基于VEC与SSM模型的能源效率演化研究*——以湖北省为例

范如国,崔迎迎,叶 菁

(武汉大学 经济与管理学院，湖北 武汉 430072)

基于VEC与SSM模型的能源效率演化研究*
——以湖北省为例

范如国,崔迎迎,叶 菁

(武汉大学 经济与管理学院，湖北 武汉 430072)

运用向量误差修正模型(VEC模型)、脉冲响应函数以及方差分解计算了能源效率各影响因素的综合效应，并利用时变参数状态空间模型(SSM模型)来测算各因素的时变效应。结果表明：能源效率的提高主要得益于能源价格与技术进步，产业结构和对外开放程度在长期对能源效率有提高作用，而在短期则有负面影响，能源消费结构的抑制作用并不显著，上述因素通过内在作用机制共同对能源效率的演化起决定性的作用。因此，注重技术进步，深化能源价格改革应是能源效率提升的主攻方向。

能源效率；VEC模型；脉冲响应函数；方差分解；SSM模型

随着经济增长步伐的逐步加快，能源与环境问题已经成为影响各国持续发展的最大困扰。能源过高依赖、不可再生资源过度消费、可再生资源缓慢开发以及全球环境恶化、雾霾现象与极端天气频生，这些问题都极大地影响了人们正常的生活与工作，甚至在一定程度上威胁着人类的生存发展。虽然，能源与环境是全球所有国家面临的共同问题，但是对于中国而言，这个问题似乎尤为严重。中国在能源短缺、能源需求连年增大的现实背景下，既要保证经济高速增长，又要努力控制人均碳排放、改变过度依赖资源消耗的经济增长方式，而要完成上述现实任务，提高能源效率以减少能源消费是关键性的问题。

党的十八大首次把推进生态文明建设单独设立成章，足见政府对解决能源环境问题的决心；而湖北省地处中部，近年来发展迅速，同时又是国家首批的五个低碳经济试点省份之一，承担的责任可见一斑。湖北作为能源消费大省，在能源禀赋上，除了电力资源较为丰富外，煤炭、石油以及天然气的储备量均偏低，能源对外依存度较高。与能源禀赋对立的就是湖北省目前快速的经济发展。湖北省“十二五”规划要求2015年工业的增加值相比于2010年增加30%，但该规划同时也要求2015年湖北省能源消费总量相对于2010年增长约为30%(能源消费总量在2011年增速就达到了约10%)。按目前对能源消费严重依赖的情况，要达到如上经济发展速度，维持较低的能源消费增速几乎成了不可能的任务。因此，对于湖北省而言，如何合理利用能源、提高能源效率将是实现湖北省经济长期发展而亟需解决的问题。

一、关于能源效率研究的文献综述

许多研究认为影响能源效率最重要的因素是技术进步。叶依广、孙林提出技术进步是提升能源效率的动力来源[1]。刘红玫、陶全的研究显示能源生产效率的提高主要是由于自主研发强度的增大，企业通过增加科研经费与研究人员来提高能源使用效率[2]。Fisher-Vanden等的研究发现自主创新不仅直接有利于生产率的提升，更会影响企业对外部新技术的吸收与扩散，因此自主创新对于能源效率的影响更大[3]。

国外早期研究发现产业结构的重组优化可以极大地降低能源消耗强度[4]。Ang等利用因素分解法对台湾、新加坡以及韩国等地的数据进行分析，得到产业结构的重组优化降低能源消耗强度的结果[5]。齐志新、陈文颖等计算了1993-2005年间工业部门轻重结构变化对能源强度的影响，发现特别是近几年，重工业比例的增加极大地影响了工业整体的能源效率[6]；张意翔、刘捷等发现，2000年后产业结构重型化的转变是我国能源效率降低的主要影响因素，并且指出随着重工业主导地位的提升，我国能源效率会进一步降低[7]。

