基于環境約束的我國能源效率演進趨勢研究

王志雄+祁卓婭+徐海龍+牛新星

摘要：文章采用DEA方法測算了我國各省市自治區以及六大區域共同前沿下的能源效率、群組前沿下的能源效率和共同效率。得出，我國省際能源效率基本呈現“東高西低、南高北低”的分布特征。東南沿海地區三大效率均比較高；東北地區群組前沿能源效率下降，共同效率上升；中部地區群組前沿能源效率下降；北部沿海地區共同效率波動明顯呈下降趨勢；西北地區的群組前沿效率不高、總體遞增，追趕效應明顯；西南地區的能源效率偏低，總體平穩。提出了因地制宜的政策建議。

關鍵詞：能源效率；環境約束；六大區域

近年來，能源和環境因素對經濟增長的約束愈加收緊。一方面，隨著我國經濟步入“新常態”，犧牲能源和環境的粗放式增長方式已經難以為繼；另一方面，人民生活水平提高，對環境質量要求更高，使得傳統能源使用和生態環境改善之間矛盾愈發突出。在資源稟賦差，但經濟發展對能源需求和環境改善卻又越來越迫切的情況下，提高能源利用效率、降低生態環境壓力，推進能源節約和污染減排已成為未來我國經濟發展的必然選擇。

“十二五”期間，我國能源使用效率得到一定程度提高，生態環境質量得到一定的改善，但有一些省份依然無法完成節能減排年度分解目標，致使完成情況與預期仍有很大差距。這既反映了我國提高能源效率實踐的復雜和困難程度，也凸顯出了研究提高能源效率和挖掘節能潛力的重要性和緊迫性。加大對我國提高能源效率的研究，分析區域之間能源效率的演進趨勢，有助于因地制宜制定能源政策，改善各地能源效率，實現各區域間經濟與環境的協調發展。

一、 理論背景

目前，學術界對能源效率沒有統一的定義，但內涵基本一致，即能源的投入產出效率。世界用能委員會認為能源效率為提供同等能源服務所減少的能源投入量。Bosseboeuf（1997）認為經濟上的能源效率指用相同或更少的能源獲得更多產出或更好的生活質量。國家發改委能源研究所將能源效率定義為，能源利用中發揮作用的能源量與實際消耗的能源量之比。

能源效率的測度主要基于投入產出分析，依照投入要素類別的多寡，分為單要素能源效率和全要素能源效率兩類。前者將能源作為唯一的投入要素，典型的指標有能耗強度，即單位產值能耗，因計算簡單易于國別比較，常用于政府部門宏觀管理。蔣金荷（2004）從能源物理效率、單位產值能耗和單位產品能耗三方面分析了我國能源效率狀況，并給出相應的改善建議。齊紹洲、李鍇（2010）利用這一指標研究地區間能源效率的收斂問題。該方法的主要問題在于隱含能源是唯一投入的假設。因此，目前主流分析都傾向于后者。后者把勞動、資本、能源等投入要素同時納入分析，GDP為主要產出。魏楚、沈滿洪（2007）采用基于DEA的方法測算了我國各省市全要素能源效率并在聚類分析的基礎之上分析其影響因素；林伯強、杜克銳（2013）分析發現消除要素市場扭曲可提高年均10%的全要素能源效率；孫廣生等（2012）提出從傳統單要素能源效率指標中分解出全要素能源效率的方法。考慮到能源消費帶來的環境影響，學者們開始研究環境約束下的能源效率測算問題。張偉、吳文元（2011）運用“多投入多產出”的DEA模型，結合環境生產函數和環境方向距離函數，分析了長江都市圈1996年～2008年全要素能源效率及其影響因素。

借鑒前人的研究方法，本文以環境約束為基礎，重點分析省際和區域全要素能源效率，創新運用群組前沿和共同前沿分析法進行省際和區域能源效率差異的實證分析。

二、 區域劃分、變量選擇及數據說明

1. 區域劃分。綜合考慮產業結構、資源稟賦和地理區位等因素，結合國家產業規劃和重大經濟發展戰略，將全國劃分為東北地區（黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古）、北部沿海（北京、河北、天津、山東、江蘇）、東南沿海（上海、浙江、福建、廣州、海南）、中部地區（山西、河南、安徽、湖北、湖南、江西）、西南地區（四川、重慶、云南、廣西、貴州）和西北地區（新疆、陜西、甘肅、寧夏、青海）六大區域。考慮到數據的可獲得性及可比性，香港、澳門、臺灣和西藏并未納入研究范圍。

