长江中游地区能源效率评价研究：与京津冀、长三角和珠三角地区的比较

孙 策，成金华，孙 莉(中国地质大学(武汉)经济管理学院，湖北 武汉 430074)

长江中游地区能源效率评价研究：与京津冀、长三角和珠三角地区的比较

孙 策，成金华，孙 莉
(中国地质大学(武汉)经济管理学院，湖北 武汉 430074)

运用泰尔熵指数对2001～2015年长江中游、京津冀、长三角和珠三角等四大地区能源效率的差异性进行实证研究，之后利用Malmquist生产率指数，对长江中游地区全要素能源效率变动进行分解，并与其他三个地区进行对比分析。研究结果表明：①总体能源效率差距和区域间的能源效率差距都呈现出先增后减的趋势，区域间能源效率差距是总体能源效率差的主要构成部分；②长江中游区域内部的能源效率差逐渐减小，但仍然高于长三角和珠三角地区；③长江中游地区全要素能源效率主要依赖于技术进步。最后根据分析得出结论和启示，制定区域节能战略坚持“求同存异”，加大对长江中游地区的政策倾斜力度，加快技术进步，积极进行能源技术创新等。

长江中游地区；能源效率；泰尔熵指数；Malmquist生产率指数；技术进步

新型城镇化建设和区域一体化协同发展是党中央区域政策的核心问题和工作重心。正式定位为中国经济发展新增长极的长江中游地区2015年的经济总量超过7万亿元，位于长三角、京津冀、珠三角之后，排居第四位。然而伴随着经济的快速增长，城镇化发展的外部条件和内在动力也会发生变化，长江中游地区能源资源保障压力不断加大，环境承载力正在逼近上限，由能源消费所带来的经济环境问题日益严重，如何提高能源效率、促进绿色经济转型、推进区域协同发展，将成为长江中游地区建设所面临的重大问题之一，成为长江中游地区实现可持续发展的关键。

1 相关文献综述

目前国内关于能源效率的研究，根据要素的多寡，主要划分为两个方面，即单要素能效分析和全要素能效分析[1]。其中，单要素能源效率分析最常用的指标是能源强度，近些年来，该方法在能效问题研究中具有不可替代的优势，杨远等[2]、孙敬水等[3]、宁亚东等[4]等以能源强度作为效率指标，运用泰尔嫡指数分析我国区域能源效率的差异性，并创造性地将总体能源效率差距分解为区域间能源效率差距和区域内能源效率差距。

HU and Wang[5]基于数据包络分析(DEA)技术和全要素生产理论提出了全要素能源效率(TFEE)方法，使得对能源效率问题的研究转变为对经济产出、资本、劳动及能源等要素的综合研究。近几年来，国内外众多学者采用TFEE方法研究中国的能源效率问题[6-12]。其中，吴琦等[13]从综合投入、技术效率和有效产出3个方面界定能源效率的概念，构建能源经济效率、能源环境效率评价指标体系，并结合主成分分析法建立DEA能源效率评价模型。孙久文等[14]、孙广生等[15]创新性地运用Malmquist生产率指数，测算全要素能源效率，并进行全要素能源效率变动的分解。李荣杰等[16]运用面板Tobit模型检验了能源开发、人力资本等因素对全要素能源效率的影响方向与影响程度。

然而，目前很少有学者在做能源效率评价研究时综合考虑两种效率，他们往往是两者选其一，这样可能无法充分反映能源效率的变动。文章运用泰尔熵指数对2001～2015年长江中游、京津冀、长三角和珠三角等四大地区能源效率的差异性进行实证研究，之后基于Malmquist生产率指数，对长江中游地区全要素能源效率变动进行分解，并与其他三个地区进行对比分析，进而针对性地为长江中游地区实现节能减排目标、制定相关政策和措施提供有效的经验依据。

2 研究方法

2.1 泰尔熵指数

泰尔熵指数最初是被用来衡量个人之间或者地区之间的收入差距，论文利用该指标来衡量四个地区(长江中游、京津冀、长三角和珠三角)之间的能源效率差距，得到式(1)。

(1)

式中：T、E、Y分别表示总体泰尔熵指数、能源消费总量和生产总值，Ti、Ei、Yi分别表示第i个区域的泰尔熵指数、第i个区域的能源消费量和第i个区域的生产总值，TM和Tb分别表示区域内和区域间泰尔熵指数。

第i个区域的泰尔熵指数Ti可以进一步分解成式(2)。

(2)

