基于Theil指数的中国区域能源消耗差异性研究

陈　芳, 栾海庆

(1.安徽大学 经济学院, 安徽 合肥　230601; 2.中南财经政法大学 经济学院, 湖北 武汉　430073)



基于Theil指数的中国区域能源消耗差异性研究

陈芳1,2, 栾海庆1

(1.安徽大学 经济学院, 安徽 合肥230601; 2.中南财经政法大学 经济学院, 湖北 武汉430073)

摘要:采用修正的Theil指数分别计算了1996-2012年中国东部、中部和西部大经济板块国内生产总值、外商直接投资、工业增加值和研发投入为权重的Theil指数、区域间和区域内差异贡献率。结果表明:中国能源消耗存在明显区域差异性,而这种中国能源消耗地区差异主要由三大区域间的差异以及东部地区和西部地区内部差异引起的,其中东部和中部地区能源消耗差异不断缩小,但西部地区不明确。

关键词:Theil指数; 中国区域; 能源消耗; 国内生产总值; 外商直接投资; 工业增加值和研发投入

我国能源消耗存在明显的区域差异,很多专家学者的研究都验证了这一点。刘畅等利用1995—2006年的样本数据论证我国东部、中部和西部依次为低能耗区、中能耗区和高能耗区[1]。滕玉华等认为中国能源效率存在明显的地区差异性,除了不同的经济基础、对外开放度和技术水平外,FDI的R&D溢出对东部和中部的能源效率有正的影响,对西部能源效率没有显著影响[2]。马海良等指出,三大经济区域能源效率的高低直接决定我国总体能源利用水平,其中长三角和珠三角区域能源效率普遍高于环渤海地区[3]。胡宗义等认为,我国省际能源效率存在较大的差异,投资水平、工业结构和能源消费结构是造成能源效率地区差异显著的主要因素[4]。孙敬水等证明,1998—2008年我国地区能源效率呈现明显的东、中、西依次递减的梯状现象[5]。黄德春等提出,东部地区的能源消耗效率最高,中部次之,西部最低[6]。汪克亮等指出,中国全要素能源消耗效率整体水平偏低且存在显著差异,东部地区接近全国最优水平,中、西部地区存在改进潜力,但三大区域之间的能源技术差距有进一步扩大的危险[7]。赵金楼等提出,我国能源消耗地区差异较为明显,呈现先扩大后缩小的趋势[8]。李梦蕴等认为,中国区域能源效率差异呈收敛特征,地区经济发展差距的缩小导致地区能源效率差异的收敛,而能源消费结构差异对能源效率差异的影响则呈现区域特征[9]。纵观以上研究可以看出,中国能源消耗量和能源效率存在明显的区域差异性,本文基于Theil指数,分析中国能源消耗区域差异性的影响因素和路径。

一、 中国能源消耗差异性分析

1.数据说明与测算方法

泰尔指数(Theil Index)是Henri Theil利用信息理论中的总熵概念对收入不平等进行测算的指标,常被用于描述经济差异。Theil指数优点在于可分解为区域内差距和区域间差异,Theil指数越大,则表示差距越大[10]。

选取国内生产总值(GDP)、外商直接投资(FDI)、工业增加值(IND)和研发投入(R&D)为权重,分别反映地区经济发展水平、工业化程度、国际产业转移和技术水平对区域能源消费差异的影响。考虑到计算结果中会出现正负值相互抵消,所以对公式进行取绝对值修正如下:

式中:A分别取GDP、FDI、IND和R&D,表示以它们为权重的Theil指数;n取值为e、m、 w;TAe、TAm、TAw分别为东部、中部和西部相应权重下的Theil指数;Ai分别为i省的GDP、FDI、IND和R&D;Ae、Am、Aw分别为东部、中部、西部的GDP、FDI、IND和R&D;Ei、Ee、Em、Ew分别为i省东部、中部、西部的能源消耗量。

