我国西部地区能源效率及影响因素研究

(广西民族大学商学院，广西 南宁 530006)

我国西部地区能源效率及影响因素研究

张凌生

(广西民族大学商学院，广西 南宁 530006)

本文通过构建DEA模型研究西部地区1990-2016年的能源效率水平，接着运用面板数据实证分析了影响能源效率的因素。结果显示：西部地区能源效率水平差异较大，个别省份在谋求经济发展过程中存在能源浪费现象，节能潜力和改进空间巨大；经济发展水平、产业结构、能源消费结构、科学技术水平、对外开放程度、政府干预、要素禀赋结构对西部地区的能源效率有显著影响。据此，本文提出了相应的能源效率提升建议。

西部地区；能源效率；影响因素

改革开放以来我国能源消费强度有明显改善，然而从横向来看，由于历史和地理格局原因我国区域间经济发展不平衡，导致能源利用效率水平也相应地呈现区域特点。东部地区能源效率最高，其次为中部地区，西部地区的能源效率始终处于低水平，这与西部地区的发展程度有巨大关联。西部地区是我国欠发达地区，技术水平低，能耗量大，随着工业化、城镇化的快速推进，“高能耗，低产出”的粗放型增长模式已成为制约西部经济、社会可持续发展的瓶颈。因此，本文以西部地区为研究对象，从全要素视角出发审视西部地区的能源效率问题，进一步探究能源效率的影响因素，并提出提升西部地区能源效率的路径，

一、 西部地区全要素能源效率测算

(一)全要素能源效率测算方法

利用数学表达形式是介绍DEA模型最直观的方法。假设决策单元为DMU，每个DMU都有M种输入和P种输出，则第J个决策单元的输入输出可以表示为：

Xj=(X1j,X2j,…XMj)T>0

(1)

Yj=(Y1j,Y2j,…YPj)T>0

(2)

对已知的n个决策单元，可用DEA方法来判断各个单元投入与产出的合理性和有效性，评价的DEA模型为：

u≥0,v≥0

(3)

可将以上分式规划模型(CzR)转化为等价的线性规划问题(F)：

maxρTy0

s.t.ZTxj-ρTyj≥0,j=1,2…n

ZTx0=1

u≥0,v≥0

(4)

以上线性规划问题(F)的对偶问题可以写为下面的线性规划问题(D)：

(5)

λj≥0,j=1,2…n

这里，θ是第j0决策单元的效率评价指数，θ=1表示该点已经达到最优前沿面上，所以是一个有效率的DMU。问题(D)构造了一个最小的输入达到一定产出的分段线性逼近前沿面的过程。权重λj使投入和产出的样本值形成一个凸性组合。效率评价指数θ表示给定投入水平下，产出的最大径向扩张度。

(二)指标选取和数据来源

本文以1990-2016年间我国西部11省区(由于西藏数据缺失，研究不包括在内)的资本存量、能源消费量和劳动力作为投入要素，GDP作为产出要素测算能源效率。

1.国内生产总值(GDP)。本文选取西部11个省区的实际生产总值为产出指标，为进行可比性测算，所有GDP剔除物价因素转变为不变价GDP，单位为亿元。

2.资本存量。本文采用研究中通用的“永续盘存法”估算各地每年的实际资本存量。基本公式为：

Ki,t=(1-φi)Ki,t-1+Ii,t

(6)

该估算方法的难点在于初始资本存量和折旧率的确定。本文沿用包群(2004)的研究方法，假定初始资本存量在1978年一次性全部形成，且1978年的资本存量总额等于当年GDP的3倍。对于折旧率的选择，吴延瑞(2008)认为折旧率因地区各异，每个经济体都应有不同的折旧率。因此本文运用吴延瑞研究中采用的各省折旧率。

