均增長21.4%，水泥產量年均增長11.04%。雖然受2008年金融危機的影響，投資增長、鋼材、水泥產量增長速度在最近兩年有所放緩，但平均增長速度依然保持在相當高的水平。可以看出，中國經濟增長結構還是粗放型的，是以高能耗高產出為代價的，因此，改變經濟增長方式及工業內部結構是降低能源消耗強度的有效途徑。

5)技術進步。無論是工業結構的改變，還是工業技術的改進、升級，以及節能環保方面技術的改進，都是以節約成本、降低能耗、增加產業附加值為標準的。因此，技術進步是降低能源消耗強度的最有效的途徑。

2.2 區域能源消耗強度模型建立及變量、數據來源說明

根據以上影響能源消耗強度的因素分析，建立如下中國區域能源消耗強度模型[5]：

lnEIjit=βj1+βj2ln(Pt)+βj3PHIjit+βj4D3Rjit+βj5INVjit+βj6CRjit+βj7ln(STjit)+μjit

(1)

其中j=1，2，3分別代表低、中、高能耗組區域；i代表各省市區域；t代表時期，t=1995，1996，…，2010年。EI表示能源消耗強度，用省市單位GDP能耗度量；P表示能源價格，用能源價格指數衡量，由于工業能源消耗占全國能源消耗量的70%以上，且全國各省市能源價格相差不大，因此本文用中國燃料、動力購進價格指數代替能源價格指數；PHI表示重工業占工業總產值的比重，用來度量工業結構對能源消耗強度的影響；D3R表示第三產業在國內生產總值的比重；INV表示全社會固定資產占當年GDP的比重；CR表示煤炭消費量占總能源消費量的比重；ST表示技術進步與創新，用各省市技術市場成交額表示。其中EI、P、ST取對數表示能源消耗強度的能源價格彈性為bj2、技術進步與創新投入彈性為bj7；bj3、bj4、bj5、bj6分別表示PHI、D3R、INV、CR各自變動一個單位，能源消耗強度平均的增長率，反映工業結構、產業結構、全社會固定資產投資、能源消費結構對區域能源消耗強度變動的影響；bj1表示各區域的固定影響截距項。本文對所有以貨幣計量的時間序列均以2000年的價格為基期進行平減。

本文所用的數據來自于搜數網、《中國統計年鑒》、《中國工業統計統計年鑒》及各省市統計年鑒1995～2010年的數據，經過計算整理而得。

3 中國分省市能源消耗強度影響因素的實證分析

首先需要對各時間序列指標進行平穩性檢驗，以避免出現偽回歸的問題。由于本文利用的是30個省市的面板數據，因此應用基于面板數據模型的單位根檢驗。本文采用LLC和Fish-ADF兩種檢驗方法對模型變量的對數序列進行平穩性檢驗，結果表明各變量的對數序列是不平穩的，都為I(1)序列；但對各序列進行一階差分后再進行檢驗，發現變得平穩了，滿足建立模型的要求，然后對模型進行估計后，對殘差序列進行平穩性檢驗，結果為平穩序列，模型通過了平穩性檢驗[6]。

基于區域能源消耗強度模型，即(1)式，從地區層面對1995～2010年的全省市以及低能源消耗強度、中能源消耗強度、高能源消耗強度三區域能耗組的能源消耗強度變動因素進行了實證分析，得到四個panel data模型的估計結果，分別在表1的各列給出(j=0,1,2,3)。

