有關(guān)能源效率的研究綜述

趙婷

摘要：本文通過收集大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，主要從能源效率的界定、能源效率國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、能源效率評價方法幾個方面對這一問題進(jìn)行總結(jié)歸納，并簡要述評，為以后的研究提供方向。

關(guān)鍵詞：能源效率全要素生產(chǎn)率DEA方法

一、有關(guān)能源效率的界定

世界能源委員會于1995年對能源效率進(jìn)行了定義，即能源效率是為減少提供同等能源服務(wù)的能源投入。而此后，學(xué)者們的研究大都是從基本定義出發(fā)，進(jìn)行拓展和補(bǔ)充。1997年，Bosseboeuf等將能源效率定義為：技術(shù)上的能源效率和經(jīng)濟(jì)上的能源效率，前者是由于生活方式、管理的改善以及技術(shù)進(jìn)步的改變等，導(dǎo)致某些能源使用的減少；后者是指用同樣或較少的能源獲得更好的生活質(zhì)量或更多產(chǎn)出。對于上述學(xué)者的界定，Patterson總結(jié)到：能源效率只是

個般術(shù)語，通常是指用相對較少的能源生產(chǎn)同樣數(shù)量的有用的產(chǎn)出或者服務(wù)，在測算時它可以選取多種數(shù)量上的指標(biāo)，而怎么樣準(zhǔn)確地定義有用的能源投入以及產(chǎn)出才是要解決的關(guān)鍵問題。之后Hu和Wang在全要素生產(chǎn)率框架的基礎(chǔ)上定義了全要素能源效率指標(biāo)，即能源效率的投入不只有能源還包括人力、資本等其他投入，能源效率的產(chǎn)出也同時包括經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和環(huán)境影響。吳琦、武春友通過理論分析，從能源利用過程角度將能源效率解釋為綜合投入、利用效率和有效產(chǎn)出的結(jié)合；從產(chǎn)出角度將能源效率定義為能源經(jīng)濟(jì)效率和能源環(huán)境效率的綜合效率。

二、能源效率的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評

能源效率的研究主要包含兩個方面：指標(biāo)的選取問題和指標(biāo)測算問題。指標(biāo)選取又涉及到能源效率概念的界定問題，即確定能源效率由哪些因素決定，通過這些因素的測算就可以得到能源效率值。指標(biāo)測算則是下個要研究的問題，即指標(biāo)選定后，要如何測算的問題，測算方式不同，得到的結(jié)果就可能不同，代表的意義也有所不同。二者之間的關(guān)系是指標(biāo)的選取往往決定了指標(biāo)的測算方式。從宏觀上，能源效率相關(guān)研究可以分為兩大類：單要素能源效率研究和全要素能源效率研究。

較早期對于能源效率研究的探索之作中，學(xué)者們大都采用單要素能源效率評價方法來剖析能源效率問題。單要素能源效率評價，顧名思義就是用能源投入與某個產(chǎn)出要素相結(jié)合來測算能源效率。閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，可以發(fā)現(xiàn)不同學(xué)者在要素選取上存在分歧和爭議，后來學(xué)者的研究都針對之前研究存在的缺陷逐步改進(jìn)。Sioshansi和Schurr利用生產(chǎn)中投入和產(chǎn)出的熱量來研究宏觀層面的能源效率，他們在研究中只測算熱量而沒有考慮不同能源之間的質(zhì)量差異。繼而涌現(xiàn)出許多方法來解決上述研究能源投入的異質(zhì)性問題，如Groscurth et al和Horsley認(rèn)為可以將不同質(zhì)的能源都轉(zhuǎn)化為用溫度來衡量質(zhì)量，但這并沒有完全解決非同質(zhì)問題。之后出現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)一熱量指標(biāo)，他們用熱量單位計算能源投入，用市場價格測量能源產(chǎn)出，這個指標(biāo)不僅很好地解決了不同產(chǎn)出的加總問題，而且可以測量從微觀生產(chǎn)到宏觀區(qū)域不同層次的經(jīng)濟(jì)活動效率。這些指標(biāo)主要包括，能源/GDP指標(biāo)即能源消耗強(qiáng)度、能源生產(chǎn)率指標(biāo)（前者的倒數(shù)）、純經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（通過投入能源的價值與產(chǎn)出的價值之比來衡量），這些指標(biāo)都能很好地解決投入和產(chǎn)出的非同質(zhì)問題，但其計算出的效率值往往與實(shí)際不符，不能夠很好地代替能源效率值。如Patterson，Hu和Wang認(rèn)為，能源生產(chǎn)率這指標(biāo)沒有將其他投入囊括在內(nèi)，只是單純地考慮了能源與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出二者的比例關(guān)系；Ghali和El-Sakka同樣覺得能源、資本和勞動在生產(chǎn)中是相互結(jié)合影響的，只是用能源比上產(chǎn)出的值來代表能源效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，他們認(rèn)為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出是所有生產(chǎn)投入要素的綜合結(jié)果；Abbott認(rèn)為這些指標(biāo)測算出來的效率值與實(shí)際生產(chǎn)情況不符。

