中國區域能源經濟效率測度與影響因素分析
——基于DEA-CCR面板回歸模型實證研究

彭松

（湖南科技大學 商學院，湖南 湘潭 411201）

1 引言

改革開放以來，我國不加節制地消耗化石能源來發展經濟，雖然在短時間內完成了其他發達國家經歷長時間才完成的工業和現代化進程，但是隨著我國的經濟不斷發展，這種先發展后治理的發展觀念和以能源的高投入來促進經濟增長的經濟發展方式，不僅經濟效率低下，而且給我國的環境造成了嚴重的污染。能源是國民經濟的動力和引擎，國家的能源體系正朝著清潔能源的方向發展，能源問題成為我國社會發展的焦點問題。我國不同區域之間由于各種經濟發展水平、產業結構等因素存在著差異，導致能源經濟效率出現不同的區域特征，需要科學分析我國地區間能源經濟效率現狀及其差異，研究其影響因素對能源經濟效率的關系，避免走資本主義以往的工業革命“先污染，后治理”老路，促進國家可持續的協調發展，提出有針對性的政策建議。據此，本文研究的能源經濟效率這一方面的內容對中國現階段經濟發展具有十分重要的意義。

2 文獻綜述

在地區能源經濟效率研究方面，許多學者都認可傳統的能源經濟效率的定義，構建出能源經濟效率的相關衡量指標，通過數據包絡的分析方法（DEA），測算出地區的能源經濟效率。國外研究主要集中在研究產業和企業的能源經濟效率及其影響因素或因素變動趨勢情況。Ki-Hoon Lee（2015）研究發現在韓國的重工業發展過程中，影響能源投資的因素主要有市場因素和組織或個人因素，尤其在鋼鐵冶煉與制造行業中這兩個因素更為顯著。特別是經濟因素和組織因素嚴重影響鋼鐵行業的能源效率[1]。Nevenka Hrovatin（2016）對于848家斯洛維尼亞制造業公司（2005—2011年）的面板數據研究了影響企業投資能源效率和清潔技術決策的因素，認為外資所有權和經理對未來需求的期望只會影響能源效率投資，而清潔技術投資則受到經理人對公司未來業務狀況預期的影響[2]。

國內學者主要集中研究地區間的能源經濟效率與影響因素分析，并且多數利用DEA測算能源經濟效率值。王維國、范丹（2012）用數據包絡模型測算了我國東部、中部、西部的28個省、市、區1999—2010年的全要素能源經濟效率，認為我國2000年后經濟發展與全要素能源經濟效率指數呈現“U”形趨勢，技術效應可以促進中西部地區全要素能源經濟效率，產業結構的調整顯著抑制了中西部地區的全要素能源經濟效率[3]。張志輝（2016）應用Bootstrap糾正的共同前沿DEA方法，測算2000—2012年的中國區域能源效率，發現總體上東中西部地區共同前沿能源效率呈梯狀分布特征，并表現為波動下降的趨勢，中西部與東部地區之間的能源效率差距逐年擴大。經濟發展水平、城市化、產業結構、資本存量、能源結構、能源價格、政府干預等因素對能源經濟效率均有著顯著影響，且影響機制存在差異[4]。

綜上所述，學者們利用DEA對能源經濟效率做了大量廣泛而深入的研究，但存在以下不足之處：①大部分研究采用單一化的指標，能源效率值指標難以體現效率因素；②沒有深入分析影響因素對綠色經濟效率的影響；③做出的相關政策措施針對性不足以達到節能減排的最終目標。

本文創新之處主要表現在：①采用合理化的指標用DEA-CCR模型測度2006—2016年中國省際能源經濟效率代替了傳統的具有爭議的能源效率值；②深入分析地區差異，所以本文將采取中國三大區域劃分方式，對東、中、西部地區進行深入研究，構造固定效應模型深入分析影響能源經濟效率的因素；③提出針對性且具有現實意義的節能減排措施，提高中國能源經濟效率，從而使中國經濟健康平穩地可持續發展。

