福建省高技术制造业增长与能源消耗的关联性分析★

吴丹丹，苏锦俊

（厦门大学嘉庚学院，福建 厦门 363105）

引言

制造业作为实体经济的重要基础，是立国之本、强国之基，也是当下大国博弈和国际产业竞争的焦点。2022年3月世界智能大会明确指出作为制造业中知识密集、创新活跃、成长性好、附加值高的关键领域，高技术制造业近些年来已然成为一国经济高质量发展的重要推动力和国家安全的重要支柱，引领未来产业发展方向[1]。而经济高质量发展离不开“绿水青山”[2]，高技术制造业在产出高附加值的同时能否做到能源低消耗呢？如何更好地在节能减排、生态保护方面起到引领示范作用呢？这些都成为当下亟待探讨的问题。

1 高技术制造业范围界定

1.1 高技术制造业的含义

高技术制造业是指国民经济行业中R&D投入强度（即R&D经费支出占主营业务收入的比重）相对较高的制造业行业。R&D表示在科技领域，为增加知识总量、创造新的应用进行的系统的创造性活动，一般表现为科技人员及经费的投入。

1.2 高技术制造业选取标准

要进行对福建省高技术制造业与能源消耗的关联性分析，就需要对高技术制造业选取合理的标准进行界定，但是高技术制造业的界说在我国学术界中众说纷纭，尚未定论。我国目前官方使用的标准为《高技术产业（制造业）分类（2017）》，其中认为高技术制造业包括：医药制造，航空、航天器及设备制造，电子及通信设备制造，计算机及办公设备制造，医疗仪器设备及仪器仪表制造，信息化学品制造等6大类。对此划分标准，周国富（2017）等人指出“该高技术制造业的统计范围与现实并不完全相符”[3]。纵观国际主流做法主要有两种，一是OCED依据R&D经费投入强度来界定高技术产业；二为美国商务部采用R&D经费投入强度和科技人员投入强度两个指标来界定高技术产业。因科技人员是高技术产业发展不可小觑的因素，我国学者周国富（2017）、吴丹丹（2020）等对第二种方法更为赞同，同时认为我国高技术制造业目前还存在“所处经济发展阶段和整体技术水平不高”的问题，因而在第二种方法基础之上做出以下两个方面的变通：一是至少满足前文提及指标的其中之一，即可成为被选定的高技术制造业部门；二是每个指标的数量界限高于我国制造业的平均水平即可[4]。

基于此，本文在国内外各官方部门及学者研究的启发下，测算了福建省制造业分行业“R&D经费投入强度”、“科技人员投入强度”两个指标，将这两个指标中至少1个指标高于平均值的制造业行业作为福建省高技术制造业。

综合本文所采用的指标测算情况、判别规则及福建省自身状况，可得出现阶段下福建省符合高技术制造业的行业有14个，分别是：医药制造业；橡胶和塑料制品业；通用设备制造业；专用设备制造业；汽车制造业；铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业；电气机械和器材制造业；计算机、通信和其他电子设备制造业；仪器仪表制造业；化学原料和化学制品制造业；化学纤维制造业；黑色金属冶炼和压延加工业；有色金属冶炼和压延加工业；其他制造业。基于此，本文将对以这14个行业作为福建省高技术制造业展开分析。

2 经济增长与能源消耗关联性研究综述

目前国内诸多学者对经济增长与能源消耗关联性进行了研究。其中脱钩指数分析和IPAT模型分析是研究的主流方法。主要有：刘觅颖（2019）运用脱钩理论及脱钩指数分解模型对北京市2000—2017 年经济增长与能源消费的脱钩状态进行测度[5]；崔木花（2018）运用脱钩指数模型对地区经济增长与能耗、污染排放的脱钩情况进行实证分析[6]。刘尧（2018）采用IPAT模型与脱钩指数模型，从地区、国家两个层面出发，实证分析了经济增长和能源消耗的关联性[7]。

从福建省层面展开的研究相对较少，主要有陈虹、刘金福（2017）通过脱钩及环境库兹涅茨理论从短期、长期两个时间维度揭示作为生态文明试验区的福建省经济、资源与环境之间的内在联系[8]；薛小青（2018）以IPAT模型为基础，添加环境税收因子，就福建省生态环境质量相关影响因素进行研究等。

综上学者的研究成果，学术界对于能源消耗与经济增长之间的关联性分析做出了许多贡献，提供了诸多可供参考的研究思路，但是目前尚未有学者对福建省高技术制造行业的增长与能源消耗关系进行充分探讨。为此本文拟从福建省高技术制造业出发，探讨其增长与能源消耗之间的关联情况，以期为福建省经济高质量优化发展提出一些参考建议。

