福建省高技術(shù)制造業(yè)增長與能源消耗的關(guān)聯(lián)性分析★

吳丹丹，蘇錦俊

（廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院，福建 廈門 363105）

引言

制造業(yè)作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，是立國之本、強(qiáng)國之基，也是當(dāng)下大國博弈和國際產(chǎn)業(yè)競爭的焦點(diǎn)。2022年3月世界智能大會明確指出作為制造業(yè)中知識密集、創(chuàng)新活躍、成長性好、附加值高的關(guān)鍵領(lǐng)域，高技術(shù)制造業(yè)近些年來已然成為一國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要推動力和國家安全的重要支柱，引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向[1]。而經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展離不開“綠水青山”[2]，高技術(shù)制造業(yè)在產(chǎn)出高附加值的同時能否做到能源低消耗呢？如何更好地在節(jié)能減排、生態(tài)保護(hù)方面起到引領(lǐng)示范作用呢？這些都成為當(dāng)下亟待探討的問題。

1 高技術(shù)制造業(yè)范圍界定

1.1 高技術(shù)制造業(yè)的含義

高技術(shù)制造業(yè)是指國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)中R&D投入強(qiáng)度（即R&D經(jīng)費(fèi)支出占主營業(yè)務(wù)收入的比重）相對較高的制造業(yè)行業(yè)。R&D表示在科技領(lǐng)域，為增加知識總量、創(chuàng)造新的應(yīng)用進(jìn)行的系統(tǒng)的創(chuàng)造性活動，一般表現(xiàn)為科技人員及經(jīng)費(fèi)的投入。

1.2 高技術(shù)制造業(yè)選取標(biāo)準(zhǔn)

要進(jìn)行對福建省高技術(shù)制造業(yè)與能源消耗的關(guān)聯(lián)性分析，就需要對高技術(shù)制造業(yè)選取合理的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行界定，但是高技術(shù)制造業(yè)的界說在我國學(xué)術(shù)界中眾說紛紜，尚未定論。我國目前官方使用的標(biāo)準(zhǔn)為《高技術(shù)產(chǎn)業(yè)（制造業(yè)）分類（2017）》，其中認(rèn)為高技術(shù)制造業(yè)包括：醫(yī)藥制造，航空、航天器及設(shè)備制造，電子及通信設(shè)備制造，計算機(jī)及辦公設(shè)備制造，醫(yī)療儀器設(shè)備及儀器儀表制造，信息化學(xué)品制造等6大類。對此劃分標(biāo)準(zhǔn)，周國富（2017）等人指出“該高技術(shù)制造業(yè)的統(tǒng)計范圍與現(xiàn)實(shí)并不完全相符”[3]。縱觀國際主流做法主要有兩種，一是OCED依據(jù)R&D經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度來界定高技術(shù)產(chǎn)業(yè)；二為美國商務(wù)部采用R&D經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度和科技人員投入強(qiáng)度兩個指標(biāo)來界定高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。因科技人員是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可小覷的因素，我國學(xué)者周國富（2017）、吳丹丹（2020）等對第二種方法更為贊同，同時認(rèn)為我國高技術(shù)制造業(yè)目前還存在“所處經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段和整體技術(shù)水平不高”的問題，因而在第二種方法基礎(chǔ)之上做出以下兩個方面的變通：一是至少滿足前文提及指標(biāo)的其中之一，即可成為被選定的高技術(shù)制造業(yè)部門；二是每個指標(biāo)的數(shù)量界限高于我國制造業(yè)的平均水平即可[4]。

基于此，本文在國內(nèi)外各官方部門及學(xué)者研究的啟發(fā)下，測算了福建省制造業(yè)分行業(yè)“R&D經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度”、“科技人員投入強(qiáng)度”兩個指標(biāo)，將這兩個指標(biāo)中至少1個指標(biāo)高于平均值的制造業(yè)行業(yè)作為福建省高技術(shù)制造業(yè)。

