海南省工业行业能源效率的实证分析

许海平， 傅国华

(1.海南大学经济与管理学院，海南海口570228;2.海南低碳经济政策与产业技术研究院，海南海口570228;3.南开大学经济研究所，天津300071)

一 问题提出及相关文献

改革开放以来，我国经济持续高速增长，然而我国高消耗低产出的粗放型经济增长方式使得经济发展与环境污染和能源消耗之间的矛盾日益凸显，能源短缺和环境污染已经成为制约未来我国经济社会发展的“瓶颈”。目前，海南工业发展正处于快速上升期，工业增加值和工业增加值占全省生产总值的比重分别由1998年的43.4亿元和9.82%增加到2012年的521.15亿元和18.25%。工业行业在海南省国民经济中占有重要地位，但同时对能源资源的需求十分旺盛，近年来工业行业能源消费总量占海南省全部能源消费总量的比重保持在50%左右。与此对应的是，海南正处于国际旅游岛建设的关键时期，“生态平衡、节约能源资源”是海南国际旅游岛建设的根本所在，也是海南政府、社会阶层和学术界最为关注的焦点之一。“十一五”期间海南的节能减排任务仅完成了60%左右，作为能源消费主体的工业行业在海南省节能降耗工作中具有举足轻重的地位。因此，对于海南省工业行业能源效率的测度和评价，对了解海南省当前工业行业能源效率现状，提高工业行业能源效率具有重要的指导意义。

近年来，基于“全要素生产率框架”下采用数据包络分析(DEA)计算和评价能源效率已成为国内外研究能源效率问题的主流方法。Boyd和Pang［1］最早提出运用DEA(Data Envelope Analysis，数据包络分析)方法计算能源效率，假定高耗能的企业是低效率。随后Hu和Wang［2］基于全要素生产率框架提出了全要素能源效率指标，利用CR-DEA模型对1995-2002年我国省际全要素能源效率进行研究。随后，大量的学者采用类似的方法对我国能源效率进行评价，如王群伟和周德群、［3］师博和沈坤荣、［4］屈小娥、［5］Zhang 和 Cheng 等、［6］Wang 和Zeng等［7］等等。部分学者采用随机前沿法测度能源效率，如史丹等、［8］Zhou 等［9］等。

上述研究主要评价了我国总体能源效率，没有考虑到不同省市在区位条件、资源禀赋等方面存在较大差异导致能源效率的不同。目前有关我国不同省市具体行业能源效率分析的研究成果较少，只有魏楚［10］和李春发等［11］对浙江省和天津市工业能源效率进行了评价。为此，本文选取海南省18市县2005-2011年的工业行业投入产出数据，测算和评价了各地区工业的全要素能源效率，并估计出相对的“节能潜力”。

二 模型设计与数据来源

(一)模型设计

Patterson［12］指出，能源效率是指用较少的能源生产同样数量的服务或者有用的产出。能源效率可以分为单要素生产率框架的能源效率和全要素生产率框架的能源效率，前者包括热力学指标、物理—热量指标、经济—热量指标和纯经济指标，这些能源效率指标只考虑了能源要素一种投入，只是衡量了能源这一单要素与经济产出之间的一个比例关系，没有考虑其他投入要素的影响，如资本、劳动和能源是相互配合的，最后的经济产出是和所有投入生产的要素相关联，因此仅仅将能源与产出比值作为测度能源效率存在很大的局限性。由于上述衡量能源效率的指标存在种种局限，研究者开始转向全要素生产率框架的能源效率，即通过“前沿曲线上最优能源投入”和“实际能源投入”的比值来计算能源效率，考虑了实际生产中所投入的其他生产要素，弥补了传统指标——单要素生产率框架的能源效率指标仅考虑能源单一要素的缺陷［13］。

采用DEA方法，根据 Hu和 Wang［2］将全要素能源效率(TFE)定义为在其他投入要素保持不变的前提下，前沿上一定的产出所需的最少能源投入量与实际能源投入量的比值。即:

在上式中，能源投入的目标是前沿上能源投入的最低水平。在现实中，实际能源消费总是大于或者等于目标能源消费，TFE位于0～1之间，TFE越接近于1，表明能源效率越高，相应的能源调整量越小;反之，TFE越接近于0，表明能源效率越低，相应的能源调整量越高。

