長江中游地區能源效率評價研究：與京津冀、長三角和珠三角地區的比較

孫 策，成金華，孫 莉(中國地質大學(武漢)經濟管理學院，湖北 武漢 430074)

長江中游地區能源效率評價研究：與京津冀、長三角和珠三角地區的比較

孫 策，成金華，孫 莉
(中國地質大學(武漢)經濟管理學院，湖北 武漢 430074)

運用泰爾熵指數對2001～2015年長江中游、京津冀、長三角和珠三角等四大地區能源效率的差異性進行實證研究，之后利用Malmquist生產率指數，對長江中游地區全要素能源效率變動進行分解，并與其他三個地區進行對比分析。研究結果表明：①總體能源效率差距和區域間的能源效率差距都呈現出先增后減的趨勢，區域間能源效率差距是總體能源效率差的主要構成部分；②長江中游區域內部的能源效率差逐漸減小，但仍然高于長三角和珠三角地區；③長江中游地區全要素能源效率主要依賴于技術進步。最后根據分析得出結論和啟示，制定區域節能戰略堅持“求同存異”，加大對長江中游地區的政策傾斜力度，加快技術進步，積極進行能源技術創新等。

長江中游地區；能源效率；泰爾熵指數；Malmquist生產率指數；技術進步

新型城鎮化建設和區域一體化協同發展是黨中央區域政策的核心問題和工作重心。正式定位為中國經濟發展新增長極的長江中游地區2015年的經濟總量超過7萬億元，位于長三角、京津冀、珠三角之后，排居第四位。然而伴隨著經濟的快速增長，城鎮化發展的外部條件和內在動力也會發生變化，長江中游地區能源資源保障壓力不斷加大，環境承載力正在逼近上限，由能源消費所帶來的經濟環境問題日益嚴重，如何提高能源效率、促進綠色經濟轉型、推進區域協同發展，將成為長江中游地區建設所面臨的重大問題之一，成為長江中游地區實現可持續發展的關鍵。

1 相關文獻綜述

目前國內關于能源效率的研究，根據要素的多寡，主要劃分為兩個方面，即單要素能效分析和全要素能效分析[1]。其中，單要素能源效率分析最常用的指標是能源強度，近些年來，該方法在能效問題研究中具有不可替代的優勢，楊遠等[2]、孫敬水等[3]、寧亞東等[4]等以能源強度作為效率指標，運用泰爾嫡指數分析我國區域能源效率的差異性，并創造性地將總體能源效率差距分解為區域間能源效率差距和區域內能源效率差距。

HU and Wang[5]基于數據包絡分析(DEA)技術和全要素生產理論提出了全要素能源效率(TFEE)方法，使得對能源效率問題的研究轉變為對經濟產出、資本、勞動及能源等要素的綜合研究。近幾年來，國內外眾多學者采用TFEE方法研究中國的能源效率問題[6-12]。其中，吳琦等[13]從綜合投入、技術效率和有效產出3個方面界定能源效率的概念，構建能源經濟效率、能源環境效率評價指標體系，并結合主成分分析法建立DEA能源效率評價模型。孫久文等[14]、孫廣生等[15]創新性地運用Malmquist生產率指數，測算全要素能源效率，并進行全要素能源效率變動的分解。李榮杰等[16]運用面板Tobit模型檢驗了能源開發、人力資本等因素對全要素能源效率的影響方向與影響程度。

然而，目前很少有學者在做能源效率評價研究時綜合考慮兩種效率，他們往往是兩者選其一，這樣可能無法充分反映能源效率的變動。文章運用泰爾熵指數對2001～2015年長江中游、京津冀、長三角和珠三角等四大地區能源效率的差異性進行實證研究，之后基于Malmquist生產率指數，對長江中游地區全要素能源效率變動進行分解，并與其他三個地區進行對比分析，進而針對性地為長江中游地區實現節能減排目標、制定相關政策和措施提供有效的經驗依據。

2 研究方法

2.1 泰爾熵指數

泰爾熵指數最初是被用來衡量個人之間或者地區之間的收入差距，論文利用該指標來衡量四個地區(長江中游、京津冀、長三角和珠三角)之間的能源效率差距，得到式(1)。

(1)

