中國(guó)省際能源效率的收斂性分析

李激揚(yáng)

（湖南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，長(zhǎng)沙 410079）

0 引言

能源與環(huán)境約束不斷加強(qiáng)，提高能源效率，促進(jìn)能源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題。隨著社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類利用各種要素、工具的水平不斷的提高，不僅導(dǎo)致現(xiàn)有各種資源越來越匱乏，越來越重要。對(duì)于當(dāng)今社會(huì)而言，能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生活重要的保障和支撐，能源作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的最基本物質(zhì)生產(chǎn)資料之一，與國(guó)家的工業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有著重要的關(guān)聯(lián)。能源問題已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。我國(guó)“十二五”規(guī)劃明確提出深入貫徹節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境基本國(guó)策，節(jié)約能源，降低溫室氣體排放強(qiáng)度，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，走可持續(xù)發(fā)展之路。

但是就目前而言，中國(guó)各地區(qū)的能源利用效率水平存在差距，東部地區(qū)的平均全要素能源效率是最高，其次是西部地區(qū)，排名最后的是中部地區(qū)。中國(guó)各個(gè)省份在使用能源的效率存在顯著差異，且處于能源效率前沿下方的省份仍比較多。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，如何縮小區(qū)域差距，實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展？中國(guó)各地區(qū)的能源利用效率水平的差距是否會(huì)隨著時(shí)間的推移而縮小？能源消耗強(qiáng)度和全要素能源效率是否會(huì)最終收斂？這都是我們不得不面臨的重大問題。

1 能源效率條件β收斂模型

現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)能源效率進(jìn)行絕對(duì)β收斂分析時(shí)，僅僅考慮了能源利用率初始水平作為唯一影響能源利用率的解釋變量，忽略了其他因素的存在。實(shí)際上，還有其他的因素影響收斂的存在性，僅僅采用能源利用效率的初始水平會(huì)忽略其他因素的影響，片面夸大能源利用效率初始水平的影響。有鑒于此，我們利用Sala-i-Martin(1996)、Markandya et al(2004)和齊紹洲和羅威(2007)的模型，在能源利用率的絕對(duì)β收斂模型式中加入相應(yīng)符合條件的控制變量，就可以得到如下的條件β收斂模型，我們進(jìn)行如下推導(dǎo)：

其中，i和t分別代表區(qū)域和時(shí)間(在本文表示每一年，即年份，下同)；ln(yi,t/yi,t-1)表示經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率的收斂速度，它取決于前一期產(chǎn)出水平ln(yi,t-1)和一組控制變量Xi,t；μi,t為誤差項(xiàng)。以此為基礎(chǔ)，加入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、對(duì)外開放程度以及勞動(dòng)力平均實(shí)際GDP增長(zhǎng)率等控制變量，我們可得關(guān)于能源效率的條件β收斂模型：

其中，α為截距項(xiàng)，β為基年能源效率ln(ei,t)的系數(shù)，εi,t為某一時(shí)段誤差項(xiàng)的平均值PGDPi,t表示i地區(qū)在某一段時(shí)間內(nèi)的勞動(dòng)力平均GDP增長(zhǎng)率的平均值，用它來反映地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度對(duì)能源生產(chǎn)率收斂的影響；STRUCi,t表示i地區(qū)在某一段時(shí)間內(nèi)第二產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)GDP的比重的平均值，用它來反映產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)能源生產(chǎn)率收斂的影響；ECSTURCi,t表示i地區(qū)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，反應(yīng)各地區(qū)煤炭消費(fèi)總量占能源消費(fèi)總量的比重，EXi,t表示i地區(qū)的進(jìn)出口總額，表示該地區(qū)開放程度對(duì)能源生產(chǎn)率收斂的影響。

根據(jù)條件β收斂存在性條件，當(dāng)β小于零時(shí)，就表示各區(qū)域的初始能源利用效率同能源利用效率的增長(zhǎng)速度呈反向變化，各區(qū)域能源利用效率差異最終會(huì)趨于條件β收斂，呈相同的穩(wěn)態(tài)；反之，當(dāng)β大于零時(shí)，則說明各區(qū)域的初始能源利用效率同能源利用效率的增長(zhǎng)速度呈正向變化，各區(qū)域的能源利用效率呈發(fā)散態(tài)勢(shì)，不存在條件β收斂（彭國(guó)華，2005）。