表1 各因素對全省市及不同能耗特征區域組能源消耗強度的影響

注：**為1%的顯著性水平，*為5%的顯著性水平；括號中為t統計量，“─”表示該變量不顯著或沒有該變量數據，從模型中剔除。

從表1全省市及各省市的回歸系數的經濟含義來看，不同分組區域的經濟變量對區域能源消耗強度的長期影響存在差異。從估計結果可以得出如下結論：

1)能源價格上漲對不同能耗特征的區域影響程度存在顯著差異。全省市區域和高能耗組區域能源價格的變動對能源消耗強度的影響并不顯著，而低能耗組區域和中能耗組區域的能源價格變動對能源消耗強度的影響顯著，存在顯著的負相關，低能耗區域組能源價格彈性要小于中能耗區域組。這表明，中國的能源價格市場并沒有完全放開，全國能源價格差異不大，能源價格不能客觀的反映資源的稀缺性，對于資源稟賦差的中能耗組區域，工業結構正處在轉型期，能源價格的上漲，將帶來工業企業的成本增加、效益降低，進而將進一步推動產業結構調整和技術改進來減少對能源的依賴，降低本區域的能源消耗強度；低能耗區域組由于已經實現了產業結構的調整和重工業的轉移，對能源的依賴大大降低，因此，能源價格上漲雖然對降低能耗有所影響，但已經不顯著了。

2)工業內部結構和第三產業的變化對各省市區域能源消耗強度有不同顯著的影響。從回歸結果可以看到，重工業占比對的變化對全省市區域、低、高能耗組區域影響最為顯著，特別是高能耗組區域，當重工業占比每變動一個單位，能源消耗強度將上升0.18%，而低能耗組區域將上升0.083%。自2005年以來，我國進入了重工業時期，重化工業的快速增長勢必導致對能源需求的增長，而高能耗的重化工業將引起能源消耗強度的提高。隨著工業化與城鎮化的推進，一些重化工業不斷的向西部地區轉移，使得西部一些地區形成了以鋼鐵、冶金、水泥等高能耗的重化工業結構。

表1的結果還顯示，全省市區域和三個能源消耗組區域的第三產業在GDP中的比重與區域能源消耗強度存在顯著的負相關關系，第三產業比重的降低將顯著的降低能源消耗強度。全省市區域及低、中、高能源消耗組區域的第三產業比重對能源消耗強度的影響系數分別為-0.023、-0.02、-0.008 7和-0.019 6，表明第三產業在GDP中的比重每增加一個單位，各區域的能源消耗強度將分別降低0.023%、0.02%、0.0087%和0.0196%。第三產業主要以低能耗、高附加值的服務業為主，因此，調整產業結構，大力發展第三產業是降低能耗、降低能源消耗強度的有效途徑。

3)全社會固定資產投資占GDP比重上升導致能源消耗強度下降。根據表1可知，對全省市區域，低、高能耗組區域能源消耗強度的長期影響系數分別為-0.006、-0.004和-0.006 9，比較接近。自上世紀90年代以來，由于國家產業政策和經濟增長方式的轉變，主要固定資產投資投向了電子、醫藥、高新技術產業，這些產業技術含量高，產業附加價值高，能耗低。因此，增大對固定資產的投資比例，將能有效的降低各省市地區的能源消耗強度。

4)煤炭在一次能源消費中所占比重變化對能源消耗強度有著顯著影響。其對全省市區域、低、中、高能耗區域能源消耗強度的長期影響系數分別為0.004 9、0.004、0.009、0.003，這表明煤炭消耗比重每下降1%，將使各能耗組區域能源消耗強度分別下降0.0049%、0.004%、0.009%和0.003%?？梢钥闯龈吣芎膮^域組能源消耗強度下降幅度最小，因為這些地區主要集中在西部地區，其重工業占比高，資源豐富，特別是煤炭資源，因此這些地區的能源消費結構以煤炭消費為主是歷史、自然形成的，一時也難以改變。因此，降低煤炭在一次能源消費中占比對能源消耗強度的降低沒有其他兩個能耗區域組地區顯著。

5)各區域技術開發投入增長對能源消耗強度降低有顯著影響。全省市、低、中、高能耗組區域的技術投入對能源消耗強度的彈性系數分別為-0.077、-0.122、-0.007 6和-0.018，這表明技術開發投資每增加1%，全省市、低、中、高能耗組區域的能源消耗強度將分別下降0.077%、0.122%、0.0076%和0.018%?？梢娂夹g開發投入的增長對低能耗組區域影響最顯著，這是因為低能耗組區域技術基礎雄厚，產業結構高級化程度最高，也最有動力和機制促進技術的改進。

