能源對GDP貢獻度的測算

李舒翔，黃章樹

（福州大學 管理學院，福州350108）

0 引言

加快轉變經濟發展方式，發展綠色經濟，發展資源節約型、環境友好型社會，實現可持續發展，既是各個國家、各個地區經濟發展的主流模式，也是對接國家政策、提高區域競爭力的必行之舉。眾所周知，綠色經濟的發展很大程度上依賴于能源的開發和利用。這在微觀層面上可以反映為能源對于GDP的貢獻程度。能源、自然資源與經濟的關系以及綠色GDP核算這兩方面近來成為國內外綠色經濟研究的熱點和重點。

本文將構建能源對于福建省GDP的貢獻度測算模型，進行結果分析，最后將對福建省如何合理利用能源加快綠色經濟發展提出政策建議。

1 模型介紹

1.1 C-D生產函數基本介紹

柯布—道格拉斯生產函數(Cobb-Douglas production function，簡稱C-D生產函數)是20世紀后期，由美國經濟學家P.H.Douglass和數學家C.W.Cobb在共同探討投入和產出的關系時，根據美國制造業統計資料，為解釋從1899～1922年間，美國國民收入中工資所占份額始終保持相對穩定的現象，創造的一種生產函數，此函數以二人的名字命名。C-D生產函數改進了一般形式的生產函數，引入了技術資源這一因素，是經濟學中使用最為廣泛的一種生產函數，其在建立經濟預測模型以及衡量各投入在經濟增長中的作用等方面有著廣泛的應用。

式中Y表示產出，A是常數（包含了諸如技術進步、制度進步等影響產出的因素），L是投入的勞動力數，K是投入的資本，是資本產出的彈性系數，β是勞動產出的彈性系數。

雖然C-D生產函數具備了許多優良的性質，但由于柯布和道格拉斯處理的是1899～1922年間現實數據，而如果以工業時代測算生產力的方法去考察現代中各種要素對生產力的作用的話，將無法對其做出比較準確的判斷。所以，原有的柯布一道格拉斯生產函數已經不能再適應新的經濟發展形態。

1.2 構建基于改進C-D函數的GDP貢獻度測算模型

本文對于傳統柯布-道格拉斯生產函數進行了擴展，引入了能源這一變量，表達式如下：

其中Y表示GDP，A代表綜合要素生產率（常數），e是自然對數的底，r代表技術進步率，t表示時間；K是投入的資本；L是投入的勞動力數；S代表能源消耗量；α是資本產出的彈性系數，β是勞動產出的彈性系數，γ是能源消耗量的彈性系數。

經過C-D生產函數的拓展之后，采用Solow生產函數法對改進的C-D函數進行分解，對式（2）兩邊取對數得：

其中ΔY/Y、ΔL/L、ΔK/K、ΔS/S分別表示GDP增長率、勞動投入增長率、資本投入增長率以及能源消耗量增長率。兩邊同時除以ΔY/Y，得：

從上式已經可以清楚地看出，技術進步、勞動、資本、能源對于經濟增長的貢獻率依次是：

只要求出α、β、γ的值，就能求出勞動、資本、能源的貢獻率，之后也可求出技術進步的貢獻率。

實際上，彈性刻畫了用自變量X作尺度單位去“度量”因變量Y時,自變量X與因變量Y之間關系的復雜程度。也就是說α可看作以勞動力為尺度去“度量”GDP所表現出的二者關系的復雜程度；β表示以資本為尺度去“度量”GDP時，資本與GDP間的復雜關系；同樣γ表示以能源和環保為尺度去“度量”GDP時，所表現出來的它們之間關系的復雜程度。這種關系我們既非一無所知，也不是完全清楚掌握，介于“黑”與“白”之間，是“灰”的。因此，本文將采用灰色系統理論中的灰色關聯度的方法來測算α、β、γ的估計值。

1.2.1 乳酸菌的分離和純化 在無菌操作下取10 g待測青貯料樣品，剪碎放入裝有100 mL無菌生理鹽水的三角瓶，用震蕩儀器充分振蕩，使樣品附著的乳酸菌分散在液體中，靜置后取上清液配置成7個梯度的乳酸菌稀釋液。然后取各稀釋液分別涂布在MRS平板培養基上，靜置約30 min，倒置于20℃恒溫培養箱中低溫厭氧培養48 h，選擇菌落密度適中、生長良好、溶鈣圈明顯的菌落進行革蘭氏染色和過氧化氫酶實驗。確定的乳酸菌菌落采用平板劃線法再進行純化培養，最后將分離純化后的乳酸菌按1∶1比例保藏在30%的甘油中，-80℃低溫冰箱保存。

可以計算出GDP和勞動力、資本、能源指標分別的鄧氏灰色關聯度γoi，并按照降序排列，ξ通常取值為0.5。

2 實證研究

2.1 實證分析

文本以福建省為例進行實證分析，數據來源于2003～2012年福建省統計年鑒。為展現出最新的趨勢，本文選取了2002～2011年福建省的年度數據進行實證分析。其中投入的資本將使用全社會固定資產投資額來替代；投入的勞動力數將使用從業人員數來替代；能源的消耗量則取規模以上工業企業能源消費量進行計算。由于規模以上工業企業能源消費量沒有現成數值，本文依據GB/T 2589～2008《綜合能耗計算通則》所制定的換算標準，將福建統計年鑒現有的原煤、焦炭、原油等二十二種能源項目的歷年消費量進行換算與加總，并將單位統一為噸標準煤，具體數值見表1。

