基于空間分析的我國能源利用效率提升途徑研究

鄒 洋，周 江，郭麗娟

（1．四川大學 經濟學院，成都610065；2．四川省社會科學院 區域經濟研究所，成都610071；3．西南交通大學 公共管理學院，成都610031）

第一次工業革命以來，能源成為社會發展的第一推動力，決定著國家的繁榮與昌盛。目前，我們所利用的能源主要是一次化石能源。而我們對一次化石能源的過度利用，打破了自然界原有的平衡，導致生態環境的持續惡化，影響到我們的生存環境；同時，一次化石能源的稀缺性，注定我們不可能進行無限度的使用。因此，世界各國開始強調對一次化石能源的集約利用，以緩解能源資源對經濟社會發展的約束。建國以來，能源的開發利用，推動著我國經濟社會的高速發展，并且隨著我國工業化、城鎮化進程的加速，對能源資源的需求必然進一步增加，限制一次化石能源的利用，將直接影響到我國經濟社會的穩定發展。來自生態環境和國際社會的巨大壓力，迫使我們不得不直面這一問題。我們需要探索一種合理的方式，既能夠兼顧經濟社會發展的需要，又能夠兼顧對能源資源的集約利用。

一 加強我國能源利用效率空間研究的必要性

1．緩解我國能源資源約束的主要觀點與方法

馮世良認為，發展替代能源是解決我國能源供需瓶頸、供需結構性矛盾以及減輕環境壓力的有效途徑［1］；國際能源機構（IEA）在2006－2007年間提出，改善能源效率是滿足能源需求最便宜、最快捷、最環保的方法，在各類能源技術中，改善能源效率的技術應當最優先考慮［2］；孫涵、成金華提出，可以通過推進城市化來調整和優化產業結構，進而提高能源效率，降低經濟社會發展對一次化石能源的依賴［3］。從學者們的研究來看，緩解我國能源資源約束的方法主要包括兩個方面的內容：一是減少對一次化石能源的依賴，二是提高能源的利用效率。但從技術的角度出發，在短時間內，我們還難以大幅度減少對一次化石能源的依賴，因此，提高能源效率成為當前緩解能源資源約束的重要手段之一。

2．提高我國能源利用效率的觀點與方法

汪克亮等運用方向性距離函數研究表明，我國能源效率整體水平較低，節能形勢嚴峻，各省份、區域之間的能源效率差異顯著，能源節約和產出增長還具有很大的潛力和空間［4］；師博和沈坤榮指出能源資源稟賦相對充足的地區，全要素能源效率偏低的根本原因在于市場分割扭曲了資源配置，阻礙了區域規模經濟的形成，從而導致能源效率的損失［5］；劉佳駿等發現同一個影響因素對于不同地區能源效率的影響程度存在著較大差異，其中產業結構變化對于產業結構合理且經濟基礎較好的省份、對經濟發展起步較晚的省份以及處于產業結構調整初期的我國中西部欠發達省份的區域能源效率提高貢獻明顯，而對經濟基礎薄弱、尚未形成主導產業的省份以及已經形成了較為合理的低端產業結構省份的區域能源效率提高貢獻較少［6］；史丹等對我國能源利用效率的地區差異進行了分析，認為只有改善欠發達地區的資源配置效率，推動區域間的技術擴散，才能夠有效提升落后地區的能源利用效率［7］。以上研究表明，學者們一致認同技術進步是提升能源利用效率的直接驅動力；同時，分析能源利用效率的空間差異是提升能源利用效率的另一種途徑，但是目前對我國能源利用效率空間差異的研究還處于探索階段。

二 我國能源利用效率的空間差異分析

1．研究思路及評價指標選取

能源利用效率包括能源生產效率和能源消費效率兩個方面。其中，能源生產效率由能源供給側的能源產業群決定，提高能源生產效率有助于能源的節約利用；能源消費效率由運輸、生產、生活等多個方面共同決定，提高能源消費效率有助于減少能源消耗。通過生產和消費兩個方面的共同作用，能夠實現能源利用效率的提高，從而延長能源的使用年限。因此，能源利用效率的提升問題需要從生產和消費兩個方面來共同解決。

（1）能源生產效率

能源生產效率是由能源供給側的能源工業生產效率所決定。而能源工業又可稱為能源產業，是以能源資源開采和能源加工轉換為主的工業，主要包括煤炭采選業，石油天然氣開采業，電力、蒸汽、熱水生產和供應業，石油加工及煉焦業，煤氣生產和供應業等產業。