式中：T、E、Y分別表示總體泰爾熵指數、能源消費總量和生產總值，Ti、Ei、Yi分別表示第i個區域的泰爾熵指數、第i個區域的能源消費量和第i個區域的生產總值，TM和Tb分別表示區域內和區域間泰爾熵指數。

第i個區域的泰爾熵指數Ti可以進一步分解成式(2)。

(2)

式中：Eij、Yij分別表示區域i內第j個省的能源消費量和區域i內第j個省的生產總值。Eij/Yij和Ei/Yi表示單位生產總值能耗，即能源強度，而能源強度正是本文用來衡量單要素能源效率的指標。所以在本文中，T、TM、Tb分別表示總體、區域內和區域間能源效率差距，而Ti則可以用來表示第i個區域內部的能源效率差距。

2.2 Malmquist生產率指數

本文采用Malmquist生產率指數測度長江中游地區全要素能源效率。考察兩個時期生產率變化的Malmquist指數(Bauer等[17]、Fare等[18])，見式(3)。

M0(x1，y1，xt+1，yt+1)

(4)

式(4)中的技術效率變化指數(EFFCH)又可以進一步分解為純技術效率變化指數(PECH)，以及規模效率變化指數(SECH)。

=SECH×PECH

故可以將Malmquist生產率指數分解成式(5)。

M0(x1，y1，xt+1，yt+1)=

(5)

其中，技術效率變化指數測度從第t期到第t+1期每一決策單元對生產可能性邊界的追趕程度，該指標值大于1時表示技術效率提高，等于1時表示技術效率無變化，小于1時表示技術效率降低。而技術進步指數則是測度技術邊界從第t期到第t+1期的移動，該指數可能大于1、等于1和小于1，分別表示技術進步、技術無變化和技術退步。

3 數據來源及處理

論文以2001～2013年四個地區(共計11個省市)*四個地區分別為長江中游、京津冀、長三角和珠三角地區。鑒于數據的可獲得性，以地區所包含的省、直轄市作為基本分析單位，即長江中游地區選取湖北、湖南和江西等省；京津冀地區選取北京、天津和河北等省(市)；長三角地區選取上海、江蘇、浙江和安徽等省(市)；珠三角地區選取廣東省。為基本研究單元，采用單位生產總值能耗，即能源強度作為單要素能源效率分析的代理指標，能源強度=能源消費量/生產總值。

全要素能源效率分析以資本、勞動、能源為投入變量，各省市生產總值為產出變量。論文投入產出變量的界定如下所示。

1)資本投入。參見張軍等[19]、單豪杰[20]的研究，論文采用物質資本存量作為資本投入的代理指標，計算方法為：Ki，t=Ii，t+(1-σi，t)Ki，t-1，其中Ki，t和Ii，t分別是地區i第t年的資本存量和投資，σi，t是地區i第t年的固定資產折舊率，Ki，t-1是地區i第t-1年的資本存量(文章中計算得到的物質資本存量已轉化為以2000年為基期)。

2)勞動投入。論文以期末從業人數作為勞動投入的代理指標。

3)能源投入。能源投入用各省市的能源消費量(已轉化為標準煤)表示，數據來源于2002～2015年的《中國能源統計年鑒》以及2015年各省市的統計年鑒。

4)經濟產出。論文選擇各省市生產總值(已轉化為2000年不變價)作為經濟產出指標。數據來源于2002～2015年各省市的統計年鑒。

4 實證分析

4.1 單要素能源效率分析

4.1.1 能源強度分析

2001～2014年我國四大地區(長江中游、京津冀、長三角和珠三角)的能源強度變化趨勢如圖1所示。由圖1，清楚地看到，我國四大地區的能源強度總體上都呈現出一種下降趨勢，由此表明近些年來各地區的能源效率都在不斷提高。其中，長江中游地區的能源強度從2005年開始下降，很明顯這與“中部崛起”(2004年3月5日首先由溫家寶總理提出)等國家重大發展戰略的影響是分不開的，但不可忽視的是，長江中游地區的能源強度在四個地區中是最高的，說明其能源效率水平最低。

圖1 2000～2014年能源強度變化趨勢

京津冀地區能源強度下降最為明顯，這說明京津冀地區的能源效率得到改善，但仍保持在較高水平。珠三角地區的能源強度下降趨勢較為緩慢，但在四個地區中始終保持在較低水平，具有最高的能源效率，這可能是由于珠三角地區是全國科技創新與技術研發基地，能源技術創新得到廣泛運用和推廣，從而使得經濟增長對能源的依賴性較低。長三角地區的能源強度雖然也有較明顯的下降，但是和珠三角地區相比還有較大差距。