綜合本文所采用的指標(biāo)測算情況、判別規(guī)則及福建省自身狀況，可得出現(xiàn)階段下福建省符合高技術(shù)制造業(yè)的行業(yè)有14個，分別是：醫(yī)藥制造業(yè)；橡膠和塑料制品業(yè)；通用設(shè)備制造業(yè)；專用設(shè)備制造業(yè)；汽車制造業(yè)；鐵路、船舶、航空航天和其他運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)；電氣機(jī)械和器材制造業(yè)；計算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)；儀器儀表制造業(yè)；化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)；化學(xué)纖維制造業(yè)；黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)；有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)；其他制造業(yè)。基于此，本文將對以這14個行業(yè)作為福建省高技術(shù)制造業(yè)展開分析。

2 經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗關(guān)聯(lián)性研究綜述

目前國內(nèi)諸多學(xué)者對經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了研究。其中脫鉤指數(shù)分析和IPAT模型分析是研究的主流方法。主要有：劉覓穎（2019）運(yùn)用脫鉤理論及脫鉤指數(shù)分解模型對北京市2000—2017 年經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)的脫鉤狀態(tài)進(jìn)行測度[5]；崔木花（2018）運(yùn)用脫鉤指數(shù)模型對地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長與能耗、污染排放的脫鉤情況進(jìn)行實(shí)證分析[6]。劉堯（2018）采用IPAT模型與脫鉤指數(shù)模型，從地區(qū)、國家兩個層面出發(fā)，實(shí)證分析了經(jīng)濟(jì)增長和能源消耗的關(guān)聯(lián)性[7]。

從福建省層面展開的研究相對較少，主要有陳虹、劉金福（2017）通過脫鉤及環(huán)境庫茲涅茨理論從短期、長期兩個時間維度揭示作為生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)的福建省經(jīng)濟(jì)、資源與環(huán)境之間的內(nèi)在聯(lián)系[8]；薛小青（2018）以IPAT模型為基礎(chǔ)，添加環(huán)境稅收因子，就福建省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量相關(guān)影響因素進(jìn)行研究等。

綜上學(xué)者的研究成果，學(xué)術(shù)界對于能源消耗與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)聯(lián)性分析做出了許多貢獻(xiàn)，提供了諸多可供參考的研究思路，但是目前尚未有學(xué)者對福建省高技術(shù)制造行業(yè)的增長與能源消耗關(guān)系進(jìn)行充分探討。為此本文擬從福建省高技術(shù)制造業(yè)出發(fā)，探討其增長與能源消耗之間的關(guān)聯(lián)情況，以期為福建省經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量優(yōu)化發(fā)展提出一些參考建議。

3 福建省高技術(shù)制造業(yè)增長與能源消耗關(guān)聯(lián)性實(shí)證分析

3.1 IPAT模型

3.1.1 IPAT簡介

IPAT模型最初用于形容人類活動對環(huán)境的影響，是于20世紀(jì)70年代，由保羅·拉夫·埃里希、巴里·凱門勒和JP·霍爾德提出，認(rèn)為環(huán)境影響行為因素主要有技術(shù)水平（T）、豐裕指數(shù)（A）和人口（P）三個因素，并據(jù)此提出了環(huán)境資源與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的公式，如下所示：

I(Impact)表示環(huán)境指數(shù)，一般為資源消耗、能源消費(fèi)等；P（population）通常為人口數(shù)量；A（Affluence）為豐裕度，通常為年人均GDP，即A=GDP/P；T（Technology）為技術(shù)，通常表示單位GDP形成的環(huán)境指標(biāo)，即T=I/GDP。

