中國工業分行業能源效率變化及其影響因素

關 偉，魏 勝，許淑婷

（1.遼寧師范大學 海洋經濟與可持續發展研究中心，遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學 地理科學學院，遼寧 大連 116029）

一、引言

能源是社會經濟發展的重要基礎，能源消耗及其引發的環境問題已成為學術界研究的焦點之一。中國是世界上最大的能源消費國與進口國，其長期的高能源消費強度，導致中國的能源供給與能源安全面臨巨大的挑戰[1]。中國70%以上的能源消費源于工業，降低單位國內生產總值能耗與二氧化碳排放量是節能減排的主要目標，提高工業能源效率是降低能源消耗強度的關鍵。

眾多學者已對工業行業能源效率進行深入研究，研究尺度涉及工業分行業[2-5]、制造業分行業[6-8]以及單個行業[9]的能源效率；研究內容主要圍繞能源效率測度與分解[10]、影響因素、節能潛力等[11-13]；測度方法主要采用數據包絡分析（DEA）和隨機前沿分析（SFA），其中，數據包絡分析因無需函數假設可避免模型設定偏差而被廣泛應用，典型的有超效率DEA、非期望產出的SBM、三階段DEA、DEAMalmquist 等模型。早期多數學者[14-16]對能源效率的研究并未涉及非期望產出，忽略產出的副產品，會導致研究結果與實際情況產生偏差。因此，學者們[17]將非期望產出逐漸納入研究體系。

目前，工業分行業全要素能源效率研究較為成熟，但尚有不足：就資本投入而言，多數學者采用固定資產凈值年平均余額，忽略了折舊問題；就期望產出而言，部分學者采用工業增加值，忽略了中間投入。然而，現有研究中改進資本投入與期望產出的同時，又包含非期望產出的研究較少。鑒于此，本研究基于“生產理論”框架構建評價指標體系，首先，采用SBM 模型對2001—2016 年工業分行業能源效率測度；其次，結合變異系數、核密度估計等方法分析工業分行業能源效率的水平與發展；最后，采用Tobit 模型實證中國工業分行業能源效率的影響因素，以期為中國工業行業節能減排政策的實施提供參考依據。

二、研究方法與指標選取

（一）研究方法

基于非期望產出的SBM 模型是由Tone[18]于2003 年提出的測算效率的模型，與傳統“徑向”和“角度”的數據包絡模型相比，這種模型可以有效解決投入要素的“擁擠”或“松弛”情況，使工業分行業能源效率測度值更加準確。該模型目前應用較廣，模型介紹詳見文獻[19]。

（二）研究對象與指標選取

1.研究對象。2001—2016 年國民行業分類標準歷經兩次修改，為保證行業統計口徑的一致性與分析的合理性，參考李小平和李小克（2018）[20]的做法，最終選取35 個工業分行業。

2.指標選取。能源：選取歷年工業分行業能源消費總量代替能源投入；資本：參考陳詩一（2011）[21]的做法，采用永續盤存法計算資本存量；勞動力：選取歷年規模以上工業分行業年末從業人數代表勞動力投入；工業總產值：采用工業銷售產值代替工業總產值；二氧化碳排放量：利用工業分行業能源消費總量數據，結合IPCC 提供的指數與方法計算。

數據來源：《中國能源統計年鑒》（2013—2017）[22]、《中國工業經濟統計年鑒》[23]（2002—2017）與《中國經濟普查年鑒》（2004）[24]、《中國統計年鑒》（2002—2017）[25]、《中國城市生活與價格統計年鑒》（2002—2017）[26]。

三、結果與分析

（一）工業分行業能源效率變化

本研究基于非期望產出的SBM 模型，采用MaX DEA7.0 軟件對2001—2016 年中國工業分行業的能源效率進行測度，由于測度結果所占篇幅較大，并未將其列出。具體分析如下：

1.各行業能源效率整體呈現上升趨勢，但提升速度相對緩慢。絕大多數行業距生產前沿面較遠，說明各行業能源效率提升潛力較大，同時說明我國工業分行業能源效率水平低下；另一方面，工業總體平均值由2001 年的0.085 增長到2016 年的0.284，提高3.3 倍，提升效果相對顯著，但總體水平仍然很低，多數行業不足前沿面的一半。

2.資本密集型行業與資源密集型行業能源效率差異顯著。樣本期間內，能源效率最高的五個行業基本介于0.300～0.550 之間，分別是計算機、通信和其他電子設備制造業（0.542）、煙草制造業（0.512）、儀器儀表制造業、交通運輸設備制造業（0.302）、電氣機械和器材制造業（0.301），多屬于資本密集型行業；能源效率最低的五個行業基本介于0.020～0.085 之間，分別是水的生產和供應業（0.022）、煤炭開采和洗選業（0.038）、石油和天然氣開采業（0.047）、電力、熱力生產和供應業（0.082）、黑色金屬礦采選業（0.083），多屬于資源密集型行業，能源效率最小值與最大值相差0.520，差距較大。