能源是重要的生产要素之一，而能源价格的变动能够在一定程度上影响生产者的生产活动，因此也是影响能源效率较为重要的因素。在这方面，比较经典的研究如Birol和Keppler[8]。此外，能源价格能否成为提高能源效率的主要因素与能源的种类、地区、行业及时间段有很大的关系。Cornillie针对类似前苏联、中东欧等一系列的经济转型国家，通过对比研究指出提高当地能源效率的主要因素之一是能源价格，同时能源价格市场化开放较早的国家，其能源利用效率更高[9]；孔婷、孙林岩等通过对制造业24个重要行业的数据分析，指出对于大多数行业，能源价格对能源效率的影响并不显著，且其对能源效率的调节更多的是通过促进能源消费结构来实现[10]。此外，大部分针对我国数据的研究均认为我国相关定价政策不合理引起的能源价格扭曲是导致能源效率偏低的主要原因之一[11-12]。

对外开放的好处是外商投资增多，随之而来的积极效应能够实现对能源效率的改进。Sinton在这方面的研究也表明，相对国有企业来说，外资企业的生产效率、能源效率更高[13]；何洁对省级数据进行了回归分析，他将溢出效应分为水平与纵向两个方向，同时将负面影响纳入研究范畴，分析结果表明，各省市的工业部门均存在明显的正面溢出效应，且溢出效应对能源效率的改进程度随着经济发展水平的提高而增加[14]。类似的研究包括李未无对工业数据的分析以及Liu对制造业数据的分析[15-16]。

在能源消费结构与能源效率方面，现有研究多是从数据表面上分析两者是否有关。如张瑞、丁日佳的研究发现，除水电外，石油、天然气以及煤炭的消费比重都与我国能源强度存在长期协整关系[17]；张珍花、王鹏则分析了我国一次能源结构与能源效率之间的关系，发现虽然天然气消费比重与能源效率关系不明显，但煤炭的消费比重与能源效率间呈现出明显负相关关系，而石油则表现为正相关关系[18]。但这类研究并未触及能源消费结构作用于能源效率改变的根本原理，单关注不同能源间的替代效应[19-20]，或关注不同产业能源间的替代作用[21]，并未对其与能源效率的内在联系进行系统分析。

上述文献大多就单个因素对能源效率的影响进行研究，而本文综合考虑五个影响因素对能源效率的影响，并以湖北省为例，运用向量误差修正模型、脉冲相应函数以及方差分解等方法研究各因素对能源效率的综合效应，从整体上把握各因素及其内在作用机制对能源效率演化起到的作用。当前的研究没有考虑到在能源效率演化进程中各因素的影响会随时间推移而产生变化，这样就难以把握能源效率决定机制的动态演化过程，而本文引入时变参数状态空间模型(State Space Model，SSM模型)，进一步研究样本期内各影响因素对湖北省能源效率产生的时变效应，能够有效地刻画能源效率决定机制的动态演化过程。

二、能源效率演化机制分析

本文选取了产业结构、技术进步、能源价格、能源消费结构以及对外开放度这五个影响因素来分析其对能源效率的影响[22]。这五个因素的影响效应从其作用机理上看，可归纳为能源效率演化中的技术效应、结构效应和制度效应。

首先，技术效应的核心影响因素是技术进步，主要来源于自主研发投入。技术进步从两个根本途径来提高能源效率：一是技术进步可以通过提高生产要素的边际生产力、研制和开发先进的生产方法来提升能源使用效率；二是技术进步可以通过间接影响产业结构优化及升级来实现能源在不同产业、行业间的优化配置，从而引起能源配置效率的提高。