影響我國能源產業的因素有很多，包括能源工業投資、能源生產結構、能源固定資產投資、能源進口、勞動力、排放等諸多因素。從效率評價的角度來看，影響能源生產效率的因素包括兩大類，即：投入和產出。從投入因素的角度來看，影響效率的能源產業因素包括能源固定資產投資、能源工業投資、勞動力投入等。能源固定資產投資雖然是反映能源生產能力的重要因素，但從數據的可獲取性來看，能源固定資產的資本存量難以計量，同時從數據系統性的角度來看，能源工業投資更能夠反映出能源從勘察到開發再到生產和研發等全過程的投入情況。從產出因素的角度來看，能源產業的產出就是生產可供消費的能源產品，既包括直接的一次能源產品，也包括間接的能源加工轉化產品。而從數據可獲取性的角度來看，一次能源生產量和能源加工轉化量能夠反映這些產出的數據，而加工轉化量又表現為火力發電量和集中供熱量。

基于對能源生產效率影響因素的分析，結合評價指標建立的原則，評價我國能源生產效率的指標主要包括投入性指標和產出性指標兩類。其中，投入性指標反映我國能源工業投資和勞動力水平；產出性指標反映我國一次能源生產量及火力發電量和集中供熱量。

（2）能源消費效率

衡量能源消費效率的指標有很多，包括單位總產值能耗、單位增加值能耗、單位產品能耗、工序能耗、單位GDP能耗等，在這里我們采用最為常用單位GDP能耗，即經濟產出與能源投入的比值。單位GDP能耗又稱為能源強度，是能源利用與經濟產出的比值。

（3）Mal mquist指數模型

Mal mquist指數模型是基于數據包絡分析方法（Data Envelop ment Analysis，DEA）的非參數生產前沿函數模型，具有不要求特定的生產函數形式和條件假設等特點，適用于多個區域跨時期樣本的效率分析，能夠清晰地反映出我國能源產業全要素生產率（TFP）的變化情況及原因，是生產效率分析較為理想的數據模型之一。因此，本文采用Mal mquist指數模型對我國能源生產效率進行評價。

2．實證分析

（1）基于Mal mquist指數模型的能源生產效率測算與分析

用于模型計算的主要計算指標，包括投入性指標（能源工業投資、能源工業歷年年末職工數）和產出性指標（一次能源生產量、火力發電量、集中供熱量）兩部分。為了便于計算，本文根據2014年《中國能源統計年鑒》所提供的“各種能源折標準煤參考系數”，對所涉及到的能源投入（產出）指標的計量單位進行了統一折算。其中，一次能源生產量采用發電煤耗計算法的標準煤作統一單位，對火力發電量、集中供熱量通過折算以后，均采用萬噸標準煤作為統一單位。

以DEAP軟件為計算工具，采用Mal mquist指數模型，以投入導向和規模報酬可變為基礎，對我國不同區域和省份能源生產的技術效率、規模效率和全要素生產效率的2003－2013年變動情況進行了測算，結果見表1。

表1．2003－2013年我國四大經濟板塊能源Mal mquist生產率指數及其組成

從全要素效率變化指標看，2003－2013年我國東部、中部和西部三大經濟板塊的能源生產效率呈現出逐年增長趨勢，僅東北地區出現下滑。結合技術效率變化指標、技術變化指標、純技術效率變化指標和規模效率變化指標看，東部和中部地區能源生產效率的提升主要來自于技術進步；西部地區的能源生產效率大幅增長，除技術因素外，還受到規模效益的正面影響；東北地區生產效率的下滑，則是由于技術水平相對落后、生產規模不合理等多方面因素導致。

從我國30個省（直轄市、自治區）2003－2013年的Mal mquist生產效率指數來看，山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東、海南、湖北、湖南、陜西、青海、新疆、云南、貴州、內蒙古、廣西16省（直轄市、自治區）的全要素效率變化指標均大于1，說明這些省份的能源生產效率呈現出增長態勢，其余14省為下降態勢。從技術變化指標、純技術效率變化指標和規模效率變化指標反映出來的情況來看，上述16省（直轄市、自治區）綜合技術生產效率的提升來自于多方面因素的共同影響，但技術進步和規模優化依然是推動其綜合效率提升的主要因素（見表2）。

