我國西部地區能源效率及影響因素研究

(廣西民族大學商學院，廣西 南寧 530006)

我國西部地區能源效率及影響因素研究

張凌生

(廣西民族大學商學院，廣西 南寧 530006)

本文通過構建DEA模型研究西部地區1990-2016年的能源效率水平，接著運用面板數據實證分析了影響能源效率的因素。結果顯示：西部地區能源效率水平差異較大，個別省份在謀求經濟發展過程中存在能源浪費現象，節能潛力和改進空間巨大；經濟發展水平、產業結構、能源消費結構、科學技術水平、對外開放程度、政府干預、要素稟賦結構對西部地區的能源效率有顯著影響。據此，本文提出了相應的能源效率提升建議。

西部地區；能源效率；影響因素

改革開放以來我國能源消費強度有明顯改善，然而從橫向來看，由于歷史和地理格局原因我國區域間經濟發展不平衡，導致能源利用效率水平也相應地呈現區域特點。東部地區能源效率最高，其次為中部地區，西部地區的能源效率始終處于低水平，這與西部地區的發展程度有巨大關聯。西部地區是我國欠發達地區，技術水平低，能耗量大，隨著工業化、城鎮化的快速推進，“高能耗，低產出”的粗放型增長模式已成為制約西部經濟、社會可持續發展的瓶頸。因此，本文以西部地區為研究對象，從全要素視角出發審視西部地區的能源效率問題，進一步探究能源效率的影響因素，并提出提升西部地區能源效率的路徑，

一、 西部地區全要素能源效率測算

(一)全要素能源效率測算方法

利用數學表達形式是介紹DEA模型最直觀的方法。假設決策單元為DMU，每個DMU都有M種輸入和P種輸出，則第J個決策單元的輸入輸出可以表示為：

Xj=(X1j,X2j,…XMj)T>0

(1)

Yj=(Y1j,Y2j,…YPj)T>0

(2)

對已知的n個決策單元，可用DEA方法來判斷各個單元投入與產出的合理性和有效性，評價的DEA模型為：

u≥0,v≥0

(3)

可將以上分式規劃模型(CzR)轉化為等價的線性規劃問題(F)：

maxρTy0

s.t.ZTxj-ρTyj≥0,j=1,2…n

ZTx0=1

u≥0,v≥0

(4)

以上線性規劃問題(F)的對偶問題可以寫為下面的線性規劃問題(D)：

(5)

λj≥0,j=1,2…n

這里，θ是第j0決策單元的效率評價指數，θ=1表示該點已經達到最優前沿面上，所以是一個有效率的DMU。問題(D)構造了一個最小的輸入達到一定產出的分段線性逼近前沿面的過程。權重λj使投入和產出的樣本值形成一個凸性組合。效率評價指數θ表示給定投入水平下，產出的最大徑向擴張度。

(二)指標選取和數據來源

本文以1990-2016年間我國西部11省區(由于西藏數據缺失，研究不包括在內)的資本存量、能源消費量和勞動力作為投入要素，GDP作為產出要素測算能源效率。

1.國內生產總值(GDP)。本文選取西部11個省區的實際生產總值為產出指標，為進行可比性測算，所有GDP剔除物價因素轉變為不變價GDP，單位為億元。

2.資本存量。本文采用研究中通用的“永續盤存法”估算各地每年的實際資本存量。基本公式為：

Ki,t=(1-φi)Ki,t-1+Ii,t

(6)

該估算方法的難點在于初始資本存量和折舊率的確定。本文沿用包群(2004)的研究方法，假定初始資本存量在1978年一次性全部形成，且1978年的資本存量總額等于當年GDP的3倍。對于折舊率的選擇，吳延瑞(2008)認為折舊率因地區各異，每個經濟體都應有不同的折舊率。因此本文運用吳延瑞研究中采用的各省折舊率。

