河南省能源强度分解及节能减排政策分析

马恒运,陈俊国,管清生,郭善民,任晓静,刘 琪,赵慧芬,戴 强

(河南农业大学,河南郑州 450002)

改革开放以来,中国的能源强度迅速下降,能源利用效率不断提高,但能源强度仍然是世界平均水平的 3倍[1].中国已经成为世界上第 2大能源消费国,很快将成为第 1大温室气体排放国.中国的能源强度已经引起了国内外广泛关注,许多学者进行了广泛研究[1],但目前的研究没有摆脱常规统计指数法局限性,不能把技术进步、消费行为、要素替代和经济增长同能源强度变化有机地联系起来.本研究在建立需求模型基础上,把能源强度变化分解为技术进步、消费行为、要素替代和经济增长等因素,从经济计量学角度研究能源强度变化及影响因素.

1 材料与方法

1.1 数据来源

劳动和资本投入、国民生产总值和各种生产要素价格指数序列来自《中国统计年鉴》,其中,固定资产存量序列根据 Kt=Kt-1(1-δ)+It估计得,公式中 Kt为当前资本存量;Kt-1为前期资本存量;δ为资本折旧率;It是当前资本投资.各种能源消费量数据来自于《中国能源统计年鉴》[2].各种能源价格数据来自于国家发展与改革委员会价格司.总成本由劳动(L)、资本(K)和能源(E)3种要素投入构成.劳动力投入成本等于劳动力的总工资支出,资本投入成本等于实际固定资本存量,能源投入成本等于各种能源消费量乘以能源价格的合计数.

1.2 成本函数

超自然成本对数函数是一个较方便的对偶理论的定义,而且在实践中得到广泛的应用[3].作为二次项的接近,它的应用不需要任何特殊生产函数的定义[4],也不需要常数弹性或者等弹性替代假定[5].用三阶泰勒级数展开式来接近成本对数泛函数,具体定义如下:

1.3 能源强度分解

能源消费强度定义为

式中:PQ是产出价格;PE是能源价格;SE是总的能源要素成本份额.根据 WELSCH等[6]和总要素成本函数估计的参数,可将能源消费强度分解如下:

式中:β＾是β的估计值.可以看出能源消费强度被分解为 6部分 ,它们依次为 ＾e0,＾e1,＾e2,＾e3,＾e4和 ＾e5.其中 ,＾e0是测量能源价格变化产生的预算效果对能源强度的影响 ,等于 [PQ/PE] ×β＾E;＾e1,＾e2和 ＾e3是能源需求变化、能源 -资本替代和能源 -劳动力替代对能源消费强度的影响,它们依次等于[PQ/PE]×β＾EEln PE,[PQ/PE] ×β＾EKln PK和 [PQ/PE] ×β＾ELln PL;＾e4是经济增长对能源消费强度的影响,等于[PQ/PE] ×β＾iyln Y;＾e5是技术进步对能源消费强度的影响,等于[PQ/PE]×β＾Ett.各因素对能源消费强度变化的相对影响定义为:

式中 :Δ＾e/＾e和 Δ＾ei/＾ei分别代表相对于时间的变化 ;＾ei和 ＾e表示基年的能源消费强度水平.

2 结果与分析

2.1 要素替代弹性

为观察和比较河南省要素替代弹性的历史变化,分别估计全国和河南省整个研究时期(1995—2004年)、研究前期 (1995—2000年)和研究后期(2000—2004年)的要素替代弹性(表 1).

表1 要素替代和需求弹性估计Table1 The estimated elasticity of factor demand and substitution

首先,就全国平均水平看,3个时期能源和资本替代可能性不大,估计的替代弹性不显著.同样,河南省的能源和资本的替代可能性也很小,估计的替代弹性也不显著.然而,全国的能源和劳动力替代可能性很大,替代弹性非常显著,3个时期弹性变化不大,在 0.6左右.同样,河南省的能源和劳动力替代弹性也非常显著,但小于全国平均值,为0.5～0.6.值得注意的是,河南省的能源和劳动力替代弹性在逐年增大,从研究前期的 0.5增加到研究后期 0.6,5年间增长了 20%.最后,全国的资本和劳动力不存在替代可能性,因为 3个时期估计结果均不显著.同样,河南省的资本和劳动力也不存在替代可能性,统计上也不显著.

2.2 要素需求弹性

全国平均资本需求弹性估计为 0.32～0.37,统计检验结果由显著变为不显著,且研究期内呈下降趋势,说明价格对资本需求行为的影响越来越小,亦即在研究后半期,价格对资本需求行为没有影响.河南省的资本需求弹性不仅更小,为 0.23～0.33,统计检验结果不显著,且呈下降趋势.说明要增加河南省的投资,不能单纯用价格杠杆来调节资本的需求行为,还要辅之以其它的经济手段.