式中：Eij、Yij分别表示区域i内第j个省的能源消费量和区域i内第j个省的生产总值。Eij/Yij和Ei/Yi表示单位生产总值能耗，即能源强度，而能源强度正是本文用来衡量单要素能源效率的指标。所以在本文中，T、TM、Tb分别表示总体、区域内和区域间能源效率差距，而Ti则可以用来表示第i个区域内部的能源效率差距。

2.2 Malmquist生产率指数

本文采用Malmquist生产率指数测度长江中游地区全要素能源效率。考察两个时期生产率变化的Malmquist指数(Bauer等[17]、Fare等[18])，见式(3)。

M0(x1，y1，xt+1，yt+1)

(4)

式(4)中的技术效率变化指数(EFFCH)又可以进一步分解为纯技术效率变化指数(PECH)，以及规模效率变化指数(SECH)。

=SECH×PECH

故可以将Malmquist生产率指数分解成式(5)。

M0(x1，y1，xt+1，yt+1)=

(5)

其中，技术效率变化指数测度从第t期到第t+1期每一决策单元对生产可能性边界的追赶程度，该指标值大于1时表示技术效率提高，等于1时表示技术效率无变化，小于1时表示技术效率降低。而技术进步指数则是测度技术边界从第t期到第t+1期的移动，该指数可能大于1、等于1和小于1，分别表示技术进步、技术无变化和技术退步。

3 数据来源及处理

论文以2001～2013年四个地区(共计11个省市)*四个地区分别为长江中游、京津冀、长三角和珠三角地区。鉴于数据的可获得性，以地区所包含的省、直辖市作为基本分析单位，即长江中游地区选取湖北、湖南和江西等省；京津冀地区选取北京、天津和河北等省(市)；长三角地区选取上海、江苏、浙江和安徽等省(市)；珠三角地区选取广东省。为基本研究单元，采用单位生产总值能耗，即能源强度作为单要素能源效率分析的代理指标，能源强度=能源消费量/生产总值。

全要素能源效率分析以资本、劳动、能源为投入变量，各省市生产总值为产出变量。论文投入产出变量的界定如下所示。

1)资本投入。参见张军等[19]、单豪杰[20]的研究，论文采用物质资本存量作为资本投入的代理指标，计算方法为：Ki，t=Ii，t+(1-σi，t)Ki，t-1，其中Ki，t和Ii，t分别是地区i第t年的资本存量和投资，σi，t是地区i第t年的固定资产折旧率，Ki，t-1是地区i第t-1年的资本存量(文章中计算得到的物质资本存量已转化为以2000年为基期)。

2)劳动投入。论文以期末从业人数作为劳动投入的代理指标。

3)能源投入。能源投入用各省市的能源消费量(已转化为标准煤)表示，数据来源于2002～2015年的《中国能源统计年鉴》以及2015年各省市的统计年鉴。

4)经济产出。论文选择各省市生产总值(已转化为2000年不变价)作为经济产出指标。数据来源于2002～2015年各省市的统计年鉴。

4 实证分析

4.1 单要素能源效率分析

4.1.1 能源强度分析

2001～2014年我国四大地区(长江中游、京津冀、长三角和珠三角)的能源强度变化趋势如图1所示。由图1，清楚地看到，我国四大地区的能源强度总体上都呈现出一种下降趋势，由此表明近些年来各地区的能源效率都在不断提高。其中，长江中游地区的能源强度从2005年开始下降，很明显这与“中部崛起”(2004年3月5日首先由温家宝总理提出)等国家重大发展战略的影响是分不开的，但不可忽视的是，长江中游地区的能源强度在四个地区中是最高的，说明其能源效率水平最低。

图1 2000～2014年能源强度变化趋势

京津冀地区能源强度下降最为明显，这说明京津冀地区的能源效率得到改善，但仍保持在较高水平。珠三角地区的能源强度下降趋势较为缓慢，但在四个地区中始终保持在较低水平，具有最高的能源效率，这可能是由于珠三角地区是全国科技创新与技术研发基地，能源技术创新得到广泛运用和推广，从而使得经济增长对能源的依赖性较低。长三角地区的能源强度虽然也有较明显的下降，但是和珠三角地区相比还有较大差距。