T=TN+TJ,

式中:TN为区域内差异;TJ为区域间差异。

TJ=Aeln(Ae/Ee)+Amln(Am/Em)+

Awln(Aw/Ew)

等式两边同时除以T,

在全国32个省、自治区和直辖市中,考虑到数据的可获得性和连贯性,剔除了西藏和台湾,将30个省市区划分为东部、中部和西部*东部地区:北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南;中部地区:山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南;西部地区:内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆。。数据来源于1996—2013年《中国统计年鉴》《各省市统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国高新技术统计年鉴》和《新中国60年统计年鉴汇编》,部分缺失数据采用平滑处理的方法予以补齐。

2.计算结果及分析

图1四种权重下东部地区能源消耗Theil指数

(1) 东部地区能源消耗差异分析。东部地区以GDP、FDI、IND和R&D为权重的Theil指数整体呈下降趋势,说明东部地区能源消耗差异在逐渐缩小(见图1)。其中GDP和IND权重下的Theil指数变动不大,低于同期FDI和R&D权重下的Theil指数,说明东部地区经济水平和工业化程度对能源消耗差异影响不大。东部环渤海地区是我国东北老工业基地,珠三角和长三角是我国最早对外开放和承接国际产业转移的地区,工业化程度整体较高,经济发展水平最高。FDI为权重Theil指数波动较大,2004年降到最低点(0.331 2)后开始小幅度上浮,说明FDI为主的国际产业转移对东部地区能源消耗差异有很大影响。改革开放后,长三角和珠三角地区依靠自身比较优势率先加入GVC,成为承接国际产业转移的第一阵地,经过30多年非均衡发展,东部地区要素成本上升、资源短缺、产业同质化、人民币升值等矛盾日益突出,其加工产业开始向中西部转移,以此实现长三角和珠三角产业结构升级转型。东部的环渤海地区在承接国际产业转移上落后于长三角和珠三角,FDI权重下能源消耗差异大,且波动比较明显。R&D权重下Theil指数高于其他三种权重, 技术水平差距造成的东部地区能源利用效率差距大。能源利用效率较高的地区主要集中在长三角和珠三角,能源效率普遍高于环渤海地区。但随着东北老工业基地振兴,技术水平、产品升级和产业转型带来环渤海地区能源效率提升,R&D权重下能源消耗差异逐渐缩小[11]。

图2四种权重下中部地区能源消耗Theil指数

(2) 中部地区能源消耗差异分析。中部地区GDP、IND和R&D三种权重下能源消耗差异波动小,呈下降趋势,尤其是GDP和IND权重Theil指数几乎重合,且在同期四种权重下最低,说明中部地区整体经济水平和工业化程度相当,能源消耗差距小(见图2)。目前中部地区工业化进程还是经济发展的主要动力,而工业是能源消耗的主要部门,中部地区经济发展对能源消耗的影响就是工业化进程对能源消耗的影响。R&D权重Theil指数略高于GDP和IND权重Theil指数,说明地区技术水平差异对能源消耗影响比经济水平和工业化程度要大。1996—2012年,中部地区R&D权重Theil指数在0.2~0.4之间,整体R&D带来能源消耗差距小于东部地区。FDI权重下中部地区能源消耗Theil指数变动大,1996—2004年差距逐渐增大,2004年以后差距逐渐减小。1996年开始中部地区逐步提高开放水平,积极参与承接国际产业转移,由于要素禀赋、区位优势和劳动力要素的差异,中部地区加入GVC的程度差距逐渐变大,由此带来的能源消耗差距变大,2004年达到最大值0.792 3。2005年中部地区部分省市开始承接长三角和珠三角区域产业转移,挤压了FDI带来的差距,由FDI带来能源消耗差距也逐渐缩小。以上分析可以证明,东部和中部确实存在区域产业转移。