全国的能源需求弹性在整个研究期内保持在-0.46的水平,而且统计检验结果显著,说明如果全国平均能源价格提高 10%,全国平均能源需求量将降低 4.6%.同样,河南省的能源需求弹性水平也稳定在 -0.42～-0.46,呈逐年上升趋势,且统计检验结果显著,说明能源价格变化对调节河南省的能源消费行为的作用越来越大,效果越来越明显.

最后,尽管统计检验结果显著,但全国的劳动力需求弹性在整个研究期内变化不大,为 0.20～0.22,指出如果劳动力价格提高 10%,劳动力需求只降低 2.0%左右,说明提高劳动力的工资待遇,对劳动力的需求就业影响不大.值得庆幸的是,尽管统计检验结果显著,河南省的劳动力需求弹性更小,为 0.12～0.15,指出河南省劳动力工资水平提高 10%,劳动力需求就业仅降低 1.2%～1.5%,进一步说明河南省提高劳动力工资的潜力更大,但要注意这种潜力是逐年降低的.

2.3 能源强度变化因素分解

根据模型估计结果,把能源强度变化分解为预算约束、技术进步、经济增长、能源需求和要素替代等因素的影响效果.同样,为观察和比较能源强度变化的原因,分别将全国和河南省的整个研究期(1995— 2004年)、研究前期 (1995—2000年 )和研究后期(2000—2004年)的能源强度变化进行了因素分解(表 2).

表2 能源强度变化及主要影响因素Table2 The changes of energy intensity and its major determinants

从表 2可以看出,整个研究期内全国的能源强度是上升的,但不同时期能源强度变化趋势差异明显.整个研究期内能源强度提高 0.008,10年间能源强度上升了 2.0%.但研究前期提高较快(6.9%),研究后期下降较大(-5.3%),呈现出二次抛物线变化趋势.河南省的能源强度总体呈下降趋势,但下降速度明显减缓.具体来说,整个研究期内能源强度下降了16.9%,主要因为研究前期下降较快(-14.1%),研究后期下降缓慢(-2.4%).

2.3.1 预算约束影响 很明显,全国的预算约束是能源强度下降的主要原因,整个研究期内预算效果使能源强度降低了 0.061,亦即 10年间预算约束使能源强度下降了 25.4%.而且前期使能源强度下降了 8.6%,后期则使能源强度下降了16.4%.预算约束对能源强度的正面影响越来越大.河南省的预算约束对能源强度的影响更大,整个研究期内使能源强度减少 0.134,下降了高达63.7%.这一效果主要来自于研究前期,绝对效果为 -0.107,相对效果高达 50%.虽然研究后期预算约束仍使能源强度下降,但下降幅度明显减缓,绝对效果降到 -0.026,相对下降效果只有12.5%.河南省的预算约束在降低能源强度方面起决定性作用,尤其在研究前期效果更加明显.

2.3.2 技术进步影响 相反,技术进步是能源强度上升的主要因素.整个研究期内,全国的技术进步使能源强度上升 0.062,亦即 10年间技术进步使能源强度增加 23.8%.但这种趋势明显减弱,研究前期技术进步使能源强度上升了 15.1%,而研究后期技术进步使能源强度只上升 8.0%.可以看出,中国的技术进步是能源消耗型的,是能源强度上升的一个决定性因素.但随着产业结构的调整,技术进步对能源强度的负面影响越来越小.河南省的技术进步对能源强度的影响格局同全国相似,在整个研究期内技术进步使能源强度上升了 0.043,10年间使能源强度增加了 20.5%.研究前期,绝对影响效果为 0.027,相对效果为 12.4%,而在研究后期,技术进步使能源强度增加 0.016,相对效果只有 7.9%.不难看出,技术进步同样是河南省能源强度上升的最主要原因.值得注意的是,以往的研究表明技术进步是能源强度下降的主要原因[7～9],这一结论可能不符合中国的国情,主要因为:第一,尽管中国的技术进步速度很快,但技术进步的目的是增加生产力,而不完全是为了节省能源消费;第二,中国真正开始重视节能技术的研究开发比国外要晚的多,法律和法规配套较晚也不完善,而且这些法律和法规的监督执行也不够得力;第三,能源、环境和持续发展的国家目标和追求最大利润的企业行为在短期内不一致,导致能源法规监管的困难.