3.勞動力。本文使用各省區歷年年末就業總數表示。

超聲檢查、CT檢查及MRI聯合檢測診斷敏感性、特異性，高于單一超聲檢查、CT檢查及MRI檢查（P＜0.05），見表2。

4.能源投入。本文采用各省區歷年能源消費總量來表示。

以上指標數據，均來源于各省區歷年統計年鑒。

(三)西部各省區全要素能源效率測算結果

通過以上數據整理，根據DEAP2.1軟件包進行投入導向型DEA分析，得到西部省區全要素能源效率測算結果(表1)：

表1 主要年份西部省區全要素能源相對效率

通過上表可發現，在1990-2015年期間，西部11省區中全要素能源相對效率平均值最高的省份是廣西、內蒙古、新疆和重慶，其中廣西和內蒙古全時期的平均值為1，表明考察期內兩省份始終處于生產最優前沿面上，在西部11個省區中相對于其他省區能源利用效率是最高的；新疆、重慶也有若干年位于前沿面上。而全時期能源相對效率平均值最低的省份依次是貴州、甘肅，同最優前沿面上的省份相比，其均值從未超過0.7。如果以最近的2015年測算結果看，處于能源效率最優前沿面上的省份依然是廣西和內蒙古，寧夏和重慶也達到了前沿面的水平；距離前沿面較遠的是新疆、青海和寧夏，其中青海的能源相對效率僅為0.69。這意味著這些能源相對效率較低的省份在謀求經濟發展過程中存在巨大能源損耗，也預示著這些省份的能源生產利用效率不高，節能潛力和改進空間巨大。

二、西部地區能源效率的影響因素分析

(一)變量選取與模型設定

影響能源效率的因素很多，針對西部地區經濟發展的現狀，本文著重考慮以下幾方面對能源效率的影響：

1.經濟發展水平。劉志雄(2011)對經濟增長與能源消費的研究表明，能源消費與經濟增長之間存在雙向格蘭杰因果關系，能源消費促進經濟增長。本研究采用不變價GDP的對數Ln(GDP)來表示經濟發展水平。

2.要素稟賦結構。毛豐付、潘加順(2012)以實際資本存量與總勞動力數量的比值來衡量要素稟賦結構，研究資本深化對勞動生產率的影響。本文采取相似做法，以要素稟賦結構衡量資本深化程度，運用資本存量與就業人口總量的比值(KL)來量化該指標。

3.產業結構。第三產業多為低耗能的服務業、高新技術產業，在經濟結構中占比越大，越有助于提升能源效率。本文研究的產業結構采用第三產業增加值占當地GDP的比重(THRIS)來表示。

4.能源消費結構。煤炭等非可再生能源，不僅利用率低，大量消費還會產生較多污染物，眾多研究表明以煤炭等非清潔能源為主的能源結構，不利于能源效率提升。采用各省區煤炭在能源終端消費中的占比表示能源結構(ES)。

5.對外開放。對外開放會通過技術擴散影響到地區能源效率。但不是任何地方都能產生技術外溢效應，相反，低水平的外資質量以及依賴高耗能產業為主的出口模式都嚴重抑制能源效率提升。為了考察對外開對地區能源效率的最終影響，采用各省區進出口總額占當年GDP之比(EXP)來表示對外開放。

6.技術進步。徐士元(2009)運用研究經費投入作為技術進步的主要衡量指標對能源效率進行回歸檢驗，效果顯著。本文借鑒相應做法選取科學技術支出占GDP的比重表示技術進步狀況(Te)。

所有數據來源于《新中國60年統計資料匯編》、《中國能源統計年鑒》和歷年《中國統計年鑒》，數據研究區間為1990～2015年。

根據以上解釋變量的選取，設定以下面板數據模型：

EFFEi.t=C+β0LnGDPi.t+β1LnKLi.t+β2ESi.t+β3LnTEi.t+β4LnTHRISi.t+β5EXP+εi.t

(二)回歸結果與分析

運用EVIEWS6.0對(7)式模型進行回歸和檢驗，估計結果見(8)式： EFFEi.t=1.45-0.08LnGDPi.t+0.08LnKLi.t-0.07ESi.t(0.0000) (0.0000) (0.0000) (0.0000) +0.01LnTEi.t+0.04LnTHRISi.t+0.03EXP+εi.t

(8) (0.0373) (0.0036) (0.0005)