(二)数据来源

本文样本涵盖了海南省18个市县，考察期间为2005-2011年，共126个观测值。本文所有数据均来自于2006-2012年的《海南省统计年鉴》，说明如下。

经济产出:对于工业企业的产出的度量，一般选择“工业总产值”或“工业增加值”等指标，但受限于数据的不可得，本文以“规模以上工业总产值”作为工业企业的产出指标，单位为万元。

要素投入:由于无法获得既能体现劳动者劳动时间又能体现劳动者劳动效率的统计指标，根据数据的可得性和可比性原则，劳动力数据用“第二产业从业人员”表示，单位为人;资本投入用“城镇固定资产投资额中第二产业投资额”表示，单位为万元;由于海南省统计年间未统计工业能源投入，近几年海南工业能源消耗约占总能源消耗5成左右，因此工业能源投入=总能源消耗×50%间接获得，单位为万吨标准煤。

海南各市县工业投入—产出变量的统计性描述见表1。

表1 海南省18市县工业投入—产出变量描述性统计(2005-2011年)

三 海南各市县工业能源效率和节能潜力的评价

(一)全要素能源效率评价

本研究利用2005-2011年海南各市县面板数据，选择基于投入导向型的 DEA模型，借助于DEAP2.0软件计算海南18市县工业能源投入目标值，根据全要素能源效率公式计算出全要素能源效率以及海南东中西部地区的比较，见表2。

表2 海南省18市县工业全要素能源效率(2005-2011年)

在海南省18个市县中，五指山市、儋州市和保亭县一直处于生产前沿曲线上，海口市、澄迈县和白沙县紧随其后，距离前沿较近，而且部分年份处于前沿位置上。其余12个市县距离前沿较远，特别是临高县、文昌市、三亚市、东方市、万宁市等市县效率值很低，均值小于0.4，说明这些市县工业生产中能源效率损失巨大。

图1 海南省东中西地区工业能源效率变化趋势(2005-2011年)

从图1中工业能源效率的时间趋势来看，各地区能源效率均值均表现出了不同幅度的下降，2011年海南省、海南东部、中部、西部工业能源效率分别比2005年下降26.89%、42.63%、6.70%、37.31%。海南省、中部、西部工业能源效率均值2005年达到最高，此后呈现“下降—缓慢上升—下降”的趋势，不同的是海南东部地区工业能源效率2006年达到最大，此后也表现出了“下降—缓慢上升—下降”的趋势。

(二)节能潜力评价

某一地区的节能潜力是指该地区按照最优前沿上的模式运行，在相同的投入和产出条件下，可以实现能源节约量的多少，数值越大，意味着节约量越大;如果该地区可节约能源量为0，并不意味着该地区不存在能源效率损失，而是指该地区同其他地区相比，在当前技术条件和产出水平下，无法实现能源投入的进一步节约。根据式(2)可以计算出各市县工业能源的节能潜力。

表3 海南省18市县工业能源可节约量(2005-2011年)

从表3可以发现，从地区上来看，东方市的相对节能潜力最大，在过去的7年内累计可节约603.25万吨标准煤，平均每年可节约86.18万吨标准煤。三亚市、昌江县和万宁市等地的节能潜力也较大，累计可节约分别为308.25万吨标准煤、167.51万吨标准煤和144.23万吨标准煤，平均每年分别可节约44.04万吨标准煤、23.93万吨标准煤和20.60万吨标准煤。东方市、三亚市、昌江县和万宁市累计可节约的能源约占总节约能源的70%左右，其中东方市占34.49%。

图2 海南省18市县工业累计可节约能源状况(2005-2011年)

根据图2，2005-2011年期间，海南省工业可节约能源呈现递增趋势，从2005年的73.94万吨标准煤，增加到2011年的467.35万吨标准煤，增长了5.32倍;节能潜力也从2005年的29.65%上升至2011年的48.56%，增幅约19个百分点;从各年份来看，2011年的节能潜力达到最大，由于效率损失导致了467.35万吨标准煤的浪费，占当年海南省工业能源投入的48.56%，其余各年份由于管理、配置和规模无效率等因素导致的无谓能源损耗均在29%以上，且有上升趋势。

