我國能源資源利用效率評價及對策建議

厲樺楠

(中國石油大學 經濟管理學院，山東 青島 266580)

我國能源資源利用效率評價及對策建議

厲樺楠

(中國石油大學 經濟管理學院，山東 青島 266580)

如何提升能源資源利用效率是促進經濟、社會與生態環境協調發展所必須考慮的基本問題。本文以油氣資源為例，運用DEA方法及脫鉤模型評價我國能源利用效率及其與經濟增長之間的關系，并據此提出提升我國能源效率的對策建議。研究表明，我國各省油氣利用效率差別較大，空間分布不均衡，東部沿海省份油氣資源利用效率明顯高于中西部地區，且其時間演變特征并未呈現顯著的好轉跡象。進一步分析發現，我國大部分省區受制于粗放式的經濟發展方式，資源浪費嚴重，油氣資源利用效率與經濟增長相對脫鉤。因此，我國資源利用效率的提升需要系統性的解決方案。一方面需要針對資產管理、責任成本控制等關鍵環節進行規范提升，另一方面則需要推進一體化發展戰略進一步提升國際市場競爭力。此外，嘗試探索非傳統能源資源的開發利用也是一項重要補充。

能源；油氣資源；利用效率；對策建議；DEA分析方法

能源是經濟發展和社會生活的重要物質前提。提升能源利用效率，促進中國能源的可持續發展，是國家能源戰略規劃的重要內容，也是實現我國社會、經濟可持續發展的重要保證。隨著能源勘測、開采與利用技術的進步，近年來我國能源的利用效率提升明顯①趙楠、賈麗靜、張軍橋：《技術進步對中國能源利用效率影響機制研究》，《統計研究》2013年第4期。。但由于仍受制于粗放型的經濟增長模式，與先進國家及一些新興工業國家相比，我國的能源利用效率仍整體較低，單位GDP的能耗較高。根據國際能源署數據，2012年中國超越美國成為全球最大的能源消耗國，單位GDP能耗是美國的5倍。尤其是在化工、鋼鐵、電力和有色金屬等行業，單位能耗比國際領先水平高出25%—90%②魏一鳴、范英：《我國能源報告(2006):戰略與政策研究》，科學出版社2006年版。。較低的能源利用效率一方面給環境治理帶來巨大難題，大量排放二氧化碳致使我國面臨的環境壓力和國際社會的壓力越來越大；另一方面也導致我國能源缺口的持續增大，近年來我國的能源進口量越來越大，進口依存度逐年增加。

能源消費結果異質性是影響能源利用效率的重要因素。我國能源結構長期以煤炭為主，石油及其衍生產品占比較小。雖然煤炭資源具有儲量豐富、產生同等熱值的價格相對低廉等特點，在較長時期內仍將是我國主要的一次能源，但從長期趨勢來看，煤炭這一能源類型燃燒效率較低，同時會對環境產生較大污染。一般認為，考慮環境效應，水電的利用效率最高，天然氣稍低，最低的是煤炭和原油。蔡曉春、肖小愛(2010)③蔡曉春、肖小愛：《基于超效率 DEA的中國區域能源利用效率研究》，《統計與信息論壇》2010年第4期。利用超效率 DEA 模型，考察了能源消費結構對能源效率的重要影響，發現中國“一煤獨大”的能源消費結構嚴重阻礙了能源利用效率的提高。因此從單一倚重煤炭能源向“煤炭—油氣”多種能源類型均衡發展將成為未來我國能源結構調整的主導方向。

我國油氣資源作為煤炭資源的重要替代資源，有著燃燒效率高、污染小的特點，正在逐漸成為我國重要的能源。然而當前我國油氣資源的利用還處在較低的水平，隨著我國經濟的增長，國內石油和天然氣的供給已經不能滿足當前經濟活動的需要，我國石油和天然氣的對外依存度日益提高。2015年，我國原油產量為20747萬噸，消費量48366萬噸，對外依存度為57.10%；同期天然氣產量為1072.2億立方米，消費量1438.4億立方米，對外依存度為25.46%，均創下歷史最高水平。如何在科學評價我國油氣資源利用效率水平的基礎上，提出符合實際的提升建議從而滿足我國經濟快速發展的需求，成為亟待解決的重要問題。在此能源利用的現實背景下，本文以油氣資源為例，運用DEA方法及脫鉤模型評價我國能源利用效率及其與經濟增長之間的關系，并據此提出提升我國能源效率的對策建議。

