“碳中和”目标下辽宁省资源型城市能源绿色效率测度分析

马芷郁，李红艳，2，张鑫

（1.辽宁生态工程职业学院 经济与管理学院，辽宁 沈阳 110122；2.东北财经大学 管理科学与工程学院，辽宁 大连 116025；3.沈阳裕发电力工程设计有限公司，辽宁 沈阳 110122）

在持续强化顶层设计，将碳达峰和碳中和纳入生态文明建设整体布局的大环境下，城市作为节能减排的中心，其节能降耗情况备受关注。“东北振兴”战略提出后，东北地区曾依靠投资密集、工业拉动、产能扩张等措施及资源优势推动了老工业基地的振兴，但发展重工业必然会消耗矿物燃料，这将导致温室效应加剧。2016年国家要求重点抓好能源行业“去产能”，辽宁省依靠煤炭类矿物燃料的资源型城市在这场“能源革命”中率先发力，但效果不尽如人意。沿袭传统思维和发展模式、片面追求经济增长速度、罔顾碳减排约束，走不出低能效、高耗能、高排放的怪圈，也导致发展难以持续［1］。因此，应优化能源系统结构，以实现碳达峰和碳中和目标。

关于绿色效率的相关研究很多，现阶段能量效率的计算方法主要有两种，一种是唯一的能效指数，另一种是计算较多因素的能效。翁非［2］在对全要素能源效率的研究中发现中国西部、中部、东部和沿海地区能源效率存在较大的差异，政府可以针对不同区域的发展情况，制定相应的政策；郭正权、张兴平等［3］研究了能源、环境、经济系统与能源价格变动之间的影响关系，并认为这种影响关系是缘于能源的替代性和互补性及能源价格的变动。总的来说国内相关研究有以下几个特点：①环境效率、生态效率与绿色效率概念混淆。在相同条件下，环境效率强调［4］经济产出最大、环境污染最小；生态效率是评价循环经济发展程度的重要指标；绿色效率则是以经济发展水平为目标，以社会发展水平为预期产出，从而达到“经济—环境—社会—领域”的均衡。②多学科理论研究相交融。从经济与地理的研究视角，以有效度量效率为依据，注重对空间演变的规律和作用机理的分析［5］。在资源环境效率、区域环境、生态效率等方面，也有将生态学的思想引入资源环境效率、区域环境和生态效率测量中。③系统模型具有相似性。对绿色效率的测度主要是运用DEA 模型及其扩展模型作为数据研究方法，多为静态的及整体的，而动态的对比较少［6］。本文在上述研究基础上合理选取评价指标，对辽宁省绿色效率和空间特性进行测算和分析，这对于了解辽宁省资源型城市的绿色效率状况，对于区域能源发展规划具有重要的指导意义。

一、研究方法与数据来源

DEA-Malmquist 的研究方法是指运用DEA模型分析Malmquist生产率指数。因为数据包络分析方法能够展现出所选样本较为完整的特征，Maimquist 指数包括纯技术效率指数（PTEC）、全要素生产率指数（TEP）、技术进步指数（TC）、规模效率变动指数（SEC）及综合效率指数（TEC）［7］。这些指数之间的联系可以表示为TFP=TEC×TC=TC×PTEC×SEC。

1.DEA-Malmquist分析方法

在t=1，2，…，T的技术生产集GRt是输入和产出的集合。由此，我们定义输入集N=maxt{Nt}，输出集M=maxt{Mt}，下一步定义t时间的距离函数。该方法可以用来表示决策单位与最佳生产点的距离。

在不同的时间内，我们还可以用其他的距离函数来定义Malmquist指数：

该函数表示在t时间内技术层面上可以产生多少产量，也可以用实际产量和最佳产量之比来界定。Malmquist 指数是由两个距离函数的平均值来确定的，在一定规模报酬条件下，Malmquist指数的计算公式如下：

M>1 代表生产力上升；M=1 代表生产力不变；M<1代表生产力下降。

公式（3）可以改写为：

这些数据中的一部分表示了生产的界限随时间的变化，它可以测量技术的变化（Technical Change，TC），TC>1 表示技术存在进步的表现，TC<1表示技术存在退步的表现。而该比例表示实际产量水平到生产边缘的距离，因而可以测量技术效率变化（Technical Efficiency Change，TEC），TC>1 表示技术效率提高，TC<1 表示技术效率下降。

2.研究区域与数据来源

从2008 年至今，国务院先后划分了69 个资源枯竭城市。对于资源枯竭型城市而言，能源的利用效率显得尤为重要，在此基础上，本文将重点放在拥有最多资源枯竭型城市的辽宁区域，选取辽宁省内6座存在资源枯竭问题的城市作为研究区域，其分别是鞍山、抚顺、本溪、阜新、盘锦及葫芦岛［8］。

