我國高速增長時期的“偏低能效陷阱”研究

喬海曙，李 菲（湖南大學 金融與統(tǒng)計學院，長沙 410079）

我國高速增長時期的“偏低能效陷阱”研究

喬海曙，李 菲
（湖南大學 金融與統(tǒng)計學院，長沙 410079）

“向污染宣戰(zhàn)”是我國現(xiàn)階段環(huán)境能源問題的最重要議題。文章基于我國28個省市區(qū)2000—2013年的省際面板數(shù)據(jù)，運用DEA模型測算全要素能源效率，建立以能源效率為門檻變量的我國高速增長時期（2000—2011年）面板門檻模型（PTM），并以2012—2013年的樣本對照分析，深入研究了能源效率變動的內(nèi)在動力。研究表明：我國高速增長時期存在“偏低能效陷阱”，經(jīng)濟系統(tǒng)本身提升能源效率的內(nèi)在動力不強，從宏觀角度解釋我國高速增長時期各省市能源效率普遍下降的現(xiàn)象。

面板門檻模型；DEA；偏低能效陷阱

0 引言

近年來，以投資拉動增長的發(fā)展后遺癥不斷凸顯，資源日趨耗竭、能源價格飆升、環(huán)境污染惡化以及氣候異常變化日益加劇。2013年，“霧霾”便成為我國的年度關(guān)鍵詞，全國多地遭遇霧霾天氣，霧霾波及到25個省份，100多個大中型城市，全國平均霧霾天數(shù)達29.9天，創(chuàng)1960年來之最。實際上，我國政府早已發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題的惡化趨勢。2003年黨的十六屆三中全會正式提出“科學發(fā)展觀”，2005年首次提出“環(huán)境友好型社會”的號召，2006年和2009年分別提出我國節(jié)能減排約束性指標等。雖然在2000—2011年的高速增長時期我國政府提出了多項政策提升環(huán)境質(zhì)量，然而增長目標卻深入人心。各地方政府雖然將環(huán)境質(zhì)量指標計入到績效考核體系中，但是在環(huán)境政策上主要是以行政手段的形式加大環(huán)保投資、整治污染，而忽視從微觀層面以能源效率角度思考環(huán)境問題，政策效果并不明顯，各省市的能源效率絕大多數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，環(huán)境污染日益加劇。經(jīng)濟高速增長時期（2000—2011年）的經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量相互關(guān)系，是我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期“向污染宣戰(zhàn)”不得不思索的議題。深入研究這一問題，將有助于轉(zhuǎn)變過去單一增長目標為多元化考核體系，實現(xiàn)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型跨越，進一步提高能源使用效率、降低環(huán)境污染，最終實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益雙贏的和諧發(fā)展。

本文主要基于我國各省市區(qū)域能源效率普遍偏低的典型事實，以能源效率為門檻變量分析政府總量目標對能源效率的影響，提出我國高速增長時期存在“偏低能效陷阱”，說明地方政府提升能源效率的內(nèi)在動力不強，是對現(xiàn)有研究的有益補充；采用計量方法定量分析政府政策對能源效率的影響，豐富了研究視角；以面板門檻模型證明了我國各地區(qū)存在環(huán)境庫茲涅茨曲線，使模型的估計結(jié)果更為可靠客觀。

1 全要素能源效率測算

數(shù)據(jù)包絡分析（Data Envelopment Analysis，簡稱DEA）最早在1978年由Charnes,Cooper和Rhodes（1978）[1]提出，是一種評價決策單元（DMU）投入產(chǎn)出效率的線性規(guī)劃模型。1984年Banker，Charnes和Cooper（1984）[2]拓展了該模型的規(guī)模報酬不變CRS（Constant Return to Scale）假設，提出了可變規(guī)模報酬的VRS（Variable Return to Scale）的數(shù)據(jù)包絡分析模型。

DEA模型是通過構(gòu)建一個線性規(guī)劃方程，評價決策單元的投入產(chǎn)出效率。若有N個決策單元DMU，對第i個DMU投入T種要素，實現(xiàn)產(chǎn)出L種，則其投入產(chǎn)出效率為：

通過求解上述線性規(guī)劃方程，求出效率值θ。效率值的取值范圍在0到1之間，當效率值為1時，說明該效率點位于非參數(shù)包絡線的生產(chǎn)前沿線上，是有效率的；當效率值小于1，說明該效率點位于生產(chǎn)前沿線的下方，為無效點。

