產業結構高級化與能源強度倒“U”型關系分析

張志強，劉金平

(1．中國礦業大學 管理學院，江蘇 徐州 221116；2．中國礦業大學 國土資源規劃與評價研究所，江蘇 徐州 221116)

自改革開放以來，經濟持續高速增長，但伴隨經濟增長的同時能源消費也與日俱增。據據國家統計局初步核算，2018年能源消費總量46.4億t標準煤，比2017年增長3.3%，較2009年增長38%。能源消費持續增長對生態環境造成巨大的壓力，嚴重影響了人們生存居住的環境，能源消費引起的以溫室效應為代表的諸多生態環境問題對于經濟發展的制約也越來越明顯[1]。如何在保持經濟增長的同時減少能源消費，以實現經濟和環境協調可持續發展，成為我國面臨的主要問題。實踐和研究表明，提高能源效率是在保持經濟增長的前提下減少能源消費的可行對策，而能源強度(ei)作為能源效率的衡量指標，受到了政府和學者的廣泛關注。研究發現不同產業的能源強度對于總體能源強度的影響不同[2，3]，產業結構調整也會對能源強度產生影響[4，5]。Li和Lin[6]研究了產業結構和能源強度的非線性關系，研究結果表示當產業結構低于40.4%時產業結構會對能源強度產生負向的作用。以上產業結構和能源強度之間的研究中，產業結構的衡量均采用單一產業增加值占從產值的比重來代表產業結構，但是這種衡量方式僅關注單一產業對能源強度的影響，難以反映產業之間結構變動對于能源強度的影響。同時在研究中多采用結構分解方法進行研究，采用計量方法的研究較少。本文改進以往研究中采用單一產業占比衡量產業結構的方式，進一步采用二、三產業增加值之比作為產業高級化水平的指標，運用面板計量方法研究產業結構高級化對于能源強度的影響，以期為實際能源政策和產業政策制定提供相應的參考與借鑒。

1 研究方法與數據

1.1 變量與數據說明

綜合以上論述和分析，并借鑒以往學者從經濟發展、能源消費結構和城市化水平等方面對能源強度影響因素的研究[7-11]，本文選取以下變量作為影響能源強度的主要因素。

1)產業高級化(indh)。以往研究多將第二產業占比或第三產業占比作為衡量產業結構的指標，這一指標只能反映某一產業對于能源強度的影響，難以判斷產業結構整體變化對于能源強度的影響。本文借鑒干春暉等[12]采用第三產業產值與第二產業產值之比作為產業高級化的度量。以期有效的反映產業結構之間的關系對能源強度的影響。

2)經濟發展水平(ecod)。自2008年經濟危機和次貸危機之后，國際經濟形勢持續低迷，內部需求日益受到重視，成為經濟增長的主要動力。隨著內需增加經濟發展，人們生活水平的提高和生活方式的轉變，必然會對能源強度帶來一定程度的影響，因此采用居民消費水平，即人均國內生產總值(GDP)來代表經濟發展水平，研究內需提高所帶來的經濟發展對能源強度的影響。

3)城市化水平(urb)。采用城鎮人口占年末常住人口的比重代表城市化水平。隨著城市化水平的提高城市規模日益擴大，城市建設規模的擴張必然會引起能源消費的擴張，對能源強度造成影響。

4)能源消費結構(ecs)。能源消費結構指各種能源消費占能源消費的比重，新型高效能源和傳統化石能源占比不同，新舊能源之間的替代作用會在整體上改善能源效率，從而改變能源強度。由于我國的資源稟賦以及當前仍以煤炭能源為主的消費特征，因此采用煤炭消費量占能源消費總量的比重代表能源消費結構。

依據數據科學性和可獲得性原則，本文采用2000—2016年中國30個省市(除西藏和港、澳、臺地區)的面板數據進行分析，數據均來自《中國統計年鑒》《中國能源統計年鑒》《中國人口統計年鑒》。其中GDP和第二、三產業增加值均采用2000年不變價進行平減，能源消費均折算為標準煤，各變量的描述性統計結果見表1。

表1 變量描述性統計

1.2 模型設定

本文旨在研究中國產業結構高級化對能源強度的影響和最優水平的存在性，并用2000—2016年30 個地區的面板數據對以上問題進行研究分析，面板數據可以控制不可觀測效應減少模型的內生性問題，同時面板數據大于截面數據可以緩解模型估計的共線性問題，并對所有變量取對數以減少以異方差對于估計結果的影響。基于以上最優水平存在性的問題以及數據特征建立如下計量模型：

lneii,t=β0+β1lnindhi,t+β2(lnindhi,t)2+νi+εi,t

(1)

其中，i和t分別表示不同省份和年份，vi為個體效應，εi,t為隨機擾動項，eii,t為i省t年的能源強度，indhi,t為i省t年的產業高級化水平，模型一中加入產業結構高級化的二次項以便探究在能源強度的約束下產業結構高級化是否存在最優水平。但是能源強度除了受到產業結構高級化的影響還有其他的影響，為了更好的估計產業結構高級化和能源強度之間的關系，需要控制其余影響因素，因此在模型一的基礎上，引入城市化，能源消費結構等變量建立如下計量模型：

lneii,t=β0+β1lnindhi,t+β2(lnindhi,t)2+

β3lnecodi,t+β4lnurbi,t+β5lnecsi,t+νi+εi,t

(2)

