我國工業能源效率與全要素生產率分析

劉曉歌

[提要] 本文基于Hicks-Moorsteen指數方法，對中國工業39個細分行業的能源效率進行測算分析。研究表明：我國工業能源效率總體水平較低，但在考察期內呈現波動上升趨勢；我國工業能源生產率呈現增長的態勢，技術進步、技術效率和范圍效率的改善是我國大部分工業行業提高能源生產率的主要源泉，而規模效率變化對生產率增長的貢獻則較小；基于效率-全要素生產率矩陣分析表明，我國39個工業行業中僅有8個行業能源效率較高，且增長潛力較大。

關鍵詞：全要素能源效率；Hicks-Moorsteen指數

中圖分類號：F061.5 文獻標識碼：A

原標題：基于Hicks-Moorsteen指數的中國工業能源效率研究

收錄日期：2016年12月15日

能源是經濟社會得以生存和發展的重要物質基礎，提高能源效率對實現經濟的可持續發展具有舉足輕重的作用。“十二五”規劃中，我國政府明確提出要“堅持把建設資源節約型、環境友好型社會作為加快轉變經濟發展方式的重要著力點”。在資源與環境約束日趨強化的背景下，工業行業能否有效地利用能源，對我國能否建成資源節約型和環境友好型社會起著至關重要的作用。因此，本文擬從全要素生產率視角研究中國工業行業的能源效率。

一、能源效率評價方法

按照投入與產出數量的不同，能源效率被分為單要素能源效率和全要素能源效率。在單要素分析框架下，一般利用生產活動中的有用產出和能源投入之比來衡量能源效率。這種設計方法的好處是簡便、易操作，在國際能源效率比較分析以及國家、部門能源效率研究中應用較多，但這種方法忽略了要素之間的相互影響，可能導致能源效率的估計不夠準確。在全要素分析框架下，能源效率還考慮了除能源之外的其他生產要素，比如資本、勞動力等對產出的影響，彌補了單要素框架下僅考慮能源投入的缺陷。因此，本文采用全要素能源效率來衡量能源效率。

全要素能源效率指的是在一定的能源投入下，實際產出可能達到的最大程度，它的取值范圍是0～1，其值與1越接近，表示能源的利用效率越高。測度全要素能源效率的常用方法有兩種：一是參數法，其中最具代表性的常用方法是隨機前沿分析（SFA）；二是非參數法，其中最典型的常用方法是數據包絡分析（DEA）。ODonnel（2008）提出了一個新的用以測算效率和全要素生產率的Hicks-Moorsteen指數，這個指數基本可以滿足與經濟相關的所有指數公理和檢驗，和其他指數相比，具有一定的優越性。本文利用Hicks-Moorsteen指數對我國工業行業能源效率和全要素生產率進行測度分析。

Hicks-Moorsteen指數可以分解成具有完全乘法特征的理想化的TFP指數，這里僅對效率和全要素生產率的分解做簡單介紹。各行業的能源效率是指行業的實際能源利用水平與同一時期的最大可能能源利用水平之間的比值，以投入導向為例，能源效率（E）可以分解為技術效率（ITE）、表示規模經濟水平的規模效率（ISE）以及表示范圍經濟水平的范圍效率（ISC），即效率可以被分解為如下式子：

對應地，效率變化（△E）可以分解為技術效率變化（ITE）、規模效率變化（△ISE）以及范圍效率變化（△ISC），即Hicks-Moorsteen指數的分解公式可以表示為：

二、指標選取和數據說明

考慮到數據的可得性，本文所考察樣本為工業部門的39個工業行業，時期跨度為2005～2011年，用于測算全要素能源生產率的各指標及其定義如下：

（一）經濟產出。選取各行業的主營業務收入作為產出指標，并用工業品出廠價格指數將其折算為2005年不變價。

（二）勞動力投入。選取年平均從業人數作為勞動力投入指標，相對于年末從業人數來說，年平均從業人數更能代表一年中企業生產經營活動的物質基礎。

（三）資本投入。企業用以生產的資本投入一般通過年平均固定資產余額來反映，但考慮到數據的可得性，2005～2008年資本投入指標選取年平均固定資產余額，而2009～2011年選取為固定資產凈值，并用固定資產投資價格指數對其進行平減。

（四）能源投入。選取工業能源消費總量為能源投入指標。

以上指標選取數據來自2006～2012年《中國統計年鑒》以及《中國工業經濟統計年鑒》。

三、實證分析

（一）我國工業能源效率分析。經測算得到39個工業行業在2005～2011年間的能源效率。總的來看，我國工業整體能源效率較低，年均效率值在0.31～0.41之間，這說明我國工業行業總體能源節約的潛力還比較大，在產出規模不變和不考慮技術進步情況下，通過管理水平的提高，工業行業總體能源最大節約量可達到60%～70%。從時間縱向維度來看，工業行業總體全要素能源效率在2005～2010年呈波動上升趨勢，其中2010年下降幅度最大，但2011年又上升，總體上呈現N型發展趨勢。

從各個細分行業的角度來看，能源效率水平比較高的前五個行業是煙草制品業，皮革、毛皮、羽毛（絨）及其制品業，儀器儀表及文化、辦公用品制造業，家具制造業以及廢棄資源和廢舊材料回收加工業，2005～2011年間這五個行業的能源效率的年平均值依次為0.814、0.722、0.695、0.677和0.659。能源效率水平最低的三個行業是煤炭開采和洗選業、水的生產和供應業以及其他采礦業，這三個行業的能源效率的年平均值均低于0.20。雖然煤炭開采和洗選業的能源效率較低，但總體上呈上升趨勢，上升速度較慢；2005～2011年間水的生產和供應業的能源效率一直在低位變動，變動幅度較小；而其他采礦業的能源效率卻出現下降趨勢。

