中國區(qū)域能源經(jīng)濟(jì)效率測度與影響因素分析
——基于DEA-CCR面板回歸模型實證研究

彭松

（湖南科技大學(xué) 商學(xué)院，湖南 湘潭 411201）

1 引言

改革開放以來，我國不加節(jié)制地消耗化石能源來發(fā)展經(jīng)濟(jì)，雖然在短時間內(nèi)完成了其他發(fā)達(dá)國家經(jīng)歷長時間才完成的工業(yè)和現(xiàn)代化進(jìn)程，但是隨著我國的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，這種先發(fā)展后治理的發(fā)展觀念和以能源的高投入來促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，不僅經(jīng)濟(jì)效率低下，而且給我國的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。能源是國民經(jīng)濟(jì)的動力和引擎，國家的能源體系正朝著清潔能源的方向發(fā)展，能源問題成為我國社會發(fā)展的焦點問題。我國不同區(qū)域之間由于各種經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素存在著差異，導(dǎo)致能源經(jīng)濟(jì)效率出現(xiàn)不同的區(qū)域特征，需要科學(xué)分析我國地區(qū)間能源經(jīng)濟(jì)效率現(xiàn)狀及其差異，研究其影響因素對能源經(jīng)濟(jì)效率的關(guān)系，避免走資本主義以往的工業(yè)革命“先污染，后治理”老路，促進(jìn)國家可持續(xù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，提出有針對性的政策建議。據(jù)此，本文研究的能源經(jīng)濟(jì)效率這一方面的內(nèi)容對中國現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義。

2 文獻(xiàn)綜述

在地區(qū)能源經(jīng)濟(jì)效率研究方面，許多學(xué)者都認(rèn)可傳統(tǒng)的能源經(jīng)濟(jì)效率的定義，構(gòu)建出能源經(jīng)濟(jì)效率的相關(guān)衡量指標(biāo)，通過數(shù)據(jù)包絡(luò)的分析方法（DEA），測算出地區(qū)的能源經(jīng)濟(jì)效率。國外研究主要集中在研究產(chǎn)業(yè)和企業(yè)的能源經(jīng)濟(jì)效率及其影響因素或因素變動趨勢情況。Ki-Hoon Lee（2015）研究發(fā)現(xiàn)在韓國的重工業(yè)發(fā)展過程中，影響能源投資的因素主要有市場因素和組織或個人因素，尤其在鋼鐵冶煉與制造行業(yè)中這兩個因素更為顯著。特別是經(jīng)濟(jì)因素和組織因素嚴(yán)重影響鋼鐵行業(yè)的能源效率[1]。Nevenka Hrovatin（2016）對于848家斯洛維尼亞制造業(yè)公司（2005—2011年）的面板數(shù)據(jù)研究了影響企業(yè)投資能源效率和清潔技術(shù)決策的因素，認(rèn)為外資所有權(quán)和經(jīng)理對未來需求的期望只會影響能源效率投資，而清潔技術(shù)投資則受到經(jīng)理人對公司未來業(yè)務(wù)狀況預(yù)期的影響[2]。

國內(nèi)學(xué)者主要集中研究地區(qū)間的能源經(jīng)濟(jì)效率與影響因素分析，并且多數(shù)利用DEA測算能源經(jīng)濟(jì)效率值。王維國、范丹（2012）用數(shù)據(jù)包絡(luò)模型測算了我國東部、中部、西部的28個省、市、區(qū)1999—2010年的全要素能源經(jīng)濟(jì)效率，認(rèn)為我國2000年后經(jīng)濟(jì)發(fā)展與全要素能源經(jīng)濟(jì)效率指數(shù)呈現(xiàn)“U”形趨勢，技術(shù)效應(yīng)可以促進(jìn)中西部地區(qū)全要素能源經(jīng)濟(jì)效率，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整顯著抑制了中西部地區(qū)的全要素能源經(jīng)濟(jì)效率[3]。張志輝（2016）應(yīng)用Bootstrap糾正的共同前沿DEA方法，測算2000—2012年的中國區(qū)域能源效率，發(fā)現(xiàn)總體上東中西部地區(qū)共同前沿能源效率呈梯狀分布特征，并表現(xiàn)為波動下降的趨勢，中西部與東部地區(qū)之間的能源效率差距逐年擴大。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城市化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資本存量、能源結(jié)構(gòu)、能源價格、政府干預(yù)等因素對能源經(jīng)濟(jì)效率均有著顯著影響，且影響機制存在差異[4]。