據(jù)此可將公式轉(zhuǎn)變?yōu)椋?/p>

設(shè)基年的GDP為G0、單位GDP能源消耗為T0、能源消耗為I0。容易化簡得到基年的能源消耗為I0=P0×A0×T0=G0×T0，則第n年的能源消耗為：

其中

式中的g表示從基年到第n年的GDP年增長率，t則代表從基年到第n年的單位GDP能源消耗的年降低率。

將式（4）和式（5）代人式（3），則第n年的能源消耗為：

由式（6）可以看出，在經(jīng)濟(jì)變動過程中，能量消耗可能會出現(xiàn)保持不變、逐年下降或者逐年增長三種情況，其條件分別為：

能量消耗In保持不變：g-t=gt；能量消耗In逐年下降：g-tgt；

由此可以求得單位GDP能耗降低、增加或不變率的臨界值為：

如果實(shí)際的單位GDP能耗的年降低率大于臨界值，即t>tk，t-tk>0則能源消耗狀況會連年好轉(zhuǎn)，反之，逐年惡化。

3.1.2 福建省高技術(shù)制造業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗關(guān)聯(lián)性IPAT分析

本文采用福建省14個高技術(shù)制造業(yè)2012-2017年規(guī)模以上工業(yè)增加值作為衡量經(jīng)濟(jì)增長的指標(biāo)；采用14個高技術(shù)制造業(yè)規(guī)模以上工業(yè)綜合能源消費(fèi)量作為反映能源消耗的指標(biāo)；并分別計算g、t、tk、t-tk的值，結(jié)果如表1所示。

表1 相關(guān)計算結(jié)果數(shù)據(jù)匯總

據(jù)上表可知，福建省高技術(shù)制造業(yè)2013、2015、2016、2017四個年份，福建省高技術(shù)制造業(yè)的能源利用狀況為t-tk>0，表示能源消耗在其預(yù)期的臨界值內(nèi)，但2014年卻出現(xiàn)了t-tk<0，即t

3.2 脫鉤指數(shù)分析

3.2.1 脫鉤指數(shù)及其分類

脫鉤指數(shù)分析起源于物理學(xué)領(lǐng)域，用于研究兩個及以上的物理量之間的響應(yīng)關(guān)系是否存在。而OECD將其拓展至農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域，以期制定出合理的農(nóng)業(yè)政策；資源環(huán)境學(xué)者又將其引入環(huán)境等領(lǐng)域，分析經(jīng)濟(jì)與環(huán)境或能耗之間的關(guān)系。

當(dāng)前學(xué)術(shù)界大致將脫鉤指數(shù)分為三類：第一類為經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織提出的脫鉤因子；第二類為Tapio脫鉤模型，為Tapio在從事交通容量與GDP的脫鉤關(guān)系的相關(guān)研究過程中提出的彈性系數(shù)；第三類為陸鐘武教授提出的資源脫鉤指數(shù)。甄國紅、劉海東（2016）二人認(rèn)真比對分析了三類脫鉤指數(shù)的優(yōu)劣：第一類脫鉤因子雖得到廣泛運(yùn)用，但是所表示的是單位GDP的環(huán)境負(fù)載或能源消耗年降低率，因此不能準(zhǔn)確判斷脫鉤的程度和類別；第三類資源脫鉤指標(biāo)雖與國家規(guī)定的GDP增長率及單位GDP能耗緊密相連，并且可從經(jīng)濟(jì)增長與衰退兩種情況劃分能源消耗與GDP的脫鉤關(guān)系，但是就其脫鉤關(guān)系的劃分來說，僅是簡單地劃分為絕對脫鉤、相對脫鉤、未脫鉤三種形式；而第二類彈性系數(shù)指標(biāo)根據(jù)彈性系數(shù)，將脫鉤情況劃分為三大類八小類，更為詳細(xì)，且近年來在國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域已得到廣泛運(yùn)用與深入研究。

因此本文借鑒甄國紅、劉海東（2016）二人的研究，采用Tapio脫鉤模型對福建省高技術(shù)制造業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析。