（二）我國工業能源全要素生產率分析。由式（2）可知，Hicks-Moorsteen TFP指數可以被分解為四項：表示生產前沿面移動的技術進步指數（△Tech）、表示決策單元向前沿面移動的技術效率指數（△ITE）、表示在前沿面上移動以取得規模經濟的規模效率指數（△ISE）以及表示調整產出比例以獲得范圍經濟的范圍效率指數（△ISC）。輸入面板數據，可以計算得到2005～2011年各年Hicks-Moorsteen TFP指數及其分解情況。

從工業行業總體角度來看，2005～2011年工業行業能源全要素生產率年均增長9.46%，技術進步年均增長2.31%，而技術效率年均增長3.27%，快于技術進步增長速度。規模效率年均增長0.61%，范圍效率年均增長2.96%。由此可以看出，技術進步、技術效率變化和范圍效率變化是我國工業部門能源生產率提高的主要原因，而規模效率變化對全要素生產率增長的貢獻則較小。

從工業的各個細分行業來看，在2005～2011年間，除了其他采礦業，其余行業的能源生產率都呈現不同程度的增長。能源生產率增長較快的行業有燃氣生產和供應業、電力、熱力的生產和供應業、交通運輸設備制造業、家具制造業，這4個行業的能源生產率年均增長幅度較大，均在14%以上。其中，技術進步和技術效率的改善是燃氣生產和供應業生產率指數提高的主要源泉，技術進步是電力、熱力的生產和供應業生產率指數提高的主要原因，規模效率和范圍效率的改善則是交通運輸設備制造業生產率指數提高的主要源泉，而技術進步、技術效率和范圍效率的改善共同促進了家具制造業生產率指數的提高。

從技術進步來看，在2005～2011年間，39個工業行業中有19個行業技術進步的年均增長率為負值，其中最低的是橡膠制品業，年均增長率為-7.48%；技術進步指數增長最快的3個行業是通信設備計算機制造業、電器機械及器材制造業以及金屬制品業，其年均增長率依次為19.72%、15.60%和15.29%。從技術效率變化來看，在2005～2011年間，39個工業行業中只有金屬制品業和電力、熱力的生產和供應業這兩個行業技術效率呈負增長，其他行業都表現出增長的態勢，其中增長最快的三個行業為其他采礦業、化學原料及化學制品制造業、木材加工制品業，它們的年均增長率依次為9.21%、9.07%和8.25%。從規模效率變化來看，在2005～2011年間，39個工業行業中有12個行業規模效率的年均增長率為負值，其余27個行業均呈現增長態勢，其中增長速度最快的3個行業是文教體育用品制造業、紡織業、煙草制品業，它們的年均增長率為7.79%、7.09%和6.33%。從范圍效率變化來看，在2005～2011年間，39個工業行業中大多數行業范圍效率變化都大于1，表現出增長態勢，只有9個行業的范圍效率是負增長的，其中增長最慢的行業是電氣機械及器材制造業，其年均增長率為-7.56%。

（三）基于效率—全要素生產率矩陣的綜合分析。以工業能源效率和全要素生產率的均值為界，將工業各細分行業劃分為效率（或全要素生產率）大于整體平均值的H組和效率（或全要素生產率）小于整體平均值的L組，那么39個工業行業將被歸入以下4個方陣：第一方陣用H/H表示，其中所含行業的能源效率和全要素生產率變化均大于對應的平均值，表明所含行業不僅當前效率水平較高，而且增長速度較快；第二方陣用L/H表示，其中所含行業的能源效率小于平均值，而全要素生產率大于平均值，表明所含行業目前效率水平較低，但是具有較大的增長潛力；第三方陣用H/L表示，其中所含行業的能源效率大于平均值，而全要素生產率小于平均值，表明所含行業的能源效率較高，但是增長乏力；第四方陣用L/L表示，其中所含行業的能源效率和全要素生產率變化均小于對應的平均值，表明所含行業不僅目前效率較低，而且增長潛力也比較小。

根據上述定義和分類，分析39個工業行業在能源效率和全要素生產率方面的優勢和缺陷。發現處于第一方陣（H/H）的行業有8個，這些行業分別是煙草制品業、木材加工及木竹等制品業、家具制造業、石油加工煉焦及核燃料加工業、化學纖維制造業、有色金屬冶煉及壓延加工業、廢棄資源和廢舊材料回收加工業、電力、熱力的生產和供應業，這8個行業不僅能源效率較高，而且其增長速度也較快。處于第四方陣（L/L）的行業有3個，分別是造紙及紙制品業、化學纖維制造業和其他采礦業，這3個行業不僅目前能源效率較低，而且其增長的潛力也較小。其余行業都屬于第二方陣（L/H）或第三方陣（H/L），它們要么目前能源效率較高但發展后勁不足，容易被其他行業趕超，比如黑色金屬礦采選業、食品制造業等；要么當前能源效率較低，但是具有增長潛力，比如非金屬礦采選業、飲料制造業等。

四、結論

本文利用我國39個工業行業2005～2011年的面板數據，對我國工業行業的全要素能源效率進行分析，得出如下結論：第一，我國工業行業整體能源效率水平不高，但在考察期內呈現變動上升的趨勢；第二，我國工業整體能源生產率呈現增長的態勢，技術進步、技術效率和范圍效率改善是我國大部分工業行業提高能源生產率的主要動力，規模效率變化對生產率增長的貢獻則較小；第三，我國39個工業行業中，大多數行業要么目前能源效率較高但發展后勁不足，要么當前能源效率較低，但是具有增長潛力，能源效率和全要素生產率都處于優勢的行業則較少。

主要參考文獻：

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