节能减排效率与经济发展水平的耦合关系研究*——以陕西省为例

唐晓灵 曹 倩

(西安建筑科技大学管理学院，陕西 西安 710055)

资源环境问题已成为制约经济社会发展的瓶颈之一。在保障经济增长的前提下实现节能减排目标，实现环境与经济的双赢，对于促进地区可持续发展具有重要的现实意义。

节能减排效率可根据是否考虑污染物排放等非期望产出分为两类：一类不考虑非期望产出；一类考虑非期望产出[1]。研究表明，考虑非期望产出的节能减排效率更符合现实情况[2]。本研究首先采用考虑非期望产出的Super-SBM模型[3]计算节能减排效率，该模型一方面可以解决投入和产出的松弛问题，另一方面可以解决有效决策单元(DMU)排序问题。然后，本研究选用OH[4]构建的全局 Malmquist-Luenberger (GML)指数法计算节能减排效率增长率。

关于节能减排效率与经济发展水平的协调关系研究中，往往将经济发展水平只用单一的国内生产总值(GDP)来表征[5]，在研究尺度上也多基于国家或省级层面，对于更小尺度的研究少之又少。因此，本研究在对节能减排效率进行测度的基础上，综合考虑多项指标表征经济发展，并以国家能源重要供给基地陕西省为例，研究其2005—2016年地级市尺度的节能减排效率与经济发展水平的耦合关系，以期为陕西省乃至其他省份的经济、资源、环境可持续发展提供参考。

1 研究方法

1.1 节能减排效率的表征

在假设DMU规模报酬不变的情况下，运用Super-SBM模型对节能减排效率进行静态分析,并且分解出纯技术效率(PTE)和规模效率(SE)，方法详见文献[1]。

进一步运用GML指数法[6]测算节能减排效率增长率，动态分析节能减排效率。GML指数可分解为效率变化(GMEC)和技术变化(GMTC)，GMEC可进一步分解为纯效率变化(GPEC)和规模效率变化(GSEC)，而GMTC可进一步分解为纯技术变化(GPTC)和规模技术变化(GSTC)。GPEC可以表征环境治理水平，GSEC可以表征规模经济水平，GPTC可以表征技术水平，GSTC则可以表征经济规模和技术进步之间的协调关系。

节能减排效率静态和动态分析具体在MAXDEA 7.9 Ultra软件进行。输入指标如下：

(1) 资本投入：使用张军等[7]的永续盘存法(见式(1))计算资本投入。

Ki，t=Ki,t-1(1-δ)+Ii,t

(1)

式中：Ki,t为地级市i第t年的资本投入，亿元；Ki,t-1为地级市i第t-1年的资本投入，亿元；δ为固定资产投资折旧率，%，本研究选择吴延瑞[8]确定的陕西省固定资本形成额折旧率，取值为3.3%；Ii,t为地级市i第t年的固定资产投资额，亿元。

(2) 劳动力投入：以年末城镇就业人数计。

(3) 能源投入：以一次能源消耗总量计，具体由单位GDP能耗与实际GDP相乘得到[9]。

(4) 期望产出：以实际GDP作为期望产出，并利用GDP平减指数将其折算为2005年不变价格。

(5) 非期望产出：选取SO2排放量、CO2排放量、废水排放量、固体废物产生量，同时考虑到环境污染指标之间的相关性，采用改进的熵值法[10]将它们统一成综合能源污染指数作为非期望产出[11]。

资本投入、固定资产投资额、年末城镇就业人数、单位GDP能耗、实际GDP、SO2排放量、CO2排放量、废水排放量、固体废物产生量数据均来自2006—2017年“陕西省统计年鉴”，其中资本投入还需要2005年的数据。

1.2 经济发展水平的表征

参考孙姗姗等[12]、孙东琪等[13]、盖美等[14]的指标选取原则，同时考虑指标的科学性、代表性及可得性，从经济规模、经济结构、经济增长潜力3个角度选取12个三级指标多维度反应经济发展水平(见表1)，三级指标参考文献[15]的方法进行归一化处理。

运用变异系数法计算各三级指标权重(见式(2))，并通过线性加权法得出各地级市经济发展指数，一般认为，<0.15为滞后型、0.15～<0.30为中等型、0.30～<0.89为较发达型、0.89～1.00为发达型[15]。

表1 经济发展指数指标体系

(2)

式中：wm为指标m的权重；Vm为指标m的变异系数，%。

1.3 耦合关系表征

借鉴耦合度协调模型(见式(3))，分析节能减排效率与经济发展的耦合关系[16]。

(3)

式中:C为节能减排效率与经济发展水平的耦合度，取值范围为0～1，C=1为最佳耦合状态，C=0为无序发展状态；u为节能减排效率；v为经济发展指数；k为调节指数，两个系统的耦合通常取2。

2 结果与分析

2.1 节能减排效率分析

2.1.1 节能减排效率的静态分析

由表2可以看出，陕西省各地级市历年的节能减排效率均值均小于1，表明陕西省的投入产出结构不是很合理。从分解效率来看，历年来的SE均小于1，约为0.80，呈现出规模不经济状态；而历年来的PTE均大于1，表明技术进步对节能减排效率的提升具有促进作用。

表3进一步从规模报酬角度进行分析发现，陕西省规模报酬递减的城市个数呈上升趋势，而递增的城市个数呈下降趋势，说明陕西省即将进入受要素边际报酬递减规律制约的阶段。至2016年，陕西省规模报酬递增城市占比为70%，增加投入是它们提高节能减排效率的主要策略；而西安市、宝鸡市和榆林市进入规模报酬递减阶段，未来需减少投入的冗余量。因为从理论上讲，在规模扩大初期，会带来显著的规模效应，促进节能减排效率与经济发展水平的提升，但是受要素边际报酬递减规律制约，随着规模的继续扩大，经济发展水平难以保持增长态势。