3.2.2 Tapio脫鉤模型相關(guān)理論

Tapio脫鉤模型計算公式如下所示：

其中△E為能源消耗年增長率，△GDP為GDP的年增長率，依據(jù)n、△E、△GDP的不同可將脫鉤指數(shù)分為三大類八小類，如表2所示。

表2 脫鉤狀態(tài)的劃分

表中所示的八種結(jié)構(gòu)中強(qiáng)脫鉤、弱脫鉤、增長連結(jié)、擴(kuò)張負(fù)脫鉤4種結(jié)果是較好的，且這4種情況的優(yōu)先程度依次減弱，因?yàn)樵谶@4種情況下，增加值是逐年增長的，其中強(qiáng)脫鉤的能源消耗總量是遞減的，而弱脫鉤、增長連結(jié)、擴(kuò)張負(fù)脫鉤3種情況的能源消耗總量增長率為正且依次遞增。強(qiáng)負(fù)脫鉤、弱負(fù)脫鉤、衰退掛鉤、衰退脫鉤這4種情況是不希望看到的，因?yàn)樵谶@4種情況下，增加值是呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢的，尤其是強(qiáng)負(fù)脫鉤這一種情況，在增加值減少的同時能源消耗總量增加，負(fù)面效應(yīng)最明顯。

3.2.3 福建省高技術(shù)制造業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗關(guān)聯(lián)性脫鉤指數(shù)分析

根據(jù)前文所述，本文采用Tapio脫鉤模型對福建省高技術(shù)制造業(yè)2013—2017年經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗狀況進(jìn)行脫鉤分析。本文數(shù)據(jù)的采集時間為2012—2017年，并對該時間段的福建省高技術(shù)制造業(yè)能源消耗與經(jīng)濟(jì)增長間的脫鉤情況進(jìn)行了對比。其中對比的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為能源消耗總量與增加值、能源消耗年增長率與增加值年增長率。

將計算得到的福建省2013—2017年高技術(shù)制造業(yè)的能源消耗年增長率與增加值年增長率代入公式（4），可計算出福建省2013—2017年高技術(shù)制造業(yè)的脫鉤指數(shù)n，并將數(shù)據(jù)整理歸納如表3所示。

表3 福建省高技術(shù)制造業(yè)2013—2017年脫鉤分析相關(guān)數(shù)據(jù)

從表3中可以得出：2013年福建省高技術(shù)制造業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗處于增長連結(jié)狀態(tài)，表示隨著增加值的增長，能源消耗總量也在增加，且兩者增長速度基本保持一致；2014年處于擴(kuò)張負(fù)脫鉤的狀態(tài)，表示隨著增加值的增長，能源消耗總量也在增長，但是能源消耗增長率高于增加值增長率的1.2倍；2015年處于衰退脫鉤狀態(tài)，是一種經(jīng)濟(jì)和能源消耗同時出現(xiàn)衰減，但是能源消耗衰退速度顯著快于經(jīng)濟(jì)衰退速度的狀態(tài)；2016年處于強(qiáng)脫鉤狀態(tài)表示隨著增加值的增長，能源消耗總量在減少，此時經(jīng)濟(jì)增長帶來的環(huán)境壓力較小，是一種比較理想的狀態(tài)；2017年處于弱脫鉤狀態(tài)，表示隨著增加值的增長，能源消耗總量也在增長，但能源消耗增長率低于增加值增長率的0.8倍。

總的來說，福建省高技術(shù)制造業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗狀況并不穩(wěn)定，因?yàn)槊磕甓汲尸F(xiàn)出了不一樣的脫鉤狀態(tài)。但在2013—2017年5年間，福建省高技術(shù)制造業(yè)有4年（2013年、2014年、2016年、2017年）處于上文中所說在脫鉤指標(biāo)的8種結(jié)果中較好的4種結(jié)果，且2015年雖增加值增長率處于下降狀態(tài)但是能源消耗增長率亦處于下降狀態(tài)，且下降幅度高于增加值下降率，即處于不期望看到狀態(tài)中情況最輕的一種。