3.劳动力。本文使用各省区历年年末就业总数表示。

超声检查、CT检查及MRI联合检测诊断敏感性、特异性，高于单一超声检查、CT检查及MRI检查（P＜0.05），见表2。

4.能源投入。本文采用各省区历年能源消费总量来表示。

以上指标数据，均来源于各省区历年统计年鉴。

(三)西部各省区全要素能源效率测算结果

通过以上数据整理，根据DEAP2.1软件包进行投入导向型DEA分析，得到西部省区全要素能源效率测算结果(表1)：

表1 主要年份西部省区全要素能源相对效率

通过上表可发现，在1990-2015年期间，西部11省区中全要素能源相对效率平均值最高的省份是广西、内蒙古、新疆和重庆，其中广西和内蒙古全时期的平均值为1，表明考察期内两省份始终处于生产最优前沿面上，在西部11个省区中相对于其他省区能源利用效率是最高的；新疆、重庆也有若干年位于前沿面上。而全时期能源相对效率平均值最低的省份依次是贵州、甘肃，同最优前沿面上的省份相比，其均值从未超过0.7。如果以最近的2015年测算结果看，处于能源效率最优前沿面上的省份依然是广西和内蒙古，宁夏和重庆也达到了前沿面的水平；距离前沿面较远的是新疆、青海和宁夏，其中青海的能源相对效率仅为0.69。这意味着这些能源相对效率较低的省份在谋求经济发展过程中存在巨大能源损耗，也预示着这些省份的能源生产利用效率不高，节能潜力和改进空间巨大。

二、西部地区能源效率的影响因素分析

(一)变量选取与模型设定

影响能源效率的因素很多，针对西部地区经济发展的现状，本文着重考虑以下几方面对能源效率的影响：

1.经济发展水平。刘志雄(2011)对经济增长与能源消费的研究表明，能源消费与经济增长之间存在双向格兰杰因果关系，能源消费促进经济增长。本研究采用不变价GDP的对数Ln(GDP)来表示经济发展水平。

2.要素禀赋结构。毛丰付、潘加顺(2012)以实际资本存量与总劳动力数量的比值来衡量要素禀赋结构，研究资本深化对劳动生产率的影响。本文采取相似做法，以要素禀赋结构衡量资本深化程度，运用资本存量与就业人口总量的比值(KL)来量化该指标。

3.产业结构。第三产业多为低耗能的服务业、高新技术产业，在经济结构中占比越大，越有助于提升能源效率。本文研究的产业结构采用第三产业增加值占当地GDP的比重(THRIS)来表示。

4.能源消费结构。煤炭等非可再生能源，不仅利用率低，大量消费还会产生较多污染物，众多研究表明以煤炭等非清洁能源为主的能源结构，不利于能源效率提升。采用各省区煤炭在能源终端消费中的占比表示能源结构(ES)。

5.对外开放。对外开放会通过技术扩散影响到地区能源效率。但不是任何地方都能产生技术外溢效应，相反，低水平的外资质量以及依赖高耗能产业为主的出口模式都严重抑制能源效率提升。为了考察对外开对地区能源效率的最终影响，采用各省区进出口总额占当年GDP之比(EXP)来表示对外开放。

6.技术进步。徐士元(2009)运用研究经费投入作为技术进步的主要衡量指标对能源效率进行回归检验，效果显著。本文借鉴相应做法选取科学技术支出占GDP的比重表示技术进步状况(Te)。

所有数据来源于《新中国60年统计资料汇编》、《中国能源统计年鉴》和历年《中国统计年鉴》，数据研究区间为1990～2015年。

根据以上解释变量的选取，设定以下面板数据模型：

EFFEi.t=C+β0LnGDPi.t+β1LnKLi.t+β2ESi.t+β3LnTEi.t+β4LnTHRISi.t+β5EXP+εi.t

(二)回归结果与分析

运用EVIEWS6.0对(7)式模型进行回归和检验，估计结果见(8)式： EFFEi.t=1.45-0.08LnGDPi.t+0.08LnKLi.t-0.07ESi.t(0.0000) (0.0000) (0.0000) (0.0000) +0.01LnTEi.t+0.04LnTHRISi.t+0.03EXP+εi.t

(8) (0.0373) (0.0036) (0.0005)