(3) 西部地区能源消耗差异分析。西部地区四种权重下能源消耗差距变动大,并且有逐步扩大的趋势(见图3)。工业增加值权重下能源消耗差距变动小,Theil指数最低。说明西部地区整体工业化水平低,对能源消耗差异影响小。GDP权重下Theil指数在2001年开始逐渐增大,2012年达到1.389。西部地区内部经济发展水平差异大,以2012年为例,四川省GDP是宁夏回族自治区的10倍左右。经济水平的巨大差异带来能源消耗的差距。值得关注的是,GDP权重Theil指数不断增加的同时,IND权重Theil指数却没有增加,西部地区经济发展带来能源消耗多为第三产业和居民消费。FDI权重Theil指数变动明显,1996—2000年Theil指数排名第二,2003—2010年排名第三,2010年以后排名第二,整体来说国际产业转移对西部地区能源消耗差距影响较大。西部R&D权重Theil指数一直较高,研发投入是影响西部能源消耗差距的主要原因。研发投入科技创新是提高工业能源效率的关键,西部地区工业化水平整体较低,任何省份在能源技术上的研发投入很容易拉开能源利用效率水平,继而拉开能源消耗差距。

图3四种权重下西部地区能源消耗Theil指数

二、 中国能源消耗差异性进一步分析

为了更清楚地了解三大片区能源消耗的差异情况,计算出四种权重下地区间差异和地区内差异对能源消耗整体差异的贡献率(见表1)。

第一,四种权重下,中国能源消耗区域差异主要是东部、中部和西部地区间差异带来的。IND、R&D权重下尤其明显,1996年工业增加值权重下地区间贡献率为0.848 6,2012年为0.883。R&D权重下地区贡献率一直在83%左右波动。

第二,四种权重下,三大地带内部差异中东部地带内部差异贡献最大,中部和西部贡献较小。样本期间内GDP、IND、FDI和R&D权重下东部地区平均贡献率分别为:23.62%、12.96%、9.75%和4.79%。数据表明,能源消耗地区差异主要由三大地带间的差异和东部地带内部差异引起的。

表1　四种权重下东部、中部和西部地区能源消耗差异贡献率

第三,GDP、FDI和R&D权重下地区间差异贡献率呈下降趋势。其中GDP权重下降最明显,2004年地区内差异贡献率超过了地区间,到2012年两者的贡献率分别为55.4%和44.62%。而地区内差异的上升主要是西部地区贡献率拉动的。经济水平对我国能源消耗区域差异影响因素中,地区内差异是主导,尤其是西部地区影响作用最大。FDI权重下地区间差异虽有下降趋势但幅度较小,说明承接国际产业转移对能源消耗差距主要是地区间差异造成的,东部地区与中西部地区在对外开放程度上差距还是比较明显的。

第四,工业化程度带来的区域能源消耗差距是地区间的差异造成的。我国工业化水平从东到西阶梯状递减,区域间差距大,能源利用效率也相差很大。工业化进程中R&D投入有利于提高工业部门能源利用效率,但R&D影响能源消耗差异必须通过工业化程度来实现,因此R&D权重下能源消耗差距也是由于地区间差异造成的。

三、 结论及政策启示

1.中国能源消耗存在明显区域差异性

能源消耗差异不仅体现在中国三大经济板块能源消耗上的差异,还体现在东部、中部和西部能源消耗差异的动因上。东部能源消耗差异主要是FDI和R&D带来的;中部能源消耗差异主要是FDI造成的;西部能源消耗差异原因复杂,是GDP、FDI和R&D联合作用的结果。

2.中国能源消耗地区差异主要由区域内部差异引起

样本期间内,三大区域间GDP、IND、FDI和R&D权重下平均贡献率分别为:48.76%、87.93%、79.88%和84.02%,相对于区域内差异,区域间差异是中国能源消耗区域差别的主要原因。进一步分析区域内差异贡献率发现,在IND和FDI权重下,东部地区内部差异是引起区域内差异的主要动因,而在GDP和R&D权重下,西部地区成为主要动因。说明东部地区内部差异是由于工业化程度和对外开放水平造成的,而西部地区内部差异则是经济水平和科技水平造成的。