表2．2003－2013年我國各省能源Mal mquist生產率指數及組成

數據來源：采用DEAP軟件，根據國家統計局能源統計司《中國能源統計年鑒》2003－2013年相關數據計算得到。

（2）基于單位GDP能耗的我國能源消費效率測算與分析

本文以1978年為基期，分別對2003－2013年我國四大經濟板塊和2013年30個省（直轄市、自治區）的單位GDP能耗進行了計算（見表3）。從2003－2013年四大經濟區的單位GDP能耗情況來看，整體上，四大區域的單位GDP能耗均呈現出提高的態勢，即能源消費效率有所提升。東部地區的單位GDP能耗水平一直保持在相對較低的水平，是四大區域中能源消費效率最高的區域。東北和中部地區處于中間層，近年來中部地區的單位GDP能耗有所上升，能源消費效率出現下降，在較大程度上是由于中部地區在承接產業轉移的時候，承接了部分由東部地區轉移出來的高耗能產業所造成。西部地區是我國能源消費效率最低的地區，一方面由于西部地區多為我國能源富集區和能源生產區，高耗能產業相對較多；另一方面由于相對豐富的能源供給也造成了區域內對能源資源相對粗放的利用方式；此外，與中部地區一樣，西部地區近年來能耗水平出現上揚，也是受到承接產業轉移的影響。

表3．2003－2013年我國四大經濟板塊單位GDP能耗（單位：噸標準煤／萬元）

通過對我國30個省級行政區不同時間段單位GDP能耗排序后發現，2013年，單位GDP能耗排名前十的省份中，除四川省以外，其他9省在十五、十一五期間的單位GDP能耗水平均在全國處于前十，它們是北京、上海、海南、廣東、浙江、天津、福建、江蘇、江西9省；而排名靠后的十個省中，河南、陜西兩省在2013年的單位GDP能耗出現較大幅度的增長，從位于中游的10省行列中跌入能耗較高的10省行列，排名靠后的十省為黑龍江、河南、陜西、云南、甘肅、河北、新疆、貴州、內蒙、山西、寧夏。

（3）基于面板數據的能源利用效率分析

根據我國四大經濟板塊能源生產與消費的排名情況來看（見表4），東部、中部和東北地區的能源利用效率水平相對均衡，而西部地區的能源生產和消費效率出現較大程度的差異。在四大區域中，西部地區的能源生產效率位于第一，能源消費效率位于四大區域之末，說明西部地區在能源消費方面還有很大的改善空間，主要可以通過節能減排、優化能源消費結構、改變能源利用方式等措施推動能源消費效率的提升，從而實現能源利用效率的整體提升。

表4．我國四大經濟區能源生產與消費效率排序

我們以2003－2013年全國30個省級行政區的平均水平作為衡量基準，對全國各省級行政區的能源利用效率進行了分析（見表5）。首先，能源生產效率和消費效率均高于平均水平的省份有9個，分別為浙江、湖北、陜西、江蘇、福建、上海、廣西、湖南、海南。這些省份基本位于東部和中部地區，這些區域的產業發展需要利用較好的產業基礎，進一步優化產業結構，發展產品附加值更高、能耗相對偏低的高端產業，成為推動我國能源、經濟可持續發展的先行區和示范區。其次，能源生產和消費效率均低于平均水平的省份有5個，分別為甘肅、寧夏、山西、河北、遼寧五省。這些省份需要從生產和消費兩方面共同提高能源利用效率。特別是作為我國主要能源生產地的西部和東北地區，需要進一步改善能源生產的裝備技術水平，并加快對落后產能的淘汰等。第三，能源生產效率高于平均水平、能源消費效率低于平均水平的省份有5個，全部位于西部地區，包括青海、內蒙、云南、貴州、新疆。這些地區均為能源富集區，是我國當前和未來的主要能源生產區。隨著我國產業結構的調整，東部和中部的高耗能產業逐漸向西部轉移，導致了西部區域能源消費效率的下降；同時，相對充足的能源供給，也在本區域內形成了相對粗放的能源消費方式。因此，在未來的發展中，西部地區需要進一步加強節能減排，優化產業結構和消費結構。第四，能源生產效率低于平均水平、能源消費效率高于平均水平的省級行政區域有11個，包括山東、廣東、安徽、河南、天津、北京、江西、四川、重慶、黑龍江、吉林。其中，作為東部的山東、廣東、天津、北京等省（市），能源產量較少，多用于補充本區域內的生產和消費，其能源利用效率的提升需要通過規模優化和技術進步來完成；位于中部的安徽、河南兩省則需要通過進一步引進學習相對先進的能源生產技術或裝備提高能源利用效率；西部的四川省和重慶市則需要通過提高能源生產管理水平、更新技術裝備、加快對能源生產技術的消化吸收等舉措來推動能源利用效率的提升；東北地區的黑龍江和吉林兩省則需要通過更新能源技術裝備、淘汰落后產能、調整產業規模等方式實現能源利用效率的提升。

