能源对GDP贡献度的测算

李舒翔，黄章树

（福州大学 管理学院，福州350108）

0 引言

加快转变经济发展方式，发展绿色经济，发展资源节约型、环境友好型社会，实现可持续发展，既是各个国家、各个地区经济发展的主流模式，也是对接国家政策、提高区域竞争力的必行之举。众所周知，绿色经济的发展很大程度上依赖于能源的开发和利用。这在微观层面上可以反映为能源对于GDP的贡献程度。能源、自然资源与经济的关系以及绿色GDP核算这两方面近来成为国内外绿色经济研究的热点和重点。

本文将构建能源对于福建省GDP的贡献度测算模型，进行结果分析，最后将对福建省如何合理利用能源加快绿色经济发展提出政策建议。

1 模型介绍

1.1 C-D生产函数基本介绍

柯布—道格拉斯生产函数(Cobb-Douglas production function，简称C-D生产函数)是20世纪后期，由美国经济学家P.H.Douglass和数学家C.W.Cobb在共同探讨投入和产出的关系时，根据美国制造业统计资料，为解释从1899～1922年间，美国国民收入中工资所占份额始终保持相对稳定的现象，创造的一种生产函数，此函数以二人的名字命名。C-D生产函数改进了一般形式的生产函数，引入了技术资源这一因素，是经济学中使用最为广泛的一种生产函数，其在建立经济预测模型以及衡量各投入在经济增长中的作用等方面有着广泛的应用。

式中Y表示产出，A是常数（包含了诸如技术进步、制度进步等影响产出的因素），L是投入的劳动力数，K是投入的资本，是资本产出的弹性系数，β是劳动产出的弹性系数。

虽然C-D生产函数具备了许多优良的性质，但由于柯布和道格拉斯处理的是1899～1922年间现实数据，而如果以工业时代测算生产力的方法去考察现代中各种要素对生产力的作用的话，将无法对其做出比较准确的判断。所以，原有的柯布一道格拉斯生产函数已经不能再适应新的经济发展形态。

1.2 构建基于改进C-D函数的GDP贡献度测算模型

本文对于传统柯布-道格拉斯生产函数进行了扩展，引入了能源这一变量，表达式如下：

其中Y表示GDP，A代表综合要素生产率（常数），e是自然对数的底，r代表技术进步率，t表示时间；K是投入的资本；L是投入的劳动力数；S代表能源消耗量；α是资本产出的弹性系数，β是劳动产出的弹性系数，γ是能源消耗量的弹性系数。

经过C-D生产函数的拓展之后，采用Solow生产函数法对改进的C-D函数进行分解，对式（2）两边取对数得：

其中ΔY/Y、ΔL/L、ΔK/K、ΔS/S分别表示GDP增长率、劳动投入增长率、资本投入增长率以及能源消耗量增长率。两边同时除以ΔY/Y，得：

从上式已经可以清楚地看出，技术进步、劳动、资本、能源对于经济增长的贡献率依次是：

只要求出α、β、γ的值，就能求出劳动、资本、能源的贡献率，之后也可求出技术进步的贡献率。

实际上，弹性刻画了用自变量X作尺度单位去“度量”因变量Y时,自变量X与因变量Y之间关系的复杂程度。也就是说α可看作以劳动力为尺度去“度量”GDP所表现出的二者关系的复杂程度；β表示以资本为尺度去“度量”GDP时，资本与GDP间的复杂关系；同样γ表示以能源和环保为尺度去“度量”GDP时，所表现出来的它们之间关系的复杂程度。这种关系我们既非一无所知，也不是完全清楚掌握，介于“黑”与“白”之间，是“灰”的。因此，本文将采用灰色系统理论中的灰色关联度的方法来测算α、β、γ的估计值。

1.2.1 乳酸菌的分离和纯化 在无菌操作下取10 g待测青贮料样品，剪碎放入装有100 mL无菌生理盐水的三角瓶，用震荡仪器充分振荡，使样品附着的乳酸菌分散在液体中，静置后取上清液配置成7个梯度的乳酸菌稀释液。然后取各稀释液分别涂布在MRS平板培养基上，静置约30 min，倒置于20℃恒温培养箱中低温厌氧培养48 h，选择菌落密度适中、生长良好、溶钙圈明显的菌落进行革兰氏染色和过氧化氢酶实验。确定的乳酸菌菌落采用平板划线法再进行纯化培养，最后将分离纯化后的乳酸菌按1∶1比例保藏在30%的甘油中，-80℃低温冰箱保存。

可以计算出GDP和劳动力、资本、能源指标分别的邓氏灰色关联度γoi，并按照降序排列，ξ通常取值为0.5。

2 实证研究

2.1 实证分析

文本以福建省为例进行实证分析，数据来源于2003～2012年福建省统计年鉴。为展现出最新的趋势，本文选取了2002～2011年福建省的年度数据进行实证分析。其中投入的资本将使用全社会固定资产投资额来替代；投入的劳动力数将使用从业人员数来替代；能源的消耗量则取规模以上工业企业能源消费量进行计算。由于规模以上工业企业能源消费量没有现成数值，本文依据GB/T 2589～2008《综合能耗计算通则》所制定的换算标准，将福建统计年鉴现有的原煤、焦炭、原油等二十二种能源项目的历年消费量进行换算与加总，并将单位统一为吨标准煤，具体数值见表1。