估計中：R2=0.98，P值很小，所有解釋變量的系數均通過5%的顯著性水平。從計量結果可以看出：(1)經濟發展水平抑制全要素能源效率提高。這是由于西部地區在發展經濟的過程中不注重能源的集約化利用，一味通過增加投入要素驅動經濟增長，因此在經濟勢頭向好的同時難以掩蓋能源大量消費，忽視能源利用效率的的現象。(2)資本深化促進能源效率提高。回歸結果表明，要素稟賦上升與能源效率同步上升，這說明資本深化對西部地區能源效率呈正向影響。(3)能源結構對能源效率起抑制作用。以煤炭消費為主導的能源結構與能源效率高度負相關，煤炭消費占比增加1%將會使能源效率降低0.07%，這與我國當前碳基能源利用技術水平低有巨大關聯。(4)技術進步有利于能源效率提升。從回歸分析結果看，技術進步每提高1個百分點，全要素能源效率大約提高0.01個百分點。這表明以研發經費投入來衡量的技術進步有利于企業提升節能技術、勞動力素質水平，技術的外溢效應還能帶動整個經濟系統的能源利用效率。(5)對外開放不利于能源效率改善。以進出口總額衡量的對外開放高度負顯著，這表明西部地區在國際貿易中處于不利地位，出口的商品主要屬于高耗能、產業鏈低端行業，因此國際貿易上升引致能源效率下降。(6)產業結構對能源效率有重要作用。從估計結果看，第三產業增加值占比每拉高1%，能源效率相應提高0.04%。這表明，經濟結構應該偏向發展以高新技術和服務業為代表的第三產業，減少高耗能產業大規模擴張。

三、加快西部地區能源效率提升的路徑

根據本文研究結果，為提升西部地區能源效率有以下建議：

首先，推動生產發展方式向集約型轉變。從上述分析可知，西部地區的經濟發展方式仍然屬于粗放型，依靠生產要素投入驅動GDP增長。因此，必須加速推動西部地區經濟由“增長”向“發展”轉變，貫徹綠色經濟、循環經濟、可持續經濟理念，提升各類生產要素尤其是能源要素的集約化利用程度，充分發揮能源效能。其次，以發展高新技術產業和高質量服務業為依托，優化升級西部地區產業結構。通常高新技術產業和以服務業為代表的第三產業在發展過程中具有耗能少、高產出、清潔高效的特點，所以致力于優化升級產業結構，有利于引導能源要素自發向高效率部門流動，以此改善能源效率水平。因此，西部地區應發展可持續的、能適應經濟新常態的產業布局，從政策層面鼓勵、引導第三產業和高新技術產業發展，并利用相應財稅制度給予物質支持和保障，同時逐步限制高能耗行業生產擴張，幫助其轉型或淘汰落后的高耗能產業。再次，在產品進出口方面做到科學、合理規劃，避免由于片面追求出口增長額而一味生產高能耗、低附加值產品的短視利益行為，力爭在對外貿易中處于價值鏈中高端，鼓勵出口高附加值產品，減小對能源依賴。最后，西部地區的技術進步對能源效率具有正向影響，表明通過提高技術水平從而提升能源效率具有巨大空間。一方面，西部地區需要通過加大研發投入，提升企業自主創新力，更新生產設備，創新節能技術，引進先進管理經驗，提升勞動力素質，提高能源效率；另一方面，西部地區也需要加強對廢料的循環利用，使能源原料在消費過程中得到更充分利用，做到從源頭上提高節約能力。

[1] 包群：《外商直接投資與技術外溢：基于吸收能力的研究》，博士學位論文，湖南大學國際貿易學系，2004年，第85頁.

[2] 吳延瑞：《生產率對中國經濟增長的貢獻：新的估計》，《經濟學：季刊》，2008年第7期.

[3] 劉志雄，梁冬梅：《中國低碳經濟發展的能源消費分析及比較》，《生態經濟(中文版)》，2011年第1期.

[4] 毛豐付，潘加順：《資本深化、產業結構與中國城市勞動生產率》，《中國工業經濟》，2012年第22期.

[5] 師博，沈坤榮：《政府干預、經濟集聚與能源效率》，《管理世界(月刊)》2013年第10期.

[6] 徐士元：《基于技術進步與市場化改革的中國能源效率研究》，博士學位論文，華中科技大學管理科學與工程系，2009年，第93頁.

項目資助：廣西民族大學2015年研究生教育創新計劃項目《我國西部省區能源效率的現狀、影響因素及提升路徑研究》(編號：gxun-chxs2015048)。