2 能源效率收斂性的計(jì)量分析

為了降低全要素能源效率的估值難度，在測(cè)算全要素能源效率的收斂性時(shí)，，樣本區(qū)間為1990～2009年。大部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于《新中國(guó)五十年統(tǒng)計(jì)資料匯編》、《新中國(guó)六十年統(tǒng)計(jì)資料匯編》、1989～2009年的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、高校財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)庫、中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒以及各省統(tǒng)計(jì)年鑒。考慮到西藏、臺(tái)灣、澳門和香港數(shù)據(jù)缺失較多，本文將不作分析，另外將重慶和四川的數(shù)據(jù)合并，最終選定的研究對(duì)象為中國(guó)29個(gè)省、市或自治區(qū)。所需要的考量的變量有：能源消耗強(qiáng)度、全要素能源效率、勞均GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、對(duì)外開放程度等。需要具體說明的內(nèi)容如下：

能源消耗強(qiáng)度：采用傳統(tǒng)的每個(gè)省、地區(qū)的能源消費(fèi)總量與該省、地區(qū)的產(chǎn)出GDP的之間的比值。其中能源消費(fèi)量，采用《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中公布的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)已經(jīng)將各類能源，比如煤炭、石油和天然氣，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)煤。能源消費(fèi)量的單位為萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這和國(guó)外公布的能源消費(fèi)量的單位萬噸標(biāo)準(zhǔn)油不同，但兩者之間可以轉(zhuǎn)換。而產(chǎn)出GDP以1952年為基期，對(duì)GDP進(jìn)行平減成真實(shí)GDP，單位為億元。各省份、地區(qū)GDP以及GDP平減指數(shù)均來自于《新中國(guó)六十年統(tǒng)計(jì)資料匯編》、《新中國(guó)五十年統(tǒng)計(jì)資料匯編》和《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。最后我們得到能源消耗強(qiáng)度，其單位為噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元GDP，我們記作ee，其增長(zhǎng)率記作pec。

全要素能源效率值：全要素能源效率值的計(jì)算過程是，首先選取的投入變量包括了三種傳統(tǒng)意義上的投入要素，即勞動(dòng)力，資本存量和能源消費(fèi)量，然后納入產(chǎn)出變量包括了期望產(chǎn)出，即國(guó)民生產(chǎn)總值（GDP），以及非期望產(chǎn)出，包括了廢水、廢氣、化學(xué)需氧量（COD）和固體廢棄物，最后基于全要素能源效率框架得到MLT全要素能源效率和SBM全要素能源效率，分別記作tfeemlt、tfeesbm，都是無量綱的值。

勞動(dòng)力平均實(shí)際GDP：即各個(gè)省份、地區(qū)勞動(dòng)力所創(chuàng)造的GDP平均數(shù)量。其中勞動(dòng)力是1989～2009年各個(gè)省份的從業(yè)人員總數(shù)，數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《新中國(guó)六十年統(tǒng)計(jì)資料匯編》和中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，部分缺失的數(shù)據(jù)采用線性插值法補(bǔ)齊，單位為萬人，實(shí)際GDP同樣以1952年為基期，對(duì)GDP進(jìn)行平減成真實(shí)GDP，單位為億元記作pgdp，簡(jiǎn)稱勞均實(shí)際GDP。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)：即第一、二和三產(chǎn)業(yè)的占GDP的比重。我們用第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重來表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，記作struc。一般認(rèn)為第二產(chǎn)業(yè)是相對(duì)消耗能源較多的產(chǎn)業(yè)，而第三產(chǎn)業(yè)是相對(duì)消耗能源較少的產(chǎn)業(yè)，所以有時(shí)將發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)作為節(jié)能減排的重要選擇之一，本文沿用前者的做法。