其中，i和t分別表示不同省份和年份，vi為個體效應，εi,t為隨機擾動項，eii,t為i省t年的能源強度，indhi,t為i省t年的產業高級化水平，ecodi,t、urbi,t、ecsi,t分別代表i省t年的經濟發展水平、城市化水平和能源消費結構。

2 實證分析

本文采用面板個體固定效應模型(fe)進行估計，估計結果見表2。由表2可知，模型一和模型四估計的系數差異較大，說明采用混合效應模型和采用固定效應型之間的差異較大。觀察到F檢驗的檢驗結果151.03在0.01%的水平下顯著的拒絕混合效應模型，另外固定效應模型更加有效的利用了面板數據所提供的有效信息，因此模型四的估計結果優于模型一。模型二和模型四的估計結果差別也比較大，這主要是由于模型二僅僅包含產業高級化這一個指標，極容易產生遺漏變量造成估計的偏差和非有效，因此相較于僅僅包含產業高級化的模型二，模型四的估計結果更加穩健可靠。模型三相較與模型二加入了經濟發展水平這一指標，明顯的減少了模型二的有漏變量偏差。模型四估計系數與模型三的差異較小，區別僅在于加入更過的控制變量，兩者之間差異較小說明模型四的估計結果是穩健的，模型四因為加入更過的解釋標量，因此對于能源強度的估計更加全面。綜和以上比較的結果，本文以模型四作為估計結果，并進行進一步分析。

表2 模型估計結果

通過估計結果可以發現經濟發展水平對于能源強度的影響是負向的，經濟發展水平對能源強度具有抑制作用。這一結果同解學梅[13]經濟發展最終帶來能源強度減小的結論是一致的。從生產投資的角度看，經濟發展越快，資本運轉、設備更新和新技術引進和利用也就越快，更多更加高效的設備和生產方式被利用在一定程度上降低了能源強度[14]。社會因素也會對人的消費行為產生影響，綠色、低碳消費已經成為當今社會的主流消費觀念，在這種觀念的影響下，人們的消費行為也會向節能消費的方向轉變，這又進一步對于能源強度起到抑制作用。

城市化水平對能源強度具有促進作用。隨著城鎮人口的增加，城鎮化水平的不斷提高，城市建設規模也在不斷擴大，2004年中國城市建設用地30781.28km2，2017年為55155.47km2，年均增長率為4.2%。城市建設中的建筑、公路交通建設是眾所周知的高耗能行業。因此在城市規模不斷擴張和基礎設施升級的過程中，不可避免的伴隨著能源的大量使用，從而導致了能源強度的提高。

能源消費結構對能源強度具有正向的促進作用。煤炭資源相比較核能和天然氣等新型清潔能源效率較低，即使與同為化石能源的石油相比效率也較低，因此在能源消費總量中煤炭消費占比越大的能源消費結構能源效率越低。能源強度作為衡量能源效率的主要指標，能源效率相對較低的能源消費結構勢必會促進能源強度的增加。

從估計結果可以看出產業高級化水平的一次項和二次項系數均顯著，且二次項系數為負，說明產業高級化水平和能源強度之間存在倒“U”型關系。同時可以看出產業結構高級化對于能源強度的影響為負，即產業結構高級化會對能源強度起到抑制作用。這主要是因為隨著產業結構高級化，經濟中第三產業占比會逐漸提高，經濟發展會從主要依靠第二產業帶動轉變為主要依靠第三產業。而第三產業對于能源的依賴程度遠遠低于第二產業，因此隨著產業結構高級化水平不斷提升，能源強度會減小。

通過對于估計結果的換算可以得出，在產業結構高級化水平達到0.644時倒“U”型曲線達到拐點。即在此水平之前隨著產業高級化水平提高會對能源強度起到促進作用，而在此水平之后高級化水平會對能源強度起到抑制作用。但這一估計是對于國家層面的平均估計，由于中國地域遼闊，各地區自然條件和資源稟賦也不盡相同，因此研究不同地區的產業高級化水平和測算的水平之間大小關系，有助于更好的認識各區域當前的產業高級化水平和更好的把握今后產業調整的方向。中國30個省份2016年的產業高級化水平如圖1所示。

圖1 2016年各省產業高級化水平

由圖1可見，截至2016年天津、內蒙古等九個省份的產業高級化水平低于測算的拐點值0.644。這些省份應當致力于提高產業高級化水平早日超越拐點，通過發展產業高級化來降低本地的能源強度水平。同時發現以上省份多集中在我國西部和北部地區，這與我國西北地區在經濟水平和產業結構方面比東南地區水平低的情況相一致。

3 結論與對策

本文主要研究了我國能源強度與產業高級化之間的聯系，并加入經濟發展水平和城市化水平等因素，分析了各因素對能源強度的影響。結果表明：①產業高級化和能源強度之間存在倒“U”型關系；②經濟發展水平對能源強度具有抑制作用，城市化水平和能源消費結構對能源強度具有促進作用。

針對于以上分析結果對于降低我國今后的能源強度提出以下建議：①優化產業結構，產業結構高級化水平低于拐點水平的省份提高產業結構高級化水平盡快越過拐點水平，產業結構高級化水平越過拐點的省份進一步提高產業結構高級化水平，并應更加注重產業結構合理化水平的提高；②維持經濟增長，高質量的經濟發展可以減少能源消費[15，16]，進而提高能源效率降低能源強度；③優化城市發展質量和能源消費結構，發揮城市化的集聚效應，倡導消費新型清潔能源減少消費傳統能源。