中國能源強度的空間特征及供給側影響因素分析

王韶華，張 偉

（1.燕山大學 經濟管理學院，河北 秦皇島 066004；2.燕山大學 區域經濟發展研究中心，河北 秦皇島 066004）

一、引言

2010年以來，中國經濟開始出現疲軟，“三期疊加”問題逐漸顯現，工業部門產能過剩嚴重，對此，2015年中國政府提出供給側結構性改革構想，指明了供給側結構性改革是引領經濟新常態的重要舉措。“十四五”規劃特別強調中國到2030年實現“碳達峰”，2060年實現“碳中和”，為實現這一目標，中國迫切需要落實供給側結構性改革，提高能源利用效率，減少碳排放。

供給側結構性改革作為高質量發展的必然要求，勢必會對中國能源強度產生重要的影響。羅良文、梁圣蓉(2016)[1]認為供給側結構性改革通過對勞動力、資本、科技創新、制度等供給側要素的調整促進經濟結構升級。已有研究分析了個別供給側要素對能源強度的影響，如，張偉與朱啟貴(2012)[2]、Sun等(2020)[3]認為技術進步是降低中國能源強度的最主要因素；吳建新等(2018)[4]的研究發現資本密集度在不同時期對省區能源強度分布的影響均較大；安超、雷明(2019)[5]的研究通過穩態分析和數值模擬實證了人力資本通過克服二氧化碳的負效應降低能源強度；張志強、劉金平(2021)[6]研究發現產業結構高級化與能源強度存在倒“U”型關系。與此同時，現有研究認為中國能源消費具有空間異質性（姜磊、季民河，2011）[7]，李榮杰等(2020)[8]研究發現技術創新、市場化、經濟開放對能源強度的影響具有地區差異性。但由于供給側結構性改革的概念邏輯與分析框架還不完善，因此已有成果從空間相關性出發實證研究供給側結構性改革與能源強度互動機制的較少。文章基于已有研究成果，立足節能減排、供給側結構性改革等現實背景，考慮中國能源強度的空間特征，在揭示供給側要素對能源強度影響關系的基礎上，構建面板回歸模型和空間計量模型，探討影響因素的空間效應，以期通過節能減排與供給側結構性改革的深度融合切實降低中國能源強度，推動中國區域綠色發展取得新的更大進展。

二、中國能源強度的空間分布特征

為了揭示中國各省域能源強度的空間分布特征，文章利用探索性空間數據分析方法描述中國能源強度整體和局部的空間相關性及集聚特征。基于科學性、數據可獲得性等原則，選取2008—2018年中國30個省（區、市）的數據（不包含西藏和港澳臺地區）。能源強度采用能源消費量與地區生產總值的比值進行計算，能源消費量數據來源于2009—2019年的《中國能源統計年鑒》，地區生產總值數據可分別通過各地區統計年鑒獲取，為剔除價格變動的影響，地區生產總值以2008年不變價進行折算。

1.全局空間相關性檢驗

文章運用全局莫蘭指數計算中國能源強度整體的空間相關性，公式為：

式中，yi表示區域i的能源強度，yˉ、s2分別為能源強度的均值與方差，Wij為空間權重距離矩陣元素。由于中國國土面積廣，0～1矩陣無法準確反映地理相對距離，文章采用空間距離權重矩陣，反映中國30個省（區、市）之間的地理距離關系。

利用Geoda軟件計算的2008—2018年中國30個省份能源強度的莫蘭指數如表1所示。中國能源強度的莫蘭指數全部為正，均通過1%的顯著性水平檢驗，測算出莫蘭指數的最小值為0.143，總體趨勢在波動中逐漸變大，說明中國能源強度具有顯著的正空間相關性，并在逐漸增強。

表1 2008—2018年中國能源強度全局莫蘭指數及檢驗結果

2.局部空間相關性檢驗

全局空間相關性檢驗可以從整體上描述中國能源強度的空間相關性及集聚特征，但無法反映中國能源強度在省域上的局部空間特征，因此借助Geoda軟件運用Moran散點圖（如圖1所示），并進一步揭示中國省域能源強度的局部空間相關性及集聚特征（見表2）。