其次，结构效应包含产业结构效应和能源消费结构效应。一方面，结构效应体现在产业结构变动的“结构红利”上，即由于各行业的生产率水平以及增长速度存在差别，因此当能源要素从低生产率或者生产率增长较低的部门流向较高的部门时，尤其是产业结构的重组优化，即工业内部的结构调整以及重工业向轻工业转化，会促进由各个部门组成的经济系统总的能源效率的提高；另一方面，结构效应还体现在能源消费结构的变动上，当某种能源的消费比重改变时，会反过来影响该能源的价格，从而导致其它能源消费量和价格的改变，这种替代作用的存在使得能源消费结构的变化会最终引起能源效率的改变。

最后，制度效应的重要影响来源于能源价格和对外开放程度。首先，能源价格的作用机制也有两个途径：一是在均衡状态时，各生产要素应当具有相同的边际产出，所以其中一个生产要素价格的上升将使得该生产要素被替代，因而若改变能源相对于其它生产要素的价格，能源效率就会有所提高；二是能源相对价格的改变会迫使生产者重新选择现有技术，或诱导生产者去开发新技术，从而改善能源效率。其次，对外开放程度的作用机制则存在相互矛盾的两个方面：一是对外开放中贸易的环境收益效应。外商投资增多，可以带来诸如先进技术、成熟的管理制度经验等正面的溢出效应，这些效应能够实现对能源效率的改进，促进节能减排。二是外商投资也可能存在“污染避难所”现象，即外商投资导致大量高能耗产业的转入，使得东道国承受很大的能耗与环境代价，导致能源效率反而被降低了。对外开放程度这两方面的作用机制导致其影响效应具有很大的不确定性。

从上述能源效率影响因素的作用机制分析来看，技术效应、结构效应和制度效应是能源效率演化中的三个重要方面，它们通过内在作用机制共同对能源效率的演化起决定性的作用。因此，本文将基于这三个方面的作用机制，构建能源效率的演化模型。

三、能源效率演化模型构建

常用的能源效率定义主要有单要素指标与全要素指标这两种指标。基于本文采用的研究方法，选取单要素指标中最为常用的经济效率指标——单位GDP能耗(EI)来进行衡量，从各个年份的统计年鉴中得到当年价格的生产总值，按照平减指数换算成以1978年为基年的各年GDP，然后计算出各年能源消耗总量与当年GDP的比值。

影响能源效率演化的各因素的指标选取如下：(1)产业结构(IS)采用生产总值中第三产业的比值代表产业结构；(2)技术进步(TD)采用GDP中科教支出的比例来体现技术进步；(3)能源价格(EP)使用燃料、动力购进价格指数进行计算，指数按1978年为100折算；(4)能源消费结构(CS)选取煤炭占总能源消费的比重来衡量；(5)对外开放度(FO)选取全年的进出口总额占当地GDP比重来衡量。本文的研究区间取1980-2011年，数据取自《中国能源统计年鉴》和《湖北统计年鉴》。

基于上文的能源效率演化的决定机制分析，同时考虑把绝对量与相对量的不同程度影响分开，将能源效率演化模型构建如下：

EI=AEPα2te(α3tIS+α4tCS+α5tFO+μ)

(1)

其中A=e(C+α2tTD)，表示技术进步。对等式两边取对数得：

ln(EI)=C+α1tTD+α2tln(EP)+

α3tIS+α4tCS+α5tFO+μt

(2)

四、能源效率影响因素的实证分析

(一)能源效率影响因素的综合效应分析

1.协整检验。协整关系所隐含的实质含义是经济系统存在的长期稳定关系。对多变量而言，由若干个服从单位根过程的变量组成的系统，若这些变量的某一线性组合是稳定的，称这一稳定的线性组合为协整关系。本文选取多个变量之间基于回归系数的Johansen协整检验来进行检验。

表1 ADF检验结果

首先对各时间序列进行ADF检验，结果表明：各个变量均为一阶单整。协整检验显示：滞后阶数3对应的LR统计量值为44.9615，在10%的水平下显著，表明协整检验时选择滞后阶数为2。协整结果表示接受最多4个协整关系假设，可得出在5%的显著水平下存在四个协整关系，详见表2。