2. 變量選取及數據說明。進行共同前沿分析時，投入要素為資本、勞動力、能源；產出為GDP和非期望產出（污染物）。具體指標處理如下：

資本。根據現有的統計數據，只能獲得以當年價計算的固定資產投資額，資本存量必須通過一定的方法計算獲得。目前最普遍的計算資本存量的方法：

Ki，t表示i省份第t年的資本存量，δ表示資本折舊率，Ii，t表示i省第t年的投資。本文選取資本折舊率為10%。

勞動力。擬采用2000～2015年各省就業人數作為勞動力投入，將WIND提供的季度數據進行年度平均作為實際度量結果。

能源。考慮到能源消費量的可比較性，將煤炭、石油、天然氣等一次能源消費量均折算為標準煤，單位為“萬噸標準煤”。各省2000～2015年能源消費量均來自于《中國統計年鑒》（2001～2013）、《中國能源統計年鑒》（2013～2015）、2016年各省市環境統計公報。

國內生產總值（GDP）。各省市GDP均采用2000年不變價格計算的實際值，各省市名義GDP及GDP指數來自《中國統計年鑒》（2001～2016）。

非期望產出（污染物）。采用傳統的謝拔德距離（Shephard Distance Function）函數，以SO2排放量作為非期望產出。數據來自《中國能源統計年鑒》以及各省的環境狀況公報。

三、 基于環境約束的中國區域能源效率測算結果分析

1. 共同前沿技術效率測算及其變動趨勢。基于規模報酬不變的CCR模型，通過DEAP2.1軟件計算的2000年～2015年我國各省市、六大區域和全國的共同前沿下的全要素能源效率，如表1所示。

全國整體平均來看，全要素能源效率基本上在0.8～0.9區間內起伏波動，2000年～2009年總體上較為平穩，2009年～2011年有所上升，2011年后出現明顯的下跌，且在2014跌破0.8。endprint

區域角度看，六大區域能源效率2008年～2013年明顯上升，2013年后明顯下跌，而2008年之前，東南沿海、北部沿海、西北地區呈波動上升的趨勢，東北地區、中部地區和西南地區則呈波動向下的演進趨勢。空間上，能源效率呈現東部高，中部次之，西部最低，南北方向上南高北低的局面，這與大多數研究我國能源效率區域差異的結論是一致的。

2000年～2015年各省市的共同前沿效率，北京、河北、上海、青海、寧夏和新疆六省市總體呈上升趨勢；而山西、浙江、安徽、福建、江西、河南、湖北、湖南、廣東、重慶有不同程度的下降；其他省份呈不規則波動。東部沿海地區經濟發達省份能源效率有所下降但數值仍然較高，中部地區大多數省份出現下滑趨勢，西部地區的相對效率有所上升，但數值依然較小，體現了西部地區在共同前沿效率方面的追趕效應。

2. 共同前沿效率與群組前沿效率比較。本部分基于CCR模型測算了規模報酬不變條件下，我國六大區域以及全國的群組前沿效率和共同效率（結果見表2、表3）。

六大區域共同效率東西方向上仍然呈現“東部高、中部次之、西部最低”的特征，南北方向上呈現“南高北低”的特征，與共同前沿效率和群組前沿效率分布特征一致，但順序不完全相同。

東南沿海地區共同前沿下的能源效率、群組前沿下的能源效率和共同效率平均值都位于六大區域前列，且效率值的內部差異較小，這同時印證了該地區以技術密集型產業為主的產業特征。其能源群組前沿效率一直呈逐年遞增的趨勢，說明該地區在保持能源效率全國領先的條件下，內部省市的能源效率也在持續優化，且優化水平高于全國的能源效率改善水平。

東北地區群組前沿能源效率水平較高，波動中具有下降的趨勢，但其共同效率具有上升的趨勢。從宏觀經濟上看，東北地區面臨著嚴重的產能過剩，傳統的重工業受到強烈的沖擊，與該地區產業升級較慢，技術水平不高有較大關系，同時人口流出以及國有企業的改革反而使能源利用效率有所改善。

在六大區域中，中部地區共同技術率均值較高，僅次于東南沿海和北部沿海地區，但在共同前沿效率中排名較低，這表明中部地區各省份能源效率提高的空間在外部，是與全國共同前沿的差距。因此，生產技術落后是制約中部地區能源效率提高的主要因素，如何改善或提升中部地區的技術水平成為該區域效率提高的關鍵。

