能源價格變動對能源效率影響研究

刁心柯，唐安寶

(中國礦業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得輝煌業(yè)績，但伴隨而來的能源消耗與浪費(fèi)、環(huán)境污染惡化等問題卻日益威脅著我國經(jīng)濟(jì)與社會的可持續(xù)發(fā)展，而解決這一系列問題的核心就在于提高能源效率[1]。能源效率分為能源綜合效率、能源生產(chǎn)效率和能源消費(fèi)效率三個方面[2]。本文將能源綜合效率作為衡量我國能源效率的指標(biāo)，即經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出與能源消費(fèi)總量之比，以單位能耗所創(chuàng)造的產(chǎn)值衡量，其數(shù)值越大能源效率越高，其倒數(shù)則是能源強(qiáng)度，該數(shù)值越低能源效率越高。

經(jīng)濟(jì)中影響能源效率的因素很多，從不同視角出發(fā)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、就業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步和能源價格都會對其產(chǎn)生不同程度影響[3]。從我國的實際看，基于環(huán)境效益的經(jīng)濟(jì)增長是我們追求的目標(biāo)。在特定的資源稟賦下，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是個漫長的過程，而能源領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步對進(jìn)一步降低能耗強(qiáng)度的作用在短期內(nèi)又難以顯現(xiàn)，因此能源效率的提高應(yīng)更多地依靠價格杠桿的調(diào)控[4]。基于此，本文重點(diǎn)分析能源價格對能源效率的影響，將能源價格劃分為電力、石油和煤炭價格，實證分析三類能源價格對我國能源效率的影響效力，對充分利用能源價格手段提高能源效率提出相應(yīng)政策建議。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

Birol&Keppler(2000)指出提高能源價格是改善能源效率、降低能源強(qiáng)度的經(jīng)濟(jì)工具之一[5]。Comillie&Fankhauser(2004)通過對中東歐和原蘇聯(lián)等國家研究發(fā)現(xiàn)能源價格是提高能源效率的最主要趨動力[6]。Fisher Vanden(2004)實證得出能源相對價格上升在54.4%的程度上可以解釋中國整體能源強(qiáng)度的下降[7]。Kaufmann(2004)分析發(fā)現(xiàn)美國能源價格對能源效率有顯著影響，但在價格上漲和下降過程中表現(xiàn)有所差異[8]。Lan Sue Wing(2008)實證分析發(fā)現(xiàn)，長期內(nèi)能源價格上升引起技術(shù)創(chuàng)新，有利于提高能源效率；短期內(nèi)價格上升引起要素替代，促使能耗強(qiáng)度下降[9]。

從國內(nèi)研究層面看，楊洋等(2008)[10]、成金華、李世祥(2010)[3]，譚忠富、張金良(2010)[1]、王治平(2011)，張宗益等(2010)[12]研究表明能源價格上升能降低能源強(qiáng)度，是提高能源效率長期而穩(wěn)定的激勵機(jī)制。杭雷鳴、屠梅曾(2006)研究表明能源相對價格上升能降低制造業(yè)總能源強(qiáng)度，油價和電價上升分別降低石油和電力強(qiáng)度，煤價上升對煤炭強(qiáng)度影響不顯著[13]。田立新、劉晶(2010)實證表明總體能源價格上升對能源強(qiáng)度降低作用并不明顯，電力相對價格上升對各類能源強(qiáng)度的影響有顯著差異。

與此同時，何凌云、薛永剛(2011)指出能源價格與能源效率之間是遠(yuǎn)程關(guān)系，其可以通過影響很多變量進(jìn)而作用于能源效率，兩者間所表現(xiàn)出的顯在關(guān)系是多種效應(yīng)綜合作用的結(jié)果；實證表明能源價格通過影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)而對能源效率產(chǎn)生顯著正向影響[4]。這與胡宗義等(2008)[5]的研究結(jié)論相類似。然而，孔婷等(2008)研究表明，對大多數(shù)制造業(yè)行業(yè)而言，能源價格的提升并未明顯降低能源強(qiáng)度，能源價格對于技術(shù)進(jìn)步對能源強(qiáng)度影響的調(diào)節(jié)效應(yīng)不顯著，能源價格的調(diào)節(jié)效應(yīng)更多地表現(xiàn)為促進(jìn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化來降低行業(yè)能源強(qiáng)度[16]。

