技術進步能源偏向性、能源消費結構與中國能源強度

王林輝，楊灑灑，劉 備

(1.華東師范大學 經濟與管理學部，上海 200241；2.廈門大學 經濟學院，福建 廈門 361005；3.南京郵電大學 管理學院，江蘇 南京 210003)

一、引 言

改革開放以來，中國以高投入、高消耗與高污染的粗放型經濟增長模式實現了近四十年的高速發展，作為經濟增長的主要投入要素，能源對經濟發展起到了至關重要的作用，被視為經濟增長的重要推動力(1)Chang T，Chu H P，Chen W Y，“Energy consumption and economic growth in 12 Asian countries：Panel data analysis”，Applied Economics Letters，Vol.20，No.3，2013，pp.282-287.② Dogan E，Turkekul B，“CO2 emissions，real output，energy consumption，trade，urbanization and financial development：Testing the EKC hypothesis for the USA”，Environmental Science and Pollution Research，Vol.23，No.1，2016，pp.1203-1213.③ Saidi K，Hammami S，“Economic growth，energy consumption and carbon dioxide emissions：Recent evidence from panel data analysis for 58 countries”，Quality & Quantity，Vol.50，No.1，2016，pp.361-383.。但這種對能源的高依賴性，也給經濟可持續發展和生態環境帶來負面影響。數據顯示，2017年中國一次能源消費總量為31.32億噸油當量，位居全球第一，單位GDP能耗3.1噸油當量/萬美元，在世界前十大能源消費國中位居第三，一次能源消費中煤炭消費占比60%，石油、天然氣及其他能源分別占比19%、7%、14%。可見，中國能源消費總量較大，但能源利用效率相對較低，且以煤炭等低成本高污染的能源為主要能源，天然氣消費占比遠低于全球平均23%的水平。現階段，雖然一些發達城市能源消費結構已逐漸從煤炭等非清潔能源轉向清潔能源，但大部分地區仍以煤炭等作為主要能源投入要素，引發霧霾天氣頻繁和環境質量不斷下降。為此，降低能源強度、改善能源消費結構及弱化經濟增長對煤炭等非清潔能源的依賴，對現階段中國經濟發展具有十分深遠的意義。

現有研究普遍關注技術進步對能源消耗與能源強度的影響，但尚未形成共識，主要表現為以下兩種不同觀點：第一，技術進步可通過提高生產率與能源使用效率來實現節能效果(2)Fisher-Vanden K，Jefferson G H，Jingkui M，et al，“Technology development and energy productivity in China”，Energy Economics，Vol.28，No.5，2006.。Ma和Stern(3)Ma C，Stern D I，“China’s changing energy intensity trend：A decomposition analysis”，Energy Economics，Vol.30，No.3，2008，pp.1037-1053.證實技術進步有助于降低能源強度，其中2000年以來中國技術進步負增長引致能源強度的提高。林伯強和杜克銳(4)林伯強、杜克銳：《理解中國能源強度的變化：一個綜合的分解框架》，《世界經濟》2014年第4期，第69—87頁。通過分析2003—2010年中國能源強度變化的影響因素，認為技術進步對降低中國能源強度具有重要貢獻。李廉水和周勇(5)李廉水、周勇：《技術進步能提高能源效率嗎?——基于中國工業部門的實證檢驗》，《管理世界》2006年第10期。采用Malmquist生產率分解方法對中國工業技術進步進行分解，并估算技術進步對能源效率的作用，發現技術進步對能源效率的促進作用主要來自于技術效率的提升。第二，技術進步的收入和產出效應可進一步增加能源消耗，即產生回彈作用(6)Greening L A，Greene D L，Difiglio C，“Energy efficiency and consumption—the rebound effect—a survey”，Energy Policy，Vol.28，No.6/7，2000，pp.389-401.。Khazzoom-Brookes假說認為能源效率提高會降低能源服務價格并促進經濟增長，使能源需求量增加，一定程度上抵消了效率提高所帶來的能源消費減少(7)Khazzoom J D，“Energy saving resulting from the adoption of more efficient appliances”，The Energy Journal，Vol.8，No.4，1987，pp.85-89.(8)Brookes L，“Energy efficiency fallacies revisited”，Energy Policy，Vol.28，No.6/7，2000，pp.355-366.。吳巧生和成金華(9)吳巧生、成金華：《中國工業化中的能源消耗強度變動及因素分析——基于分解模型的實證分析》，《財經研究》2006年第6期。認為中國各產業能源使用效率的提高對能源消耗強度下降具有積極貢獻，但會帶來一定程度的反彈效應。邵帥等(10)邵帥、楊莉莉、黃濤：《能源回彈效應的理論模型與中國經驗》，《經濟研究》2013年第2期。構建能源回彈效應模型，對我國宏觀經濟層面的長短期回彈效應進行測算，結果表明，中國可通過提高能效來降低能源消費，然而由經濟發展驅動的新一輪能源消耗會抵消部分節能效果，導致長期的高反彈效應。龐敏等(11)龐敏、邱代坤、張志偉：《技術進步影響能源消費的機制與對策分析》，《統計與決策》2017年第16期。分析了技術進步影響能源消費的直接和間接機制，發現技術進步對能源強度具有抑制作用，但同時也降低單位產出能源使用成本，增加能源密集型產業的利潤，推動能源密集型產業的擴張，從而對能源消費產生顯著的回彈效應。國涓等(12)國涓、凌煜、郭崇慧：《中國工業部門能源消費反彈效應的估算——基于技術進步視角的實證研究》，《資源科學》2010年第10期。研究表明雖然技術進步的回彈效應導致中國工業部門未能實現預期節能目標，但總體呈現能源節約的特征。