3 福建省高技术制造业增长与能源消耗关联性实证分析

3.1 IPAT模型

3.1.1 IPAT简介

IPAT模型最初用于形容人类活动对环境的影响，是于20世纪70年代，由保罗·拉夫·埃里希、巴里·凯门勒和JP·霍尔德提出，认为环境影响行为因素主要有技术水平（T）、丰裕指数（A）和人口（P）三个因素，并据此提出了环境资源与经济增长关系的公式，如下所示：

I(Impact)表示环境指数，一般为资源消耗、能源消费等；P（population）通常为人口数量；A（Affluence）为丰裕度，通常为年人均GDP，即A=GDP/P；T（Technology）为技术，通常表示单位GDP形成的环境指标，即T=I/GDP。

据此可将公式转变为：

设基年的GDP为G0、单位GDP能源消耗为T0、能源消耗为I0。容易化简得到基年的能源消耗为I0=P0×A0×T0=G0×T0，则第n年的能源消耗为：

其中

式中的g表示从基年到第n年的GDP年增长率，t则代表从基年到第n年的单位GDP能源消耗的年降低率。

将式（4）和式（5）代人式（3），则第n年的能源消耗为：

由式（6）可以看出，在经济变动过程中，能量消耗可能会出现保持不变、逐年下降或者逐年增长三种情况，其条件分别为：

能量消耗In保持不变：g-t=gt；能量消耗In逐年下降：g-tgt；

由此可以求得单位GDP能耗降低、增加或不变率的临界值为：

如果实际的单位GDP能耗的年降低率大于临界值，即t>tk，t-tk>0则能源消耗状况会连年好转，反之，逐年恶化。

3.1.2 福建省高技术制造业经济增长与能源消耗关联性IPAT分析

本文采用福建省14个高技术制造业2012-2017年规模以上工业增加值作为衡量经济增长的指标；采用14个高技术制造业规模以上工业综合能源消费量作为反映能源消耗的指标；并分别计算g、t、tk、t-tk的值，结果如表1所示。

表1 相关计算结果数据汇总

据上表可知，福建省高技术制造业2013、2015、2016、2017四个年份，福建省高技术制造业的能源利用状况为t-tk>0，表示能源消耗在其预期的临界值内，但2014年却出现了t-tk<0，即t

3.2 脱钩指数分析

3.2.1 脱钩指数及其分类

脱钩指数分析起源于物理学领域，用于研究两个及以上的物理量之间的响应关系是否存在。而OECD将其拓展至农业研究领域，以期制定出合理的农业政策；资源环境学者又将其引入环境等领域，分析经济与环境或能耗之间的关系。

当前学术界大致将脱钩指数分为三类：第一类为经济合作与发展组织提出的脱钩因子；第二类为Tapio脱钩模型，为Tapio在从事交通容量与GDP的脱钩关系的相关研究过程中提出的弹性系数；第三类为陆钟武教授提出的资源脱钩指数。甄国红、刘海东（2016）二人认真比对分析了三类脱钩指数的优劣：第一类脱钩因子虽得到广泛运用，但是所表示的是单位GDP的环境负载或能源消耗年降低率，因此不能准确判断脱钩的程度和类别；第三类资源脱钩指标虽与国家规定的GDP增长率及单位GDP能耗紧密相连，并且可从经济增长与衰退两种情况划分能源消耗与GDP的脱钩关系，但是就其脱钩关系的划分来说，仅是简单地划分为绝对脱钩、相对脱钩、未脱钩三种形式；而第二类弹性系数指标根据弹性系数，将脱钩情况划分为三大类八小类，更为详细，且近年来在国内相关领域已得到广泛运用与深入研究。

因此本文借鉴甄国红、刘海东（2016）二人的研究，采用Tapio脱钩模型对福建省高技术制造业经济增长与能源消耗关联性进行分析。

3.2.2 Tapio脱钩模型相关理论

Tapio脱钩模型计算公式如下所示：

其中△E为能源消耗年增长率，△GDP为GDP的年增长率，依据n、△E、△GDP的不同可将脱钩指数分为三大类八小类，如表2所示。

表2 脱钩状态的划分

表中所示的八种结构中强脱钩、弱脱钩、增长连结、扩张负脱钩4种结果是较好的，且这4种情况的优先程度依次减弱，因为在这4种情况下，增加值是逐年增长的，其中强脱钩的能源消耗总量是递减的，而弱脱钩、增长连结、扩张负脱钩3种情况的能源消耗总量增长率为正且依次递增。强负脱钩、弱负脱钩、衰退挂钩、衰退脱钩这4种情况是不希望看到的，因为在这4种情况下，增加值是呈现逐年递减的趋势的，尤其是强负脱钩这一种情况，在增加值减少的同时能源消耗总量增加，负面效应最明显。