綜上，雖然福建省高技術(shù)制造業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗整體的脫鉤狀態(tài)處于較好的狀態(tài)，但是也不可否認(rèn)福建省高技術(shù)制造業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗之間仍存在較為密切的關(guān)系，隨時有著“復(fù)鉤”的風(fēng)險。

4 對策與建議

4.1 加快能源技術(shù)創(chuàng)新，提高資源利用效率

對待能源，應(yīng)當(dāng)開源。傳統(tǒng)能源的缺點(diǎn)在不可再生性與污染，因此首先要做的應(yīng)當(dāng)是創(chuàng)造新能源技術(shù)，開發(fā)新能源[9]。縱觀全球及我國能源技術(shù)發(fā)展動態(tài)及創(chuàng)新舉措，可以發(fā)現(xiàn)新興能源技術(shù)正加快對傳統(tǒng)能源技術(shù)的替代且綠色低碳是能源科技創(chuàng)新的主要方向，主要體現(xiàn)在傳統(tǒng)能源的清潔高效開發(fā)、轉(zhuǎn)化、利用與新能源的大規(guī)模開發(fā)利用。

觀福建省現(xiàn)狀，知其礦產(chǎn)、森林等傳統(tǒng)資源豐富，且許多城市的發(fā)展都依賴這些傳統(tǒng)資源。例如三明市將林業(yè)作為經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一；龍巖市全市有各類礦山企業(yè)400余個，礦山直接從業(yè)人員約2萬多人等，但是這些傳統(tǒng)資源是不可再生的，如若過分依賴這些傳統(tǒng)資源發(fā)展經(jīng)濟(jì)，并不是長久之計。福建省應(yīng)當(dāng)充分利用自身在可再生能源方面的資源條件，例如風(fēng)能、核能等，通過大力開發(fā)清潔能源，脫離福建省經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于傳統(tǒng)資源的依賴，以實(shí)現(xiàn)福建省經(jīng)濟(jì)更為持續(xù)、穩(wěn)健地發(fā)展。

4.2 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式

脫鉤問題，實(shí)質(zhì)上是經(jīng)濟(jì)問題。一個地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗之間能否實(shí)現(xiàn)“脫鉤”，歸根結(jié)底來說，與該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式有著密切聯(lián)系。如若不能轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，即使在某些年份實(shí)現(xiàn)“脫鉤”，依然會存在著大概率的“復(fù)鉤風(fēng)險”。所以，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式是經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的必然選擇。因此福建省政府首先應(yīng)將其納入?yún)^(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，制定符合國家發(fā)展方向的階段性產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。其次應(yīng)加強(qiáng)政府各部門的配合，建立有效的監(jiān)督評價體系，確保規(guī)劃的有效實(shí)施。最后應(yīng)限制高能耗產(chǎn)業(yè)的無序發(fā)展，用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，并增加第三產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所占比重，形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，爭取早日實(shí)現(xiàn)“脫鉤”。

4.3 發(fā)揮高技術(shù)制造業(yè)引領(lǐng)作用

從上文的論證中可以發(fā)現(xiàn)，福建省高技術(shù)制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗目前發(fā)展?fàn)顟B(tài)良好，但是仍然有很大的發(fā)展空間。例如，高技術(shù)制造業(yè)中并不是所有的制造業(yè)都是低能耗制造業(yè)，還有一部分是高能耗制造業(yè)。應(yīng)當(dāng)先從它們?nèi)胧郑迷摦a(chǎn)業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢盡快降低能耗，以實(shí)現(xiàn)高技術(shù)制造業(yè)的低能耗發(fā)展，從而帶動福建省整體經(jīng)濟(jì)低能耗發(fā)展。此外，還應(yīng)相應(yīng)《國家能源科技重大示范工程管理辦法》中的號召，將有潛力的高技術(shù)制造業(yè)建立成為示范工程項(xiàng)目，利用的能源技術(shù)及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)成為新的增長點(diǎn)，將由高技術(shù)制造業(yè)構(gòu)成的示范項(xiàng)目作為市場競爭力的標(biāo)桿，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級。