四 主要结论及政策建议

本文根据海南省18市县2005-2011年的工业面板数据，测算了各地区工业的全要素能源效率，并估计出相对的“节能潜力”，主要结论如下:一是在海南省18市县中，五指山市、儋州市和保亭县工业的全要素能源效率最高，海口市、澄迈县和白沙县紧随其后，其余12个市县距离前沿较远，特别是临高县、文昌市、三亚市、东方市、万宁市等市县效率值很低，均值小于0.4，说明这些市县工业生产中存在较大效率损失和能源浪费;二是东方市、三亚市、昌江县和万宁市工业生产的节能潜力很大，累计可节约的能源约占总节约能源的70%左右;三是2011年的节能潜力达到最大，由于效率损失导致浪费的能源占当年海南省工业能源投入的48.56%，其余各年份由于管理、配置和规模无效率等因素导致的无谓能源损耗均在29%以上，且有上升趋势。

基于上述结论，可以考虑以下政策建议:首先，对于各地区节能降耗的目标和任务，不能搞“一刀切”政策，应该考虑到各市县发展水平的差异程度，按照“分层次逐次推进”的原则，优先从节能潜力比较大的地区(如东方市、三亚市、昌江县、万宁市)入手进行节能降耗。其次，政府应加快制定和完善节能政策和环境政策，明确和协调好海南省和地方市县各职能部门的关系，加强对高能耗高污染项目的监督和管理。第三，应强化技术创新，落实节能减排和新能源技术的开发，尤其是低碳技术的创新和推广，做好低碳经济试点工作，利用示范效果积极推广。

然而需要说明的是，尽管本文从实证角度对海南省工业能源效率进行了测度和评价，得出了一些有用的结论。但由于数据的缺乏，本文没有深入探讨海南省工业能源效率的影响因素以及各影响因素对工业能源效率的影响方向和路径，这些是以后值得研究的问题和方向。

［1］Boyd G A，Pang，J X..Estimating the Linkage Between Energy Efficiency and Productivity［J］.Energy Policy，2000，28(4):444-454.

［2］Hu J L，Wang S C.Total-factor Energy Efficiency of Regions in China［J］.Energy Policy，2006，34(17):3206-3217.

［3］王群伟，周德群.中国全要素能源效率变动的实证研究［J］.系统工程，2008，26(7):74-80.

［4］师博，沈坤荣.市场分割下的中国全要素能源效率:基于超效率DEA方法的经验分析［J］.世界经济，2008(9):49-59.

［5］屈小娥.中国省际全要素能源效率变动分析——基于Malmquist指数的实证研究［J］.数量经济技术经济研究，2009(8):29-43.

［6］Zhang X P，Cheng X M，Yuan J H，Gao X J.Total-factor Energy Efficiency in Developing Countries［J］.Energy Policy，2011，39(2):644-650.

［7］Wang Z H，Zeng H L，Wei Y M，Zhang Y X.Regional Total Factor Energy Efficiency:An Empirical Analysis of Industrial Sector in China［J］.Applied Energy，2012，97(9):115-123.

［8］史丹，吴利学，傅晓霞，吴滨.中国能源效率地区差异及其成因研究［J］.管理世界，2008(2):35-43.

［9］Zhou P，Ang B W，Zhou D Q.Measuring Economy-wide Energy Efficiency Performance:A parametric Frontier Approach［J］.Applied Energy，2012，90(1):196–200.

［10］魏楚.工业能源效率、节能潜力与影响因素——基于浙江省的实证分析［J］.学习与实践，2010(3):16-25.

［11］李春发，谭洪玲，王澜颖，孙婷婷.天津市工业行业全要素能源效率变动的影响因素分析［J］.中国人口资源与环境，2012(4):156-162.

［12］Patterson M G.What is Energy Efficiency?Concepts，Indicators and Methodological Issues［J］.Energy Policy，1996，24(5):377-390.

［13］Zhou P，Aug B W，Poh K L.A Survey of Data Envelopment Analysis in Energy and Environmental Studies［J］.European Journal of Operational Research，2008，189(1):1-18.