表2 Johansen协整检验

由此可以得出能源效率与各个因素间存在一个长期的关系,可表示如下：

lnEI=7.71-0.324lnEP-0.376FO-

18.773TD-3.425IS+0.034CS

(3)

由式(3)可得到：

vecm=lnEI-(7.71-0.324lnEP-0.376FO

-18.773TD-3.425IS+0.034CS)

(4)

对误差修正项(vecm)进行单位根检验(如表3)，发现它为平稳序列，并且取值在0上下波动，表明上述协整关系是正确的。此式反应了变量之间的长期均衡，各个系数表示不同因素与能源效率的长期关系，关系式表明能源价格、技术进步、产业结构和对外开放程度这几个因素的提高均会导致能源效率的提高，而能源消费结构则抑制了能源效率的提高；且在所有因素中，技术进步对能源效率的影响最为显著。

表3 vecm项的平稳性检验

2.向量误差修正模型的估计。协整检验表明，能源效率与各个因素间存在长期的协整关系，但是为了分析它们之间的短期波动关系，需要建立相应的向量误差修正模型。本文构建向量误差修正模型，并进行估算，根据本文的研究需要，给出能源效率的误差修正模型的估计结果：

ΔlnEIt=-0.054vecmt-1+

(5)

模型中误差修正项可以区分能源效率与各影响因子之间短期动态调整过程。在假设能源效率与各影响因素存在长期均衡稳定关系的前提下，可根据能源效率与各影响因素对均衡时的偏离程度来不断调整能源效率。结果显示，误差修正项的调节力度为-0.054，符合其反向修正的原理。

式(5)中的系数则表示各个变量的短期波动对被解释变量短期变化的影响。实证结果显示，能源效率滞后一期较滞后二期对随后的能源效率的影响较大，且系数显著为正，表示能源效率具有短期的持续性，如消耗增多时有扩张效应，能源效率增高又会带来良性循环。

在所有影响因子中，技术进步对短期能源效率变化的影响较大。其中，滞后一期的系数符号为负，反映出短期的技术进步可以带来能源效率的提高，这与许多学者的研究结论相符。但是滞后二期系数符号为正，在一定程度上削弱了技术进步的正面作用。其原因在于技术进步尽管一方面能够提高能源效率，但是也会通过提高经济增长引致新的能源需求，带来一定程度的“能源回弹效应”，导致能源效率的降低。一些学者对我国中部地区技术进步的研究也得到相似的结论，如成金华等发现技术进步指标对中部地区能源效率有负面的影响[23]。

其次，能源价格的系数均为负数，说明能源价格升高也可实现能源效率的有效提高，但能源价格对能源效率的正面影响存在一定的滞后。能源价格的滞后作用源于我国的能源价格市场化进程较晚，导致价格的调控作用也存在着一定程度上的滞后，但是从总体上看，湖北省的能源价格市场化已经能够较好地实现对能源效率的调控作用。

对外开放度在短期内对能源效率的提高有负面影响，其中原因主要有两点：(1)湖北省目前虽然有相当一部分的外商投入，但是外商聚集的行业一般为能源消耗密度高的制造业，如2011年湖北省外商投资中近70%以上的投资额集中在制造业，这种投资结果在短期内可能会引起能源强度的增高，降低能源效率；(2)湖北有相当数量的国有大中型企业属于高能耗行业，其中包括黑色金属冶炼、天然气开采、石油加工等产业，这些产业的开放度远低于整体工业的开放水平，开放程度较低，同时技术及管理制度的相对落后也导致其吸收能力较弱，无法有效地吸收开放过程中的技术溢出，使得能源效率的提高受到严重的制约。