3.各行業能源效率提升差異顯著。從能源效率提升幅度看，最高的4 個行業依次煙草制品業（0.884）、計算機、通信和其他電子設備制造業（0.779）、儀器儀表制造業（0.425）、交通運輸設備制造業（0.410），這些行業壟斷程度與進入壁壘相對較高，實力雄厚，技術研發與改進能力強；提升幅度最低的4 個行業依次是石油和天然氣開采業（-0.005）水的生產和供應業（0.013）、煤炭開采和洗選業（0.022）、有色金屬礦采選業（0.050），其中，煤炭開采業于2010 年以后效率值基本沒有變化，由于其行業規模不斷擴大，競爭日益激烈，產業附加值逐年下降，同時，環境污染較大。

4.各行業能源效率差異有所擴大。采用變異系數衡量中國工業分行業能源效率的差異程度，如圖1 所示，2001—2016 年中國工業分行業能源效率差異沒有呈現出明顯的收斂趨勢，總體上處于高位運行特征且呈現擴大趨勢。具體來看，2001—2010 年行業間的差異沒有明顯變動幅度，然而2010 年以后，行業間差異幅度提高，這是由于“十一五”規劃綱要促使各行業對產業結構進行了調整和改進，然而并非所有行業都有能力進行調整且力度也存在差距，2013—2016 年能源效率差異有所波動，但并沒有明顯變化。

圖1 工業分行業整體變異系數

（二）工業分行業能源效率的動態演進

為了更直觀描繪出我國工業分行業能源效率的動態演進以及相關特征，本研究將采用核密度估計分析。選取2001 年、2006 年、2011 年和2016 年四個規劃開局第一年的情況為考核剖面，來反映能源效率的變動。

由圖2 可知：第一，從密度分布曲線的中心位置平移來看，密度分布曲線中心整體向右移動，直觀反映出我國工業分行業能源效率處于增長趨勢，但是比較緩慢，這與前文總體描述相一致；第二，從密度分布曲線峰度變化上看，主峰值在不斷下降，主峰寬度在不斷增加，并且右尾在不斷延長，表明我國工業分行業能源效率相對較高的工業行業在逐步增加，同時差異明顯擴大，呈現出“俱樂部分散”特征；第三，從密度分布曲線的形狀來看，主要以單峰形態演化，分布的右側出現幾處輕微“隆起”，表明我國工業行業能源效率差距較大，呈現兩極分化，但是這種現象不是很明顯。

圖2 工業分行業能源效率的核密度分布

四、工業分行業能源效率的驅動因素

（一）模型和變量選擇

根據我國目前工業化所處的階段特點以及前人的研究成果，本研究最終選取市場競爭、企業規模、對外開放、產權結構、外商投資水平、環境規制等6 個基本因素。具體如下：

市場競爭：一般可用行業集中度指標表示，但已有數據無法支撐其計算。因此，選取企業數量進行替代，數量多寡能夠間接反映市場競爭的強度。企業規模：能源與資本、勞動投入要素一樣，存在規模經濟。隨企業規模的不斷擴大，機器設備潛能的發揮，能源效率會有所提高。一般來說，企業規模的大小決定其是否有雄厚的資金支撐與實力強弱。對外開放：開放經濟條件下，開放程度越深，要素的流動性會越強，資源配置效率會更有效，能源效率會更高。產權結構：產權制度不同，激勵機制不同，由于國有企業固有的特性，存在一定弊端，而工業行業中國有及國有控股企業占據相當大的比重。外商投資水平：外商投資一定程度上會對企業的發展產生諸如示范、帶動與激勵作用，但也會給投資地造成一定負面影響，諸如污染企業的轉移。環境規制：合理的環境規制會產生創新激勵，過度環境規制會抑制企業的發展。

以上指標的數據來源于《中國工業經濟統計年鑒》（2002—2017）[23]《中國經濟普查年鑒》（2004）[24]《中國環境統計年鑒》（2002—2017）[27]。

（二）估計結果與分析

研究采用Eviews8.0 軟件進行估計，估計結果如表1 所示。

表1 Tobit 回歸結果

第一，市場競爭中，雖然企業數量對能源效率的影響在1%的顯著水平下為正向，但影響微乎其微，無法顯著促進能源效率提高，這與長期以來的市場機制和企業生存戰略有較大關系。一方面，當前市場機制及環境下，許多企業發展很大程度依賴于數量，一定程度上忽視了質的發展；另一方面，凸顯了我國市場機制與行業準則需進一步完善和加強。