估计中：R2=0.98，P值很小，所有解释变量的系数均通过5%的显著性水平。从计量结果可以看出：(1)经济发展水平抑制全要素能源效率提高。这是由于西部地区在发展经济的过程中不注重能源的集约化利用，一味通过增加投入要素驱动经济增长，因此在经济势头向好的同时难以掩盖能源大量消费，忽视能源利用效率的的现象。(2)资本深化促进能源效率提高。回归结果表明，要素禀赋上升与能源效率同步上升，这说明资本深化对西部地区能源效率呈正向影响。(3)能源结构对能源效率起抑制作用。以煤炭消费为主导的能源结构与能源效率高度负相关，煤炭消费占比增加1%将会使能源效率降低0.07%，这与我国当前碳基能源利用技术水平低有巨大关联。(4)技术进步有利于能源效率提升。从回归分析结果看，技术进步每提高1个百分点，全要素能源效率大约提高0.01个百分点。这表明以研发经费投入来衡量的技术进步有利于企业提升节能技术、劳动力素质水平，技术的外溢效应还能带动整个经济系统的能源利用效率。(5)对外开放不利于能源效率改善。以进出口总额衡量的对外开放高度负显著，这表明西部地区在国际贸易中处于不利地位，出口的商品主要属于高耗能、产业链低端行业，因此国际贸易上升引致能源效率下降。(6)产业结构对能源效率有重要作用。从估计结果看，第三产业增加值占比每拉高1%，能源效率相应提高0.04%。这表明，经济结构应该偏向发展以高新技术和服务业为代表的第三产业，减少高耗能产业大规模扩张。

三、加快西部地区能源效率提升的路径

根据本文研究结果，为提升西部地区能源效率有以下建议：

首先，推动生产发展方式向集约型转变。从上述分析可知，西部地区的经济发展方式仍然属于粗放型，依靠生产要素投入驱动GDP增长。因此，必须加速推动西部地区经济由“增长”向“发展”转变，贯彻绿色经济、循环经济、可持续经济理念，提升各类生产要素尤其是能源要素的集约化利用程度，充分发挥能源效能。其次，以发展高新技术产业和高质量服务业为依托，优化升级西部地区产业结构。通常高新技术产业和以服务业为代表的第三产业在发展过程中具有耗能少、高产出、清洁高效的特点，所以致力于优化升级产业结构，有利于引导能源要素自发向高效率部门流动，以此改善能源效率水平。因此，西部地区应发展可持续的、能适应经济新常态的产业布局，从政策层面鼓励、引导第三产业和高新技术产业发展，并利用相应财税制度给予物质支持和保障，同时逐步限制高能耗行业生产扩张，帮助其转型或淘汰落后的高耗能产业。再次，在产品进出口方面做到科学、合理规划，避免由于片面追求出口增长额而一味生产高能耗、低附加值产品的短视利益行为，力争在对外贸易中处于价值链中高端，鼓励出口高附加值产品，减小对能源依赖。最后，西部地区的技术进步对能源效率具有正向影响，表明通过提高技术水平从而提升能源效率具有巨大空间。一方面，西部地区需要通过加大研发投入，提升企业自主创新力，更新生产设备，创新节能技术，引进先进管理经验，提升劳动力素质，提高能源效率；另一方面，西部地区也需要加强对废料的循环利用，使能源原料在消费过程中得到更充分利用，做到从源头上提高节约能力。

[1] 包群：《外商直接投资与技术外溢：基于吸收能力的研究》，博士学位论文，湖南大学国际贸易学系，2004年，第85页.

[2] 吴延瑞：《生产率对中国经济增长的贡献：新的估计》，《经济学：季刊》，2008年第7期.

[3] 刘志雄，梁冬梅：《中国低碳经济发展的能源消费分析及比较》，《生态经济(中文版)》，2011年第1期.

[4] 毛丰付，潘加顺：《资本深化、产业结构与中国城市劳动生产率》，《中国工业经济》，2012年第22期.

[5] 师博，沈坤荣：《政府干预、经济集聚与能源效率》，《管理世界(月刊)》2013年第10期.

[6] 徐士元：《基于技术进步与市场化改革的中国能源效率研究》，博士学位论文，华中科技大学管理科学与工程系，2009年，第93页.

项目资助：广西民族大学2015年研究生教育创新计划项目《我国西部省区能源效率的现状、影响因素及提升路径研究》(编号：gxun-chxs2015048)。