通過表1可以初步判斷，從業人員數、全社會固定資產投資額、規模以上工業企業能源消費量都與福建省GDP增長呈現較高的正相關性。由灰色關聯度公式（8）、（9），通過灰色系統理論建模系統軟件,可以求得三者與福建省GDP的灰色關聯度分別為0.7429、0.6715以及0.9224。假設規模報酬不變（即α+β+γ=1），可求得資本產出的彈性系數α的值為0.3179，勞動產出的彈性系數 β的值為0.2874，能源產出的彈性系數γ的值為0.3947。

求得彈性系數的值之后，我們利用公式（2）～（7），并結合表1中的數值，可以分別求得2003～2011年勞動、資本、能源以及技術進步對于福建省GDP的總體貢獻率以及歷年貢獻率，歷年貢獻率見表2。

表1 2002～2011年福建省GDP及勞動、資本、能源投入表

表2 2003～2011年福建省GDP增長率及勞動、資本、能源、技術進步貢獻率表（單位：%）

圖1 2003～2011年福建省勞動、資本、能源、技術進步貢獻率圖

實際上，資本這一變量和能源這一變量的概念有交叉的地方，由于要完全將能源因素從資本因素中剝離出去比較困難，這一問題暫時難以得到解決，但是鑒于本文提出的算法具有較強的實用性和科學性，而且隨著綠色GDP核算的發展和完善，此問題應該能夠較好的解決。

首先，經過計算可知，能源投入對于福建省GDP總體的貢獻度達到了30.98%，屬于對福建省經濟發展貢獻較大的因素。

其次，結合表2和圖1進行分析后發現：（1）2003、2004年能源對于福建省GDP的貢獻率超過了60%，而同年技術進步的貢獻率卻為負數，這表明2005～2006年福建經濟增長的強勁勢頭伴隨著前期的高能源消耗，而同期的技術進步則無法滿足經濟增長的需求。（2）2003～2011年勞動對于福建省GDP的貢獻率穩定在20%以內，而資本的貢獻率均高于30%，這表明資本一直對于福建省經濟發展起著主要的貢獻作用，相較之下，勞動對福建省經濟的貢獻并不明顯。（3）技術進步對于福建省GDP的貢獻并不穩定，在2008年技術進步的貢獻率達到了43.39%；而由于滯后周期的存在，同年的金融危機導致2009年的技術進步率跌至-3.57%，跌幅將近50%。而能源的貢獻率雖然也有較大的波動，但十年來一直保持在10%以上，這說明能源對于福建省經濟增長的作用較技術進步的作用更為明顯。一方面，由于資本因素和能源因素概念的交叉，導致資本與能源的貢獻率也有一定相互參照的價值，因此能源貢獻率的數值并非完全準確，可能存在偏大的狀況；另一方面，應看到福建省經濟增長依賴于高能耗的現狀雖有所改觀，但其經濟發展方式仍未完全轉變。

2.2 政策建議

從上述結果分析來看，能源對于福建省GDP增長的貢獻度一直處于較高的水平，節約能源、高效利用能源、合理分配能源將會對福建省經濟跨越式發展起到非常重要的作用。結合現狀來看，福建省環境承載壓力較大。節能減排，保護生態環境，實現可持續發展，建設綠色海西，發展低碳綠色經濟成為福建經濟工作的當務之急。有鑒于此，提出以下兩點建議：

（1）保證經濟增長所必需的能源需求。福建經濟發展正處于轉型期，石化、電力、冶金等領域的發展使得能源需求增速加快，這使得能源是福建經濟發展的重要物質基礎。要使經濟不斷增長，就必須有充足的能源供給。福建省是無油、無氣、少煤的省份，能源自給率低，能源自產量遠滿足不了能源的需求量，常規能源短缺，大多礦產資源的人均占有量比全國平均水平還低，甚至一些關系國民經濟發展的重要礦種的保障度也較低，能源對外依賴程度高。因此，福建省應利用以下方法保證經濟增長所必需的能源需求：一要防止能源消費僅限于常規能源消費的惡性循環，增加新能源在消費中的比重，尤其是要提高可再生能源消費。二要加快技術創新，積極開發新能源，彌補常規能源的不足，解決因能源短缺對經濟增長產生的負面影響。三要從根本上轉變經濟增長方式，調整產業結構，提高高新技術產業和第三產業所占比重（2011年第三產業GDP僅占福建省GDP比重的29.5%）；加快能源價格體制改革，調整能源戰略和能源政策，加快發展循環經濟，落實好節能減排的各項措施。

（2）加快發展知識密集型和技術密集型產業，使經濟增長盡量不依賴于能源消費。由于福建省正處于經濟轉型期，在此階段能源對于福建經濟發展的貢獻才會如此之大。在經濟發展方式轉變之后，高耗能行業不再是工業的主導部門，取而代之的是知識密集型低耗能的產業成為經濟的主導部門，能源作為一種生產要素對GDP的貢獻應該逐漸下降。福建省應加快產業結構調整，大力發展高新技術產業并使之成為國民經濟的主導部門，減少經濟增長對能源消費的依賴；重視能源消費產生的環境問題，使得經濟發展和人類環境相協調。要全面科學地認識GDP和能源消費的關系，還應該從產業結構、技術創新的角度去考察。技術創新從技術上節約能源消費，產業結構升級和優化則從需求結構上減少能源消費。

3 結論

本文通過引入能源變量改進C-D函數模型，并利用該模型測算能源因素對福建省GDP的貢獻率，研究結果表明：能源的貢獻率雖然波動較大，但十年來一直保持高貢獻率，能源顯然是福建省綠色經濟增長不可或缺的要素。福建省需要保證能源供給、提高能源利用率、多采用清潔能源、調整產業結構，以此達到轉變經濟發展方式、大力發展綠色經濟的目的。至于福建省綠色經濟相關的其他重要問題，筆者將另文探討。

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