一、理論模型

文獻梳理不難發現，單要素生產率(Single Factor Productivity，SFP)框架和全要素生產率(Total Factor Productivity，TFP)框架是能源效率評價常用的基本框架。由于SFP僅能聚焦于單一要素的效率評價，因此基于TFP框架進行能源使用效率評價的研究相對較多。

但不少學者指出TFP測算框架也存在不容忽視的缺陷，主要表現在三個方面：一是對有效產出進行樂觀的夸大估計，但明顯低估非期望產出。如伴隨有效產出產生的二氧化碳排放等可能導致環境污染的副產品。即使基于資本、勞動及期望產出數據，使用CD生產函數、超越對數生產函數等形式對TFP進行參數化估算，也難以排除模型結果可能存在的偏誤。周五七(2007)*周五七：《低碳約束下中國工業綠色TFP增長的地區差異——基于共同前沿生產函數的非參數分析》，《經濟管理》2014年第3期。認為，這實際上造成了估算結果與我國倡導的可持續發展理念的背離。二是傳統的TFP測算框架假定基本的生產決策單元(DMU)是具有完全效率的，能夠進行完全有效率的生產，即所有的DMU均能實現基于生產前沿的最優化生產，這一假設條件明顯過于苛刻，估算結果難免有偏。事實上，對于中國這樣一個處于轉型中的發展中大國而言，工業經濟仍具有粗放式增長特征，顯然大多數DMU難以進行完全有效率的生產。考慮到中國經濟增長方式的實際及中國工業的生產現狀，采用生產決策單元(DMU)存在完全效率、部分效率和無效率三種情況的生產前沿分析法更符合實際情況，估計結果也更加可靠。三是普遍存在的能源結構異質性與投入要素替代性問題往往被忽視。

目前主要有兩種方法構件生產前沿：參數方法及非參數方法。隨機前沿分析(SFA)即為典型的參數方法，而非參數方法以數據包絡分析法(DEA)為代表。兩種方法的差異主要在于前者是用計量方法估計出TFP增長結果，后者則是利用線性規劃技術測算TFP增長。對于兩種方法的有效性，Watanabe和Tanaka(2007)*Watanabe, M. and Tanaka, K., 2007, “Efficiency Analysis of Chinese Industry: A Directional Distance Function Approach”, Energy Policy, 35(12):6323-6331.認為，DEA方法在擬合含有非期望產出的生產活動時更加便利，且能夠在一定程度上避免SFA關于模型形式設定及隨機干擾正態分布等強假設偏誤，還可以對TFP增長的動力來源做進一步的分析。因此，在考慮環境約束的效率與生產率研究中應用更為廣泛。

實際上，自Chung等(1997)*Chung, Y. H. and Fare, R., 1997, “Grosskopf S. Productivity and Undesirable Outputs: A Directional Distance Function Approach”, Journal of Environmental Management, 51(3): 229 -240.首次利用DEA方法將二氧化碳排放等污染物作為非期望產出進行TFP測算以來，大量文獻均按照其思路利用方向性距離函數(DDF)和Mulmquist-Luenberger指數對TFP進行測算。不少研究指出，這種測算模型和方法蘊含了環境和經濟協調發展的理念，既能夠提高測算的有效性，也更符合中國發展的實際，因此得到廣泛應用*Zhou, P., Ang, B. W. and Poh, K. L., 2008, “A Survey of Data Envelopment Analysis in Energy and Environmental Studies”, European Journal of Operational Research, 189(1):1 -18.。本文即采用包含二氧化碳排放因素的基于DEA的TFP框架來評價2008—2015年我國各地區油氣資源的利用效率。

P={(x,y,b)/x≥xλ,y≤yλ,b=bλ,∑λ=1,λ≥0}

其中，λ表示橫截面值的權重，其值大于等于0。若權重之和等于1，則表示可變規模報酬。去掉權重之和為1的約束條件，則表示規模報酬不變。不等式約束表明投入與期望產出的強可處置性，等式約束表示期望產出與非期望產出的聯合弱可處置性及零結合性。

下面利用方向性距離函數(DDF)及 ML 生產率指數測算TFP 指數。設基于產出的方向性距離函數為：

g=(gv-gb)是產出擴張的方向性向量，按通常的處理方法，可設定g=(y,-b)。根據Chung et al.(1997)基于產出的 MLPI 定義為：

求解上式中基于全局生產技術集的方向性距離函數的線性規劃可寫成：

s.t.