4.1.2 總體能源效率的差異性

我國四大地區總體能源效率差異性的變化趨勢如圖2所示。由圖2可知，總體能源效率差距和區域間能源效率差距的變化趨勢基本一致，都呈現出先增后減的趨勢，區域間能源效率差距的快速下降是總體能源效率差距下降的主要原因。2013年的區域間能源效率差距泰爾熵指數為2001年該指數的79.84%，這說明四大地區區域間的能源效率差距顯著縮小。同時可以看出，區域內的能源效率差距在這段時間內卻有一定增加的趨勢，這說明四大地區能源效率的內部差距越來越大。

圖2 2000～2014年總體能源效率差異性的變化趨勢

4.1.3 區域內能源效率的差異性

由圖3可以看出，我國四大地區區域內部能源效率的差異性在2001～2013年期間表現各異。其中，京津冀區域內部能源效率差異逐漸增加，即北京、天津和河北這三個省市之間的能源效率差異顯著，原因可能在于北京地區是我國政治、文化和科技中心，先進的能源技術在生產過程中得到了廣泛的應用和推廣，其經濟增長對能源的依賴程度較低，而河北地區的工業化程度一直以來都比較高，其經濟增長高度依賴于能源消費，天津能源效率水平處兩者之間，從而導致區域內能源效率差異逐漸擴大。珠三角地區由廣東省統一管轄，所以區域內能源效率沒有十分明顯的差異。長三角地區的能源效率差異總體而言呈現出一種下降趨勢，近兩年略有增加，波動并不明顯，原因可能在于上海、江蘇和浙江等省(市)的經濟發展水平和能源消耗水平整體趨于平衡，而新加入進來的安徽省受到地理環境、經濟發展的制約，能源效率水平沒有其他三省高。

長江中游地區區域內部能源效率差異呈現波動特征，具體可以由圖4看出。2004年長江中游地區的能源效率差異是最大的，即湖北、湖南和江西三省在這一年的能源效率差異是最大的，受“中部崛起”(2004年3月5日首先由溫家寶總理提出)等國家重大發展戰略的影響，從2005年開始三省的能效水平都逐漸提升，從而導致長江中游地區區域內部的能源效率差異逐漸減小，但仍然高于長三角和珠三角地區。

圖3 2000～2014年區域內能源效率差異性的變化趨勢

圖4 2000～2014年長江中游地區區域內能源效率差異性的變化趨勢

4.2 全要素能源效率分析

4.2.1 長江中游地區能源效率變化及分解

本文使用DEAP軟件包[21]，對2001～2013年長江中游地區全要素能源效率進行估算，并將Malmquist生產率指數(TFPCH)進行分解，分解結果如表1所示。

由表1可看出，2001～2013年長江中游地區的平均全要素能源效率指數為1.064，該指數大于1，并且其平均增長率為6.4%，故該地區的全要素生產率水平是上升的。通過對TFPCH指數進一步分解可以看出，技術進步指數(TECH)和TFPCH指數相等，其平均增長率也為6.4%，而技術效率指數(EFFCH)為0，其沒有發生任何變化。故長江中游地區全要素能源效率水平的提高主要依賴于技術進步。

長江中游地區的全要素能源效率指數在2007年達到最大值，為1.089，其增長率為8.9%，通過進一步觀察TECH指數和EFFCH指數的變化趨勢，可以看出，全要素能源效率增長的主要原因在于技術進步。由于受到全球金融危機的影響，2007～2008年，長江中游地區的全要素能源生產率不斷下降，其下降的主要原因在于技術退化。同時可以看出，所有年份的全要素能源效率均表現為大于1，主要驅動要素在于技術進步。

從區域維度來看，如表2所示，2001～2013年，湖北、湖南和江西三省的全要素能源效率指數均大于1，即三省的全要素能源效率水平都是上升的。其中，湖北省的全要素能源效率指數最高，為1.099，其平均增長率為9.9%，湖南省次之，其平均增長率為5.3%。而通過進一步觀察TFPCH指數的分解結果，可見，三省全要素能源效率的增減變化都是因為技術進步。