本文擬運用DEAP2.1軟件進行DEA模型分析，從而得出全要素能源效率，DEA模型的投入要素為資本、勞動和能源，產(chǎn)出為國民生產(chǎn)總值。

（1）資本：本文引用單豪杰（2008）[3]，喬海曙、胡文艷和鐘為亞（2015）[4]測算的2000—2008年資本存量數(shù)據(jù)，并借鑒其資本存量測算方法，補充測算了2009—2013年的資本存量。

（2）勞動：本文以年末全社會從業(yè)人員指標衡量各區(qū)域的勞動投入。

（3）能源：本文以能源消費總量指標衡量各區(qū)域的能源消耗。

（4）國內(nèi)生產(chǎn)總值：本文用國內(nèi)生產(chǎn)總值指數(shù)折算后的、以1952年不變價格計算的國內(nèi)生產(chǎn)總值衡量各區(qū)域的產(chǎn)出。上述數(shù)據(jù)來源于《新中國60年統(tǒng)計資料匯編》和2000—2014年的《中國統(tǒng)計年鑒》。

2 面板門檻模型

為研究我國高速增長時期經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系，本文基于環(huán)境庫茲涅茨曲線的經(jīng)驗假說，以地方政府考核兩個主要指標——經(jīng)濟總量和環(huán)境質(zhì)量指標為基礎，設定基礎計量模型：

其中，so2it為第t年份、第i省人均二氧化硫排放量，gdpit和gdp2it分別為第t年份、第i省人均GDP水平及其平方項，εit是隨機誤差項。

在基礎計量模型（2）的基礎上，本文設定了以全要素能源效率為門檻變量的面板門檻模型，研究我國除西藏和貴州以外的28個省市（為了統(tǒng)計口徑的一致，重慶數(shù)據(jù)并入四川）的全要素能源效率對環(huán)境庫茲涅茨曲線影響模型。面板門檻模型的基本原理是構(gòu)建門檻變量，通過反復抽樣計算門檻變量的觀察值，估計出最合適的門檻值，是一種較為客觀的研究方法，可以有效避免曲線模型設定帶來的門檻值估計誤差。

按照門檻個數(shù)的不同，本文構(gòu)建以下單門檻模型和雙門檻面板模型。

（1）單門檻面板模型的設定

以全要素能源效率EEit為門檻變量，將模型（2）設定為單門檻面板模型形式：

其中，全要素能源效率EEit為門檻變量，λ為門檻值，I(·)為指標函數(shù)，條件成立時指標函數(shù)取值為1，反之取值為0。

（2）雙門檻模型的設定

以全要素能源效率EEit為門檻變量，將模型（2）設定為雙門檻面板模型形式：

其中，λ1，λ2為門檻值且λ1＜λ2，I(·)為指標函數(shù)，條件成立時指標函數(shù)取值為1，反之取值為0。

雙門檻值的估計方法與單門檻模型類似，都是以兩階段最小二乘法為基礎，通過逐一檢驗確定多個門檻值，首先進行單一門檻效應的顯著性檢驗，利用“自體抽樣”法測算該門檻值的置信區(qū)間，在此基礎上進一步檢驗以便區(qū)分單一門檻和多門檻。

本文直接研究增長體制下政府績效考核指標對能源效率的影響，所以在選取指標時，我們采用人均GDP（gdpit）和人均二氧化硫排放量（so2it）作為現(xiàn)行政府考核體系的衡量指標。二氧化硫是一種主要的空氣污染物，進一步氧化，會生成酸雨。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃燒時會生成二氧化硫，在考察政府績效管理對能源效率的影響時選用二氧化硫指標較為恰當。同時，大量研究表明人均二氧化碳排放量與人均收入不存在顯著的庫茲涅茨曲線，即使出現(xiàn)特例，其拐點出現(xiàn)遠遠比人均二氧化硫排放量庫茨涅茨曲線晚。因此本文選取人均二氧化硫作為政府績效考核的另一重點指標。上述數(shù)據(jù)來源于《新中國60年統(tǒng)計資料匯編》和2000—2014年的《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國能源統(tǒng)計年鑒》。

（3）面板門檻模型估計結(jié)果及穩(wěn)健性分析

本文采用STATA11.0軟件對面板門檻模型進行估計，估計結(jié)果如表1所示。經(jīng)估計，本文構(gòu)建的面板門檻模型存在兩個門檻值，分別為0.465和0.597，并且2個門檻值效應在5%顯著性水平上顯著。由此，本文據(jù)全要素能源效率門檻值將全部28個省市的環(huán)境庫茨涅茨曲線區(qū)分為3條，分別以每條庫茨涅茨曲線對應的能源效率階段命名：階段I為“低能效模式”，能源效率低于0.465；階段II為“偏低能效模式”，能源效率在0.465和0.597之間；階段III為“高能效模式”，能源效率大于0.597。