数据主要来源于国家及省市相关统计年鉴及《中国能源统计年鉴》，部分无法直接获得的数据通过插值的方式从各市的国民经济和社会发展统计公报，以及各市的统计年鉴中的数据中补充，某些无法通过插值法获得的数据可以结合实际调查的结果采用“外延法”或“均值法”计算。

二、绿色能源评价体系建立与指标选取

环境效率是以经济产出最大化、环境污染最小化为衡量标准。生态效率则多被用于衡量区域的循环经济发展水平，既体现节能减排的要求，更强调废弃物的循环利用，指标选取局限在经济环境系统。而绿色效率在考虑将经济产出提高到最大的同时，也使社会发展水平随之得到一定的提高。此时的关注点涵盖了经济、环境和社会三大领域，这是绿色发展均衡化的要求，也是社会发展“绿色化”的表现。本文的绿色能源评价指标主要从全要素能源投入与产出的角度进行选取，同时要考虑到指标的可度量性及对社会经济的影响等。

1.绿色效率指标选择

在选择投入指标时，考虑到部分能源的消耗会产生大量二氧化碳及对城市绿色环境有害的污染物质，本文选用的投入指标包含涉及这类物质的一级能源煤炭、石油等。

在产出指标的选择上，尽管很多学者对碳排放产出指标有不同看法，但多采用GDP 作为衡量一个地区能源效率产出的绿色指标［9］，本文选取人均GDP 和社会消费品零售总额作为期望产出指标。非期望产出方面，由于没有各市直接的碳排放量数据，所以主要考虑能源的消耗会对城市产生污染的指标。本文将工业废气、工业废水、固体废弃物设定为非期望产出；另外，产业结构、城市化水平、人均GDP、政府计划等是环境影响因素。

2.绿色效率指标体系构建

以上述分析为基础，将期望产出指标设定为人均GDP和社会消费品零售总额，可较为直观地展现出东北三省地区的经济和社会发展水平及区域内居民的经济状况和消费需求指标，进而实现“经济—社会—生态”的三赢。对能源生态效率进行评价，实现社会经济建设与生态文明建设平衡发展成为当下的研究重点。相反，与期望产出相对应的非期望产出，则是区域工业废气排放量、工业废水排放量和固体废弃物产生量；投入指标选取能源结构指标即石油、煤炭能源消耗量，见表1。

表1 绿色效率指标体系

三、应用DEA-Malmquist 方法对能源绿色效率评价

为系统研究辽宁能源效率的应用情况，本文将样本城市2013～2021 年的相关面板数据带入DEA 运算系统DEAP 中，得出六地能源效率的多重指标。

1.基于全要素生产率指数的实证分析

全要素生产率（Total Factor Productivity，TFP）是一个衡量经济生产力的指标，它是指在相同的生产要素（资本、劳动力等）条件下，生产的总产量与输出输入的总量比的增加率，即TFP 反映了技术进步、资源配置和管理效率等因素对经济增长的贡献。如果TFP 上升，说明在生产要素一定的情况下，技术进步、资源配置和管理效率等方面的提升使得产量增加。相反，如果TFP下降，说明在相同的生产要素下产量减少，这意味着在技术、资源配置或者管理效率等方面出现了问题。通过对DEAP 中的数据整理可以得到城市全要素生产率变动的具体数值，如表2所示。

表2 城市全要素生产率变动指数（TFP）

表2 显示辽宁省在2013～2021 年能源全要素生产率变动，生产率的提高可以通过指数是否大于1来判断。辽宁省样本城市的能源全要素生产率变化在各样本城市均出现了全要素生产率的负增长，尤其是2016、2019 年呈现普遍的负增长现象，其中阜新负增长最大生产率指数降至0.629。2020 年后受辽宁新兴产业能源计划及政策影响，整体呈现上升趋势。

2.基于技术进步指数的实证分析

技术进步指数（TC）表达的是技术水平的不断提高使得既定生产要素投入下生产函数不断向外沿移动，即投入组合不变的情况下，通过技术进步得到更高的产量。若TC＞1，表示生产技术有所进步；反之，说明生产技术后退。

通过计算得到技术进步指数，如表3 所示。从时期上来看，2016、2019 年普遍表现为技术的衰退，其中阜新技术衰退较大，2016 年衰退率最大达到37%，本文分析与当时进行的能源战略调整有一定关系。从均值上看鞍山技术进步最高，呈现较明显技术进步的时期是2014 年，有5 个城市呈现技术进步，其他时期技术进步城市不多于4个。

