“碳中和”目標下遼寧省資源型城市能源綠色效率測度分析

馬芷郁，李紅艷，2，張鑫

（1.遼寧生態工程職業學院 經濟與管理學院，遼寧 沈陽 110122；2.東北財經大學 管理科學與工程學院，遼寧 大連 116025；3.沈陽裕發電力工程設計有限公司，遼寧 沈陽 110122）

在持續強化頂層設計，將碳達峰和碳中和納入生態文明建設整體布局的大環境下，城市作為節能減排的中心，其節能降耗情況備受關注。“東北振興”戰略提出后，東北地區曾依靠投資密集、工業拉動、產能擴張等措施及資源優勢推動了老工業基地的振興，但發展重工業必然會消耗礦物燃料，這將導致溫室效應加劇。2016年國家要求重點抓好能源行業“去產能”，遼寧省依靠煤炭類礦物燃料的資源型城市在這場“能源革命”中率先發力，但效果不盡如人意。沿襲傳統思維和發展模式、片面追求經濟增長速度、罔顧碳減排約束，走不出低能效、高耗能、高排放的怪圈，也導致發展難以持續［1］。因此，應優化能源系統結構，以實現碳達峰和碳中和目標。

關于綠色效率的相關研究很多，現階段能量效率的計算方法主要有兩種，一種是唯一的能效指數，另一種是計算較多因素的能效。翁非［2］在對全要素能源效率的研究中發現中國西部、中部、東部和沿海地區能源效率存在較大的差異，政府可以針對不同區域的發展情況，制定相應的政策；郭正權、張興平等［3］研究了能源、環境、經濟系統與能源價格變動之間的影響關系，并認為這種影響關系是緣于能源的替代性和互補性及能源價格的變動。總的來說國內相關研究有以下幾個特點：①環境效率、生態效率與綠色效率概念混淆。在相同條件下，環境效率強調［4］經濟產出最大、環境污染最小；生態效率是評價循環經濟發展程度的重要指標；綠色效率則是以經濟發展水平為目標，以社會發展水平為預期產出，從而達到“經濟—環境—社會—領域”的均衡。②多學科理論研究相交融。從經濟與地理的研究視角，以有效度量效率為依據，注重對空間演變的規律和作用機理的分析［5］。在資源環境效率、區域環境、生態效率等方面，也有將生態學的思想引入資源環境效率、區域環境和生態效率測量中。③系統模型具有相似性。對綠色效率的測度主要是運用DEA 模型及其擴展模型作為數據研究方法，多為靜態的及整體的，而動態的對比較少［6］。本文在上述研究基礎上合理選取評價指標，對遼寧省綠色效率和空間特性進行測算和分析，這對于了解遼寧省資源型城市的綠色效率狀況，對于區域能源發展規劃具有重要的指導意義。

一、研究方法與數據來源

DEA-Malmquist 的研究方法是指運用DEA模型分析Malmquist生產率指數。因為數據包絡分析方法能夠展現出所選樣本較為完整的特征，Maimquist 指數包括純技術效率指數（PTEC）、全要素生產率指數（TEP）、技術進步指數（TC）、規模效率變動指數（SEC）及綜合效率指數（TEC）［7］。這些指數之間的聯系可以表示為TFP=TEC×TC=TC×PTEC×SEC。

1.DEA-Malmquist分析方法

在t=1，2，…，T的技術生產集GRt是輸入和產出的集合。由此，我們定義輸入集N=maxt{Nt}，輸出集M=maxt{Mt}，下一步定義t時間的距離函數。該方法可以用來表示決策單位與最佳生產點的距離。

在不同的時間內，我們還可以用其他的距離函數來定義Malmquist指數：

該函數表示在t時間內技術層面上可以產生多少產量，也可以用實際產量和最佳產量之比來界定。Malmquist 指數是由兩個距離函數的平均值來確定的，在一定規模報酬條件下，Malmquist指數的計算公式如下：

M>1 代表生產力上升；M=1 代表生產力不變；M<1代表生產力下降。

公式（3）可以改寫為：

這些數據中的一部分表示了生產的界限隨時間的變化，它可以測量技術的變化（Technical Change，TC），TC>1 表示技術存在進步的表現，TC<1表示技術存在退步的表現。而該比例表示實際產量水平到生產邊緣的距離，因而可以測量技術效率變化（Technical Efficiency Change，TEC），TC>1 表示技術效率提高，TC<1 表示技術效率下降。

2.研究區域與數據來源

從2008 年至今，國務院先后劃分了69 個資源枯竭城市。對于資源枯竭型城市而言，能源的利用效率顯得尤為重要，在此基礎上，本文將重點放在擁有最多資源枯竭型城市的遼寧區域，選取遼寧省內6座存在資源枯竭問題的城市作為研究區域，其分別是鞍山、撫順、本溪、阜新、盤錦及葫蘆島［8］。