二、計量結果及分析

為了研究我國各省油氣資源的利用效率，本文選取2009—2015年我國30個省級行政單位(不含西藏)的油氣投入產出指標。數據來源于《中國統計年鑒》和《中國能源統計年鑒》及各省統計年鑒等，對于缺失的個別年份數據，本文采用前后兩年的數據的平均數作為處理。借鑒車亮亮、韓雪、趙良仕、武春友(2015)煤炭資源利用評價體系，具體指標如下：

1.勞動力投入：考慮到油氣的生產消費活動與第二產業關聯最大，因此選取第二產業從業人員數作為勞動投入指標；

2.資本投入：以能源工業固定資產投資和油氣采選業固定資產投資之和來表征該指標；

3.能源投入：以各地區每年石油、天然氣消費量作為衡量能源投入的指標；

4.期望產出：本文評價對象為油氣資源利用效率，為避免出現過分夸大產出現象，選取各地區第二產業增加值作為期望產出，并將其折算成2009年的不變價格；

5.非期望產出：非期望產出用油氣資源碳排放量表示，碳排放系數的數據來源較多，本文取自國家發改委能源研究所發布的石油和天然氣碳排放系數，采用統一的0.5588，油氣資源碳排放量的計算公式為：油氣消費量×碳排放系數。

本文基于上述構建的DEA模型，通過計算得到2009—2015年全國30個省市地區的油氣利用效率值(見表1)。

表1 各省油氣利用效率值

總體來看我國油氣利用效率變化較大，其中2009—2012年的波動幅度最大，其中2011年的油氣利用效率最高，2012年的油氣利用效率最低，波動較大的原因可能是2009年以后我國能源政策的調整，導致我國能源使用結構的調整，油氣資源利用效率出現大幅度的變化。我國油氣利用效率在2013年以后呈現稍微下降的變化趨勢，總體趨勢平穩。通過2009—2015年油氣資源利用效率的分析可知，我國油氣資源利用效率總體上需要提高，需要不斷轉變消費方式，加大油氣行業的投資力度，改善油氣利用效率下降的現狀。

在2009—2015年間，在空間和時間兩個維度上全國各省油氣利用效率差別較大，空間分布極不均衡。其中山東、河南兩省的平均油氣利用效率居首。油氣資源利用效率水平較高的地區多集中在東部沿海地區，雖然該地區油氣資源貧瘠，但經濟總量大、增速快，油氣消費量大，人力和資本投入大，技術條件優越，因此，油氣利用效率水平較高。樣本期內，油氣利用效率均值排名后五位省市分別為廣西、陜西、山西、湖南和吉林，其中，陜西、山西和吉林是我國油氣主要產地和輸出地區，能源工業固定投資額較大，但經濟回報較小，長期以來一直是以犧牲資源和環境為代價換取經濟發展速度，油氣資源利用效率短期內難以快速提高。另外這些省份在經濟增長過程中可能存在油氣資源浪費嚴重現象，進一步導致油氣資源利用效率的低下。

圖1 各地區油氣利用效率

根據涂正革、劉磊珂*涂正革、劉磊珂：《考慮能源、環境因素的中國工業效率評價:基于SBM模型的省級數據分析》，《經濟評論》2011年第2期。和魏楚、沈滿洪*魏楚、沈滿洪：《能源效率及其影響因素：基于DEA的實證分析》，《管理世界》2007年第8期。的劃分方法，將我國30個省市地區劃分為四大區域：東部沿海地區，包括北京、天津、河北、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東、海南10省市；中部地區，包括山西、內蒙古、安徽、江西、河南、湖北、湖南、陜西8省市地區； 西部地區，包括廣西、四川、重慶、貴州、云南、甘肅、青海、寧夏和新疆9省市地區；東北地區，包括遼寧、吉林和黑龍江3省。下面分別對四個地區的油氣利用效率情況進行分析。

2009—2015年東部地區油氣資源利用效率波動較大，2010年油氣資源利用效率最低，隨后在2012年開始上升，隨后又有小幅度的下降，2013—2015年東部地區油氣資源利用效率呈現稍微下降的趨勢。整體來看，東部地區油氣資源利用效率波動幅度比較大，油氣資源利用效率呈現波動中緩慢上升的趨勢。東部地區是我國油氣消費的重點地區，北京、上海等油氣消費大省的油氣消費量逐漸攀升，油氣消費量在全國的占比高，但是油氣資源不豐富，主要靠中西部油氣資源大省的油氣輸送，該地區油氣資源利用效率波動幅度較大，這可能與東部地區油氣資源需求量逐年增大，但是油氣資源利用效率不高，油氣資源浪費現象存有一定關系。