2.1.2 节能减排效率的动态分析

从表4可以看出，2005—2016年，陕西省节能减排效率增长率均值为1.004，其中GPEC、GPTC、GSEC也均大于1，而GSTC小于1，由此说明提高陕西省节能减排效率主要需协调好技术进步与经济规模之间的关系。

其中，安康市、延安市、渭南市等的节能减排效率增长率较大，结合经济发展水平分析，经济发展水平较高地区其节能减排效率较高，但增长率会相对较小。从GMEC来看，咸阳市的GPEC较低，西安市、延安市的GSEC较低；从GMTC来看，各地级市的差异较大，其中汉中市、咸阳市的GPTC和GSTC都较低，进一步说明经济规模与技术进步之间呈现不协调发展状态。

表2 2005—2016年陕西省各地级市历年的节能减排效率均值

表3 2005—2016年陕西省各地级市规模报酬情况

表4 2005—2016年陕西省节能减排效率增长率均值

2.2 经济发展水平分析

2005—2016年，陕西省经济发展指数如表5所示。从陕西省各地级市均值的时间变化来看，2005—2016年陕西省的经济发展指数呈现波动上升的趋势，总体上为缓慢增长。从各地级市历年均值的空间分布来看，各地级市间并未呈现辐射带动现象：发达型城市只有西安市1个，宝鸡市、延安市和榆林市为较发达城市，但经济发展指数远低于西安市，咸阳市、铜川市为中等型城市，其他地级市均为滞后型城市，说明西安市经济的快速发展并未对周边区域形成辐射带动作用，反而可能会吸收周边区域的各类生产要素，造成较大层级差别。

2.3 节能减排效率与经济发展水平的耦合关系分析

由表6可见，2005—2016年，陕西省各地级市的节能减排效率与经济发展水平的耦合度总体呈波动上升趋势，向着更好的耦合状态发展。不同地级市之间耦合度差别较大，其中西安市的耦合度最高，历年均值为0.900，商洛市最低，历年均值为0.171。西安市一直处于较佳耦合状态，其原因在于西安市作为陕西省的经济发展增长极，在发展的过程中吸收了较多的人才、资金、技术流入，使得其经济发展与节能减排之间趋于协调；铜川市尽管节能减排效率与经济发展指数均较低，但相互之间的耦合度较佳；榆林市、延安市的耦合度也较佳，这两个地级市是陕北地区资源型城市，主要依靠石油、煤炭开采拉动经济，因此耦合度低于西安市；汉中市、安康市、商洛市位于陕南地区，耦合度较低，因为陕南地区经济发展水平相对滞后，与节能减排效率发展不匹配。

2.4 节能减排效率与经济发展水平的相互影响关系探究

为了进一步明确节能减排效率、经济发展水平及两者之间耦合度的关系，进行多元线性回归，如式(4)所示。

表5 2005—2016年陕西省经济发展指数

表6 2005—2016年陕西省节能减排效率与经济发展水平的耦合度

C=α+β1u+β2v

(4)

式中：α、β1、β2分别为常数项、节能减排效率项和经济发展指数项系数。

对2005—2016年陕西省各地级市的数据进行回归分析，结果如表7所示。由表7可见，R2为0.866,各项系数P均为0,说明拟合效果较好。β1为负，说明节能减排效率的提升反而会使耦合度下降。β2为正，说明经济发展水平的提高会使耦合度上升。

表7 节能减排效率、经济发展指数和耦合度的回归分析结果

具体分析对耦合度具有促进作用的经济发展指数与耦合度的关系(见图1)发现，经济发展指数与耦合度之间呈倒“U”型分布，说明随着经济发展水平的提高，耦合度也将提高，但超过拐点之后，随着经济发展水平的提高，耦合度会趋于下降。目前，陕西省除西安市外，总体处于倒“U”型的左侧阶段。陕西省要实现节能减排效率与经济发展水平协调发展，还要继续大力发展经济，增强西安市对周围地级市的辐射带动作用，转变西安市经济发展方式，提高其资源配置效率，走集约型经济增长道路。

图1 经济发展指数与耦合度的关系Fig.1 Relationship between economic development index and coupling degree

3 结论与建议

3.1 结 论

(1) 2005—2016年，陕西省各地级市历年的节能减排效率均值均小于1，说明陕西省的投入产出结构不是很合理，呈现出规模不经济状态，技术进步对节能减排效率的提升具有促进作用。节能减排效率增长率均值为1.004，主要需协调技术进步与经济规模之间的关系。

(2) 2005—2016年陕西省的经济发展指数呈现波动上升的趋势，总体上为缓慢增长。西安市经济的快速发展并未对周围地级市形成辐射带动作用。

(3) 陕西省各地级市的节能减排效率与经济发展水平耦合度总体呈波动上升趋势，趋于协调方向发展，其中西安市的耦合度最高，商洛市最低。节能减排效率提高会使耦合度下降，而经济发展水平的提高对耦合度起促进作用，但经济发展指数与耦合度之间呈倒“U”型分布，超过拐点之后，随着经济发展水平的提高，耦合度会趋于下降。

3.2 建 议

建议陕西省继续大力发展经济，增强西安市对周围地级市的辐射带动作用，同时转变西安市经济发展方式，提高其资源配置效率，走集约型经济增长道路，以实现节能减排效率与经济发展水平的协调发展。