通过表1可以初步判断，从业人员数、全社会固定资产投资额、规模以上工业企业能源消费量都与福建省GDP增长呈现较高的正相关性。由灰色关联度公式（8）、（9），通过灰色系统理论建模系统软件,可以求得三者与福建省GDP的灰色关联度分别为0.7429、0.6715以及0.9224。假设规模报酬不变（即α+β+γ=1），可求得资本产出的弹性系数α的值为0.3179，劳动产出的弹性系数 β的值为0.2874，能源产出的弹性系数γ的值为0.3947。

求得弹性系数的值之后，我们利用公式（2）～（7），并结合表1中的数值，可以分别求得2003～2011年劳动、资本、能源以及技术进步对于福建省GDP的总体贡献率以及历年贡献率，历年贡献率见表2。

表1 2002～2011年福建省GDP及劳动、资本、能源投入表

表2 2003～2011年福建省GDP增长率及劳动、资本、能源、技术进步贡献率表（单位：%）

图1 2003～2011年福建省劳动、资本、能源、技术进步贡献率图

实际上，资本这一变量和能源这一变量的概念有交叉的地方，由于要完全将能源因素从资本因素中剥离出去比较困难，这一问题暂时难以得到解决，但是鉴于本文提出的算法具有较强的实用性和科学性，而且随着绿色GDP核算的发展和完善，此问题应该能够较好的解决。

首先，经过计算可知，能源投入对于福建省GDP总体的贡献度达到了30.98%，属于对福建省经济发展贡献较大的因素。

其次，结合表2和图1进行分析后发现：（1）2003、2004年能源对于福建省GDP的贡献率超过了60%，而同年技术进步的贡献率却为负数，这表明2005～2006年福建经济增长的强劲势头伴随着前期的高能源消耗，而同期的技术进步则无法满足经济增长的需求。（2）2003～2011年劳动对于福建省GDP的贡献率稳定在20%以内，而资本的贡献率均高于30%，这表明资本一直对于福建省经济发展起着主要的贡献作用，相较之下，劳动对福建省经济的贡献并不明显。（3）技术进步对于福建省GDP的贡献并不稳定，在2008年技术进步的贡献率达到了43.39%；而由于滞后周期的存在，同年的金融危机导致2009年的技术进步率跌至-3.57%，跌幅将近50%。而能源的贡献率虽然也有较大的波动，但十年来一直保持在10%以上，这说明能源对于福建省经济增长的作用较技术进步的作用更为明显。一方面，由于资本因素和能源因素概念的交叉，导致资本与能源的贡献率也有一定相互参照的价值，因此能源贡献率的数值并非完全准确，可能存在偏大的状况；另一方面，应看到福建省经济增长依赖于高能耗的现状虽有所改观，但其经济发展方式仍未完全转变。

2.2 政策建议

从上述结果分析来看，能源对于福建省GDP增长的贡献度一直处于较高的水平，节约能源、高效利用能源、合理分配能源将会对福建省经济跨越式发展起到非常重要的作用。结合现状来看，福建省环境承载压力较大。节能减排，保护生态环境，实现可持续发展，建设绿色海西，发展低碳绿色经济成为福建经济工作的当务之急。有鉴于此，提出以下两点建议：

（1）保证经济增长所必需的能源需求。福建经济发展正处于转型期，石化、电力、冶金等领域的发展使得能源需求增速加快，这使得能源是福建经济发展的重要物质基础。要使经济不断增长，就必须有充足的能源供给。福建省是无油、无气、少煤的省份，能源自给率低，能源自产量远满足不了能源的需求量，常规能源短缺，大多矿产资源的人均占有量比全国平均水平还低，甚至一些关系国民经济发展的重要矿种的保障度也较低，能源对外依赖程度高。因此，福建省应利用以下方法保证经济增长所必需的能源需求：一要防止能源消费仅限于常规能源消费的恶性循环，增加新能源在消费中的比重，尤其是要提高可再生能源消费。二要加快技术创新，积极开发新能源，弥补常规能源的不足，解决因能源短缺对经济增长产生的负面影响。三要从根本上转变经济增长方式，调整产业结构，提高高新技术产业和第三产业所占比重（2011年第三产业GDP仅占福建省GDP比重的29.5%）；加快能源价格体制改革，调整能源战略和能源政策，加快发展循环经济，落实好节能减排的各项措施。

（2）加快发展知识密集型和技术密集型产业，使经济增长尽量不依赖于能源消费。由于福建省正处于经济转型期，在此阶段能源对于福建经济发展的贡献才会如此之大。在经济发展方式转变之后，高耗能行业不再是工业的主导部门，取而代之的是知识密集型低耗能的产业成为经济的主导部门，能源作为一种生产要素对GDP的贡献应该逐渐下降。福建省应加快产业结构调整，大力发展高新技术产业并使之成为国民经济的主导部门，减少经济增长对能源消费的依赖；重视能源消费产生的环境问题，使得经济发展和人类环境相协调。要全面科学地认识GDP和能源消费的关系，还应该从产业结构、技术创新的角度去考察。技术创新从技术上节约能源消费，产业结构升级和优化则从需求结构上减少能源消费。

3 结论

本文通过引入能源变量改进C-D函数模型，并利用该模型测算能源因素对福建省GDP的贡献率，研究结果表明：能源的贡献率虽然波动较大，但十年来一直保持高贡献率，能源显然是福建省绿色经济增长不可或缺的要素。福建省需要保证能源供给、提高能源利用率、多采用清洁能源、调整产业结构，以此达到转变经济发展方式、大力发展绿色经济的目的。至于福建省绿色经济相关的其他重要问题，笔者将另文探讨。

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