在产业结构方面，尽管如上文所示，湖北的产业结构轻型化在长期对能源效率的提高有较大的正面影响，但是产业结构变量的滞后二期系数为正，且其程度大于滞后一期的系数，在很大程度上削弱了产业结构对能源效率提高的短期效应。其原因主要在于：(1)一方面“中部塌陷”现象的存在使产业结构不合理，难以实现其对能源效率的作用；另一方面，在“中部崛起”的过程中，中部地区承担着产业转移承接的角色，其导致的高能耗产业转移使得产业结构调整无法发挥作用[24]。湖北省作为中部地区的重要省份，不可避免地存在这一影响，同时，目前湖北省第三产业的增加仍然是粗放型的，仅依靠简单的人力投入，缺乏整体技术、人员素质的提升，这一现实也抑制了产业结构对能源效率的提高作用。(2)湖北省的产业发展方式也给能源效率带来了一定影响。与东部发达地区相比，技术含量高的信息、金融或咨询业在第三产业中的比重远低于东部地区，而发展较迅速的餐饮、零售、物流业则聚集了大量低素质的劳动力，低端产业的聚集导致人力资本的降低无法实现产业结构的低碳节能发展模式。因此，湖北产业内部的发展方式也是提高能源效率的一个值得关注的问题。

能源消费结构的弹性系数则说明煤炭消费量的增加会降低能源效率。同时，能源消费结构的两期滞后因子的系数相较其它因子而言，在短期内对能源效率的影响作用不大。这表明尽管湖北省的能源效率在一定程度上受到消费结构的影响，但是煤炭消费结构并未成为抑制能源效率提高的主要障碍。

3.脉冲响应分析。协整检验、向量误差修正模型讨论了影响能源效率的主要因素与能源效率之间的长期均衡和短期波动关系，没有揭示能源效率与影响因素之间长期的动态关系。为了进行有效的分析，本文选择高铁梅等的广义脉冲响应函数[25]来分析这一动态关系。脉冲响应分析结果如图1～5所示。

如图1所示，若能源价格产生一个正向冲击，初期会对能源效率有负面影响，3期之后变为正面，且变化速率较快，6期之后速率变缓，直至8期时产生轻微的回弹。整体上来看对提高能源效率有正向的影响，同时这种对能源效率的影响是持久的。从这一点可以看出对于企业而言，能源价格可以说是一个非常有效的调控手段，企业对能源价格的反应虽然可能存在短期的技术手段调整期，但是之后会使得能源效率保持在一个较高的水平。

在图2中，若能源消费结构受到一个正向冲击，会使得其对能源效率的抑制作用在前三期逐渐上升，之后在第6期下降到最低点，然后上升至第9期最高点。整体上来看，煤炭消费的提高不利于能源效率的提高。之所以出现持续性波动是由于一方面，对于煤炭而言，其利用率要远低于其它的能源，如石油，因此在受到消费结构的正冲击时，能源效率会出现降低的情况；另一方面，其它能源的价格一般要远高于煤炭，因而在利用一系列的高效燃煤技术后，GDP会相应增加，能源效率也会有一定程度的提高。

如图3所示，在受到对外开放度一个正向冲击后，其对能源效率的促进作用先是在前3期达到最大，后逐渐减缓至负面影响，第7期后又恢复为促进。从长期上来看，对外开放度受到冲击对能源效率提高起到了促进的影响，但是促进效应具有一定的滞后性。这主要是由于虽然近年来出口额不断增加、进入到市场内的外商也越来越多，但是出口产品以及外商进入的行业很多都集中在工业这类高能耗产业上，但是一定时期后，外企带来的技术、管理的外溢效应有利于企业提高自身的技术水平从而达到提高能源效率的效果。

如图4所示，当系统受到技术进步的一个正向冲击时，在前3期对能源效率提高有一定的促进作用，但是第3期之后，逐渐显现抑制影响，到第8期时才有减缓的趋势。整体上来看，单独的技术进步对能源效率存在一定的负面影响。这说明，技术进步的提高短期内有利于能源效率的改善，但是没有其它辅助手段，单单的技术进步又会反过来增加相应的能源消耗，也就是给能源效率带来 “回弹效应”。

