基于经济普查的广西工业分行业能源效率测算分析

程瑾　吴玉鸣

摘 要：近年来，随着广西工业规模的不断扩张，工业能源消费总量急剧增长，其能源效率问题也引起了众多学者的关注。采用非参数前沿方法——数据包络分析（DEA），基于2004年第一次经济普查和2008年第二次经济普查数据，首次对广西工业分行业的能源效率进行了实证研究，结果表明：虽然近年来广西工业分行业的能源效率在不断提高，但总体仍然处于较低的水平。为进一步提高广西的能源利用效率，广西各级政府应该积极优化产业结构、工业内部行业结构，加强节能工作的激励和监管，促进广西经济持续健康发展。

关键词：广西；经济普查；工业分行业；能源效率；非参数前沿方法；节能减排

中图分类号：F406.5 文献标识码：A 文章编号：1004-1494（2014）06-0062-06

一、引言

改革开放以来，我国经济的持续高速增长带动了能源消费量的急剧上升。从2000年到2012年，我国能源消费总量从14.55亿吨标准煤猛增到36.17亿吨标准煤。然而，我国能源利用效率总体偏低，“十一五”期末，我国国内生产总值约占世界的8.6%，但能源消耗占世界的19.3%，单位国内生产总值能耗仍是世界平均水平的2倍以上，能源对经济增长的约束性不断增强。当前我国正处于工业化快速推进的过程中，工业部门是我国能源消耗的大户，其能源消耗量占全国总能源消耗总量的比重也在不断上升，对我国能源效率的提高起着决定性作用。因此，提高工业部门的能源利用效率，对于我国整体能源利用效率的提高、实现节能减排的任务具有重要意义。

工业部门的能源消费及其效率问题早已引起了各级政府及众多学者的关注。鲁成军、周端明（2008）[1]对中国工业部门的能源替代情形进行了研究，在此基础上对中国工业部门的能源中长期发展战略提出了相关政策建议。李世祥、成金华（2009）[2]对我国工业分行业能源效率特征及其影响因素进行了实证分析，得出我国的能源效率总体水平仍然很低，且省际、区际之间差异较大。

长期以来，基于单要素框架的能效方法——“单要素能源效率”一直是能源效率问题研究的主流方法，能源强度——即单位产值（GDP）能耗是其最重要的指标。齐志新等（2007）[3]给出了较为可信的中国能源强度数据，该数据较准确地反映了中国当前的能源强度水平；贺灿飞和王俊（2009）[4]分析了经济转型背景下中国能源强度的变化，研究了经济全球化、市场化和区域分权对中国能源强度的影响。但“能源强度”仅考虑了单一的要素，具有一定的缺陷，目前已有学者开始采用基于生产前沿或成本前沿的能源效率研究方法，该方法是一种基于多要素的能源效率方法。Hu and Wang（2006）[5]基于全要素生产率框架，依据DEA创造性地提出了全要素能源效率（TFEE）的概念，并将其定义为在除能源要素投入外的其他要素（如资本、劳动）保持不变的前提下，按照最佳生产模式，一定产出所需的目标能源投入量与实际投入量的比值，这一概念的提出有效弥补了传统单要素能源效率研究方法的缺陷，对后续研究产生了很大的启示作用。魏楚、沈满洪（2007）[6]运用DEA方法建立了省级能源效率和地区能源效率的计算模型。Yeh（2010）[7]进一步比较了中国大陆各省份与台湾地区的全要素能源效率的差异。

可以看出，学术界针对我国工业部门的能源效率已进行了较为深入的研究，也取得了较多的成果。但这些研究多从工业整体出发，对于工业分行业，特别是省级单位工业分行业能源效率的研究则相对较少。

作为中国南部沿海省份，未来5到10年将是广西实现富民强桂新跨越的攻坚期，也是广西工业加快发展，赶超跨越的关键期。但近年来，广西经济快速发展的同时粗放型经济发展方式也带来了一些问题，韦艳群（2014）[8]发现1995-2012年间广西生态环境压力总体呈上升趋势，应树立全新的发展理念。沈琪（2014）[9]运用系统动力学（SD）方法和大系统理论的分解协调原理，模拟出了2010-2030年广西北部湾经济区生态承载能力的动态变化，指出不合理的产业结构和高耗低产的生产模式，使得广西北部湾经济区的单位GDP能耗和单位GDP污染物产出量远高于发达地区的水平，甚至高于全国的平均水平。