綜上所述，眾多學(xué)者研究了能源價格與能源效率之間的關(guān)系，但結(jié)論并不一致。產(chǎn)業(yè)和能源結(jié)構(gòu)的差異，要素替代和技術(shù)進(jìn)步程度的不同，以及所使用能源價格不一致等因素進(jìn)一步導(dǎo)致結(jié)論的不確定性。本文基于電力、石油、煤炭價格和能源效率數(shù)據(jù)，實證分析能源價格與能源效率之間的關(guān)系，測量不同能源價格對能源效率的影響效力，對利用能源價格手段改善能源效率提出相應(yīng)政策建議。

2 實證分析

2.1 變量選擇與預(yù)處理

本文選取電力、石油、煤炭三類能源價格，分別以各自出廠價格指數(shù)代替，用ELP、PP、CP表示；能源效率用國內(nèi)生產(chǎn)總值除以能源消費(fèi)總量計算得出，單位為萬元GDP/萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，用EE表示。根據(jù)數(shù)據(jù)的可得性和有效性，樣本區(qū)間為1980～2009年，三類價格數(shù)據(jù)、國內(nèi)生產(chǎn)總值均以1980年作為基期進(jìn)行折算，相關(guān)數(shù)據(jù)來源于歷年《中國統(tǒng)計年鑒》和中經(jīng)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫。相關(guān)變量變動情況如圖1所示。為了便于比較，能源價格和能源效率原序列除以100。

圖1 1980～2009年能源價格及能源效率變動趨勢

可以看出，樣本區(qū)間內(nèi)，我國能源效率、能源價格呈持續(xù)上升趨勢；30年間能源效率增長2.16倍，電力、煤炭、石油價格分別增長5.16倍、10.61倍和21.42倍。1992年之前，三類能源價格長期保持較低水平，且發(fā)展?fàn)顟B(tài)高度一致，究其原因，與政府對各類能源價格嚴(yán)格管制密不可分；這一時期，能源效率在緩慢上升。1992年之后，三類能源價格走勢開始出現(xiàn)明顯差異，石油價格不斷走高，其波動幅度最為明顯；煤電價格在2004年出現(xiàn)明顯分化，煤價逐步擺脫電價，上升趨勢日益顯著。與之相對應(yīng)，能源價格與能源效率表現(xiàn)出更加明顯的同向變動關(guān)系。在整個樣本期內(nèi)，電力、石油、煤炭與能源效率的Pearson相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.98、0.89、0.89，表明能源價格與能源效率之間存在較強(qiáng)相關(guān)關(guān)系。基于此，本文進(jìn)一步實證分析能源價格與能源效率之間的關(guān)系，分析三種能源價格變動對能源效率有無影響，效力如何，并通過原因分析，對充分發(fā)揮能源價格手段提高能源效率提出政策建議。

根據(jù)實證分析的需要，為消除異方差，對各變量取對數(shù)，電力、煤炭、石油價格，能源效率變量分別記為LNELP、LNCP、LNPP、LNEE，為檢驗數(shù)據(jù)序列的平穩(wěn)性，本文通過ADF平穩(wěn)性檢驗表明，五個時間序列均為I(1)序列。

2.2 能源價格對能源效率影響的實證分析

2.2.1 長期均衡關(guān)系分析

根據(jù)ADF平穩(wěn)性檢驗結(jié)果，各變量均是I(1)序列，說明它們之間可能存在協(xié)整關(guān)系。基于此，本文采用Johansen協(xié)整檢驗，對變量LNELP、LNCP、LNPP、LNEE進(jìn)行長期均衡關(guān)系分析。Johansen協(xié)整檢驗結(jié)果如表1所示。

采用Johansen協(xié)整檢驗，表2結(jié)果表明，變量間在5%顯著水平上至多存在2個協(xié)整關(guān)系。對協(xié)整檢驗的殘差進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗，檢驗結(jié)果顯示，殘差序列是平穩(wěn)的，故進(jìn)一步驗證了變量間存在協(xié)整關(guān)系。這表明，能源價格與能源效率之間存在長期均衡關(guān)系。