綜上所述，學(xué)者們利用DEA對能源經(jīng)濟(jì)效率做了大量廣泛而深入的研究，但存在以下不足之處：①大部分研究采用單一化的指標(biāo)，能源效率值指標(biāo)難以體現(xiàn)效率因素；②沒有深入分析影響因素對綠色經(jīng)濟(jì)效率的影響；③做出的相關(guān)政策措施針對性不足以達(dá)到節(jié)能減排的最終目標(biāo)。

本文創(chuàng)新之處主要表現(xiàn)在：①采用合理化的指標(biāo)用DEA-CCR模型測度2006—2016年中國省際能源經(jīng)濟(jì)效率代替了傳統(tǒng)的具有爭議的能源效率值；②深入分析地區(qū)差異，所以本文將采取中國三大區(qū)域劃分方式，對東、中、西部地區(qū)進(jìn)行深入研究，構(gòu)造固定效應(yīng)模型深入分析影響能源經(jīng)濟(jì)效率的因素；③提出針對性且具有現(xiàn)實意義的節(jié)能減排措施，提高中國能源經(jīng)濟(jì)效率，從而使中國經(jīng)濟(jì)健康平穩(wěn)地可持續(xù)發(fā)展。

3 中國區(qū)域能源經(jīng)濟(jì)效率測算

3.1 指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)來源

本文測算全要素綜合效率-能源經(jīng)濟(jì)效率選取樣本面板數(shù)據(jù)為2004—2014年，輸入因子主要包括總能耗（萬噸）、勞動力人口（萬人）和資本存量（億元）三個變量，產(chǎn)出因素是GDP。其中，總能耗采用每個地區(qū)每年年底的能源消費總量表示，勞動力人口用每年年底的就業(yè)人口總數(shù)表示，資本存量以單豪杰最新研究成果的永續(xù)盤存方法表示，將2006年作為計算基準(zhǔn)期，計算了2006—2016年各地區(qū)的資本存量[5]。折舊率采用大多數(shù)文獻(xiàn)研究所選取的10.96%，計算公式為：Ki，t=Ki，t-1（1－δ）+Ii，t/Pi，t.期望產(chǎn)出則以 2006年為基期，剔除價格因素作GDP平減處理，由此得到2006—2016年的各省實際GDP，非期望產(chǎn)出的衡量測算，筆者認(rèn)為由于研究的文獻(xiàn)中都存在著局限性，所以本文將以工業(yè)廢氣替代非期望產(chǎn)出。本文的數(shù)據(jù)來源于《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》等。限于篇幅，原始數(shù)據(jù)不再列出。

3.2 DEA-CCR模型測算結(jié)果

區(qū)域能源經(jīng)濟(jì)效率值測算結(jié)果如表1所示。

表1 2006—2016年中國區(qū)域能源經(jīng)濟(jì)效率均值（基于CCR模型測算）

3.3 能源經(jīng)濟(jì)效率的測算結(jié)果分析

本文通過DEA的CCR模型測算出中國區(qū)域能源經(jīng)濟(jì)效率值，得出以下結(jié)論：2006—2016年間全國均值基本在0.68～0.79范圍內(nèi)波動，能源效率值有待進(jìn)一步提升。不同地區(qū)的能源經(jīng)濟(jì)效率總體上呈下降趨勢，該結(jié)果與柳亞琴（2016）等學(xué)者研究的結(jié)果相吻合，這是因為隨著我國經(jīng)濟(jì)體制改革，中國的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，成為美國之后當(dāng)今世界上第二大經(jīng)濟(jì)體。然而從實證數(shù)據(jù)中可以看出，中國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展是能源高投入的結(jié)果，且能源資源利用效率低導(dǎo)致能源大量浪費。從研究的結(jié)果中可以看出，東部省份能源經(jīng)濟(jì)效率值為0.827，中部省份為0.709，西部省份為0.591.因為東部沿海地區(qū)的省份經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，改革開放比較早，利用政策優(yōu)勢推動生產(chǎn)率極大提高，積累了大量的資金、技術(shù)優(yōu)勢條件，所以能源經(jīng)濟(jì)效率值比較高；中部地區(qū)省份雖然實施“中部崛起”戰(zhàn)略，但是由于工業(yè)發(fā)展稍晚于東部沿海地區(qū)省份，受資金和技術(shù)條件制約，主要以高能耗、高污染的重工業(yè)為主，東部地區(qū)省份落后的重工業(yè)和制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，能源經(jīng)濟(jì)效率不高[6]；西部地區(qū)省份由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平比較低，工業(yè)化程度比較低，缺乏資金和技術(shù)，能源經(jīng)濟(jì)效率值不高。東、中、西部及全國能源經(jīng)濟(jì)效率均值如圖1所示。