2009—2015年中部地區油氣資源利用效率波動也較大，2009年油氣資源利用效率較低，隨后逐年上升，到2011年油氣資源利用效率達到最高值，2012年以后該地區油氣資源利用效率開始小幅度的下滑，整體來說，油氣資源利用效率呈現先升后降的總體趨勢，但從油氣資源利用效率來看，油氣資源利用情況不容樂觀。中部地區作為我國油氣產出的主要來源地，油氣產出量比較大，隨著近些年中部地區經濟的快速發展，油氣消費量也在不斷增加，但是在能源技術等方面與東部地區存在差異，導致油氣資源利用狀況不佳，另外生產方式正處在轉變的關鍵時期，生產方式相對粗放，存在油氣資源利用率不高，油氣資源浪費的現象。

2009—2015年西部地區油氣資源利用效率呈現波動中上升的總體趨勢，2010年油氣資源利用效率最低，隨后在2012年上升，隨后又有小幅度的下降，2013—2015年西部地區油氣資源利用效率呈現稍微下降的趨勢。整體來看，西部地區油氣資源利用效率波動幅度比東部和中部地區小，油氣資源利用效率呈現波動中緩慢上升的趨勢。西部地區是我國油氣消費的重點地區，新疆等西部省區是我國的油氣資源主要產地，油氣資源豐富，但是油氣資源消費量相對較小，油氣行業的固定投資有限，導致油氣資源的利用效率不高。

2009—2015年東北地區油氣資源利用效率波動不大，2010年油氣資源利用效率最低，隨后在2011年上升，2013年有小幅度的下降，2013—2015年該地區油氣資源利用效率呈現整體平穩的趨勢。東北地區也是我國重要的油氣資源產出地，油氣資源相對豐富，油氣開采潛力巨大，近年隨著振興東北的國家戰略的實施，東北地區油氣消費水平正在逐年提高，油氣運輸等方面的投資正在逐年加大，使得油氣資源利用效率不斷改善。

三、進一步討論

油氣資源的消費及利用效率與經濟增長之間是否存在必然的關聯？這一問題的解答有助于揭示我國各地區的油氣消費特征，從而為我國油氣資源需求預測及開發儲備提供理論依據，反過來也為我國各地區油氣資源利用效率的進一步提升提供著力方向。

脫鉤(decoupling)在不同學科領域被賦予不同的含義，經濟合作與發展組織(OECD)最初將“脫鉤”概念應用于農業政策領域，分析政策與貿易和市場均衡之間的相互關系，世界銀行隨后將該概念引入到資源環境領域用以分析資源消耗和環境污染與經濟增長的脫鉤情況*蓋美、胡杭愛、柯麗娜：《長江三角洲地區資源環境與經濟增長協調發展研究》，《自然資源學報》2013年第2期。。借鑒車亮亮、韓雪、趙良仕、武春友(2015)煤炭資源利用評價體系，參照Tapio脫鉤彈性模型，本文將構建油氣消費與經濟增長脫鉤分析模型和油氣利用效率與經濟增長的“掛鉤”分析模型來探討我國各地區油氣資源利用與經濟增長存在的空間序列演化趨勢。具體模型如下：

油氣消費的GDP彈性(ECC)=油氣消費量變化的百分比(△CC)/GDP變化的百分比(△GDP)

油氣利用效率的GDP彈性(ECE)=油氣利用效率變化的百分比(△CE)/GDP變化的百分比(△GDP)

判斷原則為：ECC和ECE均大于1為絕對掛鉤， ECC和ECE均等于1為絕對掛鉤與相對脫鉤的臨界點，ECC和ECE在1和1之間為相對脫鉤，ECC和ECE均小于0為絕對脫鉤。具體脫鉤分析結果見表2。

表2 我國油氣資源消費經濟增長脫鉤分析結果

2009—2015年，全國范圍內油氣消費與經濟增長呈現相對脫鉤狀態的省區有安徽、北京、甘肅、廣東、貴州、海南、河南、吉林、江西、遼寧、內蒙古、山東、山西、上海14個省市地區，相對脫鉤的地區空間上呈現相對分散的局面。

油氣消費與經濟增長呈現絕對掛鉤的有福建、廣西、河北、黑龍江、湖北、湖南、江西、寧夏、青海、陜西、四川、天津、新疆、云南、浙江、重慶16個省區，其中浙江、福建、湖北、湖南、天津等經濟發達省份為了追求經濟績效，導致油氣消費強度居高不下，其余經濟欠發達地區為了追趕經濟發達地區，大批高能耗、高污染、低水平的工業項目立項，使得油氣消費與經濟增長呈現絕對掛鉤的狀態，上述地區同樣受國家經濟增長放緩和宏觀經濟政策調整等影響。油氣消費與經濟增長處于絕對掛鉤的省區偏多，凸顯了我國經濟發展當中還是存在相當嚴重的高能耗、高污染的問題。