數據主要來源于國家及省市相關統計年鑒及《中國能源統計年鑒》，部分無法直接獲得的數據通過插值的方式從各市的國民經濟和社會發展統計公報，以及各市的統計年鑒中的數據中補充，某些無法通過插值法獲得的數據可以結合實際調查的結果采用“外延法”或“均值法”計算。

二、綠色能源評價體系建立與指標選取

環境效率是以經濟產出最大化、環境污染最小化為衡量標準。生態效率則多被用于衡量區域的循環經濟發展水平，既體現節能減排的要求，更強調廢棄物的循環利用，指標選取局限在經濟環境系統。而綠色效率在考慮將經濟產出提高到最大的同時，也使社會發展水平隨之得到一定的提高。此時的關注點涵蓋了經濟、環境和社會三大領域，這是綠色發展均衡化的要求，也是社會發展“綠色化”的表現。本文的綠色能源評價指標主要從全要素能源投入與產出的角度進行選取，同時要考慮到指標的可度量性及對社會經濟的影響等。

1.綠色效率指標選擇

在選擇投入指標時，考慮到部分能源的消耗會產生大量二氧化碳及對城市綠色環境有害的污染物質，本文選用的投入指標包含涉及這類物質的一級能源煤炭、石油等。

在產出指標的選擇上，盡管很多學者對碳排放產出指標有不同看法，但多采用GDP 作為衡量一個地區能源效率產出的綠色指標［9］，本文選取人均GDP 和社會消費品零售總額作為期望產出指標。非期望產出方面，由于沒有各市直接的碳排放量數據，所以主要考慮能源的消耗會對城市產生污染的指標。本文將工業廢氣、工業廢水、固體廢棄物設定為非期望產出；另外，產業結構、城市化水平、人均GDP、政府計劃等是環境影響因素。

2.綠色效率指標體系構建

以上述分析為基礎，將期望產出指標設定為人均GDP和社會消費品零售總額，可較為直觀地展現出東北三省地區的經濟和社會發展水平及區域內居民的經濟狀況和消費需求指標，進而實現“經濟—社會—生態”的三贏。對能源生態效率進行評價，實現社會經濟建設與生態文明建設平衡發展成為當下的研究重點。相反，與期望產出相對應的非期望產出，則是區域工業廢氣排放量、工業廢水排放量和固體廢棄物產生量；投入指標選取能源結構指標即石油、煤炭能源消耗量，見表1。

表1 綠色效率指標體系

三、應用DEA-Malmquist 方法對能源綠色效率評價

為系統研究遼寧能源效率的應用情況，本文將樣本城市2013～2021 年的相關面板數據帶入DEA 運算系統DEAP 中，得出六地能源效率的多重指標。

1.基于全要素生產率指數的實證分析

全要素生產率（Total Factor Productivity，TFP）是一個衡量經濟生產力的指標，它是指在相同的生產要素（資本、勞動力等）條件下，生產的總產量與輸出輸入的總量比的增加率，即TFP 反映了技術進步、資源配置和管理效率等因素對經濟增長的貢獻。如果TFP 上升，說明在生產要素一定的情況下，技術進步、資源配置和管理效率等方面的提升使得產量增加。相反，如果TFP下降，說明在相同的生產要素下產量減少，這意味著在技術、資源配置或者管理效率等方面出現了問題。通過對DEAP 中的數據整理可以得到城市全要素生產率變動的具體數值，如表2所示。

表2 城市全要素生產率變動指數（TFP）

表2 顯示遼寧省在2013～2021 年能源全要素生產率變動，生產率的提高可以通過指數是否大于1來判斷。遼寧省樣本城市的能源全要素生產率變化在各樣本城市均出現了全要素生產率的負增長，尤其是2016、2019 年呈現普遍的負增長現象，其中阜新負增長最大生產率指數降至0.629。2020 年后受遼寧新興產業能源計劃及政策影響，整體呈現上升趨勢。

2.基于技術進步指數的實證分析

技術進步指數（TC）表達的是技術水平的不斷提高使得既定生產要素投入下生產函數不斷向外沿移動，即投入組合不變的情況下，通過技術進步得到更高的產量。若TC＞1，表示生產技術有所進步；反之，說明生產技術后退。

通過計算得到技術進步指數，如表3 所示。從時期上來看，2016、2019 年普遍表現為技術的衰退，其中阜新技術衰退較大，2016 年衰退率最大達到37%，本文分析與當時進行的能源戰略調整有一定關系。從均值上看鞍山技術進步最高，呈現較明顯技術進步的時期是2014 年，有5 個城市呈現技術進步，其他時期技術進步城市不多于4個。