表1 面板門檻模型估計結(jié)果

值得注意的是，大量研究表明，以不同排放物衡量環(huán)境質(zhì)量，其與人均收入之間的總體庫茲涅茨曲線關(guān)系通常存在著較大差異[5,6]。為使模型研究結(jié)果更加穩(wěn)健，本文將人均二氧化碳作為環(huán)境質(zhì)量的另一指標進行分析，溫室氣體的排放與直接具有危害性的排放物具有一定程度的相伴關(guān)系，但二者并不相同。結(jié)果顯示，以人均二氧化碳為環(huán)境質(zhì)量指標的面板門檻模型結(jié)果與上述模型結(jié)果相似，同樣存在兩個門檻值，驗證了本文結(jié)果的穩(wěn)健型。在得到門檻值的同時，對應于每個區(qū)間各解釋變量的系數(shù)估計值也同時得出，具體見表2。

表2 面板回歸參數(shù)估計結(jié)果

人均GDP的二次項回歸系數(shù)顯著為負，一次項系數(shù)顯著為正，因此我國各省市明顯存在著“倒U型”的環(huán)境庫茲涅茨曲線，即在經(jīng)濟發(fā)展初期，隨著人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的不斷增加，資源稀缺加劇，環(huán)境質(zhì)量惡化；而在經(jīng)濟發(fā)展的較高階段，資源的稀缺程度隨著技術(shù)進步、經(jīng)濟發(fā)展方式趨于集約化而得到緩解，環(huán)境質(zhì)量因技術(shù)進步和環(huán)境保護措施而得到改善。同時，目前仍然有15個省市區(qū)域與環(huán)境庫茨涅茨曲線的轉(zhuǎn)折點距離遙遠，還處在曲線的上升階段，如果按照既有發(fā)展目標和模式、能源效率始終保持當前水平，該部分區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展仍然要伴隨一個較為嚴重的環(huán)境污染階段，才會出現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量改善的效果。此外，按照生態(tài)傾銷的含義，相對落后的發(fā)展地區(qū)在發(fā)展過程中存在著接受較發(fā)達區(qū)域污染產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的傾向。能源效率低、污染產(chǎn)業(yè)多，將給這部分地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量改善帶來雙重壓力。因此，該部分區(qū)域不應當被動的等待轉(zhuǎn)折點的實現(xiàn)，而是應以轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式等手段逐漸提高能源效率，早日跨過環(huán)境庫茨涅茨曲線的轉(zhuǎn)折點。

3 “偏低能效陷阱”假說

3．1 我國高速增長時期存在“偏低能效陷阱”

偏低能效模式曲線代表能源效率在0.465至0.597之間的環(huán)境庫茲涅次曲線。由于在偏低能效模式下，經(jīng)濟體可以在較低的人均GDP水平下跨過拐點，從而實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益雙贏的發(fā)展局面，因此，與“低能效模式”、“高能效模式”相比，是最優(yōu)的發(fā)展沿革。但值得注意的是，此模式下能源效率水平一直偏低，經(jīng)濟水平的發(fā)展是以大量的能源消耗為前提。如果僅僅考核經(jīng)濟指標和環(huán)境質(zhì)量指標的趨勢，偏低能效模式可以在犧牲能源消耗指標的同時，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境質(zhì)量改善的雙贏局面。因而，在偏低能效模式下，地方政府不存在提升能源效率的內(nèi)在動力。但是，能源效率偏低，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中高污染、高能耗的部分仍然占有相當?shù)谋戎?，要素投入增長勢頭正盛，生產(chǎn)要素無法從低能效部門向高能效部門再配置，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)無法升級，進而無法引領(lǐng)能源消費結(jié)構(gòu)改善，能源效率進一步降低，惡性循環(huán)，將導致其陷入“偏低能效陷阱”（見圖1）。