2.2.2 因果關(guān)系分析

在變量間存在長期均衡關(guān)系基礎(chǔ)上，利用Granger因果關(guān)系檢驗考察能源價格與能源效率的因果關(guān)系。Granger因果檢驗是假定在包含了變量X、Y過去信息的條件下，若變量X有助于解釋Y將來變化則認(rèn)為其是Y變化的Granger原因，它可以在一定程度上說明變量間統(tǒng)計意義上的因果關(guān)聯(lián)。結(jié)果如表2所示。

表1 能源價格和能源效率Johansen協(xié)整檢驗結(jié)果

注：“*”表示5%顯著水平下拒絕原假設(shè)；根據(jù)AIC和SC準(zhǔn)則確定滯后期為3。

表2 能源價格與能源效率間的Granger因果檢驗結(jié)果

注：“*”表示5%顯著水平下拒絕原假設(shè)，“**”表示10%顯著水平下拒絕原假設(shè)。

表2顯示，能源價格與能源效率之間存在顯著的Granger因果關(guān)系，具體而言，電力、煤炭價格在滯后1期和2期是能源效率Granger原因的概率分別達(dá)到99.63%、96.59%和96.72%、96.82%，石油價格在滯后2期是能源效率Granger原因的概率達(dá)到92.53%。說明三類能源價格變動會引起能源效率變化，它們之間有著內(nèi)在的因果聯(lián)系。基于此，本文進(jìn)一步構(gòu)建模型，定量測算能源價格變動對能源效率的影響效力。

2.2.3 能源價格對能源效率影響效力實證分析

基于上文的理論分析與實證檢驗，建立直接效應(yīng)模型，測量不同能源價格對能源效率的影響效力。直接效應(yīng)模型如式(1)所示：

LNEE=α+β1LNELP+β2LNCP+β3LNPP+ε

(1)

式中，LNEE、LNELP、LNCP、LNPP為能源效率、電力、煤炭、石油價格；βι(ι=1,2,3)為常數(shù)項和相應(yīng)的系數(shù)。

通過測算發(fā)現(xiàn)，電力與煤炭、石油，以及石油與煤炭的Pearson相關(guān)系數(shù)0.978、0.985、0.993，模型變量間關(guān)聯(lián)性大，因而不可避免的存在多重共線性。嶺回歸能很好的解決多重共線性問題，所以本文采用嶺回歸方法對模型進(jìn)行估計。估計結(jié)果如表3所示。

表3 能源價格變動影響能源效率的直接效應(yīng)模型結(jié)果

注：通過判斷嶺跡圖確定步長K=0.3。

可以看到，直接效應(yīng)模型中三類能源價格與能源效率正相關(guān)，說明提高能源價格能夠促進(jìn)能源效率。從影響效力來看，從大到小依次為電力、石油與煤炭價格。能源效率對石油、電力和煤炭價格彈性均為正值，可以通過能源替代，實現(xiàn)能效提高，從本文來看，這種作用非常穩(wěn)定。

上文直接效應(yīng)模型的參數(shù)估計僅能反映能源價格對能源效率的靜態(tài)平均作用效力。改革開放以來，由于能源價格市場化改革、能源政策調(diào)整、各種各樣的外界沖擊等因素不斷的影響著能源效率，基于此，本文采用狀態(tài)空間模型，以充分反映不同能源價格對能源效率的動態(tài)時變作用效力。模型估計結(jié)果如圖2所示。

從圖2可知，電力、煤炭、石油價格對能源效率表現(xiàn)出持續(xù)正向作用效力；波動區(qū)間分別為0.4254～0.4922、0.4007～0.4741、0.1111～0.2323；在效力整體增強(qiáng)的同時，也表現(xiàn)出顯著的波動起伏，在1988年、1996年、2002年前后均出現(xiàn)明顯的波峰和波谷。