表2 中國能源強度局部空間集聚狀況

由圖1可知，處于第一象限的省（區、市）能源強度具有高值被高值包圍的特征，處于第三象限的省（區、市）能源強度具有低值被低值包圍的特征，處于第二、四象限的省（區、市）能源強度具有高值與低值交錯分布的特征。2008—2018年中國能源強度Moran散點圖省域分布較穩定。新疆、內蒙古、青海、甘肅、寧夏始終位于第一象限，黑龍江、海南、廣東、廣西、湖南、江西、福建、重慶、湖北、河南、安徽、江蘇、上海、浙江始終位于第三象限，北京、陜西、四川、貴州、河北、山東、山西始終位于第二、四象限。天津2009年進入第三象限；云南2013年進入第三象限；遼寧2009—2010年位于第四象限，其余年份位于第三象限；吉林2014年、2016—2018年位于第三象限，其余年份位于第二象限。新疆、內蒙古、青海、甘肅、寧夏地處西部地區，經濟相對落后，地區生產總值和能源利用效率相對較低，因此長期處于第一象限。黑龍江、海南、廣東、廣西、湖南、江西、福建、重慶、湖北、河南、安徽、江蘇、上海、浙江主要分布于東南部地區，經濟相對發達，地區生產總值和能源利用效率相對較高，因此長期處于第三象限。北京、陜西、四川、貴州、河北、山東、山西因其所在省域的發展水平極不平衡，北京和四川的工業化進程領先于周邊地區，因此位于第二、四象限。天津、云南、遼寧、吉林位于中東西交界地帶，受地理位置影響，出現不穩定情況。總體而言，中國東南部省（區、市）屬于高值地區，西北部省（區、市）屬于低值地區，而中部和東北部省（區、市）能源強度具有較大差異。

圖1 2008—2018年中國能源強度Moran散點圖

結合Moran散點圖，2008年以來，處于第一象限（高-高）的新疆、青海、甘肅、寧夏具有顯著的高值集聚趨勢，處于第三象限（低-低）的江蘇、安徽、湖北、上海、浙江、湖南、江西、福建、廣東、廣西、海南具有顯著的低值集聚趨勢，其余省（區、市）能源強度的集聚現象不顯著。寧夏雖然沒有始終處于高值集聚區，但是考慮寧夏與甘肅的接壤面積大、經濟結構相似、生活習慣相似，將其歸為高值集聚區。海南、湖南、江西雖然沒有始終處于低值集聚區，但是考慮湖南、江西與江蘇、安徽、湖北、上海、浙江同處于長江中上游經濟帶，海南與粵港澳大灣區聯動發展，將該三省區歸為低值集聚區。綜合以上分析，中國能源強度具有較強的空間相關性和空間集聚現象，呈東中西三種態勢，因此新疆、青海、甘肅、寧夏是西部高值集聚區，江蘇、安徽、湖北、上海、浙江、湖南、江西、福建、廣東、廣西、海南是東部低值集聚區，北京、天津、陜西、四川、貴州、河北、山東、山西、黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、貴州、四川、重慶是中部差異區。

三、中國能源強度的供給側影響因素

供給側結構性改革是涉及要素、產業和制度三個層面的經濟變革，對中國能源強度具有深遠影響。黃群慧(2016)[9]基于“問題—原因—對策”梳理出了一個關于供給側結構性改革的概念邏輯和分析框架；楚明欽(2016)[10]認為供給側結構性改革要重視創新要素來化解產能過剩問題，提高能源利用效率；魏鵬(2016)[11]認為供給側結構性改革需要合理的制度保障勞動力、資本要素使用效率；高培勇等(2020)[12]認為社會高質量和制度高質量是高質量發展的重要保障；奚劍明、吳瀚然(2021)[13]認為供給側結構性改革中的去產能政策能夠有效減少化石能源的使用，優化能源結構。綜合以上分析，中國供給側結構性改革的經濟機制是激發要素活力、優化產業結構和發揮制度優勢，因此文章梳理出有關“要素—產業—制度”的供給側結構性改革邏輯框架，主要分析資本、勞動力、科技創新、產業、制度五大供給側要素對中國能源強度的影響。

（1）資本

投資的高速增長會帶來經濟擴張，往往體現在地區生產總值的增加，但是在不同的工業化發展時期，對能源消費量的影響不同。工業化前期，投資偏向于重化工業，能源消費旺盛；工業化后期，投資逐漸轉向服務業，能源消費降低[14]。

（2）勞動力

勞動力數量的增長一方面會增加地區生產總值，另一方面由于人口集聚會增加能源消費，特別是家庭能源消費。勞動力的質量體現在勞動力的受教育程度上，即人力資本，在物質資本邊際報酬遞減的約束下，人力資本可以在穩態時實現經濟增長并減少碳排放[5]。