圖1 我國高速增長時期“偏低能效陷阱”假說

偏低能效模式曲線的轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在人均國內(nèi)生產(chǎn)總值26019.27元時，能源效率處于該階段的區(qū)域除安徽、廣西外都已經(jīng)成功跨過轉(zhuǎn)折點進入環(huán)境經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展階段。研究發(fā)現(xiàn)，這些省市發(fā)展沿革絕大多是以經(jīng)濟快速發(fā)展作為目標、能源要素擴張為基礎，在經(jīng)濟發(fā)展過程中伴隨著環(huán)境污染的加重后開始減輕的過程。以湖南省為例，從圖2可以看出，在經(jīng)濟高速增長階段（2000—2011年），湖南省的能源效率水平始終保持下降趨勢，但其人均GDP始終保持增長，人均二氧化硫排放量也于2007年開始呈現(xiàn)下降趨勢，若僅追求總量和趨勢指標，現(xiàn)有的發(fā)展路徑符合要求且已經(jīng)實現(xiàn)，沒有內(nèi)在動力提升能源效率。因此，在高速增長階段，湖南已走入“偏低能效陷阱”，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源消費結(jié)構(gòu)的變動趨勢更加印證這一點。在2000—2011年，湖南省能源消耗大的第二產(chǎn)業(yè)占比高，高碳高硫的煤炭消費占比高，經(jīng)濟增長以大量的能源低效率消耗為代價。但這一情形在2012—2013年逆轉(zhuǎn)，經(jīng)濟正式進入轉(zhuǎn)型期，湖南人均GDP增速由2011年的22.17%下降至11.90%，但其能源效率顯著提升。

圖2 2000—2013年湖南能源效率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源消費結(jié)構(gòu)

3．2 打破體制慣性的區(qū)域率先走出“偏低能效陷阱”

北京近年來在經(jīng)濟戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型中表現(xiàn)最為出色，從全要素能源效率的計算結(jié)果可見，在高速增長時期（2000—2011年）28各省市中只有北京的全要素能源效率是上升的。北京作為首都，率先打破體制慣性，以提高經(jīng)濟增長質(zhì)量和效益為中心，全面轉(zhuǎn)變發(fā)展戰(zhàn)略，逐步實行經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。如圖3所示，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，第二產(chǎn)業(yè)占比下降，帶動能源結(jié)構(gòu)中煤炭等低效能源占比下降以及能源使用技術(shù)效率的提高，從而北京能源效率提升，走出“偏低能效陷阱”。

圖3 2000—2013年北京能源效率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源消費結(jié)構(gòu)

在趕超戰(zhàn)略的推進下，我國憑借后發(fā)優(yōu)勢取得非常大的成效，但由于經(jīng)濟的發(fā)展帶來了大量的能源消耗和環(huán)境壓力，為改善環(huán)境質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展，逃出“偏低能效陷阱”，必須轉(zhuǎn)變地方政府考核目標，在引入污染排放總量指標的同時更強調(diào)效率指標，尤其是能源效率，如北京。促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、提高能源效率，需要擺脫增長依賴癥，逐步容忍和適應經(jīng)濟增速的放緩，發(fā)展低碳經(jīng)濟未來的發(fā)展速度將會降至8%甚至更低[7]。也就是說，轉(zhuǎn)變單一增長目標的過程是痛苦的，但經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展要求必須擺脫路徑依賴和技術(shù)鎖定，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展由粗放型經(jīng)濟增長到集約型增長的轉(zhuǎn)變，優(yōu)化升級產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)，引導生產(chǎn)要素再配置，提升高生產(chǎn)率部門在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的占比以及清潔能源在能源消費結(jié)構(gòu)中的占比，從而提高能源使用效率，實現(xiàn)從階段II發(fā)展到階段III的跨越。

應當注意的是，Liang等（2009）[8]發(fā)現(xiàn)了我國的確存在逆反效應。隨著能源效率的逐步提高，能源消費量不但不會降低，反而出現(xiàn)上升趨勢，環(huán)境質(zhì)量沒有得到提高，反而需要在一個更高的經(jīng)濟水平才能達到環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。因此在戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的過程中，由于能源回彈效應的存在，將使得各省市面臨在一個更高的經(jīng)濟發(fā)展階段才能跨過環(huán)境庫茨涅茨曲線轉(zhuǎn)折點的情況。由于前期發(fā)展造成的環(huán)境污染以及人口壓力等因素，北京近期出現(xiàn)嚴重的“霧霾”現(xiàn)象，這正是前期經(jīng)濟快速發(fā)展的代價?，F(xiàn)階段應該更加注意發(fā)展的可持續(xù)性，并且在未來能源效率不斷提高的過程中，應當注意防范能源回彈效應，避免在高能源使用效率階段出現(xiàn)能源消費不斷攀升的情況。