隨著資源與環境的不斷變化，技術進步偏向性特征在經濟發展中的作用逐漸被學者們關注(13)Wing S，“Representing induced technological change in models for climate policy analysis”，Energy Policy，Vol.28，2006，pp.539-562.。Hicks(14)Hicks J R，“The theory of wages”，Macmillan，1932.指出技術進步可分為中性、資本節約型和勞動節約型技術進步。Acemoglu(15)Acemoglu D，“Directed technical change”，Review of Economic Studies，Vol.69，No.4，2002，pp.781-809.將技術進步方向擴展到任意投入要素之間，如果技術進步提高了生產要素Z的相對邊際產出，則稱技術進步偏向Z生產要素。一些研究證實了技術進步能源偏向性的存在。Karanfil和Yasser(16)Karanfil F，Yasser Y T，“Is technological change biased toward energy? A multi-sectoral analysis for the French economy”，Energy Policy，Vol.8，No.4，2010.通過估算超越對數成本份額系統方程，將能源要素納入有偏性技術進步測算的框架，分析技術變革偏向能源的程度，并用于分析1978—2006年的法國經濟，發現法國大多數部門對能源的需求除電力和天然氣外均有所增加。Welsch和Ochsen(17)Welsch H，Ochsen C，“The determinants of aggregate energy use in west Germany：Factor substitution，technological change，and trade”，Energy Economics，Vol.27，No.1，2005，pp.93-111.對德國的研究發現，德國的技術進步總體表現為能源節約型，要素替代和有偏技術進步均對能源強度有抑制作用。同樣，Popp的研究證實美國的技術進步也呈節約能源特征(18)Popp D，“Induced innovation and energy prices”，American Economic Review，Vol.92，No.1，2002，pp.160-180.。王班班和齊紹洲(19)王班班、齊紹洲：《中國工業技術進步的偏向是否節約能源》，《中國人口·資源與環境》2015年第7期。認為中國工業總體表現為能源節約型技術進步。而何小鋼和王自力(20)何小鋼、王自力：《能源偏向型技術進步與綠色增長轉型——基于中國33個行業的實證考察》，《中國工業經濟》2015年第2期。研究發現中國行業技術進步具有高耗能的特點，主要表現為能源使用型。

關于能源偏向型技術進步對能源強度的影響，普遍結論是偏向型技術進步通過改變要素間的邊際替代率，可以使能源和其他生產要素的投入比例發生變化，進而對能源強度產生影響。王班班和齊紹洲(21)王班班、齊紹洲：《有偏技術進步、要素替代與中國工業能源強度》，《經濟研究》2014年第2期。、董直慶和趙景(22)董直慶、趙景：《不同技術來源、技術進步偏向性與能源強度》，《東南大學學報(哲學社會科學版)》2017年第5期。將技術進步分為中性和有偏性技術進步，構建超越對數成本函數模型，發現不同技術進步來源對生產要素的偏向也不同，有偏技術進步主要通過要素替代效應影響能源強度，且對于不同來源的技術進步，其能源偏向效應存在非一致性。廖茂林等(23)廖茂林、任羽菲、張小溪：《技術進步能源偏向性的測算及對能源效率的影響研究——基于制造業27個細分行業的實證考察》，《金融評論》2018年第2期。揭示了偏向型技術進步對能源效率的重要性，基于1995—2014年制造業行業樣本，構建雙層嵌套CES生產函數，測算技術進步對資本—勞動要素的偏向性和對能源偏向程度，探究技術進步能源偏向性對能源效率的影響，結果表明無論是短期還是長期，技術進步對能源的偏向性均可顯著提高能源效率。陳曉玲等(24)陳曉玲、徐舒、連玉君：《要素替代彈性、有偏技術進步對我國工業能源強度的影響》，《數量經濟技術經濟研究》2015年第3期。從要素替代彈性和有偏技術進步的視角分析我國工業能源強度，發現大多數行業技術進步表現為資本和能源偏向性，且由于不同行業的要素替代彈性不同，能源偏向型技術進步對能源強度存在異質性影響，能源偏向型技術進步可助推資本密集型行業和技術水平較低的高耗能行業實現節能效果。