表3 城市技術變化指數（TC）

通過對當地能源部門調研了解到，鞍山自2011 年國家能源戰略調整以來，開始對能源利用進行了較全面的改進，尤其是綠色能源利用這一方面，在國家外匯管理局發布《資源型城市經濟轉型示范市實體經濟發展措施意見》后，其成果可以在技術變動上較明顯體現出來。以鄉村供熱為例，傳統采暖方式主要采用土炕取暖，并以秸稈與煤炭作為主要燃料，碳排放量巨大，污染較為嚴重［10］，近些年在“鄉村振興”和“雙碳”的戰略指引下，鞍山、本溪等政府相關部門大力推廣生物質爐具、空氣源熱泵等鄉村住宅清潔供暖方式，以確保實現鄉村未來低碳發展的目標。

3.基于技術效率變動指數的實證分析

技術效率變動指數（TEC）表示在規模報酬不變且要素自由處置的條件下相對效率的變化，測度的是生產系統從t期到t＋1期對生產可能性邊界的追趕程度。若TEC＞1，表示技術效率有所改善，反之技術效率下降。具體數值如表4所示。

表4 城市效率變動指數（TEC）

通過對技術效率變動指數的分析可以看出，鞍山、阜新和本溪的技術效率相對穩定，葫蘆島技術效率變動指數在2019 年后穩定為1。撫順在2016年技術效率改善較為明顯，技術效率變動指數最大達到1.458。

4.基于規模效率變化指數的實證分析

純規模效率變化指數（SEC）衡量的是規模報酬不變的生產邊際與規模報酬可變的生產邊際之間的比值；規模效率為1時為規模有效，此時規模報酬不變。通過表5 可看出，阜新在觀測期間規模效率變動值皆為1，即維持最適規模。結合具體數值可以分析鞍山、撫順、本溪、盤錦、葫蘆島在研究期間發生了較大的規模變動。通過對政府能源部門的走訪得知，其與2012年遼寧省重點提出能源系統質量管理與服務體系建設，以及出臺的一系列政策有一定的關系。

表5 純規模效率指數（SEC）

從表5平均規模效率指數的變動來看，撫順、盤錦、葫蘆島地區的波動更大一些。通過政策調研得知，撫順市人民政府于2015 年發布了《撫順市人民政府辦公廳關于印發撫順市農村能源管理辦法的通知》，通知明確提出鼓勵清潔能源的利用，同時給出了能源工程的行業管理規定和專業技術標準。通過能源統計年鑒的數據發現，撫順市2015 年的綜合能源消耗總量同比增長4%，但原煤、焦炭、汽油、煤油及成品油的消耗量同比減少6.5%以上，企業使用的能源超七成為“二次能源轉換”消耗，極大提高了綠色效率，減少了非期望產出。以此可以看出，撫順作為能源枯竭型城市正處于能源結構轉型階段，其采用更多的清潔能源、可再生能源取代傳統的煤炭、石油資源，保障了企業的可持續發展。

5.基于純技術效率變化指數的實證分析

純技術效率變動指數（TEC）表示在規模報酬不變且要素自由處置的條件下相對效率的變化，測度的是生產系統從t期到t＋1期對生產可能性邊界的追趕程度。若TEC＞1，表示純技術效率有所改善；反之，表示技術效率下降。通過DEA-Malmquist 的計算，鞍山等六地的純技術效率變化指數皆為1，意味著純技術效率沒有變化。

四、能源低碳發展的對策

我國“十一五規劃”以后，能源政策進行了更細致、系統的優化改革，尤其是在國務院新聞辦公室發布的《中國的能源政策（2012）》白皮書中提到了“維護能源資源長期穩定可持續利用，是中國政府的一項重要戰略任務”后，各級相關部門積極調整能源產業布局，制定了一系列切實可行的綠色能源利用政策。隨著綜合能源技術的發展，綜合能源系統中的主要能源供應也將更加多樣化［11］。從文中可以看出，研究期間遼寧省資源型城市能源綠色效率發生較大的變化，這些變化與戰略的調整、政策的制定及主要能源供應方式的改革密不可分。通過上面的分析可以看出，阜新的能源效率變動主要是受到技術進步的推動，其他城市的能源效率變動在受到技術進步推動的同時也受到了技術效率和規模效率等多個因素的共同影響，這表明遼寧省資源型城市中的能源綠色效率進步主要受到了技術進步的巨大推動，這也反映了遼寧省十年來對綠色能源的利用在不斷探索與改進，只有不斷突破固有局限、創造新的能源利用形式，才能實現更大的技術進步。

綜上，本文給出以下建議：一是加大對綠色能源效率的政策支持力度，同時建立完善、健全的能源管理與評價體系；二是進一步提高能源利用的技術水平，通過技術改革來提高能源綠色效率。