對于單要素生產(chǎn)率的計算，學(xué)者們認(rèn)為實(shí)際測算結(jié)果相互矛盾，即因?yàn)槿狈χ滦浴⒔y(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，測算出來的能源效率有較大差異。為了克服單要素能源效率的各種缺點(diǎn)，學(xué)者們開始致力于尋找更好的研究能源效率的方法，全要素能源效率的概念就在這形勢下被提出來。用非參數(shù)線段凸面進(jìn)行估算。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DataEnvelopment Analysis，DEA）是其中最為常用且比較經(jīng)典的方法，最早采用該方法對能源效率進(jìn)行評價的是Freeman、Boyd和Pang等。

國內(nèi)關(guān)于能源效率評價的研究主要建立在2006年Hu和Wang在全要素生產(chǎn)率框架下能源效率指標(biāo)的研究基礎(chǔ)上，大多采用EDA方法對我國能源效率進(jìn)行了探討。

魏楚、沈滿洪運(yùn)用DEA方法定義了個能源效率指標(biāo)，這個指標(biāo)能夠反映內(nèi)在技術(shù)效率的變化。師博、沈坤榮運(yùn)用超效率DEA模型評價了我國各省的全要素能源效率，并把知識存量加入到生產(chǎn)函數(shù)中，并認(rèn)為市場分割拉低了各省的能源效率水平。吳琦、武春友利用DEA方法對我國30個省市（自治區(qū)）的能源效率進(jìn)行了分析研究，在指標(biāo)選取上，利用固定資產(chǎn)折舊、從業(yè)人員總數(shù)和能源消費(fèi)總量作為投入指標(biāo)，選取環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出作為產(chǎn)出指標(biāo)，來構(gòu)成省域全要素能源效率評價體系。李國璋、霍宗杰運(yùn)用DEA模型，通過1998-2007年中國省際面板數(shù)據(jù)評價了環(huán)境約束下中國各省市全要素能源效率，通過研究得出全要素能源效率在采樣期處于整體持續(xù)下滑狀態(tài)，并且能源效率最高的地區(qū)是東部地區(qū)，中部其次，西部最低。王喜平、汪義國、杜蕾等采用DEA方法測算了2005-2009年環(huán)境約束下河北省36個工業(yè)行業(yè)的全要素能源效率，發(fā)現(xiàn)其能源效率整體偏低。

三、有關(guān)能源效率評價方法的研究

當(dāng)前對能源效率的評價方法，主要分為單要素能源效率評價法和全要素能源效率評價法。前者在評價能源效率時，只考慮能源要素和產(chǎn)出，沒有將其他生產(chǎn)要素納入考量；后者被稱為多要素能源效率評價法，在評價能源效率時往往考慮多種投入要素，認(rèn)為能源效率產(chǎn)出是由多種投入要素共同作用的結(jié)果，目前學(xué)者們大多運(yùn)用3要素能源效率評價法。基于單要素評價法的缺陷，從20世紀(jì)50年代起，學(xué)者們就致力于更加科學(xué)有效的能源效率評價法，經(jīng)過多年的研究探索，出現(xiàn)了一些相對有效的能源效率評價方法，我們把它們歸納為全要素能源效率評價法。當(dāng)前被廣泛接納的是根據(jù)Farrell提出的非參數(shù)估計和參數(shù)函數(shù)估計兩種確定效率前沿的方法演化而來的。本項(xiàng)目主要采用的是非參數(shù)方法，即數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（data envelopment analysis DEA）。DEA是種評價多投入多產(chǎn)出的非參數(shù)分析法，由美國著名運(yùn)籌學(xué)家A.Charnes和W.Cooper等人于1978年提出的評價具有多個輸入和多個輸出的決策單元（DMU）相對有效性的方法。由于不需要預(yù)先估計參數(shù)，因此，在避免主觀因素和簡化運(yùn)算、減少誤差等方面有著不可低估的優(yōu)越性，本項(xiàng)目主要介紹和采用CCR模型進(jìn)行能源效率的衡量。是DEA方法的第一個模型，用于技術(shù)效率評價，是種規(guī)模報酬不變的DEA模型。基于投入導(dǎo)向的CCR-DEA模型表達(dá)式為：θ=minθ

四、今后研究趨勢

從已檢索的相關(guān)文獻(xiàn)來看，目前，國內(nèi)外關(guān)于能源效率的研究成果，大多是基于能源經(jīng)濟(jì)效益的角度來進(jìn)行研究的。綜合考察能源經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益與生態(tài)效益的文獻(xiàn)不多。這點(diǎn)上，國內(nèi)的研究顯得更為突出。我們知道，能源在消費(fèi)過程中，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時，也給生態(tài)環(huán)境帶來了負(fù)面影響。如何準(zhǔn)確評價這些外部效應(yīng)，這在當(dāng)前還是個不小的難題。也正因?yàn)槿绱耍懦蔀槲覀兘窈蟮呐Ψ较颉Ｖ挥性谀茉唇?jīng)濟(jì)效率的基礎(chǔ)上扣除其帶來的外部效應(yīng)，才能真正地評價能源的效率，制定科學(xué)合理的能源政策。另外，目前的研究對于能源效率的分析很少涉及到其他生產(chǎn)要素的影響。如前所述，能源只是復(fù)雜經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的種投入要素，其效用的發(fā)揮程度還要取決于其他要素的狀況。如果僅僅考慮能源的投入產(chǎn)出率，對于全面、深入地了解能源效率顯然是存在不足的。以上兩點(diǎn)都有待于在日后的研究中加以完善。