如图5所示，当在本期给产业结构一个正向冲击后，能源效率的提高在前5期会受到正面的影响，第五期之后变为负面的影响，在第9期时，产业结构的效应开始在0线上下波动。在传统观念中，第三产业比重上升伴随着高能耗的第二产业比重下降，能源消耗减少，这就会必然引起能源效率的提高，脉冲响应图初期也印证了这种观点。但是，就现实情况而言，对于能源效率的影响，不仅要看到能耗的变化，还要看到第三产业比重的增长所带来的GDP的变化，如湖北省在2001年与2011年第三产业的比重分别为0.072与0.102，但对于GDP的贡献率却分别为49.5%与32.5%。也就是说，产业结构的转变所带来的能耗减少与GDP降低一同发生，从而引起了能源效率的降低。

图1 能源价格的脉冲响应分析

图2 能源消费结构的脉冲响应分析

图3 对外开放程度的脉冲响应分析

图4 技术进步的脉冲响应分析

图5 产业结构的脉冲响应分析

注：图1～5中，实线所示的脉冲响应函数值代表能源效率对该影响因素冲击的反应,虚线为两个标准差内的置信区域，同时，选择脉冲响应分析的滞后期数为10

4.方差分解分析。脉冲响应分析描述的是内生变量的冲击给其他变量所带来的影响，方差分解则可以分析每一个信息冲击对用方差表示的内生变量变化的贡献程度。图6显示的是能源效率的方差分解的结果。

图6 能源效率的方差分解

如图6所示，能源效率自身因素的贡献程度在前6期都处于高位，但在逐渐减弱，直至第10期减至30%的水平，而能源价格的贡献程度则在逐渐增强，并且上升幅度很大，在第7期后的贡献程度超过了能源效率自身因素，至第10期达到50%的水平。除能源效率自身因素和能源价格的贡献程度之外，技术进步、对外开放度、能源消费结构与产业结构的贡献程度都仅仅是小幅度的提高，并趋于稳定。从短期看, 技术进步和对外开放度对能源效率的贡献程度为7%左右，而能源消费结构和产业结构的贡献程度仅为3%左右的水平。

(二) 能源效率影响因素的时变效应及趋势分析

上文利用VEC模型估计出了各影响因素产生的综合效应，这种综合效应由传统的计量模型计算出来，模型估计参数通常被假定为不变而得出各期的综合平均值。但对于时间序列而言，各因素的影响往往具有时变性，可能由于其他因素影响而产生比较大的变动。为深入探讨各因素影响程度的时变效应及动态变化趋势，下文采用变系数的状态空间模型SSM对各因素的时变效应进行测算。状态空间模型由一组量测方程和状态方程构成，我们构建能源效率的状态空间模型如下所示。

量测方程：lnEIt=β0+β1t*lnEPt+β2t*FOt+β3t*TDt+β4t*ISt+β5t*CSt+μt

(6)

状态方程：βit=βi,t-1+εit(i=1,2,3,4,5)

(7)

其中，μt～N(0,σ2)，εit～N(0,σ2)

状态空间模型中的参数估计值如图7～11所示。

图7 能源价格的时变效应

图8 对外开放度的时变效应

图9 技术进步的时变效应

图10 产业结构的时变效应

图11 能源消费结构的时变效应

从能源效率各影响因素的时变效应来看，各因素在样本期内对能源效率的效应时变性较为显著，并且具有一定程度的波动性。因此，我们根据状态空间模型的估算结果，可以对上文的综合效应进行一定的扩展分析。

能源价格对能源效率的提高作用及其持续性尤为显著，在样本期间内，能源价格对能源效率一直起到提高作用。从图7可以看出，在1990年以前作用较大，1990年后作用持续不断，并且保持在一个较为稳定的水平。这也与上文中的能源价格综合效应分析相一致。究其原因，在1990年以来，与广东、江苏等一些东部省份相比，湖北省的能源价格指数相对较高，同时作为中层能耗地区，更加关注能源投入的成本-收益，因此相较于广东、江苏等这类高能耗区域来说，其对能源价格的敏感度更高。因此湖北省的能源价格对能源效率的调控作用较为明显，并且其时变效应具有较大的持续性。