第二，企業規模中，行業總產值與企業數量之間的比值與能源效率存在正向關系，且在1%水平下顯著，說明企業規模的擴大有利于能源效率的提高，企業平均規模每增加1 個百分點，能源效率增加0.013 8 個百分點，在研究期的相當一段時期，我國工業行業的發展基本未達到較高水平，企業發展很大程度上依賴于規模經濟帶來的的收益，由于規模經濟的存在，使得能源、資本、勞動力等要素借助于各項設備合理對資源進行集約化生產利用，從而提高能源效率。

第三，對外開放中，行業出口交貨值與銷售產值的比值與能源效率之間雖存在著負向關系，但并不顯著。原因在于：一方面，國家自實行對外開放后，積極鼓勵支持企業擴大出口與支持企業走出去，有效的激發了企業的積極性；但另一方面，我國固有的工業結構中重工業占較大比重，且其技術創新水平普遍較低，致使產品價值與附加值偏低，嚴重制約了能源效率的提高。

第四，產權結構中，國有（控股）企業資本與行業資本的比值與能源效率之間存在著負向關系，同時在1%水平下顯著，說明國有資本對能源效率具有較強的抑制作用，從系數看，產權結構每增加1個百分點，能源效率降低0.053 8 個百分點。原因是國有（控股）企業雖有雄厚的資金支持，但是存在著管理水平低下，企業競爭意識與發展比較意識薄弱，制約了能源效率的提高。因此，國家和企業自身應該積極鼓勵支持加大其它資本（民營企業、外資企業）的投入力度，進一步釋放企業的活力。

第五，外商投資水平中，三資企業銷售產值占工業總銷售產值的比值與能源效率間存在正向關系，且在1%水平下顯著，說明三資企業對能源效率的影響為正，外商投資水平每增加1 個百分點，能源效率提高0.409 3 個百分點。原因在于三資企業不僅帶來了金融資本、先進的技術與管理人才，同時通過在中國設廠，對相應的企業起到了一定程度的競爭、示范、帶動效應。

第六，環境規制中，廢水與廢氣治理運行費用之和占工業銷售產值之比與能源效率間存在負向關系，且在10%水平下顯著，說明環境規制對能源效率的提高有抑制作用，環境規制每增加1 個百分點，能源效率降低0.293 8 個百分點。環境規制對能源效率的抑制體現在長短期與行業差異兩方面，一方面，短期來看，技術創新與技術引進需要消耗一定的成本，無法在短期內有所突破，長期來看，技術創新與技術引進的消化吸收、轉型需要適應過程與成本；另一方面，行業差異導致部分企業花費的治污成本較大，無法彌補環境規制帶來的成本。因此，政府應該根據行業差異，進行差異化環境規制，并給予適當的技術援助與減稅政策。

五、結論與討論

本研究運用非期望產出的SBM 模型對中國35個二位數工業2001—2016 年能源效率進行測度研究，結合變異系數與核密度估計分析其發展水平，同時運用空間面板Tobit 模型實證中國工業行業能源效率的影響因素。結論如下：

第一，工業分行業能源效率總體呈現緩慢上升趨勢，多數行業距生產前沿面較遠，說明中國工業行業具有較大改進空間，節能潛力巨大，凸顯我國工業水平比較落后；行業間能源效率差異顯著，資本密集型行業能源效率高，提升速度快，資源密集型行業能源效率相對低，提升速度緩慢，因此，國家應重點關注資源密集型行業的發展。

第二，中國工業行業間能源效率差距逐步擴大，并沒有明顯的收斂趨勢，呈現出“俱樂部分散”特征；另一方面，工業行業間發展嚴重不協調，政府應該采取適當手段加以控制。

第三，企業規模、外商投資等對能源效率都有促進作用，對外開放對能源效率的影響不顯著，產權結構和環境規制對能源效率有抑制作用，未來政府與企業應該加大鼓勵其他資本的投入力度，同時加強和完善市場機制和行業規制。

我國正處于工業經濟轉型的關鍵時期，提高工業能源效率對實現綠色發展有重要意義。由于選取的投入產出要素、變量統計口徑以及模型不同，學者們對工業能源效率研究的結果存在差異，但總體上看，無論是中國工業分行業還是中國區域的能源效率都存在增長趨勢。合理選擇與應用指標要素及模型是有效衡量能源效率真實水平的關鍵，行業間是否存在關聯性與溢出效應，以及關聯性與溢出效應的強弱是有待進一步探究的議題。