3 中國區域能源經濟效率測算

3.1 指標選取和數據來源

本文測算全要素綜合效率-能源經濟效率選取樣本面板數據為2004—2014年，輸入因子主要包括總能耗（萬噸）、勞動力人口（萬人）和資本存量（億元）三個變量，產出因素是GDP。其中，總能耗采用每個地區每年年底的能源消費總量表示，勞動力人口用每年年底的就業人口總數表示，資本存量以單豪杰最新研究成果的永續盤存方法表示，將2006年作為計算基準期，計算了2006—2016年各地區的資本存量[5]。折舊率采用大多數文獻研究所選取的10.96%，計算公式為：Ki，t=Ki，t-1（1－δ）+Ii，t/Pi，t.期望產出則以 2006年為基期，剔除價格因素作GDP平減處理，由此得到2006—2016年的各省實際GDP，非期望產出的衡量測算，筆者認為由于研究的文獻中都存在著局限性，所以本文將以工業廢氣替代非期望產出。本文的數據來源于《中國環境統計年鑒》《中國統計年鑒》等。限于篇幅，原始數據不再列出。

3.2 DEA-CCR模型測算結果

區域能源經濟效率值測算結果如表1所示。

表1 2006—2016年中國區域能源經濟效率均值（基于CCR模型測算）

3.3 能源經濟效率的測算結果分析

本文通過DEA的CCR模型測算出中國區域能源經濟效率值，得出以下結論：2006—2016年間全國均值基本在0.68～0.79范圍內波動，能源效率值有待進一步提升。不同地區的能源經濟效率總體上呈下降趨勢，該結果與柳亞琴（2016）等學者研究的結果相吻合，這是因為隨著我國經濟體制改革，中國的經濟迅速發展，成為美國之后當今世界上第二大經濟體。然而從實證數據中可以看出，中國經濟迅速發展是能源高投入的結果，且能源資源利用效率低導致能源大量浪費。從研究的結果中可以看出，東部省份能源經濟效率值為0.827，中部省份為0.709，西部省份為0.591.因為東部沿海地區的省份經濟發達，改革開放比較早，利用政策優勢推動生產率極大提高，積累了大量的資金、技術優勢條件，所以能源經濟效率值比較高；中部地區省份雖然實施“中部崛起”戰略，但是由于工業發展稍晚于東部沿海地區省份，受資金和技術條件制約，主要以高能耗、高污染的重工業為主，東部地區省份落后的重工業和制造業產業轉移，能源經濟效率不高[6]；西部地區省份由于經濟發展水平比較低，工業化程度比較低，缺乏資金和技術，能源經濟效率值不高。東、中、西部及全國能源經濟效率均值如圖1所示。

圖1 東、中、西部及全國能源經濟效率均值

4 中國各區域能源經濟效率影響因素及其實證分析

4.1 模型中的變量數據來源與設定

根據相關研究，設定影響因素變量如下：①經濟發展水平包括人均GDP（PY）人均GDP平方（PY2），驗證能源經濟效率與人均GDP之間的關系來表示；②城市化水平用城市化率（POP）來表示；③市場運行環境變量用第二產業增加值占GDP比例（HEAVY）來表示；④教育投入用人均受教育年限（EDU）來表示，具體采用的方法是小學、初中、高中、大專及以上分別按6、9、12、16年處理，乘以該地區不同學歷人口的比例[7]；⑤宏觀環境政策變量用各地區污染治理投資占各省當年GDP比例（WRZL）來表示，能源經濟效率影響因素指標體系說明如表2所示。以上數據均來源于《中國統計年鑒》《中國勞動統計年鑒》《中國城市統計年鑒》以及各省統計年鑒。

表2 能源經濟效率影響因素指標體系說明與描述性分析

4.2 模型的設定與結果分析

由于固定效應模型可以分離出相對于觀察對象或者時期固定的常數以反映截面差異或者時間趨勢，因此本文采取固定效應模型分析中國區域能源經濟效益的影響因素，固定效應計量模型如下：