在当前我国经济转型升级的关键时期，降低能源消耗，提高能源效率，可以为广西经济的快速发展提供稳固的保障。在现有的文献中，关于广西能源消费的相关研究主要是从广西整体或分地市的视角出发，吴玉鸣（2010）[10]构建了生态足迹压力与能源消费库兹涅茨曲线计量经济模型，对广西能源消费与生态足迹之间的动态关系进行了实证研究；谭建新、李伯兴（2011）[11]通过对广西工业能源消费情况进行定量分析，发现广西工业能源消费量持续上升，工业能源密度显著降低，能源利用效率得到了明显提高。

在已有研究的基础上，本文采用非参数前沿方法——数据包络分析（Data Envelopment Analysis，简称DEA），以2004年和2008年广西经济普查中工业分行业的数据为样本，对广西工业分行业能源效率进行实证研究，旨在揭示广西工业部门能源消耗强度的变动规律。本研究对于广西相关部门和企业更好地把握本地工业分行业未来的能源消耗特征，制定有效提高工业部门能源效率的产业政策，促进节能减排目标的实现具有重要的现实意义。

二、能源效率测算的模型选择与数据处理

（一）数据包络分析

DEA（数据包络分析）是一种运用线性规划的数学过程，用于评价决策单元（DMU）的效率。其目的是构建出一条非参数的前沿线，有效点位于决策前沿上，无效点位于决策前沿下。DEA模型利用观察到的样本数据，将每个评价单位视为一个决策单元（DMU），对投入产出体系的效率进行评价。

DEA的模型主要是CCR和BCC两种，本文采用CCR 模型。模型建立如下：假设有n个独立的决策单元（DMU），并且每个DMUj（j=1～n）具有相同类型的m种投入xj和S种产出yj，即Xj=（x1j，x2j，…，xmj）T，Yj=（y1j，y2j，…，ysj）T，j=1～n；m种投入和s种产出对应的权向量分别记为v和u，即v=（v1，v2，…，vm）T，u=（u1，u2，…，us）T；于是决策单元DMUj的效率计算可转化为如下分式规划问题：

（二）数据来源及处理

文中原始数据分别来源于2004年第一次《广西经济普查年鉴》和2008年第二次《广西经济普查年鉴》，由于石油和天然气开采业及其他采矿业的数据有缺失，故本文剔除了这两个行业，选择了37个两位码工业行业。在研究中选取资本、劳动力和能源消费作为三种输入要素，工业总产值作为输出要素。对于受价格波动影响的变量，为了将名义值折算成实际值，使用了广西省相应年份的价格指数数据，这些数据均来源于《广西统计年鉴》。在输入要素中，资本采用工业分行业固定资产值来表示，以2004年为不变价，分别用固定资产投资价格指数对2004年和2008年的固定资产原价进行平减；由于行业人力资本存量难以估算，本文中劳动力数据采用《广西经济普查年鉴》中各工业分行业全部从业人员年平均数代替；能源消费使用各行业综合能源消费量来表示，并将所有数据转换为统一单位“吨标准煤”；作为输出要素的工业总产值，为了消除价格影响，同样以2004年为不变价，分别使用广西工业品出厂价格指数对2004年和2008年的数据进行折算。

三、广西工业分行业能源效率测算分析

首先对广西工业分行业能源消费的基本特征进行了直观的展示，继而采用DEA方法对广西37个工业行业2004年和2008年的能源效率进行了测算，分析了能源效率的变动情况。

（一）广西工业分行业能源消费的特征

从图1的2004年和2008年三大类工业行业综合能源消费量可以看出，在工业内部各大类行业中，制造业的综合能源消费量最多，电力、燃气及水的生产和供应业次之，采矿业最少。同时，制造业的综合能源消费量在广西工业总体能源消费量中所占比例不断上升，由2004年的84.15%上升到2008年的93.92%。2004-2008年制造业的综合能源消费量增长了78.44%，采矿业增长了70.64%，而2008年的电力、燃气及水的生产和供应业的综合能源消费量较之2004年有所下降。

图2的2004年和2008年采矿业综合能源消费量显示，在采矿业大类中，2004年煤炭开采和洗选业的综合能源消费量最多，非金属矿采选业最少，到了2008年，有色金属矿采选业的综合能源消费量最多，非金属矿采选业仍然最少，但其增长率达到了242.75%，有色金属矿采选业的增长率为152.87%，黑色金属矿采选业增长了107.10%。而煤炭开采和洗选业的综合能源消费量则出现了负增长。