4.1.2 总体能源效率的差异性

我国四大地区总体能源效率差异性的变化趋势如图2所示。由图2可知，总体能源效率差距和区域间能源效率差距的变化趋势基本一致，都呈现出先增后减的趋势，区域间能源效率差距的快速下降是总体能源效率差距下降的主要原因。2013年的区域间能源效率差距泰尔熵指数为2001年该指数的79.84%，这说明四大地区区域间的能源效率差距显著缩小。同时可以看出，区域内的能源效率差距在这段时间内却有一定增加的趋势，这说明四大地区能源效率的内部差距越来越大。

图2 2000～2014年总体能源效率差异性的变化趋势

4.1.3 区域内能源效率的差异性

由图3可以看出，我国四大地区区域内部能源效率的差异性在2001～2013年期间表现各异。其中，京津冀区域内部能源效率差异逐渐增加，即北京、天津和河北这三个省市之间的能源效率差异显著，原因可能在于北京地区是我国政治、文化和科技中心，先进的能源技术在生产过程中得到了广泛的应用和推广，其经济增长对能源的依赖程度较低，而河北地区的工业化程度一直以来都比较高，其经济增长高度依赖于能源消费，天津能源效率水平处两者之间，从而导致区域内能源效率差异逐渐扩大。珠三角地区由广东省统一管辖，所以区域内能源效率没有十分明显的差异。长三角地区的能源效率差异总体而言呈现出一种下降趋势，近两年略有增加，波动并不明显，原因可能在于上海、江苏和浙江等省(市)的经济发展水平和能源消耗水平整体趋于平衡，而新加入进来的安徽省受到地理环境、经济发展的制约，能源效率水平没有其他三省高。

长江中游地区区域内部能源效率差异呈现波动特征，具体可以由图4看出。2004年长江中游地区的能源效率差异是最大的，即湖北、湖南和江西三省在这一年的能源效率差异是最大的，受“中部崛起”(2004年3月5日首先由温家宝总理提出)等国家重大发展战略的影响，从2005年开始三省的能效水平都逐渐提升，从而导致长江中游地区区域内部的能源效率差异逐渐减小，但仍然高于长三角和珠三角地区。

图3 2000～2014年区域内能源效率差异性的变化趋势

图4 2000～2014年长江中游地区区域内能源效率差异性的变化趋势

4.2 全要素能源效率分析

4.2.1 长江中游地区能源效率变化及分解

本文使用DEAP软件包[21]，对2001～2013年长江中游地区全要素能源效率进行估算，并将Malmquist生产率指数(TFPCH)进行分解，分解结果如表1所示。

由表1可看出，2001～2013年长江中游地区的平均全要素能源效率指数为1.064，该指数大于1，并且其平均增长率为6.4%，故该地区的全要素生产率水平是上升的。通过对TFPCH指数进一步分解可以看出，技术进步指数(TECH)和TFPCH指数相等，其平均增长率也为6.4%，而技术效率指数(EFFCH)为0，其没有发生任何变化。故长江中游地区全要素能源效率水平的提高主要依赖于技术进步。

长江中游地区的全要素能源效率指数在2007年达到最大值，为1.089，其增长率为8.9%，通过进一步观察TECH指数和EFFCH指数的变化趋势，可以看出，全要素能源效率增长的主要原因在于技术进步。由于受到全球金融危机的影响，2007～2008年，长江中游地区的全要素能源生产率不断下降，其下降的主要原因在于技术退化。同时可以看出，所有年份的全要素能源效率均表现为大于1，主要驱动要素在于技术进步。

从区域维度来看，如表2所示，2001～2013年，湖北、湖南和江西三省的全要素能源效率指数均大于1，即三省的全要素能源效率水平都是上升的。其中，湖北省的全要素能源效率指数最高，为1.099，其平均增长率为9.9%，湖南省次之，其平均增长率为5.3%。而通过进一步观察TFPCH指数的分解结果，可见，三省全要素能源效率的增减变化都是因为技术进步。

表1 2001～2013年长江中游地区全要素能源效率变化及分解(以2000年为基期)

表2 2001～2013年长江中游地区各省全要素能源效率平均变化及分解

4.2.2 各地区能源效率变化及分解

2001～2013年长江中游、京津冀、长三角和珠三角等四大区域的全要素能源效率变化及分解见表3。四大区域各省市在2001～2013年期间的全要素能源效率指数均大于1，其中，河北、江苏及浙江三个省份的技术效率指数分别为0.975、0.987和0.997，均小于1，说明这三个省份的技术效率是下降的，其全要素能源效率增减变化除了受到技术进步因素的影响之外，还受到技术效率变化的影响。同时观察到，大部分地区全要素能源效率的增减变化主要都是因为技术进步，技术进步对提升能源效率的作用更加明显。