北部沿海各省市與東南沿海經濟總量不相上下，但在產業結構、能源使用方式、資源稟賦等方面存在差異性，能源效率也明顯不同。北部沿海地區共同效率波動明顯且具有下降趨勢，說明其技術出現瓶頸，通過改進技術提升能源效率的方法并不現實，應該尋求其他突破。

西北地區，共同前沿效率明顯低于其他五個區域，群組前沿效率雖然水平不高但呈遞增趨勢，說明其能源效率改進空間需要依賴技術水平的提高。該地區能源效率的分布離散程度高，表明內部各省份技術水平差異較大。西北地區共同效率前幾年較高，但呈逐年下降趨勢，近幾年僅比西南地區高。技術差距變大及導致的效率降低是制約西部地區能源效率提高的因素。

西南地區的能源效率總體運行平穩在全國處于中等偏下。其共同前沿效率和群組前沿效率都表現出輕微下降趨勢，表明隨著全國能源效率水平的提高，西南地區的能效水平升級緩慢，與共同前沿的差距越來越大，群組內部分化也較為明顯。因此，提升技術水平是提高西南地區能源效率的關鍵。

四、 結論及政策建議

1. 結論。我國省際能源效率呈現“東高西低、南高北低”的分布特征。六大區域中，東南沿海、北部沿海和東北地區能源效率呈逐年遞增的趨勢，西北地區、中部地區和西南地區均為波動向下的演進趨勢。

地區之間能源效率差距增大，分化呈逐年增加的趨勢。東西部之間主要是經濟發展水平的差距，而產業結構不合理、技術水平較低也是差距產生的重要原因。另外，氣候條件差異對南北方各省份能源效率差異起主導作用。同時，也可以發現西部地區在共同前沿效率方面的追趕效應，效率差距在縮小。

東北地區群組前沿能源效率水平較高，波動中具有下降的趨勢，但其共同效率具有上升的趨勢。中部地區群組前沿下的能源效率呈逐年下降趨勢，中部地區各省份能源效率提高的空間在外部，是與全國共同前沿的差距。北部沿海地區共同效率波動明顯且具有下降趨勢。西北地區的群組前沿效率雖然水平不高但總體呈遞增趨勢。西南地區的能源效率總體平穩在全國處于中等偏下，共同前沿效率和群組前沿效率都表現出輕微下降趨勢。

共同前沿的全要素能源效率變動中出現兩個拐點，2008年之后六大地區都呈現出上升的趨勢，2013年之后呈現較為明顯的下降。2008年，國內實施擴張性財政刺激政策，宏觀經濟總體運行良好，政府對節能減排工作要求收緊；另舉辦奧運也起到積極作用。2013年后，大量低能效的前期基礎設施投資產能得到釋放，另外經濟開始進入新常態，節能減排的要求相對弱化。

2. 政策建議。2013年以來，我國能源效率出現持續下降的局面，提高能源利用效率迫在眉睫。依據各個區域能源效率的演進和發展趨勢的不同，須因地制宜采取政策措施。東北地區產能過剩和人口流失較為嚴重，應改變能源利用方式，加強人均能源利用的管理。東南沿海省份在保持其能源效率全國領先的條件下，應加強區域內部的能源效率持續優化。中部地區的生產技術落后是制約中部地區能源效率提高的主要因素，改善或提升中部地區的技術水平是關鍵。北部沿海地區應建立與經濟水平相匹配的能源利用措施和政策，加強各省份自身的建設。西北地區近幾年情況有所好轉，但共同效率水平較低，而西南地區則是群組效率較低，應加強區域內省份之間的合作，提高地區群組內的共同能源效率。

參考文獻：

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基金項目：國家社會科學基金重大項目（項目號：2015YD03）。

作者簡介：王志雄（1984-），男，漢族，陜西省神木市人，中國社會科學院研究生院博士生、機械工業技術發展基金會副主任，研究方向為技術經濟及行業政策；祁卓婭（1981-），女，漢族，河北省蠡縣人，機械工業技術發展基金會主任、高級工程師，研究方向為行業基金及科技管理；徐海龍（1987-），男，漢族，山東省泰安市人，中國社會科學院研究生院博士生，研究方向為技術創新與產業經濟；牛新星（1990-）男，漢族，山東省濟南市人，中國社會科學院研究生院博士生，研究方向為技術創新與產業經濟。

收稿日期：2017-11-10。endprint