表1 2001～2013年長江中游地區全要素能源效率變化及分解(以2000年為基期)

表2 2001～2013年長江中游地區各省全要素能源效率平均變化及分解

4.2.2 各地區能源效率變化及分解

2001～2013年長江中游、京津冀、長三角和珠三角等四大區域的全要素能源效率變化及分解見表3。四大區域各省市在2001～2013年期間的全要素能源效率指數均大于1，其中，河北、江蘇及浙江三個省份的技術效率指數分別為0.975、0.987和0.997，均小于1，說明這三個省份的技術效率是下降的，其全要素能源效率增減變化除了受到技術進步因素的影響之外，還受到技術效率變化的影響。同時觀察到，大部分地區全要素能源效率的增減變化主要都是因為技術進步，技術進步對提升能源效率的作用更加明顯。

而且，我們發現長江中游地區在四區域中的全要素能源效率指數是最大的，為1.064，其增長率為6.4%，說明近些年來，長江中游地區能源效率水平大大提升，這與國家制定并實施的重大發展戰略決策是分不開的。而且，長江中地區的全要素能源效率增減變化都是受到技術進步因素的影響，因此，長江中游地區應加快技術進步，積極進行能源技術創新，加強區域間的技術交流，不斷提高自主創新能力，進而提高地區的全要素能源效率。

5 結 論

1)受“中部崛起”等國家重大發展戰略的影響，長江中游地區的能源強度從2005年開始下降，但不可忽視的是，長江中游地區的能源強度在四區域中是最高的，說明其能源效率水平最低。

表3 2001～2013年各地區全要素能源效率變化及分解

2)總體能源效率差距和區域間的能源效率差距都呈現出先增后減的趨勢，區域之間能源效率差距是總體能源效率差距的主要構成部分。

3)長江中游地區區域內部能源效率差異呈現波動特征，從2005年開始三省的能效水平都逐漸提升，從而導致長江中游區域內部的能源效率差異逐漸減小，但仍然高于長三角和珠三角地區。

4)長江中游地區全要素能源效率主要依賴于技術進步。湖北、湖南和江西三省的全要素能源效率指數均大于1，即三省的全要素能源效率水平都是上升的。其中，湖北省的全要素能源效率指數最高，為1.099，其平均增長率為9.9%，湖南省次之，江西省最低。

5)長江中游地區在四區域中的全要素能源效率指數是最大的。為1.064，其增長率為6.4%，說明近些年來，長江中游地區能源效率水平大大提升，這與國家制定并實施的重大發展戰略決策是分不開的。

6 啟 示

1)制定區域節能戰略時堅持“求同存異”的原則。由于在四區域中，長江中游地區能源效率水平最低，與其他三區域的差異較大，并且湖北、湖南和江西省之間的能源效率差異也比較大，所以在制定區域節能戰略時必須堅持“求同存異”的原則，既要考慮國情，也要注意每個省的實際情況，然后制定出不同的節能政策措施。

2)加大對長江中游地區的政策傾斜力度。為了進一步提高長江中游地區的能源效率，政府在制定和實施相關政策時應適當向長江中游地區傾斜，這樣才能充分挖掘長江中游地區的節能減排潛力，這對提升我國區域能源效率的整體水平具有重大意義。

3)加快技術進步，積極進行能源技術創新。長江中游地區應努力加強區域間的技術交流和合作，積極地將先進的節能減排技術從發達省份向落后省份轉移和擴散，不斷提高自主創新能力，進而實現我國地區之間以及各省份之間全要素能源效率的趨同。

[1] 楊紅亮，史丹.能效研究方法和中國各地區能源效率的比較[J].經濟理論與經濟管理，2008(3)：12-20.

[2] 楊遠，李林.中國能源效率的地區差距——基于泰爾熵指數的綜合評價[J].統計與決策，2009，2(17)：127-128.

[3] 孫敬水，汪德興.中國地區能源效率差異及其影響因素分析[J].技術經濟與管理研究，2011，3(12)：77-81.

[4] 寧亞東，張世翔，孫佳.基于泰爾熵指數的中國區域能源效率的差異性分析[J].中國人口·資源與環境，2015，24(5)：69-72.

[5] Hu J L，Wang S H.Total-factor energy efficiency of regions in China[J].Energy Policy，2006，34：3206-3217.