而且，我们发现长江中游地区在四区域中的全要素能源效率指数是最大的，为1.064，其增长率为6.4%，说明近些年来，长江中游地区能源效率水平大大提升，这与国家制定并实施的重大发展战略决策是分不开的。而且，长江中地区的全要素能源效率增减变化都是受到技术进步因素的影响，因此，长江中游地区应加快技术进步，积极进行能源技术创新，加强区域间的技术交流，不断提高自主创新能力，进而提高地区的全要素能源效率。

5 结 论

1)受“中部崛起”等国家重大发展战略的影响，长江中游地区的能源强度从2005年开始下降，但不可忽视的是，长江中游地区的能源强度在四区域中是最高的，说明其能源效率水平最低。

表3 2001～2013年各地区全要素能源效率变化及分解

2)总体能源效率差距和区域间的能源效率差距都呈现出先增后减的趋势，区域之间能源效率差距是总体能源效率差距的主要构成部分。

3)长江中游地区区域内部能源效率差异呈现波动特征，从2005年开始三省的能效水平都逐渐提升，从而导致长江中游区域内部的能源效率差异逐渐减小，但仍然高于长三角和珠三角地区。

4)长江中游地区全要素能源效率主要依赖于技术进步。湖北、湖南和江西三省的全要素能源效率指数均大于1，即三省的全要素能源效率水平都是上升的。其中，湖北省的全要素能源效率指数最高，为1.099，其平均增长率为9.9%，湖南省次之，江西省最低。

5)长江中游地区在四区域中的全要素能源效率指数是最大的。为1.064，其增长率为6.4%，说明近些年来，长江中游地区能源效率水平大大提升，这与国家制定并实施的重大发展战略决策是分不开的。

6 启 示

1)制定区域节能战略时坚持“求同存异”的原则。由于在四区域中，长江中游地区能源效率水平最低，与其他三区域的差异较大，并且湖北、湖南和江西省之间的能源效率差异也比较大，所以在制定区域节能战略时必须坚持“求同存异”的原则，既要考虑国情，也要注意每个省的实际情况，然后制定出不同的节能政策措施。

2)加大对长江中游地区的政策倾斜力度。为了进一步提高长江中游地区的能源效率，政府在制定和实施相关政策时应适当向长江中游地区倾斜，这样才能充分挖掘长江中游地区的节能减排潜力，这对提升我国区域能源效率的整体水平具有重大意义。

3)加快技术进步，积极进行能源技术创新。长江中游地区应努力加强区域间的技术交流和合作，积极地将先进的节能减排技术从发达省份向落后省份转移和扩散，不断提高自主创新能力，进而实现我国地区之间以及各省份之间全要素能源效率的趋同。

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Study on energy efficiency in the middle reaches of the Yangtze river：compared with Beijing-Tianjin-Hebei，Yangtze River Delta and Pearl River Delta regions

SUN Ce，CHENG Jinhua，SUN Li
(School of Economics and Management，China University of Geosciences(Wuhan)，Wuhan 430074，China)

This paper takes the empirical study in regional differences of energy efficiency from 2001 to 2015 in the middle reaches of the Yangtze River，Beijing-Tianjin-Hebei，the Yangtze River Delta and the Pearl River Delta regions by Theil index.Then based on Malmquist productivity index，the change of total factor energy efficiency in the middle reaches of the Yangtze River is decomposed，and compared with the other three regions.The results show that the total and between-region difference of energy efficiency are showing a trend of first increase and then decrease，and the latter is the main component of the former.The within-region difference of energy efficiency in the middle reaches of the Yangtze River is gradually reduced，but still higher than that in the Yangtze River Delta and Pearl River Delta region.The total factor energy efficiency in the middle reaches of the Yangtze River is mainly dependent on technological progress.Finally，some conclusions and suggestions are obtained according to the results of the analysis，such as adhere to the principle of “seek common ground while reserving differences” in the development of regional energy strategy，increase policy tilt to the middle reaches of the Yangtze River，accelerate technological progress，and actively carry out energy technology innovation，etc.

the middle reaches of the Yangtze River；energy efficiency；theil entropy index；Malmquist index；technological progress

2017-03-20 责任编辑：宋菲

孙策(1973-)，博士研究生，专业为应用经济学，研究方向为资源产业经济，E-mail:344375340@qq.com。

F407.2

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1004-4051(2017)08-0069-06