对外开放程度的影响作用波动较大，其对能源效率的提升作用基本上保持在一个较小的幅度(如图8所示)。整体来看，对外开放程度对能源效率的提升作用并不显著，在短期内甚至有阻碍的可能性，尤其是1995年以后，对外开放程度抑制能源效率的效应逐渐显现，从其时变趋势上看，有轻微的反弹迹象。这与近10年来湖北省的外商投资集中在制造业，导致对外开放过程中扩大了高耗能产业的规模有关，从而引起能源效率的降低。

技术进步的时变效应具有较大的复杂性(如图9)。在样本期前段，它对能源效率起到一个较大的阻碍作用，但在中期则逐渐减弱，直到后期其对能源效率的提升作用才逐渐显现。如前文所述，技术进步对能源效率的作用较为复杂，因为它有可能会产生一定的“能源回弹作用”，2000年后由于其他节能政策的实施才使其对能源效率的提升作用得以显现。与能源价格的时变效应相似，技术进步对能源效率起到的提高作用较大，且在长期来看，这种促进作用将在长期内维持下去。

产业结构对能源效率的作用也呈现出一个“前期波动，后期稳定”的趋势，与能源价格形成的效应基本保持一致(如图10)。产业结构对能源效率的提升作用在长期上维持稳定。湖北省地处我国中部，面临国家经济结构调整的“中部塌陷”的挑战，因而，要采取有效措施，防止因产业结构不合理而产生的对能源效率提高的削弱作用。煤炭消费结构比例较高，一直对能源效率存在阻碍作用，但是影响系数不大，尤其对湖北这样的能源大省而言，可考虑在改进其它因素的基础上再进行能源消费结构的改善。

能源消费结构则长期阻碍能源效率的提高，但阻碍作用不大，尤其在样本后期，其阻碍作用在逐年地减弱(如图11)，这也和上文中的能源消费结构的综合效应相一致。原因在于，自1990年以来，与广东、江苏一些能源效率较高的省份相比较，湖北省的煤炭能源消费比重并没有特别偏高，其通过降低煤炭能源消费结构来提高能源效率的空间十分有限；而且，湖北省的钢铁、汽车等重工业产业占有较大比重，能源消费结构具有一定的刚性，形成了高能耗的技术结构，难以通过调整能源消费结构来提高能源效率。

从各因素时变效应的波动性来看，产业结构整体上波动性较大，而其他因素则在1990年以前显现出波动性，但是随后均保持在一个较为平稳的时变效应水平上。从提高能源效率的持续性趋势上看，能源价格和技术进步的时变效应具有稳健提升能源效率的持续性，因此，也与上文分析的综合效应结果相一致，能源价格和技术进步在能源效率演化中扮演着重要的角色。充分发挥能源价格的调控作用，提高技术水平，应当成为改善湖北省能源效率的重要途径。