（3）科技創新

科技創新促進經濟增長，被看作是促使能源強度下降的重要因素[16]，不同的技術進步對能源消費的影響不同，江洪、紀成君(2020)[17]研究發現對外直接投資逆向技術溢出提高能源利用效率；錢娟(2020)[18]研究發現能源消耗與能源節約技術進步呈倒“U”型關系。

（4）產業

產業結構被認為是影響能源強度的重要因素，存在四種觀點：一是產業結構促進能源強度下降[19]，二是產業結構抑制能源強度下降[20]，三是能源強度受產業結構的影響微弱，四是產業結構在不同時期對能源強度的影響是不同的[6]。

（5）制度

供給側結構性改革需要向全社會提供有效的制度供給，涉及到一系列體制機制改革。王赫奕、王義保(2018)指出，供給側結構性改革最關鍵的是處理好市場與政府的關系，深化市場制度改革[21]。

四、中國能源強度供給側影響因素的計量分析

基于中國能源強度的供給側影響因素分析，構建中國能源強度與資本、勞動力、科技創新、創新、產業與制度的計量模型。由于中國能源強度的影響因素具有地區差異性[8]，但依照行政劃分的區域分割方法忽略了省（區、市）之間的經濟聯系，從行政和經濟兩方面考慮，結合上文的中國能源強度空間集聚特征分析結果，文章將新疆、青海、甘肅、寧夏劃分為西部地區，江蘇、安徽、湖北、上海、浙江、湖南、江西、福建、廣東、廣西、海南劃分為東部地區，北京、天津、陜西、四川、貴州、河北、山東、山西、黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、貴州、四川、重慶劃分為中部地區。

1.數據來源與變量說明

基于科學性、數據可獲性等原則，文章選取2008—2018年中國30個省（區、市）的面板數據估計以上未知參數，其中，能源強度的來源和處理方法與前文相同。

資本，采用全社會固定資產投資增長率反映資本情況；勞動力使用人力資本指標衡量，假定未上過小學、小學、初中、高中、大學及以上學歷的受教育年份分別為0、6、9、12和16，將就業人員各學歷受教育總人數占全部就業人員的比重與對應的受教育年份相乘后得到勞動力數據；科技創新，利用專利申請授權量反映科技創新情況；產業，利用第二產業產值占地區生產總值的比重反映產業結構情況；制度，利用城鎮國有經濟就業人數與城鎮就業人數的比值反映市場經濟體制改革情況。相關數據來源于歷年《中國統計年鑒》《中國勞動統計年鑒》及各地區統計年鑒。

2.面板回歸模型擬合

為驗證資本、勞動力、科技創新、產業、制度等供給側要素對中國能源強度的影響，建立各要素與能源強度的數量關系：

式(2)中，i分別表示30個省（區、市），t表示時間，energy、invest、human、patent、industry、system分別表示能源強度、資本、勞動力、科技創新、產業、制度等，αi(i=1，2，…，5)表示各自變量的系數，δ表示隨機誤差項，反映了除以上影響因素外，其他因素對能源強度的影響。

考慮中國能源強度的供給側影響因素的地區差異性，利用Stata軟件擬合全國計量模型后，對東、中、西部地區分別進行擬合，結果如表3所示。

表3 面板回歸模型結果

在全國的面板回歸模型結果中，所有系數均通過了顯著性水平檢驗，說明實證研究選擇的供給側指標對能源強度具有影響；東、中、西部地區的面板回歸模型中的部分系數的方向與顯著性發生改變，供給側影響因素的地區差異性具體分析如下。

（1）資本

在全國、東部地區、中部地區、西部地區的模型中，資本均與能源強度呈負相關關系，除西部地區模型外，其余系數均通過顯著性檢驗。對于全國總體而言，投資增速越大越能抑制能源強度。東、中、西部地區與全國的影響方向一致，但西部地區的抑制作用不顯著，可能的原因在于西部地區的投資主要集中于第一產業，且由于投資環境較差，投資增長緩慢，與能源消費的關聯性較低。

（2）勞動力

在全國、東部地區、中部地區的模型中，勞動力與能源強度呈負相關關系；在西部地區模型中，勞動力與能源強度呈正相關關系；除東部地區模型外，其余系數均通過顯著性檢驗。對于全國總體而言，勞動力的受教育程度越高越能抑制能源強度。東部地區、中部地區與全國的影響方向一致，但東部地區的抑制作用不顯著，可能的原因是東部地區人才集聚顯著，造成人力資本邊際效應降低。西部地區與全國的影響方向不一致，可能原因是西部地區人力資本水平的上升得益于工業化進程的加快，造成較高的能源消費。