圖1 東、中、西部及全國能源經(jīng)濟(jì)效率均值

4 中國各區(qū)域能源經(jīng)濟(jì)效率影響因素及其實證分析

4.1 模型中的變量數(shù)據(jù)來源與設(shè)定

根據(jù)相關(guān)研究，設(shè)定影響因素變量如下：①經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平包括人均GDP（PY）人均GDP平方（PY2），驗證能源經(jīng)濟(jì)效率與人均GDP之間的關(guān)系來表示；②城市化水平用城市化率（POP）來表示；③市場運行環(huán)境變量用第二產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比例（HEAVY）來表示；④教育投入用人均受教育年限（EDU）來表示，具體采用的方法是小學(xué)、初中、高中、大專及以上分別按6、9、12、16年處理，乘以該地區(qū)不同學(xué)歷人口的比例[7]；⑤宏觀環(huán)境政策變量用各地區(qū)污染治理投資占各省當(dāng)年GDP比例（WRZL）來表示，能源經(jīng)濟(jì)效率影響因素指標(biāo)體系說明如表2所示。以上數(shù)據(jù)均來源于《中國統(tǒng)計年鑒》《中國勞動統(tǒng)計年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》以及各省統(tǒng)計年鑒。

表2 能源經(jīng)濟(jì)效率影響因素指標(biāo)體系說明與描述性分析

4.2 模型的設(shè)定與結(jié)果分析

由于固定效應(yīng)模型可以分離出相對于觀察對象或者時期固定的常數(shù)以反映截面差異或者時間趨勢，因此本文采取固定效應(yīng)模型分析中國區(qū)域能源經(jīng)濟(jì)效益的影響因素，固定效應(yīng)計量模型如下：

式（1）中：β0為地區(qū)i的截距恒量；εit為隨機擾動項。

固定效應(yīng)模型估算結(jié)果如表3所示。

表3 固定效應(yīng)模型估算結(jié)果

4.3 能源經(jīng)濟(jì)效率影響因素估計結(jié)果分析

本文從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城市化水平、市場運行環(huán)境、教育投入、宏觀環(huán)境政策等五個變量來著重分析這些影響因素對能源經(jīng)濟(jì)效率的作用效果。

從全國層面來看，能源經(jīng)濟(jì)效率與人均GDP之間存在“U”形關(guān)系，PY的系數(shù)為負(fù)，PY2的系數(shù)為正，能源經(jīng)濟(jì)效率隨著生產(chǎn)總值的增長表現(xiàn)為先下降然后再上升，說明了我國在發(fā)展經(jīng)濟(jì)一開始是以粗放式的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式發(fā)展的，能源經(jīng)濟(jì)效率不斷下降，當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度的時候，經(jīng)濟(jì)開始向能源節(jié)約型、集約式的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式去發(fā)展；城市化水平的城市化率系數(shù)為負(fù)且效果不顯著的，說明城市化對經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到很重要的角色和地位，城市化給人們帶來生活水平的提高和生活方式的轉(zhuǎn)變，但城市化所帶來的問題也是很多的，兩者作用下導(dǎo)致不顯著，如城市化的大量基礎(chǔ)設(shè)施和住宅建筑需要大量的高能耗建筑材料，不合理的城市規(guī)劃造成大量資源、能源的浪費，導(dǎo)致能源經(jīng)濟(jì)效率下降；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)占GDP比例的系數(shù)模型為負(fù)且顯著，中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于工業(yè)化中后期的階段，重工業(yè)占比很大，高投入、高污染、高能耗造成能源經(jīng)濟(jì)效率低下，第二產(chǎn)業(yè)比重的占比高將不利于能源經(jīng)濟(jì)效率值的提高；教育投入的系數(shù)都為正，教育的投入對能源經(jīng)濟(jì)效率值有促進(jìn)作用。這說明了我國應(yīng)當(dāng)加大教育投資，提高人力資本，培養(yǎng)人們的經(jīng)濟(jì)環(huán)保意識，從而有利于提高能源經(jīng)濟(jì)效率；宏觀環(huán)境政策的系數(shù)為負(fù)且顯著，這說明政府采取的環(huán)境規(guī)制政策沒有達(dá)到預(yù)期的效果，這是因為政府在投入資源治理污染時占用了本來投入生產(chǎn)中的資源，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，因此表現(xiàn)為負(fù)顯著，這一結(jié)果與鄒維勇等（2018）研究的結(jié)果基本一致[8]。