我國經濟增長與煤炭消費呈現絕對掛鉤狀態，高強度的能源消耗帶來了高速的經濟增長，2005年以后我國在油氣資源消費量方面快速增長，從而造成了油氣消費與經濟增長的絕對掛鉤狀態。與此同時，油氣利用效率與經濟增長呈現絕對掛鉤的有北京、湖北、湖南、新疆、浙江、重慶6個省區，表明上述地區油氣利用效率增長率快于經濟增長率，說明這些省區調整經濟結構，轉變經濟發展方式效果顯著。其余省區則因油氣資源利用效率可能受制于地區粗放式的經濟發展方式，呈現相對脫鉤狀態。

四、對策建議

以上分析表明，我國各地區油氣資源利用效率存在顯著差異和不均衡，整體利用效率較低，且提升跡象不明顯。尤其是部分地區受制于粗放式的經濟發展方式，資源浪費嚴重，油氣資源利用效率與經濟增長相對脫鉤。因此，我國能源資源利用效率的提升需要系統性的解決方案，一方面需要從自身入手，針對資產管理、責任成本控制等關鍵環節進行規范提升。另一方面，則需要針對能源企業以及產業整體，進行一體化戰略發展以及市場競爭力提升，來保證在國內總的產業中的協同發展以及國際市場大范圍內的占有率。此外，鑒于傳統油氣資源開發的飽和，嘗試探索非傳統油氣資源的開發利用也將是一項重要發展補充。

第一，實施能源產業資產全生命周期管理。相對于傳統的資產管理，能源產業資產全生命周期管理強調統籌各個階段進行綜合管理，銜接規劃設計、采購建設、生產運營、技改等各個流程；由此涉及到多個相關的橫向部門，如規劃設計、物資、生產、財務等，需要整合成立專門的責任部門，實現業務目標；加強運營績效管理，制定有效可行的能源資產運營評估制度，通過有效監督提高對能源資產的控制。為實施全生命周期管理，對能源資產進行全面分析，首先制定總體實施方案；繼而針對各不同的生命周期階段特征，制定詳細操作規程；最后在能源資產整個運營過程中做好配套保障工作。

第二，完善能源成本管控機制。能源企業面臨較強的市場競爭壓力，在提供同質產品的情況下，通過有效的管控獲取成本優勢，是企業在競爭中獲勝的必要途徑。在有效把握企業在相關行業中所處的價值鏈地位的基礎上，有針對性地建立成本管控機制，對自身的價值鏈進行重構，從而更加有效地契合整個價值鏈的需求，甚至引導整個價值鏈的重構。面對變化的市場形式，逐步健全T型管理模式，通過重組、合并、戰略聯盟等多種形式，整合行業中相近、互補的業務或技術，結合組織復雜的業務和員工，最終實現技術和信息的有效溝通和共享。

第三，加強能源開發國際合作。逐步放開政府管制建立適應市場經濟的產業發展體制，是我國能源企業參與國際化競爭從而促進我國能源產業健康發展的基礎和前提。當然，現階段加強能源開發的國際合作還需要政府的大力支持。首要的措施即修改長久以來已經不適應跨國合作的制度和措施，如簡化海外及跨國項目審批環節并提高審批速度，適當放寬國外企業投資額度的限制，進一步完善中國企業赴海外投資的法律法規及支持政策，避免對中國企業赴海外投資及海外企業在國內投資的過度干預等等。其次，政府應設立專門的能源勘探開發基金，鼓勵中國企業積極開展國際合作。最后，培育中小能源企業發展，引導有序市場競爭，促進我國能源企業的國際競爭力。

第四，促進非傳統能源資源開發。油砂(瀝青)、油頁巖、致密氣、煤層甲烷氣、頁巖氣、天然氣水合物等非傳統能源資源的勘探開發，不但對傳統能源資源開發形成補充，更是未來的一種接替資源，能夠有效緩解目前我國經濟發展對能源資源的需求缺口。另外，非傳統能源資源的開發對于增加就業、構建和諧社會等都具有重要意義。目前，非傳統能源資源的開發存在一定的困難，主要受制于開發技術水平和開發成本。其中開發成本高昂是目前石油企業不愿進行非傳統能源資源勘探開發的主要原因。對此，政府應綜合運用設立專項基金、稅收優惠、財政補貼等財政和金融政策進行積極推動，有效促進非傳統能源資源的開發。

(責任編輯：張婧)

2017-07-05

厲樺楠(1987—)，男，中國石油大學(華東)經濟管理學院博士生，主要研究方向為石油工程管理。

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1003-4145[2017]09-0138-07