基于环境约束的我国能源效率演进趋势研究

王志雄+祁卓娅+徐海龙+牛新星

摘要：文章采用DEA方法测算了我国各省市自治区以及六大区域共同前沿下的能源效率、群组前沿下的能源效率和共同效率。得出，我国省际能源效率基本呈现“东高西低、南高北低”的分布特征。东南沿海地区三大效率均比较高；东北地区群组前沿能源效率下降，共同效率上升；中部地区群组前沿能源效率下降；北部沿海地区共同效率波动明显呈下降趋势；西北地区的群组前沿效率不高、总体递增，追赶效应明显；西南地区的能源效率偏低，总体平稳。提出了因地制宜的政策建议。

关键词：能源效率；环境约束；六大区域

近年来，能源和环境因素对经济增长的约束愈加收紧。一方面，随着我国经济步入“新常态”，牺牲能源和环境的粗放式增长方式已经难以为继；另一方面，人民生活水平提高，对环境质量要求更高，使得传统能源使用和生态环境改善之间矛盾愈发突出。在资源禀赋差，但经济发展对能源需求和环境改善却又越来越迫切的情况下，提高能源利用效率、降低生态环境压力，推进能源节约和污染减排已成为未来我国经济发展的必然选择。

“十二五”期间，我国能源使用效率得到一定程度提高，生态环境质量得到一定的改善，但有一些省份依然无法完成节能减排年度分解目标，致使完成情况与预期仍有很大差距。这既反映了我国提高能源效率实践的复杂和困难程度，也凸显出了研究提高能源效率和挖掘节能潜力的重要性和紧迫性。加大对我国提高能源效率的研究，分析区域之间能源效率的演进趋势，有助于因地制宜制定能源政策，改善各地能源效率，实现各区域间经济与环境的协调发展。

一、 理论背景

目前，学术界对能源效率没有统一的定义，但内涵基本一致，即能源的投入产出效率。世界用能委员会认为能源效率为提供同等能源服务所减少的能源投入量。Bosseboeuf（1997）认为经济上的能源效率指用相同或更少的能源获得更多产出或更好的生活质量。国家发改委能源研究所将能源效率定义为，能源利用中发挥作用的能源量與实际消耗的能源量之比。

能源效率的测度主要基于投入产出分析，依照投入要素类别的多寡，分为单要素能源效率和全要素能源效率两类。前者将能源作为唯一的投入要素，典型的指标有能耗强度，即单位产值能耗，因计算简单易于国别比较，常用于政府部门宏观管理。蒋金荷（2004）从能源物理效率、单位产值能耗和单位产品能耗三方面分析了我国能源效率状况，并给出相应的改善建议。齐绍洲、李锴（2010）利用这一指标研究地区间能源效率的收敛问题。该方法的主要问题在于隐含能源是唯一投入的假设。因此，目前主流分析都倾向于后者。后者把劳动、资本、能源等投入要素同时纳入分析，GDP为主要产出。魏楚、沈满洪（2007）采用基于DEA的方法测算了我国各省市全要素能源效率并在聚类分析的基础之上分析其影响因素；林伯强、杜克锐（2013）分析发现消除要素市场扭曲可提高年均10%的全要素能源效率；孙广生等（2012）提出从传统单要素能源效率指标中分解出全要素能源效率的方法。考虑到能源消费带来的环境影响，学者们开始研究环境约束下的能源效率测算问题。张伟、吴文元（2011）运用“多投入多产出”的DEA模型，结合环境生产函数和环境方向距离函数，分析了长江都市圈1996年～2008年全要素能源效率及其影响因素。

借鉴前人的研究方法，本文以环境约束为基础，重点分析省际和区域全要素能源效率，创新运用群组前沿和共同前沿分析法进行省际和区域能源效率差异的实证分析。

二、 区域划分、变量选择及数据说明

1. 区域划分。综合考虑产业结构、资源禀赋和地理区位等因素，结合国家产业规划和重大经济发展战略，将全国划分为东北地区（黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古）、北部沿海（北京、河北、天津、山东、江苏）、东南沿海（上海、浙江、福建、广州、海南）、中部地区（山西、河南、安徽、湖北、湖南、江西）、西南地区（四川、重庆、云南、广西、贵州）和西北地区（新疆、陕西、甘肃、宁夏、青海）六大区域。考虑到数据的可获得性及可比性，香港、澳门、台湾和西藏并未纳入研究范围。