3.东部和中部地区能源消耗Theil指数呈下降趋势

东部和中部地区能源消耗Theil指数呈下降趋势,但西部地区不明确。东部、中部地区能源消耗差异不断缩小,对外开放和技术研发加速了缩小进度。西部地区能源消耗差异趋势不明确,经济增长和对外开放加大了能源消耗差异,工业化程度和研发投入对降低能源消耗差异作用不大,因此未来西部地区在能源消耗上更应加强控制。

总之,能源消耗区域差异是存在的,造成差异的动因也是有区别的。各个地区在“节能减排”时要基于地区实际,实施差异化的政策措施。东部地区加快产业内部升级和向外转移,提高引资质量;中部地区积极承接东部产业转移,吸引更多企业加入, 增加当地企业模仿、学习的机会, 进一步发挥技术创新对提高能源效率的积极作用,缩小与东部能源消耗的差距,形成产业互动机制;西部地区应改善投资环境, 发展特色产业和投资,提高产业进入的环境门槛。

参考文献:

[1] 刘畅,崔艳红.中国能源消耗强度区域差异的动态关系比较研究:基于省(市)面板数据模型的实证分析[J].中国工业经济, 2008(4):34-44.

[2] 滕玉华,刘长进.外商直接投资的R&D溢出与中国区域能源效率[J].中国人口资源与环境, 2010(8):142-147.

[3] 马海良,黄德春,姚惠泽.中国三大经济区域全要素能源效率研究:基于超效率DEA模型和Malmquist指数[J].中国人口资源与环境, 2011(11):38-43.

[4] 胡宗义,刘静,刘亦文.中国省际能源效率差异及其影响因素分析[J].中国人口资源与环境, 2011(7):33-39.

[5] 孙敬水,王德兴.中国地区能源效率差异及其影响因素分析[J].技术经济与管理, 2011(12):77-81.

[6] 黄德春,董宇怡,刘炳胜.基于三阶段DEA模型中国区域能源效率分析[J].资源科学, 2012(4):688-695.

[7] 汪克亮,杨宝臣,杨力.中国全要素能源效率与能源技术的区域差异[J].科研管理, 2012(5):56-63.

[8] 赵金楼,李根,苏屹,等.我国能源效率地区差异及收敛性分析:基于随机前沿分析和面板单位根的实证研究[J].中国管理科学, 2012(2):175-184.

[9] 李梦蕴,谢建国,张二震.中国区域能源效率差异的收敛性分析:基于中国省区面板数据研究[J].经济科学, 2014(1):23-37.

[10] 陈相森,王海平,仲鑫.外商直接投资区域差异的泰尔指数分解[J].北京师范大学学报:社会科学版, 2012(3):105-114.

[11] 司秋利.辽宁老工业基地振兴的统计综合评价[J].沈阳大学学报:社会科学版, 2014(4):588-591.

【责任编辑孙立】

Difference of Regional Energy Consumption in China Based on Theil Index

ChenFang1,2,LuanHaiqing1

(1.Economics School, Anhui University, Hefei 230601, China; 2.Economics School, Zhongnan University of Economics and Law, Wuhan 430073, China)

Abstract:The modified Theil index and regional difference of the Eastern, Central and Western China from 1996 to 2012 are calculated.The Theil indexes are under GDP, FDI, industrial added value and R&D.The results show that China’s energy consumption has obvious regional differences, which mainly caused by regional difference of three economic areas and internal differences of the Eastern and the Western China.The energy consumption differences in the Eastern and the Central China become small, but the Western China is not clear.

Key words:Theil index; region of China; energy consumption; gross domestic product (GDP); foreign direct investment (FDI); industrial added value and research and development (R&D) investment

作者简介:白鸥(1988-),女(回族),辽宁沈阳人,辽宁大学硕士研究生。

基金项目:辽宁省科技厅项目(2011401011)。

收稿日期:2014-11-24

中图分类号:F 206

文献标志码:A

文章编号:2095-5464(2015)02-0164-05