對(duì)外開放程度：本文選取一個(gè)省份全年的進(jìn)出口總額作為對(duì)外開放程度的變量。某個(gè)省份進(jìn)出口總額代表了其和外國(guó)的聯(lián)系程度，中國(guó)基本出口的商品都是勞動(dòng)密集型的產(chǎn)品，而進(jìn)口的商品則是能源依附量較高（陳書通，1996）[37]，因此可能會(huì)提高能源效率，改變能源效率的收斂速度和程度。對(duì)外開放程度變量記做作ex，單位為萬美元。

能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)：能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)指的是各種能源消費(fèi)占總的能源消費(fèi)的比重。中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)一直是以煤炭為主，所以本文選取煤炭占總的能源消費(fèi)的比重來表示能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，部分年份某些省市缺失的數(shù)據(jù)，首先用原煤和標(biāo)準(zhǔn)煤之間的換算公式：1噸原煤=0.714噸標(biāo)準(zhǔn)煤來估算，然后再除以該省本年度所消耗的能源總量得到。能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變量記作：ecstruc。

表1 能源消耗強(qiáng)度的條件β收斂分析

表2 使用MLT方法的全要素能源效率條件β檢驗(yàn)面板回歸結(jié)果

表3 使用DEA-SBM模型的全要素能源效率的條件β收斂分析

3 能源效率的條件β收斂檢驗(yàn)

我們根據(jù)式（2）對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了條件β收斂計(jì)量分析，得到的面板估計(jì)結(jié)果如表1所示。

為了說明能源效率的條件β收斂是否存在，我們采用了面板模型的方法進(jìn)行了收斂性檢驗(yàn)。對(duì)比實(shí)證結(jié)果表1、表2、表3，發(fā)現(xiàn)能源消耗強(qiáng)度、使用MLT方法的全要素能源效率和使用DEA-SBM的全要素能源效率條件β收斂是存在的，但是各個(gè)控制變量的系數(shù)以及顯著性水平存在差異；根據(jù)Hausman檢驗(yàn)的結(jié)果，我們選取模型也各有不同，具體說明如下：

（1）對(duì)于能源消耗強(qiáng)度的條件β收斂來講，我們考慮加入了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、對(duì)外開放程度以及勞動(dòng)力平均實(shí)際GDP增長(zhǎng)率等控制變量，更加準(zhǔn)確的解釋其收斂性。我們發(fā)現(xiàn)勞動(dòng)力平均實(shí)際GDP增長(zhǎng)率對(duì)能源消耗強(qiáng)度地區(qū)間差異的縮小起正向的作用，即一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有助于當(dāng)?shù)啬茉聪膹?qiáng)度的降低，從而提高能源的利用效率。而能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與能源消耗強(qiáng)度的收斂性呈現(xiàn)反相關(guān)關(guān)系。這一結(jié)論和大多數(shù)的學(xué)者一致，也是和我們的直覺是一致的。不難發(fā)現(xiàn)，煤炭的使用效率一向是比較低的，而對(duì)環(huán)境污染也比較嚴(yán)重。在中國(guó)各省份、地區(qū)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭的消費(fèi)占到一半以上的份額，使得各省份、地區(qū)的能源利用效率一直偏低。此外，大部分的溫室氣體以及空氣污染源也都來自于煤炭燃燒排放。由此可見，如果可以用更為清潔和高效的能源資源來替代煤炭火力發(fā)電，不僅減少溫室氣體和其他有毒氣體的排放，也可以提高能源總體的使用效率。此外，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)外開放程度與能源消耗強(qiáng)度的收斂性呈正相關(guān)關(guān)系，就出口方面來講，這可能是由于對(duì)外貿(mào)易迫使企業(yè)為了符合出口的而改進(jìn)能源使用技術(shù)，從而降低成本，減少產(chǎn)品中的污染水平；就進(jìn)口方面來講，我們進(jìn)口相對(duì)我們稀缺的物品以及其他一些可能在生產(chǎn)過程能源消耗較大的產(chǎn)品，從而使得地區(qū)的能源使用效率相對(duì)提升。一般來講，我們認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)應(yīng)該是與能源消耗強(qiáng)度的收斂成反相關(guān)的關(guān)系。因?yàn)楫?dāng)一個(gè)省份、地區(qū)的第二產(chǎn)業(yè)，即能源消耗較大的產(chǎn)業(yè)，占比比較大的話，且第二產(chǎn)業(yè)尤其能耗較大的冶金部門、制造業(yè)部門的能源利用水平本身就偏低，當(dāng)?shù)诙a(chǎn)業(yè)的比重越大，其能源消耗越多，能源利用水平也就越低，越會(huì)拖垮落后地區(qū)能源消耗強(qiáng)度追趕與先進(jìn)地區(qū)的速度和距離。但從模型估計(jì)的結(jié)果看，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變量無法通過顯著性水平檢驗(yàn)，雖然系數(shù)的符號(hào)和預(yù)先估計(jì)的一致，為負(fù)的。