2. 变量选取及数据说明。进行共同前沿分析时，投入要素为资本、劳动力、能源；产出为GDP和非期望产出（污染物）。具体指标处理如下：

资本。根据现有的统计数据，只能获得以当年价计算的固定资产投资额，资本存量必须通过一定的方法计算获得。目前最普遍的计算资本存量的方法：

Ki，t表示i省份第t年的资本存量，δ表示资本折旧率，Ii，t表示i省第t年的投资。本文选取资本折旧率为10%。

劳动力。拟采用2000～2015年各省就业人数作为劳动力投入，将WIND提供的季度数据进行年度平均作为实际度量结果。

能源。考虑到能源消费量的可比较性，将煤炭、石油、天然气等一次能源消费量均折算为标准煤，单位为“万吨标准煤”。各省2000～2015年能源消费量均来自于《中国统计年鉴》（2001～2013）、《中国能源统计年鉴》（2013～2015）、2016年各省市环境统计公报。

国内生产总值（GDP）。各省市GDP均采用2000年不变价格计算的实际值，各省市名义GDP及GDP指数来自《中国统计年鉴》（2001～2016）。

非期望产出（污染物）。采用传统的谢拔德距离（Shephard Distance Function）函数，以SO2排放量作为非期望产出。数据来自《中国能源统计年鉴》以及各省的环境状况公报。

三、 基于环境约束的中国区域能源效率测算结果分析

1. 共同前沿技术效率测算及其变动趋势。基于规模报酬不变的CCR模型，通过DEAP2.1软件计算的2000年～2015年我国各省市、六大区域和全国的共同前沿下的全要素能源效率，如表1所示。

全国整体平均来看，全要素能源效率基本上在0.8～0.9区间内起伏波动，2000年～2009年总体上较为平稳，2009年～2011年有所上升，2011年后出现明显的下跌，且在2014跌破0.8。endprint

区域角度看，六大区域能源效率2008年～2013年明显上升，2013年后明显下跌，而2008年之前，东南沿海、北部沿海、西北地区呈波动上升的趋势，东北地区、中部地区和西南地区则呈波动向下的演进趋势。空间上，能源效率呈现东部高，中部次之，西部最低，南北方向上南高北低的局面，这与大多数研究我国能源效率区域差异的结论是一致的。

2000年～2015年各省市的共同前沿效率，北京、河北、上海、青海、宁夏和新疆六省市总体呈上升趋势；而山西、浙江、安徽、福建、江西、河南、湖北、湖南、广东、重庆有不同程度的下降；其他省份呈不规则波动。东部沿海地区经济发达省份能源效率有所下降但数值仍然较高，中部地区大多数省份出现下滑趋势，西部地区的相对效率有所上升，但数值依然较小，体现了西部地区在共同前沿效率方面的追赶效应。

2. 共同前沿效率与群组前沿效率比较。本部分基于CCR模型测算了规模报酬不变条件下，我国六大区域以及全国的群组前沿效率和共同效率（结果见表2、表3）。

六大区域共同效率东西方向上仍然呈现“东部高、中部次之、西部最低”的特征，南北方向上呈现“南高北低”的特征，与共同前沿效率和群组前沿效率分布特征一致，但顺序不完全相同。

东南沿海地区共同前沿下的能源效率、群组前沿下的能源效率和共同效率平均值都位于六大区域前列，且效率值的内部差异较小，这同时印证了该地区以技术密集型产业为主的产业特征。其能源群组前沿效率一直呈逐年递增的趋势，说明该地区在保持能源效率全国领先的条件下，内部省市的能源效率也在持续优化，且优化水平高于全国的能源效率改善水平。

东北地区群组前沿能源效率水平较高，波动中具有下降的趋势，但其共同效率具有上升的趋势。从宏观经济上看，东北地区面临着严重的产能过剩，传统的重工业受到强烈的冲击，与该地区产业升级较慢，技术水平不高有较大关系，同时人口流出以及国有企业的改革反而使能源利用效率有所改善。

在六大区域中，中部地区共同技术率均值较高，仅次于东南沿海和北部沿海地区，但在共同前沿效率中排名较低，这表明中部地区各省份能源效率提高的空间在外部，是与全国共同前沿的差距。因此，生产技术落后是制约中部地区能源效率提高的主要因素，如何改善或提升中部地区的技术水平成为该区域效率提高的关键。

北部沿海各省市与东南沿海经济总量不相上下，但在产业结构、能源使用方式、资源禀赋等方面存在差异性，能源效率也明显不同。北部沿海地区共同效率波动明显且具有下降趋势，说明其技术出现瓶颈，通过改进技术提升能源效率的方法并不现实，应该寻求其他突破。