4 結論與政策建議

本文利用中國大陸30個省市的面板數據，在中觀層面上對中國各省市及其主要能源價格、工業結構、全社會固定資產占比、煤炭消費量占總能源消費量的比重、技術進步等因素的變動對能源效率的影響進行了實證分析，在實證分析中還結合了我國不同區域的資源稟賦和經濟發展特征。

實證研究結果表明，能源價格變動對低能耗地區的能源效率影響不顯著，而對高能耗地區有著顯著的影響；重工業在工業總產值中所占比重與各區域的能源消耗強度之間總體存在顯著的正相關關系，對高能耗組區域影響最大；全社會固定資產投資占GDP比重增加有利于能源效率的提高；煤炭在一次能源消費中占比的下降將有助于各省市地區能源效率的提高；技術開發投入的增加有助于各地區特別是高能耗強度區域的能源效率的提高。

由于中國各省市地區內部的產業結構、工業結構之間存在較大的差異，不同能耗特征組地區的工業內部結構的能源消耗強度的顯著影響因素及其影響程度也存在差異，因此，各地相關部門在采取相應節能措施時要對本地區的工業內部特征具體分析、區別對待。對傳統工業特別是重工業等高能耗強度工業行業應該增加技術改造和增加技術研發經費支出，淘汰落后產能，通過補貼和配套措施鼓勵行業企業增加節能技術投資和產業結構調整升級，不僅可以提高能源效率，還可以擠出停留在高能耗產業的投資，有效降低行業的能源消耗強度；另外可通過行業內部企業產權結構的調整，優化能源消費結構，提高電力、天然氣等清潔能源消費比例，進而提高行業的能源使用效率；加大高能耗組地區的固定資產投資比重，承接從低能耗、發達地區轉移來的產業，優化升級高能耗地區的工業結構。此外，相關部門還應盡快建立合理的能源價格體系，使其能反映資源稀缺性和能源消耗的外部性，對高能耗企業實施差別電價、對高排放企業征收環境稅等措施，充分運用能源價格、稅收杠桿作用促進工業企業的技術升級，進一步提高高能耗地區工業行業的能源效率，從而有效實現國家節能減排的目標。

注釋：

(1) 低能耗組：福建、海南、廣東、浙江、江蘇、上海、江西、廣西、山東、北京、湖南、安徽、天津、河南；中能耗組：湖北、重慶、云南、黑龍江、陜西、四川；高能耗組：吉林、河北、遼寧、新疆、內蒙古、甘肅、青海、貴州、山西、寧夏。由于西藏數據缺乏，因此本文的分析范圍為中國大陸30個省、直轄市，不包括西藏。

[1] 齊紹洲,羅威.中國地區經濟增長與能源消費強度差異分析[J].經濟研究,2007(7):74-81.

[2] 史丹.中國能源效率的地區差異與節能潛力分析[J].中國工業經濟,2006(10):49-58.

[3] 史丹,吳利學,傅曉霞,等.中國能源效率地區差異及其成因研究——基于隨機前沿生產函數的方差分解[J].管理世界,2008(2):35-43.

[4] 胡玉敏,杜綱.中國各省區能源消耗強度趨同的空間計量研究[J].經濟縱橫,2009(11):95-96.

[5] 劉暢,崔艷紅.中國能源消耗強度區域差異的動態關系比較研究——基于省(市)面板數據模型的實證分析[J].中國工業經濟,2008(4):34-43.

[6] 吳巧生,成金華,王華.中國工業化進程中的能源消費變動——基于計量模型的實證分析[J].中國工業經濟,2005(4):30-37.

2014-07-05

湖北省教育廳人文社會科學研究項目：武漢城市圈發展與資源環境基礎研究(2012Q210)

陳先強(1978-)，男，湖北石首人，湖北文理學院講師，博士。研究方向：城市經濟; 黃海輪(1976-)，男，湖北谷城人，武漢軟件工程職業學院高級經濟師，碩士。研究方向：財務預警。

F062.1

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1008-4657(2014)04-0089-07

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