（2）從表2我們可以得到關(guān)于使用MLT方法的全要素能源效率的條件β收斂面板模型的估計(jì)結(jié)果。我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)證估計(jì)的過程發(fā)現(xiàn)，如果單獨(dú)或者不全部使用所有的控制變量，模型的將無法通過檢驗(yàn)，所以我們將所有的控制變量放在一個(gè)面板模型里進(jìn)行估計(jì)。為了確定是使用隨機(jī)效應(yīng)還是固定效應(yīng)進(jìn)行估計(jì)，我們采用Hausman檢驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行了檢驗(yàn)，確定使用固定效應(yīng)模型。和能源消耗強(qiáng)度所估計(jì)出的控制變量的系數(shù)符號(hào)一致，可以發(fā)現(xiàn)勞動(dòng)力平均實(shí)際GDP增長(zhǎng)率對(duì)能源效率的收斂有正向作用，即經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)節(jié)約能源，提高能源利用效率有著積極的作用，同樣對(duì)外開放程度變量也有著類似的作用；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與能源效率的收斂呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，這和我們估計(jì)的一致。此外，與能源消耗強(qiáng)度條件β收斂不同的是，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在10%的顯著性水平下通過檢驗(yàn)。

（3）最后，我們對(duì)加入控制變量的使用DEA-SBM模型的全要素能源效率的條件β收斂進(jìn)行了面板模型估計(jì)。從實(shí)證結(jié)果來看，只有勞動(dòng)力平均實(shí)際GDP增長(zhǎng)率在1%的顯著性水平通過了檢驗(yàn)，其他控制變量均無法通過檢驗(yàn)。但我們?nèi)匀豢梢哉J(rèn)為使用DEA-SBM模型的全要素能源效率是存在條件β收斂的。

4 結(jié)論及政策建議

以前的學(xué)者大多是研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率的收斂性，較少涉及能源利用效率的收斂性，而關(guān)于中國(guó)能源利用效率的收斂性的文獻(xiàn)更少。為了分析中國(guó)各省、地區(qū)的能源利用效率是否存在條件β收斂，我們加入了四個(gè)控制變量，分別是加入了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、對(duì)外開放程度以及勞動(dòng)力平均實(shí)際GDP增長(zhǎng)率，運(yùn)用面板數(shù)據(jù)模型對(duì)三個(gè)能源利用效率進(jìn)行了計(jì)量分析。實(shí)證的結(jié)果表明，三個(gè)能源利用效率均存在條件β收斂，且都在10%或者1%的顯著性水平下通過檢驗(yàn)，其中勞動(dòng)力平均實(shí)際GDP增長(zhǎng)率與對(duì)外開放程度的系數(shù)一般為正，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的系數(shù)一般為負(fù)，但不同的估計(jì)所使用的模型不同。因此，從總體上看，不發(fā)達(dá)省區(qū)與發(fā)達(dá)省區(qū)能源效率的差距在一定程度上也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差距，一些決定能源利用效率的主要因素如生產(chǎn)技術(shù)水平不可能在短時(shí)間內(nèi)超過發(fā)達(dá)省區(qū)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的差距也只有隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高才能逐步消失。政府在制定區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)，要重點(diǎn)考慮促進(jìn)各省區(qū)充分利用能源稟賦以及能源使用效率方面的差異進(jìn)行合作，走能源節(jié)約型的可持續(xù)的區(qū)域平衡增長(zhǎng)道路。

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