（3）科技創新

在全國、東部地區、西部地區的模型中，科技創新與能源強度呈負相關關系；在中部地區模型中，科技創新與能源強度呈正相關關系；全部系數均通過顯著性檢驗。東部地區、西部地區與全國的影響方向一致，科技創新能夠有效抑制能源強度。中部地區與全國的影響方向不一致，可能的原因是中部地區的地區差異性大，在不同技術進步的綜合作用下，促進了能源強度的增長。

（4）產業

在全國、東部地區、中部地區的模型中，第二產業比重與能源強度呈正相關關系；在西部地區模型中，第二產業比重與能源強度呈負相關關系；除東部地區模型外，其余系數均通過顯著性檢驗。東部地區、中部地區與全國的影響方向一致，第二產業比重的上升能夠有效抑制能源強度，可能的原因一方面在于重化工業的規模經濟效益顯著，對能源消費的增速低于產值增速；另一方面在于第二產業內部結構的優化，資源密集型產業比重下降，高新技術產業比重上升。西部地區與全國的影響方向不一致，可能的原因是西部地區較其他地區而言工業化進程落后，資源密集型產業比重較大。

（5）制度

在全國、東部地區、中部地區、西部地區的模型中，制度均與能源強度呈正相關關系，除西部地區模型外，其余系數均通過顯著性檢驗。對于全國總體而言，市場改革程度越大越能抑制能源強度。東部地區、中部地區、西部地區與全國的影響方向一致，但西部地區的抑制作用不顯著，可能的原因是西部地區市場化體制不完善，改革進程較緩慢。

3.空間計量模型擬合

通過以上研究發現中國能源效應具有顯著的空間特性，為了更加深入地研究供給側因素的影響，引入能源強度的空間滯后項，構建能源強度的空間滯后項、資本、勞動力、科技創新、產業、制度與能源強度的數量關系如下：

式(3)中，ρ為空間滯后系數，反映相鄰區域單元的工業綠色發展水平對本區域單元的影響；w為空間權重矩陣，仍采用空間距離權重矩陣；其他符號含義與前文相同。

考慮能源強度具有顯著的區域差異，利用Stata軟件只對東部地區、中部地區、西部地區分別進行擬合，結果如表4所示。

表4 空間計量模型結果

東部地區、中部地區，西部地區空間計量模型中的系數與面板回歸模型中的系數影響方向一致，進一步檢驗了供給側影響因素的地區差異性的有效性。

東部地區、西部地區的空間滯后系數顯著為正，結合前述分析，雖然這兩個地區的空間滯后系數均為正，但是東部地區和西部地區的能源強度空間溢出的效果不同。東部地區是低值聚集區，東部地區某一省（區、市）的能源強度降低會抑制其他省（區、市）的能源強度；西部地區是高值聚集區，西部地區某一省（區、市）的能源強度上升會促進其他省（區、市）的能源強度。單從能源強度的影響效果來看，東部地區處于良性循環之中，而西部地區處于惡性循環之中，可能的原因是工業化程度不同，西部地區仍處于工業集聚階段。

中部地區的空間滯后系數為負，結合前文分析結果，說明中部地區各省（區、市）的能源強度差異較大，并且相互抑制，可能的原因在于，研究中的黑吉遼地區、京津冀地區和川渝地區均劃歸為中部地區，地區發展不均衡但是聯系密切，產業轉移較頻繁。

4.空間溢出效應分析

某一省（區、市）的自變量除了會影響本地區的因變量外，還有可能會對鄰近省（區、市）的因變量產生影響，這種空間影響被稱為空間溢出效應；某一省（區、市）的自變量與鄰近省（區、市）的因變量具有正相關關系是正空間溢出效應，具有負相關關系是負空間溢出效應。為了進一步探究中國能源強度的供給側因素影響的空間特征，利用Stata軟件在空間計量模型的基礎上，進一步計算東部地區、中部地區、西部地區的空間溢出效應，結果如表5所示。