五、湖北省能源效率影响因素的研究结论

综上，通过对能源价格、能源消费结构、对外开放度、产业结构、技术进步五个影响因子对湖北省能源效率的综合效应进行了分析，并运用协整理论、误差修正模型、脉冲响应函数以及方差分解的方法进行了长期与短期、静态与动态关系的研究，同时，引入状态空间模型，综合分析了各影响因素对能源效率的时变效应，并得出如下结论：从长期来看，湖北省能源效率与这五个影响因子具有均衡关系。能源价格对湖北省能源效率有改善作用，通过误差修正模型与脉冲响应函数还发现能源价格提高对湖北省能源效率的影响存在一定的滞后现象。在能源消费结构方面，煤炭消费结构不论是长期还是短期上均对能源效率存在抑制作用，但是影响系数不大，其负面作用并不显著。因此对于湖北而言，应该在改进其它因素的基础上再进行能源消费结构的优化，这样做才能更充分地发挥能源消费结构调整的作用。在对外开放度方面，开放的市场虽然在短期内对能源效率有负面影响，但在长期均衡关系上有正面作用，同时从比较分析上也得出对外开放是导致湖北能源效率偏低的重要因素之一。对于湖北来说，应当逐渐调整外商进入的行业以及主要出口产品的种类，但在调整时应注意以下两点：一是要增加高科技产品的出口，调整出口结构，这将有利于直接提高能源效率。二是要扩大高能耗行业的开放力度，大力引进和吸收国外先进技术，降低能耗。湖北的高能耗行业如黑色金属冶炼、天然气开采、石油加工等的开放度远低于整体工业的开放水平，这类企业中超过80%为国有大中型企业，技术以及管理制度相对落后，但是这类行业增长的开放度对能源效率的正面影响是无法拒绝的，因此可以提升高能耗行业的开放度，吸引外商投资，这样有利于通过技术、知识外溢来达到技术进步，从而提高整个行业的能源利用效率。在产业结构方面，第三产业比重的增加在长期上对能源效率有明显的提高，而在短期内会带来负面影响。与附近省份相比，湖北能源效率在产业结构方面的问题不仅仅与产业结构比重有关，产业发展方式也给能源效率带来了一定影响。对于其第二产业来说，高能耗产业中绝大多数是技术、管理较为落后的国企；而对于第三产业来说，技术含量高的信息、金融或咨询业的发展大大落后于东部地区，发展较迅速的餐饮、零售、物流业则聚集了大量低素质的劳动力。因此，湖北在注重产业结构转移升级的基础上还应当关注产业内部的发展方式。最后，技术进步方面，长期而言，技术进步对能源效率有明显的正面影响力，短期上则会带来回弹效应。一方面应当注意相关政策的引导，如通过碳税杠杆或碳排放交易，可以在一定程度上抑制回弹效应的发生；另一方面，在提升科技投入的基础上通过对产业结构的调整以及对外开放度的增大，以让科技投入发挥最大效力。

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(责任编辑 王婷婷)

The Research on the Evolution of Energy Efficiency Based on VEC and SSM Model:Taking Hubei Province as an Example

FAN Ru-guo, CUI Ying-ying, YE Jing

(SchoolofEconomicsandManagement,WuhanUniversity,Wuhan430072,Hubei,China)

The Vector Error Correction Model, the Impulse Response Functions and Variance Decomposition are used to calculate the impact of these factors on energy efficiency. Then the State Space Model is used to measure time-varying effects of various factors on energy efficiency. The results show that the improvement of energy efficiency is mainly due to the effect of energy prices and technological advances, while industrial structure and openness play a positive role in energy efficiency in the long term, a negative role in the short term. Energy consumption structure has a negative effect on energy efficiency, but its impact is not significant. The factors play a decisive role on the evolution of energy efficiency via their interaction and intrinsic link mechanism. Strengthening technological progress and deepening the reform of energy price would be the main direction to improve the energy efficiency.

energy efficiency； vector error correction model； impulse response functions； variance decomposition； state space model

2015-04-22

范如国(1965-)，男，湖北省潜江市人，武汉大学经济与管理学院教授，博士生导师，主要从事能源经济分析、复杂科学管理研究； 崔迎迎(1989-)，女，河南省安阳市人，武汉大学经济与管理学院硕士生，主要从事能源经济、复杂网络研究； 叶 菁(1989-)，女，湖北省宜昌市人，武汉大学经济与管理学院硕士生，主要从事能源经济研究。

国家自然科学基金项目(71271159)；国家社科重大基金项目 (14ZDA062)

F407.2

A

10.3963/j.issn.1671-6477.2015.06.0007