2.3.3 经济增长影响 就全国的平均水平来说,经济增长对能源强度的影响不大,整个研究期内使能源强度提高 0.009,亦即 10年间经济增长使能源强度只增加了 3.8%,但要注意到,中国的经济增长对能源强度的拉动越来越大,从研究前期的1.1%上升到要研究后期的 2.7%.然而,河南省的经济增长对能源强度的拉动非常大,绝对变动和相对变动均是全国平均水平的 3倍以上.在整个研究期内,经济增长使能源强度增加 0.029,提高了13.9%.原因是研究前期拉动较大,绝对变动和相对变动分别为 0.024和 11.3%;后期拉动较小,绝对变动和相对变动分别只有 0.005和 2.3%.这一结果预示着河南省的产业结构和经济发展方式呈现出一种节能减排和低碳经济发展的态势.

2.3.4 要素需求替代影响 同经济增长类似,全国的要素需求替代效果对能源强度影响不大,实际上略有降低,说明中国的要素市场对能源消费行为影响有限,因此要进一步理顺价格政策,有效地调控要素分配.但是,河南省的情况恰恰相反,这里要素需求替代对能源强度的影响程度非常大.在整个研究期内,要素需求替代使能源强度增加 0.026,增长了 12.5%,基本上达到了同技术进步类似的效果.而这一效果主要发生在研究前期,绝对变动和相对变动分别为 0.026和 12.2%.结果说明,能源价格的调控不但没有降低能源强度,反而提高了河南省的能源强度.这一点可能与河南省的人口、社会和经济发展特点有密切关系.同时,比较表 1估计的需求替代弹性可以看出,河南省的弹性系数均小于全国的弹性系数,说明要素需求行为对要素价格变动反映不敏感.

最后,从表 2还可以看出,能源需求大大拉动了能源强度的增长,而能源和劳动力的替代降低能源强度.比较而言,河南省的能源需求对能源强度的拉动作用,几乎是全国平均水平的 2倍,同样主要发生在研究前期;不同的是,全国的能源需求大大降低了能源强度,而河南省的能源需求对降低能源强度的作用相对较小,但是研究后期的降低效果越来越大.这些估计结果说明,河南省要充分利用劳动力和能源的替代效果来降低能源强度,同时要检讨现阶段能源价格政策的调控能力,进一步研究为什么能源需求没有弹性,有针对性出台一些配套的价格政策.

3 小结

3.1 主要结论

在研究前期,河南省的能源强度下降 14.1%.其中,预算约束使能源强度下降,其相对变动效果在 50%,是能源强度变动的主要原因;技术进步、经济增长和需求替代使能源强度上升,其相对变动效果在 10%～12%,是能源强度变动的 3个基本原因.另外,能源需求是能源强度提高的主要原因,其相对变动效果占 10.64%,而能源和劳动力的替代效果很少,其相对变动效果仅占 1.61%.然而,在研究后期,河南省的能源强度只下降2.41%,影响因素也发生了根本性变化.具体来说,预算约束和需求替代使能源强度下降,其中预算约束的相对变动效果占 12.52%,是能源强度下降的主要原因;技术进步和经济增长使能源强度上升,其中技术进步的相对变动效果为 7.85%,是能源强度上升的主要原因.另外,能源需求也是能源强度上升的第 2个原因,其相对变动效果为 2.65%,相反,能源和劳动力的替代是能源强度下降的第 2个原因,其相对变动效果为 2.58%.这些发现可能与河南省的投入成本结构有关.尽管河南省能源投入成本份额较低,但是 1995—2004年间变化较大.如1995年河南省的能源成本份额只有 17.8%,而2004年增加到 26%,上升了近 50%.

3.2 政策建议

根据以上研究结果,提出如下政策建议:第一,转变经济发展方式.河南省目前的经济增长方式基本上是能源消耗型的,要从根本上减少能源消费,降低能源消耗强度,必须转变经济发展方式,亦即加强技术改造,采用能源节约型的技术进步方式.第二,摸清各产业技术进步类型.为了有针对性的指导技术改造,制定切实有效的政策,要分门别类地研究国民经济各部门的技术进步方式.对能源消耗型的技术进步方式,还要进行具体的分析研究,找出造成或导致该产业技术进步方式的具体原因,有针对性进行技术改造,制定具体的生产要素政策.第三,充分利用能源和劳动力替代关系.劳动力和能源之间存在显著的替代关系,可以充分利用赋予的劳动力资源来替代能源投入.那么怎样利用劳动力来替代能源,或采用什么方式和途径来替代能源,是一个非常重要值得深入研究的问题.第四,抓紧制定未来新能源发展战略.未来新能源发展战略可能包括:新行业能耗标准、限制高能耗产业发展、限制能耗型技术使用、提高能源价格限制不合理能源消费等.未来新能源发展战略要成为本世纪经济增长、产业结构调整、新技术开发、能源政策制定等的方向性文件.产业结构调整和新技术开发需要很长的过度期,能源政策制定是建立在未来能源发展战略基础上.因此,要尽快研究和制定未来新能源发展战略,以便更好地为未来产业结构调整、新技术开发和能源政策制定提供明确的目标.

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