西北地区，共同前沿效率明显低于其他五个区域，群组前沿效率虽然水平不高但呈递增趋势，说明其能源效率改进空间需要依赖技术水平的提高。该地区能源效率的分布离散程度高，表明内部各省份技术水平差异较大。西北地区共同效率前几年较高，但呈逐年下降趋势，近几年仅比西南地区高。技术差距变大及导致的效率降低是制约西部地区能源效率提高的因素。

西南地区的能源效率总体运行平稳在全国处于中等偏下。其共同前沿效率和群组前沿效率都表现出轻微下降趋势，表明随着全国能源效率水平的提高，西南地区的能效水平升级缓慢，与共同前沿的差距越来越大，群组内部分化也较为明显。因此，提升技术水平是提高西南地区能源效率的关键。

四、 结论及政策建议

1. 结论。我国省际能源效率呈现“东高西低、南高北低”的分布特征。六大区域中，东南沿海、北部沿海和东北地区能源效率呈逐年递增的趋势，西北地区、中部地区和西南地区均为波动向下的演进趋势。

地区之间能源效率差距增大，分化呈逐年增加的趋势。东西部之间主要是经济发展水平的差距，而产业结构不合理、技术水平较低也是差距产生的重要原因。另外，气候条件差异对南北方各省份能源效率差异起主导作用。同时，也可以发现西部地区在共同前沿效率方面的追赶效应，效率差距在缩小。

东北地区群组前沿能源效率水平较高，波动中具有下降的趋势，但其共同效率具有上升的趋势。中部地区群组前沿下的能源效率呈逐年下降趋势，中部地区各省份能源效率提高的空间在外部，是与全国共同前沿的差距。北部沿海地区共同效率波动明显且具有下降趋势。西北地区的群组前沿效率虽然水平不高但总体呈递增趋势。西南地区的能源效率总体平稳在全国处于中等偏下，共同前沿效率和群组前沿效率都表现出轻微下降趋势。

共同前沿的全要素能源效率变动中出现两个拐点，2008年之后六大地区都呈现出上升的趋势，2013年之后呈现较为明显的下降。2008年，国内实施扩张性财政刺激政策，宏观经济总体运行良好，政府对节能减排工作要求收紧；另举办奥运也起到积极作用。2013年后，大量低能效的前期基础设施投资产能得到释放，另外经济开始进入新常态，节能减排的要求相对弱化。

2. 政策建议。2013年以来，我国能源效率出现持续下降的局面，提高能源利用效率迫在眉睫。依据各个区域能源效率的演进和发展趋势的不同，须因地制宜采取政策措施。東北地区产能过剩和人口流失较为严重，应改变能源利用方式，加强人均能源利用的管理。东南沿海省份在保持其能源效率全国领先的条件下，应加强区域内部的能源效率持续优化。中部地区的生产技术落后是制约中部地区能源效率提高的主要因素，改善或提升中部地区的技术水平是关键。北部沿海地区应建立与经济水平相匹配的能源利用措施和政策，加强各省份自身的建设。西北地区近几年情况有所好转，但共同效率水平较低，而西南地区则是群组效率较低，应加强区域内省份之间的合作，提高地区群组内的共同能源效率。

参考文献：

[1] 张伟，吴文元.基于环境绩效的长三角都市圈全要素能源效率研究[J].经济研究，2011，（10）：95-109.

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[4] 齐绍洲，李锴.区域部门经济增长与能源强度差异收敛分析[J].经济研究，2010，（2）：109-122.

[5] 孙广生，杨先明，黄祎.中国工业行业的能源效率（1987-2005）——变化趋势，节能潜力与影响因素研究[J].中国软科学，2011，（11）：29-39.

[6] 魏楚，沈满洪.能源效率及其影响因素：基于DEA的实证分析[J].管理世界，2007，167（8）：66-76.

基金项目：国家社会科学基金重大项目（项目号：2015YD03）。

作者简介：王志雄（1984-），男，汉族，陕西省神木市人，中国社会科学院研究生院博士生、机械工业技术发展基金会副主任，研究方向为技术经济及行业政策；祁卓娅（1981-），女，汉族，河北省蠡县人，机械工业技术发展基金会主任、高级工程师，研究方向为行业基金及科技管理；徐海龙（1987-），男，汉族，山东省泰安市人，中国社会科学院研究生院博士生，研究方向为技术创新与产业经济；牛新星（1990-）男，汉族，山东省济南市人，中国社会科学院研究生院博士生，研究方向为技术创新与产业经济。

收稿日期：2017-11-10。endprint