3．3 存在“資源詛咒”的區(qū)域能效狀況繼續(xù)惡化

圖1中低能效模式曲線代表能源效率小于0.465時的環(huán)境庫茲涅次曲線，該曲線的轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在人均GDP為80241.26元時，該階段的8個省市（山西、內(nèi)蒙古、江西、河南、甘肅、青海、寧夏、新疆）都沒有跨過轉(zhuǎn)折點進入環(huán)境效益與經(jīng)濟效益共贏的階段。同時本文發(fā)現(xiàn)，即使這些省市已經(jīng)處于低能效模式，其能源效率仍在不斷降低。這些省市存在“資源詛咒”的現(xiàn)象[9]。由于能源環(huán)境稟賦的緣故，這些區(qū)域試圖以資源開發(fā)拉動地方經(jīng)濟，大量資本和勞動力投入到資源開發(fā)行業(yè)，抬高了各類要素的價格，隨著部門間要素分配的調(diào)整，省市內(nèi)部制造業(yè)萎縮，能源使用效率下降，從而導致資源耗竭與經(jīng)濟增長滯后。

4 研究結(jié)論

本文借助我國28個省市2000—2013年的面板數(shù)據(jù)，通過DEA模型測算了我國各地區(qū)的全要素能源效率，并以能源效率為門檻變量構(gòu)建我國高速增長時期（2000—2011年）環(huán)境庫茨涅茨曲線面板門檻模型，并以經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期（2012—2013年）的樣本對比分析。研究發(fā)現(xiàn)：（1）我國高速增長時期存在“偏低能效陷阱”。在地方政府單一增長目標下，各區(qū)域存在降低能源效率的內(nèi)在動力。為追求經(jīng)濟增長，以能源環(huán)境稟賦為基礎，地方政府扭曲要素價格，重化工業(yè)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，形成以煤炭消費為主的煤炭消費結(jié)構(gòu)，從而能源效率停滯不前，陷入“偏低能效陷阱”。以能源、環(huán)境、經(jīng)濟系統(tǒng)為基礎，從宏觀角度解釋了近年來絕大部分省份能源效率下降的原因。（2）打破體制慣性的區(qū)域率先走出“偏低能效陷阱”。北京率先實踐環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的舉措，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，三產(chǎn)業(yè)及環(huán)保產(chǎn)業(yè)占比不斷上升，能源消費結(jié)構(gòu)由重煤炭化向輕煤炭化轉(zhuǎn)變，從而能源效率不斷攀升，走出“偏低能效陷阱”。北京的發(fā)展歷程給需要改善能源效率停滯不前局面的省市提供了良好的范本。（3）存在“資源詛咒”的區(qū)域能效狀況繼續(xù)惡化，煤炭資源豐富的地區(qū)，能源效率不斷走低，該地區(qū)存在與“荷蘭病”類似的狀況，資源涌入資源開發(fā)行業(yè)，造成制造業(yè)萎縮，環(huán)境質(zhì)量與能源效率不斷下降。

[1]Charnes A,Cooper WW,Rhodes E.Measuring the Efficiency of Decision Making Units[J].European Journal of Operational Research,1978,(2).

[2]Banker R D,Charnes A,Cooper W W.Some Models for Estimating Technical and Scale Inefficiencies in Data Envelopment Analysis[J]. Management Science,1984,(30).

[3]單豪杰.中國資本存量K的再估算:1952—2006年[J].數(shù)量經(jīng)濟技術(shù)經(jīng)濟研究,2008,(10).

[4]喬海曙,胡文艷,鐘為亞.專業(yè)化、多樣化產(chǎn)業(yè)集聚與能源效率——基于中國省域制造業(yè)面板數(shù)據(jù)的實證研究[J].經(jīng)濟經(jīng)緯,2015,（5）.

[5]蔡昉,都陽,王美艷.經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與節(jié)能減排內(nèi)在動力[J].經(jīng)濟研究,2008,(6).

[6]李潔,張?zhí)祉?基于中國城市SO2排放量的實證研究[J].統(tǒng)計與決策, 2009,（7）.

[7]袁富華.低碳經(jīng)濟約束下的中國潛在經(jīng)濟增長[J].經(jīng)濟研究,2010,(8).

[8]Liang Q M,Ying F,Wei Y M.The Effect of Energy End-use Efficiency Improvement on China's Energy Use and CO2Emissions:A CGE Model-based Analysis[J].Energy Efficiency 2009(23).

[9]中國經(jīng)濟增長與宏觀穩(wěn)定課題組,張平,劉霞輝,張曉晶,張自然,王宏淼,袁富華.資本化擴張與趕超型經(jīng)濟的技術(shù)進步[J].經(jīng)濟研究,2010, (5).

（責任編輯/浩 天）

F201

A

1002-6487（2016）24-0131-04

國家社會科學基金重點項目（14AGL016）；“湖南省兩型社會與生態(tài)文明協(xié)同創(chuàng)新中心”資助項目

喬海曙（1971—），男，安徽桐城人，教授，博士生導師，研究方向：碳金融。

李 菲（1991—），女，吉林延邊人，碩士，研究方向：碳金融。