表3 城市技术变化指数（TC）

通过对当地能源部门调研了解到，鞍山自2011 年国家能源战略调整以来，开始对能源利用进行了较全面的改进，尤其是绿色能源利用这一方面，在国家外汇管理局发布《资源型城市经济转型示范市实体经济发展措施意见》后，其成果可以在技术变动上较明显体现出来。以乡村供热为例，传统采暖方式主要采用土炕取暖，并以秸秆与煤炭作为主要燃料，碳排放量巨大，污染较为严重［10］，近些年在“乡村振兴”和“双碳”的战略指引下，鞍山、本溪等政府相关部门大力推广生物质炉具、空气源热泵等乡村住宅清洁供暖方式，以确保实现乡村未来低碳发展的目标。

3.基于技术效率变动指数的实证分析

技术效率变动指数（TEC）表示在规模报酬不变且要素自由处置的条件下相对效率的变化，测度的是生产系统从t期到t＋1期对生产可能性边界的追赶程度。若TEC＞1，表示技术效率有所改善，反之技术效率下降。具体数值如表4所示。

表4 城市效率变动指数（TEC）

通过对技术效率变动指数的分析可以看出，鞍山、阜新和本溪的技术效率相对稳定，葫芦岛技术效率变动指数在2019 年后稳定为1。抚顺在2016年技术效率改善较为明显，技术效率变动指数最大达到1.458。

4.基于规模效率变化指数的实证分析

纯规模效率变化指数（SEC）衡量的是规模报酬不变的生产边际与规模报酬可变的生产边际之间的比值；规模效率为1时为规模有效，此时规模报酬不变。通过表5 可看出，阜新在观测期间规模效率变动值皆为1，即维持最适规模。结合具体数值可以分析鞍山、抚顺、本溪、盘锦、葫芦岛在研究期间发生了较大的规模变动。通过对政府能源部门的走访得知，其与2012年辽宁省重点提出能源系统质量管理与服务体系建设，以及出台的一系列政策有一定的关系。

表5 纯规模效率指数（SEC）

从表5平均规模效率指数的变动来看，抚顺、盘锦、葫芦岛地区的波动更大一些。通过政策调研得知，抚顺市人民政府于2015 年发布了《抚顺市人民政府办公厅关于印发抚顺市农村能源管理办法的通知》，通知明确提出鼓励清洁能源的利用，同时给出了能源工程的行业管理规定和专业技术标准。通过能源统计年鉴的数据发现，抚顺市2015 年的综合能源消耗总量同比增长4%，但原煤、焦炭、汽油、煤油及成品油的消耗量同比减少6.5%以上，企业使用的能源超七成为“二次能源转换”消耗，极大提高了绿色效率，减少了非期望产出。以此可以看出，抚顺作为能源枯竭型城市正处于能源结构转型阶段，其采用更多的清洁能源、可再生能源取代传统的煤炭、石油资源，保障了企业的可持续发展。

5.基于纯技术效率变化指数的实证分析

纯技术效率变动指数（TEC）表示在规模报酬不变且要素自由处置的条件下相对效率的变化，测度的是生产系统从t期到t＋1期对生产可能性边界的追赶程度。若TEC＞1，表示纯技术效率有所改善；反之，表示技术效率下降。通过DEA-Malmquist 的计算，鞍山等六地的纯技术效率变化指数皆为1，意味着纯技术效率没有变化。

四、能源低碳发展的对策

我国“十一五规划”以后，能源政策进行了更细致、系统的优化改革，尤其是在国务院新闻办公室发布的《中国的能源政策（2012）》白皮书中提到了“维护能源资源长期稳定可持续利用，是中国政府的一项重要战略任务”后，各级相关部门积极调整能源产业布局，制定了一系列切实可行的绿色能源利用政策。随着综合能源技术的发展，综合能源系统中的主要能源供应也将更加多样化［11］。从文中可以看出，研究期间辽宁省资源型城市能源绿色效率发生较大的变化，这些变化与战略的调整、政策的制定及主要能源供应方式的改革密不可分。通过上面的分析可以看出，阜新的能源效率变动主要是受到技术进步的推动，其他城市的能源效率变动在受到技术进步推动的同时也受到了技术效率和规模效率等多个因素的共同影响，这表明辽宁省资源型城市中的能源绿色效率进步主要受到了技术进步的巨大推动，这也反映了辽宁省十年来对绿色能源的利用在不断探索与改进，只有不断突破固有局限、创造新的能源利用形式，才能实现更大的技术进步。

综上，本文给出以下建议：一是加大对绿色能源效率的政策支持力度，同时建立完善、健全的能源管理与评价体系；二是进一步提高能源利用的技术水平，通过技术改革来提高能源绿色效率。