根据图3的2004年和2008年制造业综合能源消费量可以看出，综合能源消费量较多的前六个行业分别是黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、有色金属冶炼及压延加工业、农副食品加工业、化学原料及化学制品制造业和造纸及纸制品业。2004年-2008年，这六个行业的综合能源消费量占制造业综合能源消费量的比例从92.10%下降到91.17%。其中，综合能源消费量最多的黑色金属冶炼及压延加工业在制造业中所占的比例由24.71%上升到29.71%。

从图3的2004年和2008年电力、燃气及水的生产和供应业的综合能源消费量情况可以看出，在电力、燃气及水的生产和供应业大类中，电力、热力的生产和供应业占据着主导地位，但从图4的2004年和2008年电力、燃气及水的生产和供应业综合能源消费量可以看出，2004年-2008年，其综合能源消费量大幅减少，在电力、燃气及水的生产和供应业中所占的比重也有所下降，从95.72%下降到90.97%。而燃气生产和供应业的综合能源消费量则有所增加。

（二）广西工业分行业能源效率的测算

使用DEAP2.1软件包，计算得到了广西37个工业行业2004年和2008年的能源效率得分，结果如表1所示。

由表1可以看出，多数行业2008年的DEA值大于2004年数值，说明广西工业行业的整体能源效率在逐步提高。表1数据还可以看出，与2004年相比，2008年37个行业中有29个行业的能源效率有了提高，占比达到了78.38%；6个行业的DEA值在降低，表明其能源效率在下降，包括煤炭开采和洗选业，纺织服装、鞋、帽制造业，仪器仪表及文化、办公用机械制造业，家具制造业，文教体育用品制造业及燃气生产和供应业，占比为16.22%。

虽然广西工业分行业的能源效率在不断提高，但其能源效率仍处于较低水平。为了更直观的了解广西工业分行业的能源效率情况，我们对表1中的DEA数据进行分类，设DEA值为1则处于高能源效率阶段，DEA值为0.5-0.99，则处于中能源效率阶段，当DEA值为0.5以下时，处于低能源效率阶段，可以得到表2。

由表2可以看出，2004年有67.57%的行业处于低能源效率阶段，21.62%的行业处于中能源效率阶段，2008年各行业的能源效率虽较2004年有了提高，但仍有43.24%的行业处于低能源效率阶段，29.73%的行业处于中能源效率阶段。这说明广西工业分行业能源效率的提高依然任重而道远。另外，2004年处于高能源效率的行业有4个，而2008年处于高能源效率的行业有10个。两年全部处于高能源效率的行业只有两个，分别为通信设备、计算机及其他电子设备制造业和废弃资源和废旧材料回收加工业，说明这两个行业能源效率最高。这2个行业一直处于高能源效率阶段有其特殊原因。通讯设备及计算机制造业相比其他工业分行业有着明显的技术优势，而废弃资源和废旧材料回收加工业的成本相对较为低廉。

四、主要结论及建议

作为我国南部沿海的重要经济增长点，提高工业分行业的能源效率对广西今后的经济持续增长具有重要的现实意义。本文采用DEA研究方法对广西2004年及2008年工业分行业能源效率进行了分析，得出了以下结论：（1）近年来广西工业分行业的能源效率有了提高，相比2004年，有78.38%的行业能源效率得到提高，说明当前中央及自治区在节能减排、产业结构调整等方面采取的相关政策取得了较为显著的成效。（2）广西工业分行业能源效率仍处于较低水平。到2008年仅有10个行业的处于高能源效率阶段，占比27.03%，有72.97%的行业处于中能源效率及低能源效率阶段，最低的行业为水的生产和供应行业，仅为0.085。

目前，能源供应紧张的局面愈演愈烈，面对节能减排及产业结构优化升级的重要任务，广西各级政府应充分认识到提高工业分行业的能源效率的紧迫性及重要性，进一步提高能源利用效率，加快制定符合本地区状况工业发展阶段的节能减排政策，转变工业增长方式，积极优化产业结构、工业内部行业结构，提高工业分行业能源效率，加强节能工作的激励和监管，促进广西经济持续健康发展，早日建成资源节约型和环境友好型社会，实现经济持续健康发展。

参考文献：

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[3]齐志新，陈文颖，吴宗鑫.中国的能源强度究竟有多高[J].数量经济技术经济研究，2007（8）：51-58.

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[11]谭建新，李伯兴.广西工业能源消费与新型工业化分析[J].广西社会科学，2011（2）：21-25.

责任编辑 莫仲宁