表5 空間溢出效應

結果顯示，東部地區的供給側影響因素均未形成空間溢出效應；中部地區的供給側影響因素均具有顯著的空間溢出效應，其中資本、勞動力具有正空間溢出效應，科技創新、產業、制度具有負空間溢出效應；西部地區只有勞動力具有正空間溢出效應，其他供給側影響因素均未形成空間溢出效應。中部地區具有如此顯著的空間溢出效應，是由于地區發展極不平衡，處于協調發展的過渡階段。中部地區受供給側因素的影響會產生不同的溢出效應，針對資本、勞動力要素，中部的鄰近地區存在競爭關系，往往會產生能源強度的正空間溢出效應；針對科技創新、產業、制度因素，中部的鄰近地區存在互助關系，這些因素存在擴散效應，往往會產生能源強度的負空間溢出效應。而東部地區經濟水平高，各個省（區、市）的供給側因素供給較為充沛，既不存在競爭也不產生互助；而西部經濟水平低，各個省（區、市）的供給側因素供給較為貧乏，大多數供給側因素尚未形成競爭，各個省（區、市）的水平相近卻不產生互助，從數據結果來看，勞動力在西部地區開始活躍。

五、結論與建議

1.結論

文章選取2008—2018年30個省（區、市）的面板數據，對中國能源強度進行空間探索性分析，遵循“要素—產業—制度”的邏輯框架梳理供給側結構性改革影響因素，構建計量模型分析供給側結構性改革因素的影響效應及其地區差異性。

第一，中國能源強度具有顯著的空間集聚特征，并且空間集聚趨勢不斷增強，同時呈現出顯著的地區差異性，東部地區是低值集聚區，中部地區是差異區，西部地區是高值集聚區。

第二，投資增速、勞動力質量提高、科技創新、產業結構優化、市場體制改革均能有效抑制能源強度，但具有地區差異性。東部地區的投資增速、勞動力質量提高、科技創新、市場體制改革能有效抑制能源強度，產業結構優化的抑制作用不顯著。中部地區的投資增速、勞動力質量提高、產業結構優化、市場體制改革能有效抑制能源強度，科技創新促進能源強度。西部地區的投資增速、科技創新、市場體制改革能有效抑制能源強度，投資增速、市場體制改革的抑制作用不顯著，勞動力質量提高、產業結構優化促進能源強度。

第三，對于能源強度，東部地區和西部地區具有顯著的正空間滯后系數，中部地區具有顯著的負空間滯后系數。對于供給側影響因素，東部地區未形成顯著的空間溢出效應；中部地區的資本、勞動力具有顯著的正空間溢出效應，科技創新、產業、制度具有顯著的負空間溢出效應；西部地區的勞動力具有顯著的正空間溢出效應，其余供給側影響因素未形成顯著的空間溢出效應。

2.建議

降低能源強度既是中國擺脫能源依賴、促進物質增長的經濟要求，也是愛護環境、構建美麗中國的生態要求，供給側結構性改革意義重大。供給側結構性改革的目標是“三去一降一補”，從研究結果來看，供給側結構性改革取得初步成效，但是中國幅員遼闊，經濟發展階段呈階梯式分布，解決中國問題必須在厘清東部地區、中部地區、西部地區差異性的基礎上，統籌全局，“政策合力”實現“協同發展”。具體的政策建議如下：

第一，東部地區供給側要素供給充沛，想要進一步提高能源利用效率，突破經濟瓶頸，需立足中國與國際的雙重視角，深化供給側結構性改革。對內，供給側要素需依靠政策扶持向中西部地區遷移，鼓勵人才支援、企業合作和政府互助；對外，需進一步提升開放水平，在提供全球服務的同時吸引全球范圍內的高質量要素和人才，注重技術創新與制度供給，成為國際經濟循環中的重要一環。

第二，中部地區能源強度的較大差異源于中部地區經濟發展的不平衡。應在合理分析中部經濟增長極和東部發達地區的輻射作用和范圍的前提下，制定產業聯動政策，促進經濟協同發展。從研究結果來看，中部地區的供給側因素對能源強度的空間效應極為活躍，在政策制定的過程中需重點考慮供給側結構性改革對鄰近地區能源強度的影響，因此政府需要通過依靠網絡信息技術構建聯動與對話平臺，以克服要素、產業、制度方面的信息不對稱性。

第三，西部地區供給側要素供給貧乏，經濟結構較為落后，但西部地區既是中國重要的石油、天然氣等能源的產地，也是中國與亞洲國家的重要連接。政府需要重點開發能源偏向型技術進步、加大人才引進力度，積極建設中國與亞洲國家的陸路交通樞紐，進而吸引資本，引進人才，開發相關產業，激發經濟活力。