3.2.3 福建省高技术制造业经济增长与能源消耗关联性脱钩指数分析

根据前文所述，本文采用Tapio脱钩模型对福建省高技术制造业2013—2017年经济增长与能源消耗状况进行脱钩分析。本文数据的采集时间为2012—2017年，并对该时间段的福建省高技术制造业能源消耗与经济增长间的脱钩情况进行了对比。其中对比的基础数据为能源消耗总量与增加值、能源消耗年增长率与增加值年增长率。

将计算得到的福建省2013—2017年高技术制造业的能源消耗年增长率与增加值年增长率代入公式（4），可计算出福建省2013—2017年高技术制造业的脱钩指数n，并将数据整理归纳如表3所示。

表3 福建省高技术制造业2013—2017年脱钩分析相关数据

从表3中可以得出：2013年福建省高技术制造业经济增长与能源消耗处于增长连结状态，表示随着增加值的增长，能源消耗总量也在增加，且两者增长速度基本保持一致；2014年处于扩张负脱钩的状态，表示随着增加值的增长，能源消耗总量也在增长，但是能源消耗增长率高于增加值增长率的1.2倍；2015年处于衰退脱钩状态，是一种经济和能源消耗同时出现衰减，但是能源消耗衰退速度显著快于经济衰退速度的状态；2016年处于强脱钩状态表示随着增加值的增长，能源消耗总量在减少，此时经济增长带来的环境压力较小，是一种比较理想的状态；2017年处于弱脱钩状态，表示随着增加值的增长，能源消耗总量也在增长，但能源消耗增长率低于增加值增长率的0.8倍。

总的来说，福建省高技术制造业经济增长与能源消耗状况并不稳定，因为每年都呈现出了不一样的脱钩状态。但在2013—2017年5年间，福建省高技术制造业有4年（2013年、2014年、2016年、2017年）处于上文中所说在脱钩指标的8种结果中较好的4种结果，且2015年虽增加值增长率处于下降状态但是能源消耗增长率亦处于下降状态，且下降幅度高于增加值下降率，即处于不期望看到状态中情况最轻的一种。

综上，虽然福建省高技术制造业经济增长与能源消耗整体的脱钩状态处于较好的状态，但是也不可否认福建省高技术制造业经济增长与能源消耗之间仍存在较为密切的关系，随时有着“复钩”的风险。

4 对策与建议

4.1 加快能源技术创新，提高资源利用效率

对待能源，应当开源。传统能源的缺点在不可再生性与污染，因此首先要做的应当是创造新能源技术，开发新能源[9]。纵观全球及我国能源技术发展动态及创新举措，可以发现新兴能源技术正加快对传统能源技术的替代且绿色低碳是能源科技创新的主要方向，主要体现在传统能源的清洁高效开发、转化、利用与新能源的大规模开发利用。

观福建省现状，知其矿产、森林等传统资源丰富，且许多城市的发展都依赖这些传统资源。例如三明市将林业作为经济支柱产业之一；龙岩市全市有各类矿山企业400余个，矿山直接从业人员约2万多人等，但是这些传统资源是不可再生的，如若过分依赖这些传统资源发展经济，并不是长久之计。福建省应当充分利用自身在可再生能源方面的资源条件，例如风能、核能等，通过大力开发清洁能源，脱离福建省经济发展对于传统资源的依赖，以实现福建省经济更为持续、稳健地发展。

4.2 调整产业结构，转变经济发展方式

脱钩问题，实质上是经济问题。一个地区经济发展与能源消耗之间能否实现“脱钩”，归根结底来说，与该地区的经济发展模式有着密切联系。如若不能转变经济发展方式，调整产业结构，即使在某些年份实现“脱钩”，依然会存在着大概率的“复钩风险”。所以，调整产业结构，转变经济发展方式是经济持续健康发展的必然选择。因此福建省政府首先应将其纳入区域发展战略规划，制定符合国家发展方向的阶段性产业规划，引导产业结构调整与经济发展方式的转变。其次应加强政府各部门的配合，建立有效的监督评价体系，确保规划的有效实施。最后应限制高能耗产业的无序发展，用高新技术改造传统产业，并增加第三产业和高新技术产业所占比重，形成循环经济产业链，争取早日实现“脱钩”。

4.3 发挥高技术制造业引领作用

从上文的论证中可以发现，福建省高技术制造业经济发展与能源消耗目前发展状态良好，但是仍然有很大的发展空间。例如，高技术制造业中并不是所有的制造业都是低能耗制造业，还有一部分是高能耗制造业。应当先从它们入手，利用该产业的技术优势尽快降低能耗，以实现高技术制造业的低能耗发展，从而带动福建省整体经济低能耗发展。此外，还应相应《国家能源科技重大示范工程管理办法》中的号召，将有潜力的高技术制造业建立成为示范工程项目，利用的能源技术及其关联产业培养成为新的增长点，将由高技术制造业构成的示范项目作为市场竞争力的标杆，促进产业升级。