式（1）中：β0為地區i的截距恒量；εit為隨機擾動項。

固定效應模型估算結果如表3所示。

表3 固定效應模型估算結果

4.3 能源經濟效率影響因素估計結果分析

本文從經濟發展水平、城市化水平、市場運行環境、教育投入、宏觀環境政策等五個變量來著重分析這些影響因素對能源經濟效率的作用效果。

從全國層面來看，能源經濟效率與人均GDP之間存在“U”形關系，PY的系數為負，PY2的系數為正，能源經濟效率隨著生產總值的增長表現為先下降然后再上升，說明了我國在發展經濟一開始是以粗放式的經濟發展模式發展的，能源經濟效率不斷下降，當經濟發展到一定程度的時候，經濟開始向能源節約型、集約式的經濟發展模式去發展；城市化水平的城市化率系數為負且效果不顯著的，說明城市化對經濟發展起到很重要的角色和地位，城市化給人們帶來生活水平的提高和生活方式的轉變，但城市化所帶來的問題也是很多的，兩者作用下導致不顯著，如城市化的大量基礎設施和住宅建筑需要大量的高能耗建筑材料，不合理的城市規劃造成大量資源、能源的浪費，導致能源經濟效率下降；產業結構中第二產業占GDP比例的系數模型為負且顯著，中西部地區經濟發展處于工業化中后期的階段，重工業占比很大，高投入、高污染、高能耗造成能源經濟效率低下，第二產業比重的占比高將不利于能源經濟效率值的提高；教育投入的系數都為正，教育的投入對能源經濟效率值有促進作用。這說明了我國應當加大教育投資，提高人力資本，培養人們的經濟環保意識，從而有利于提高能源經濟效率；宏觀環境政策的系數為負且顯著，這說明政府采取的環境規制政策沒有達到預期的效果，這是因為政府在投入資源治理污染時占用了本來投入生產中的資源，從而導致生產效率降低，因此表現為負顯著，這一結果與鄒維勇等（2018）研究的結果基本一致[8]。

從三大區域的層面上看：對于人均GDP，東、中部地區的能源經濟效率與人均GDP呈“U”形關系，與全國層面結論一致，但西部地區人均GDP系數為正，人均GDP平方為負且顯著性較弱，說明能源經濟效率與人均GDP存在線性正向關系，即隨著經濟的增長，能源經濟效率會隨之而提高；對于城市化率，東、西部地區城市化水平的城市化率系數為負，但中部地區系數為正，東、中部地區系數顯著，這說明區域城市化對能源經濟效率有積極也有消極的作用，導致系數正負并不確定；對于產業結構中第二產業占GDP比例，東、西部地區系數為負且顯著，中部地區系數為正且不顯著，有相關研究表明這是因為中部地區規模報酬遞增規律，能源經濟效率會隨著工業產值比例的提高先上升后下降，呈現出倒“U”形曲線，而模型系數的顯著性都比較強；對于教育投入，東、中、西部地區系數均為正且顯著，說明教育對于提高能源經濟效率存在積極的作用；對于環境污染治理，東、中部地區系數為正且不顯著，西部地區為負且顯著，說明政府環境治理方面的效果各異，環境的治理投入對經濟發展的作用和環境治理投入對發展經濟的資源占用作用大小不同，導致系數存在差異。

綜上所述，各個影響因素對中國地區能源經濟效率的影響程度和顯著性水平因為各地區經濟發展水平、開放程度、產業結構狀況、國家政策的作用等存在差異而有所不同，本文通過固定效應模型的計量分析后，對如何改善能源經濟效率明確了大致的方向。

5 結論與建議

本文利用DEA的CCR模型測算2006—2016年中國各地區省際能源經濟效率，并且構建固定效應模型深入分析影響因素對能源經濟效率的作用效果作計量分析，得出了如下結論：①能源經濟效率在東、中、西部三大區域存在一定程度上的差異，中國地區能源經濟效率值是東部最高，中部次之，西部是最低的；②構建FE模型，深入分析經濟發展水平、城市化水平、市場運行環境變量、教育投入、宏觀環境政策變量五個變量對能源經濟效率的作用，研究得出，各個影響因素的影響方向和程度以及顯著性水平有所不同。

通過上述的研究結果，提出以下幾點有針對性的建議：①建立合理的能源消費模式，開發新能源和可再生能源。大力推進科技進步，構建我國新型的高效節能和低碳的生產體系，通過減少化石能源的消耗需求，優化能源消費結構，調整經濟結構，轉變經濟增長的方式。②加強城市規劃，構建和諧、環保的現代化城市。通過化解城市化與能源消費之間的矛盾，實現人口、經濟、資源環境三方面的可持續發展[9]，革新城市制度與環保技術，合理利用能源，充分考慮資源與生態的環境承載能力。③調整和優化產業結構，加快發展循環經濟，創新經濟發展模式。加快落實產業結構調整的相關政策和措施，限制高能耗產業發展，大力發展第三產業、高新技術產業。④推廣環境教育，提高民眾的環保意識，使環保深入民眾理念。城市環境的治理，要靠人們積極配合與支持。⑤完善節能減排的相關政策，提高節能減排的行政力度。環境治理不僅僅停留在財政在環保上的支出，還要在政策上促使高耗能企業降低能耗。⑥加強東、中、西部地區間資金、技術和人才的流動，交流節能減排經驗，加強地區之間學習交流活動，促進地區與地區交流合作，改變地區間能源經濟效率差異進一步擴大的趨勢，全面提高地區能源經濟效率。