環境約束下西部地區能源效率影響研究

田玉萍

摘要：基于 2005-2019 年西部地區（西藏除外） 11個省份的數據，運用數據包絡分析方法 （ DEA） 來研究有無環境約束下中國西部各省能源效率，研究結論如下：（1）西部地區在有、無環境約束下的全要素能源效率具有相同變動趨勢，在無環境約束下，大多數省份能源效率實現下降，從而主導了西部地區整體能源效率的下降趨勢而且有無環境約束下能源效率高、中、低地區分類基本一致;（2）重慶、四川和新疆均處于西部地區內部生產前沿面上，屬高能效地區;貴州、寧夏和內蒙古屬于中能效地區;青海、云南均一直處于DEA無效率狀態，屬低能效地區大部分省區。

關鍵詞：環境約束;能源效率;西部地區

一、引言

我國經濟經過三十多年的高速增長，經濟總量已躍居世界第二，但是能源消耗也隨之急劇上升。“新常態”模式下能源短缺和環境污染問題已經成為制約世界經濟可持續發展的重要瓶頸。我國是世界上最大的能源消費國，經濟發展對能源的需求和依賴性較強。據統計，我國己經成為全球能源消費和二氧化碳排放總量第一大國。隨著“西部大開發” 和“一帶一路”倡議的推進，過度的能源消耗和環境污染使西部地區面臨著嚴峻考驗，節能降耗成為推動西部地區經濟進一步發展的關鍵。

二、西部地區能源效率的數據和模型構建

2.1變量和數據構建

本文在選取投入產出指標方面，把環境因素納入考核對象，從而形成較為科學完備的投入產出指標體系，將西部地區（西藏除外）的11個省區作為研究對象，選取2005年至2019年的資本存量、勞動力人口數、能源消費總量作為投入指標，并將地區生產總值作為期望產出，環境約束作為非期望產出。數據來源于《中國能源統計年鑒》、《中國統計年鑒》及西部地區各省的統計年鑒等。

2.1.1投入變量

資本存量：本文采用“永續盤存法”，公式Ki，t=Ii，t+（1-δi，t）Ki，t-1估計歷年可比價資本存量，本文以 2004 年為基期，同時用各省區市固定資產價格指數調整各年投資，折算成以 2004 年為基期的不變價格實際值。

勞動力人口數本文采用各地區從業人員數量（ 萬人） 與平均受教育年限（ 平均受教育年限是不同階段受教育層次人數與受教育年限的乘積再除以6歲以上受教育的總人數，公式為大專以上文化程度年數 ×16 + 高中文化程度年限×12 +初中文化程度年限×9+小學文化程度年限× 6） /6歲以上總受教育人口，單位為年）乘積作為勞動資本的代理量。

能源消費量能源投入用能源消費總量表示。根據《中國能源統計年鑒》各省的統計年鑒將各種能源消費量轉化成萬噸標準煤加總得到各省區市的能源消費總量。

2.2產出變量

地區生產總值：期望產出變量（ Y） 首先獲得各省市名義人均國內生產總值 GDP（ 億元） ，再以 2005 年為基期，利用各省區市 GDP 價格指數平減得到實際地區生產總值。

環境約束指標：選取二氧化硫排放總量、工業廢水排放總量和工業固體廢棄物總量作為環境約束部分，即非期望產出。最終將三類非期望產出用熵值法進行綜合得出環境污染綜合指標PI作用在期望產出上，形成結合環境約束下的綜合產出指標。

2.3模型選取和構建

本研究采用 Charnes 等在 1978 年提出的數據包絡分析方法 （ DEA） 來研究中國西部各省能源效率 。DEA 是一種運用線性規劃的數學過程， 主要用于評價多輸入、多輸出的決策單元（DMU）之間的相對有效性。該模型可以將有效 DMU 從參考效率前沿面分離出去，區分出有效 DMU 之間的效率差異從而給出全排序。假定一組 DMU 的個數為 n 個，每一個 DMU 有 m 項投入和 p 項產出。DMU 的投入可以表示為 Xj=（x1j， x2j， …， xij， …， xmj）T （ j=1， 2， …， n），DMU 的產出可以表示 為 Yj=（y1j， y2j， …， yrj， …， ypj）T （ j=1， 2， …， n），且 xij ≥ 0，yrj ≥ 0，i=1， 2， …， m，r=1， 2， …， p。Tone 在模型中引入松弛變量S-i=（S-1，S-2，…，S-m）T和S+r=（S+1，S+2，…，S+p）T記第j0個決策單元的輸入輸出數據分別為 x0、y0，則超效率DEA模型可以表示為：

（1）

（2）

其中：θ為決策單元的效率值，ε為阿基米德無窮小，λj（j=1， 2， …， n）為權重系數。當θ < 1 時，DMU 無效 ;當θ > 1 時，DMU 有效。在超效率 DEA 模型中，無效 DMU 的效率值與傳統 C2R 模型一致 ;而有效 DMU 即使等比例增加θ -1 的投入仍能保持相對有效，投入增加比例即為其超效率值。

三、西部地區能源效率測度與分析

運用上文介紹的方法和樣本數據，采用基于產出導向規模不變的超效率DEA模型，同時借助DEAP軟件，以資本存量、勞動力和能源消費總量為投入變量，以GDP為產出變量來計算西部地區（西藏除外）的10省區無環境約束下的全要素能源效率;同理，以資本存量、勞動力和能源消費總量為投入變量，GDP為期望產出，二氧化硫排放量、工業廢水和工業廢氣排放量的綜合指標為非期望產出，計算有環境約束下的能源效率，（見表3.1）。

由表3.1可知，重慶、新疆和四川在有無環境約束的條件下，能源效率都是不變的，其中青海和寧夏在無環境約束下的下降幅度是最大的，從地區的能源效率的差異來看，重慶和新疆均處于西部地區內部生產前沿面上，屬高能效地區;四川、貴州、寧夏和內蒙古屬于中能效地區;青海、云南均一直處于DEA無效率狀態，屬低能效地區。但通過進一步比較分析發現，西部地區大部分省區的能源效率在有、無環境約束下存在明顯差異：而且在環境管制下的能源效率更高。

四、研究結論和政策建議

4.1研究結論

西部地區在有、無環境約束下的全要素能源效率具有相同變動趨勢，在無環境約束下，大多數省份能源效率實現下降，從而主導了西部地區整體能源效率的下降趨勢。而且有無環境約束下能源效率高、中、低地區分類基本一致：重慶、四川和新疆均處于西部地區內部生產前沿面上，屬高能效地區;貴州、寧夏和內蒙古屬于中能效地區;青海、云南均一直處于DEA無效率狀態，屬低能效地區大部分省區。

4.2政策建議

西部地區應加大人力資本投入，提高管理水平，加強先進技術推廣? 運用，提高自主創新能力，不斷提高技術效率和技術進步進而提升能源效率。西部地區應減少煤炭消費量，增加可再生清潔能源消費，實現能源消費的多元化和低碳化，積極通過能源消費結構調整來提高西部地區全要素能源效率;促進產業結構優化升級，走新型現代工業化道路，大力發展低能耗、高附加值的產業;西部地區應當努力發展地方綠色經濟，降低經濟對能源的過度依賴;積極引進高附加值、高技術的外資企業入駐，注重與外資企業合作交流，促進行業技術水平提高，并積極合理引導資本的行業投資分布，適當提高能源行業投資準入門檻，積極發展低能耗、低污染、高附加值產業.

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