[6] 魏楚，沈滿洪.能源效率與能源生產率：基于DEA方法的省際數據比較[J].數量經濟技術經濟研究，2007(9)：110-121.

[7] 師博，沈坤榮.市場分割下的中國全要素能源效率：基于超效率DEA方法的經驗檢驗[J].世界經濟，2008(9)：49-59.

[8] 李世祥，成金華.中國能源效率評價及其影響因素分析[J].統計研究，2008，25(10)：18-27.

[9] 屈小娥.中國省際全要素能源效率變動分解—基于Malmquist指數的實證研究[J].數量經濟技術經濟研究，2009，26(8)：29-43.

[10] Shi G M，Bi J，Wang J N.Chinese regional industrial energy efficiency evaluation based on a DEA model of fixing non-energy inputs[J].Energy Policy，2010，38：6172-6179.

[11] 王克亮，楊寶臣，楊力.環境約束下的中國全要素能源效率測度及其收斂性[J].管理學報，2012，9(7)：1071-1077.

[12] Wang Q W，Zhao Z Y，et al.Energy efficiency and production technology heterogeneity in China：a meta-frontier DEA approach[J].Economic Modeling，2013，35：283-289.

[13] 吳琦，武春友.基于DEA的能源效率模型評價研究[J].管理科學，2009，22(1)：103-112.

[14] 孫久文，肖春梅.長三角地區全要素能源效率變動的實證分析[J].中國人口·資源與環境，2015，22(12)：67-72.

[15] 孫廣生，黃袆，田海峰，等.全要素生產率、投入替代與地區間的能源效率[J].經濟研究，2015(9)：99-112.

[16] 李榮杰，張磊，趙領娣.能源開發、人力資本與全要素能源效率[J].北京理工大學學報：社會科學版，2016，18(1)：30-37.

[17] Bauer，Paul W.Decomposing TFP growth in the presence of cost inefficiency，non constant returns to Scale，and technological progress[J].Journal of Productivity Analysis，1990(4)：287-300.

[18] Fare R，Grosskopf S，Norrism，et al.Productivity growth，technical progress，and efficiency change in industrialized countries[J].American Economic Review，1994，84：66-83.

[19] 張軍，吳桂英，張吉鵬.中國省際物質資本存量估算：1952-2000[J].經濟研究，2004，39(10)：35-44.

[20] 單豪杰.中國資本存量K的再估算：1952-2006年[J].數量經濟技術經濟研究，2008(10)：17-31.

[21] Coelli，T J.A guide to DEAP version 2.1：a data envelopment analysis (computer) program[R].1996.

Study on energy efficiency in the middle reaches of the Yangtze river：compared with Beijing-Tianjin-Hebei，Yangtze River Delta and Pearl River Delta regions

SUN Ce，CHENG Jinhua，SUN Li
(School of Economics and Management，China University of Geosciences(Wuhan)，Wuhan 430074，China)

This paper takes the empirical study in regional differences of energy efficiency from 2001 to 2015 in the middle reaches of the Yangtze River，Beijing-Tianjin-Hebei，the Yangtze River Delta and the Pearl River Delta regions by Theil index.Then based on Malmquist productivity index，the change of total factor energy efficiency in the middle reaches of the Yangtze River is decomposed，and compared with the other three regions.The results show that the total and between-region difference of energy efficiency are showing a trend of first increase and then decrease，and the latter is the main component of the former.The within-region difference of energy efficiency in the middle reaches of the Yangtze River is gradually reduced，but still higher than that in the Yangtze River Delta and Pearl River Delta region.The total factor energy efficiency in the middle reaches of the Yangtze River is mainly dependent on technological progress.Finally，some conclusions and suggestions are obtained according to the results of the analysis，such as adhere to the principle of “seek common ground while reserving differences” in the development of regional energy strategy，increase policy tilt to the middle reaches of the Yangtze River，accelerate technological progress，and actively carry out energy technology innovation，etc.

the middle reaches of the Yangtze River；energy efficiency；theil entropy index；Malmquist index；technological progress

2017-03-20 責任編輯：宋菲

孫策(1973-)，博士研究生，專業為應用經濟學，研究方向為資源產業經濟，E-mail:344375340@qq.com。

F407.2

A

1004-4051(2017)08-0069-06