圖2 電力、煤炭、石油對能源效率的動態(tài)時變作用效力

3 結(jié)論與建議

第一，能源價格與能源效率存在長期均衡關(guān)系，它們之間有內(nèi)在因果聯(lián)系；價格上升會改善能源效率，其程度為電力0.3225、石油0.2973、煤炭0.2703，但效力并不明顯，僅在0.3左右。電力與國計民生密切相關(guān)，調(diào)整電價對各類經(jīng)濟(jì)主體影響最為直接和廣泛，對經(jīng)濟(jì)主體節(jié)約能源消費(fèi)、提高效率有著最為明顯的促進(jìn)作用。能源效率對三類能源價格彈性均為正值，表明可以通過能源替代小幅提高能效，這種影響在樣本期內(nèi)非常穩(wěn)定，這也說明通過優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來提高能效是一個長期過程。當(dāng)前僅通過價格手段提高能源效率還存在較大困難。

第二，伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場化改革，能源價格對能源效率的促進(jìn)作用在整體上升，但出現(xiàn)明顯波動起伏。改革開放初期，我國技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)等因素對于提升能源效率貢獻(xiàn)較小，只有能源價格上升才能促進(jìn)能源效率提高，因此從1980～1988年，其對能源效率的作用效力在持續(xù)上升。電力領(lǐng)域，1992年政府開始規(guī)范電價管理、改革電價形成機(jī)制，2003年國務(wù)院推出《電價改革方案》，進(jìn)一步推進(jìn)電力市場價格體系建設(shè)，2008年再次上調(diào)電價；煤炭領(lǐng)域，1994年取消計劃價格，除電煤以外的大部分煤炭實行市場價格，2002年取消電煤政府指導(dǎo)價，2006年電煤價格完全市場化；石油領(lǐng)域，1994年取消價格雙軌制，1998年原油和成品油定價參考新加坡價格，2001年改為參考亞、歐、北美三個主要市場價格，2007年上調(diào)成品油、汽油、柴油、航空煤油價格。能源市場化改革使能源價格對能源效率的促進(jìn)作用得到顯著提升[17]。與此同時，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、居民生活水平迅速提升，政府對基礎(chǔ)設(shè)施投入的加大、高耗能行業(yè)的扶持以及出口貿(mào)易的鼓勵等眾多影響因素，也造成了能源的過度消耗，弱化了能源價格對能源效率的促進(jìn)作用，使得其對能源效率的作用效力在較長時間內(nèi)明顯減弱。

基于上述結(jié)論與原因分析，為充分發(fā)揮能源價格手段促進(jìn)能源效率提升，本文提出以下政策建議：

首先，深入推進(jìn)能源價格形成機(jī)制改革，構(gòu)建合理能源價格體系。本文實證表明電價對能源效率提升作用最為明顯，而研究發(fā)現(xiàn)，電價同油價、煤價相比，相對偏低，基于此，要加快電價體制改革，建立基于市場化的電價形成機(jī)制，合理反映電力使用成本，充分發(fā)揮電力價格對于能源效率的促進(jìn)作用。合理有效的電價形成機(jī)制還能推動風(fēng)電、核電、太陽能電力等高效清潔能源的推廣與使用。近年來我國能源價格顯著提高，但同國際水平相比仍然較低，基于此，要繼續(xù)推進(jìn)石油、煤炭等相關(guān)能源的市場化改革，真正使得能源價格能夠反映能源稀缺程度和能源安全、環(huán)境外部性等特征，形成有效約束激勵，構(gòu)建合理能源價格體系以引導(dǎo)經(jīng)濟(jì)主體能源效率的選擇。

其次，采取措施，充分利用價格手段提高能效。適當(dāng)提高能源價格，實行差別能源價格政策，對于高耗能行業(yè)，提高其能源使用價格，減少能源浪費(fèi)，促使其轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式、進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)研發(fā)，提升其能源效率。對于高耗能、高污染的資源性產(chǎn)品進(jìn)行征稅，減少這種產(chǎn)品的生產(chǎn)與使用，以抑制由此帶來的環(huán)境污染和能源浪費(fèi)。政府通過稅收優(yōu)惠、財政補(bǔ)貼等形式合理降低經(jīng)濟(jì)主體使用新能源成本，利用價格手段刺激新能源開發(fā)和供給，推動清潔高效能源推廣利用。利用價格手段保證新能源使用效率不斷優(yōu)化，同時提高傳統(tǒng)能源價格，形成合理的能源相對價格，使得新能源和傳統(tǒng)能源的使用效率的能夠得到整體提升。

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