從三大區(qū)域的層面上看：對于人均GDP，東、中部地區(qū)的能源經(jīng)濟(jì)效率與人均GDP呈“U”形關(guān)系，與全國層面結(jié)論一致，但西部地區(qū)人均GDP系數(shù)為正，人均GDP平方為負(fù)且顯著性較弱，說明能源經(jīng)濟(jì)效率與人均GDP存在線性正向關(guān)系，即隨著經(jīng)濟(jì)的增長，能源經(jīng)濟(jì)效率會隨之而提高；對于城市化率，東、西部地區(qū)城市化水平的城市化率系數(shù)為負(fù)，但中部地區(qū)系數(shù)為正，東、中部地區(qū)系數(shù)顯著，這說明區(qū)域城市化對能源經(jīng)濟(jì)效率有積極也有消極的作用，導(dǎo)致系數(shù)正負(fù)并不確定；對于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)占GDP比例，東、西部地區(qū)系數(shù)為負(fù)且顯著，中部地區(qū)系數(shù)為正且不顯著，有相關(guān)研究表明這是因為中部地區(qū)規(guī)模報酬遞增規(guī)律，能源經(jīng)濟(jì)效率會隨著工業(yè)產(chǎn)值比例的提高先上升后下降，呈現(xiàn)出倒“U”形曲線，而模型系數(shù)的顯著性都比較強；對于教育投入，東、中、西部地區(qū)系數(shù)均為正且顯著，說明教育對于提高能源經(jīng)濟(jì)效率存在積極的作用；對于環(huán)境污染治理，東、中部地區(qū)系數(shù)為正且不顯著，西部地區(qū)為負(fù)且顯著，說明政府環(huán)境治理方面的效果各異，環(huán)境的治理投入對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用和環(huán)境治理投入對發(fā)展經(jīng)濟(jì)的資源占用作用大小不同，導(dǎo)致系數(shù)存在差異。

綜上所述，各個影響因素對中國地區(qū)能源經(jīng)濟(jì)效率的影響程度和顯著性水平因為各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、開放程度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)狀況、國家政策的作用等存在差異而有所不同，本文通過固定效應(yīng)模型的計量分析后，對如何改善能源經(jīng)濟(jì)效率明確了大致的方向。

5 結(jié)論與建議

本文利用DEA的CCR模型測算2006—2016年中國各地區(qū)省際能源經(jīng)濟(jì)效率，并且構(gòu)建固定效應(yīng)模型深入分析影響因素對能源經(jīng)濟(jì)效率的作用效果作計量分析，得出了如下結(jié)論：①能源經(jīng)濟(jì)效率在東、中、西部三大區(qū)域存在一定程度上的差異，中國地區(qū)能源經(jīng)濟(jì)效率值是東部最高，中部次之，西部是最低的；②構(gòu)建FE模型，深入分析經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城市化水平、市場運行環(huán)境變量、教育投入、宏觀環(huán)境政策變量五個變量對能源經(jīng)濟(jì)效率的作用，研究得出，各個影響因素的影響方向和程度以及顯著性水平有所不同。

通過上述的研究結(jié)果，提出以下幾點有針對性的建議：①建立合理的能源消費模式，開發(fā)新能源和可再生能源。大力推進(jìn)科技進(jìn)步，構(gòu)建我國新型的高效節(jié)能和低碳的生產(chǎn)體系，通過減少化石能源的消耗需求，優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長的方式。②加強城市規(guī)劃，構(gòu)建和諧、環(huán)保的現(xiàn)代化城市。通過化解城市化與能源消費之間的矛盾，實現(xiàn)人口、經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境三方面的可持續(xù)發(fā)展[9]，革新城市制度與環(huán)保技術(shù)，合理利用能源，充分考慮資源與生態(tài)的環(huán)境承載能力。③調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。加快落實產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的相關(guān)政策和措施，限制高能耗產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。④推廣環(huán)境教育，提高民眾的環(huán)保意識，使環(huán)保深入民眾理念。城市環(huán)境的治理，要靠人們積極配合與支持。⑤完善節(jié)能減排的相關(guān)政策，提高節(jié)能減排的行政力度。環(huán)境治理不僅僅停留在財政在環(huán)保上的支出，還要在政策上促使高耗能企業(yè)降低能耗。⑥加強東、中、西部地區(qū)間資金、技術(shù)和人才的流動，交流節(jié)能減排經(jīng)驗，加強地區(qū)之間學(xué)習(xí)交流活動，促進(jìn)地區(qū)與地區(qū)交流合作，改變地區(qū)間能源經(jīng)濟(jì)效率差異進(jìn)一步擴大的趨勢，全面提高地區(qū)能源經(jīng)濟(jì)效率。