表5．我國能源利用效率的區域差異

3．主要結論

通過對我國四大經濟板塊和各省級行政區能源生產效率、能源消費效率和能源利用效率的分析，我們可以得出以下結論。

雖然我國能源利用效率在逐年穩步提升，但是依然面臨自主創新能力不足的問題。從整體情況來看，我國能源利用效率的提升主要是通過引進和使用較為先進的技術和裝備實現，而對先進技術的消化、吸收情況并不理想。從省級行政區的情況來看，技術裝備落后和不合理的生產規模是導致我國14個省能源利用效率降低的主要原因。從四大經濟板塊的情況來看，東部地區主要依靠引進先進技術、裝備，通過產業轉移、淘汰落后產能，提升了能源利用效率；東北地區隨著能源資源的減少，設備和技術的老化，產能下降，結構和規模的矛盾逐漸顯現，亟待調整；西部地區由于能源資源豐富，粗放的能源利用方式轉變緩慢；中部地區因為承接東部地區的產業轉移，面臨著能源利用效率的下降。

無論能源生產還是能源消費都受到資源稟賦、產業基礎、交通設施條件等多方面因素的影響。我國幅員遼闊，資源分布不均，不同區域的特點突出，差異較大。之前，由于能源生產與消費的主要區域相對集中，通過實施簡單的能源管理政策，就能夠實現管理目標。但隨著我國經濟快速發展，西部大開發戰略的不斷推進，國土空間布局、產業布局的逐漸合理，單一的能源政策方式無法體現能源利用的空間特點和差異性，不利于能源利用效率的進一步提升，不再適應當前的發展模式，能源管理政策針對性有待進一步提高。

三 提升我國能源利用效率的措施與建議

1．提高能源裝備技術的自主創新能力，增強對先進技術的消化吸收能力，提升能源利用水平

我國能源產業對能源裝備的依賴較大，生產效率的提升大多是因為使用先進裝備的結果。然而，我國的能源生產效率雖然依靠技術進步取得了提升，但自身的技術水平卻沒有得到提高，說明我國能源產業并沒有對技術和裝備形成較強的消化和吸收能力，我國能源產業自身的自主創新能力依然不足。在我國能源對外依存度日益提高的情況下，如果我們不能在能源裝備制造以及能源勘測、采掘、生產等方面盡快提升，我國能源產業發展將面臨資源和技術的雙重約束。因此，我們要加強在能源領域的基礎性研究，以企業為主體加快對前沿新技術的研發，促進科研院所與能源企業的合作，將處于實驗室中的理論技術轉化為能夠推動能源產業發展的適用新技術，加快構建以企業為主體、市場為導向的能源科技創新體系。

2．實施差異化的能源政策，發揮不同區域的能源優勢，推進整體能源利用效率的提升

差異化的能源空間發展模式有助于能源利用效率的提升。從東部和中部地區來看，能源產業規模基本處于飽和狀態，吸收消化能源技術的動力不夠。并且我們應清楚地認識到，能源生產技術水平的低下也是導致當前能源產業規模飽和的主要原因之一。因此，東部和中部地區應當充分發揮區位優勢、產業優勢，在當前的基礎上加快能源自主創新能力的提升，改變以技術引進為主的能源產業發展模式，致力于能源技術的原始創新能力和集成創新能力以及高端裝備制造能力的提升，盡快改變當前單純依靠技術引進提高能源生產效率的局面，真正實現依靠自主創新實現能源產業技術的進步和能源生產效率的提升，并通過技術進步和技術效率改變形成能源生產新的增長點。從西部地區來看，該地區具有較好的能源產業發展潛力和發展基礎，一方面可以加大對能源產業的投資力度，加快生產規模的擴張；另一方面要充分利用東部和中部地區提升能源產業技術的機遇，加強與東、中部地區的交流與合作，從而利用自主創新能力的提升，實現區域內能源產業的跨越式發展；同時，還要制定有利于能源科學發展的政策措施，在西部地區進一步推動新的能源產業集群的形成，發揮西部地區能源資源的優勢、體現能源產業集群的優勢，提高能源生產效率。從東北地區來看，東北地區應當加快能源產業調整與升級，盡快淘汰落后產能，加快新技術、新裝備的更新換代。

［1］馮世良．我國新能源發展現狀與開發前景［J］．中國石油和化工經濟分析，2007，（16）：26－31．

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［3］孫涵，成金華．中國工業化、城市化進程中的能源需求預測與分析［J］．中國人口·資源與環境，2011，（7）：7－12．

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［5］師博，沈坤榮．市場分割下的中國全要素能源效率：基于超效率DEA方法的經驗分析［J］．世界經濟，2008，（9）：49－59．

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［7］史丹，吳利學，傅曉霞，吳濱．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．