如前文所述，現有文獻在研究能源強度時，主要關注技術進步對能源消耗的影響與影響機制，但仍有一些不足：第一，大多數研究僅從中性技術進步視角考察技術進步對能源強度的影響，部分研究雖測算出技術進步偏向能源的程度，判定技術進步是能源使用型或能源節約型，但普遍忽視技術進步的能源偏向性對能源強度可能產生的影響，特別是對不同類型能源消費強度的作用是否存在差異；第二，現有研究基于要素之間的替代效應考察偏向型技術進步對能源強度的直接影響，忽略技術進步能源偏向性對能源強度的作用機制，且并未關注能源偏向型技術進步實現節能效應的有效路徑。基于此，本文參考Acemoglu的思路，估算中國各省份技術進步能源偏向性指數，探究技術進步能源偏向性對能源強度的影響，主要貢獻在于：第一，從能源偏向視角系統考察技術進步對能源強度的影響，以及對清潔與非清潔能源消費強度的作用差異；第二，從能源消費結構的角度，探究技術進步能源偏向性對能源強度的作用機制；第三，進一步引入市場型碳交易政策與政府干預型環境規制政策，分析不同政策條件下技術進步能源偏向性對能源強度的作用效果。本文剩余結構安排如下：第二部分，指標構建與計量方法選擇；第三部分，實證分析；第四部分，進一步分析；第五部分，結論。

二、指標構建與計量方法選擇

(一)技術進步能源偏向性的測度

魏瑋和周曉博(25)魏瑋、周曉博：《1993—2012年中國省際技術進步方向與工業生產節能減排》，《資源科學》2016年第2期。以及周晶等(26)周晶、王磊、金茜：《中國工業行業能源CES生產函數的適用性研究及非線性計量估算》，《統計研究》2015年第4期。認為，資本與能源先聚合再與勞動聚合的嵌套CES生產函數形式適用于中國的實際情況。借鑒這一研究思路，本文采用資本與能源聚合后，再與勞動聚合的雙層嵌套CES生產函數，設定如下：

(1)

其中Nt、Et和Kt分別表示勞動、能源和資本要素，ANt、AEt與AKt為三種要素的技術效率，ρ、η為要素替代彈性，δ1、δ2為要素對產出的貢獻份額，能源與資本的邊際產出分別為：

(2)

(3)

由(2)和(3)得能源與資本的邊際產出比為：

(4)

參考王林輝等(27)王林輝、蔡嘯、高慶昆：《中國技術進步技能偏向性水平：1979—2010》，《經濟學動態》2014年第4期。的技術進步技能偏向性指數的設計思路，將技術進步能源偏向性指數(Energy-Biased Technological progress，Ebtp)定義為：

(5)

進而，由(4)和(5)式，可得到如(6)式所示的技術進步能源偏向性指數：

(6)

Ebtpit>0，表明技術進步對能源的相對邊際產出具有正向作用，技術進步偏向于能源要素；Ebtpit<0表示技術進步會增加資本的相對邊際產出，技術進步偏向于資本要素；Ebtpit=0表示技術進步呈中性。Ebtpit的值越大，說明技術進步越偏向于能源，對能源要素相對邊際產出的促進程度越高。

采用標準化系統法，運用廣義非線性最小二乘法，求得各要素替代彈性，進而測算技術進步能源偏向性指數。對雙層嵌套CES生產函數進行標準化，令

(7)

得到四個標準化系統方程：

(8)

(9)

(10)

(11)

生產率的增長率滿足Box-Cox形式：

ωN、ωK、ωE分別表示勞動、資本、能源的技術效率增長系數。當其大于0時，該要素的技術效率是逐漸上升的，當其小于0時，該要素的技術效率是逐漸下降的。μN、μK、μE分別表示勞動、資本、能源的技術曲率。

關于能源偏向指數測算的數據來源：(1)總產出F，以2000年為基期，對各年的GDP進行平減之后的國內生產總值衡量。(2)勞動力投入N，以各省從業人員數來度量。(3)能源量E(萬噸標準煤)，選擇能源消費量最大的五種能源，分別是洗精煤、焦炭、汽油、柴油和電力，并折算為標準煤。(4)資本存量K，根據張軍等(28)張軍、吳桂英、張吉鵬：《中國省際物質資本存量估算：1952—2000》，《經濟研究》2004年第10期。的永續盤存法計算而得。(5)勞動份額與資本份額，由于收入法核算GDP包含勞動者報酬、生產稅凈額、固定資產折舊、營業盈余，根據劉慧慧和雷欽禮(29)劉慧慧、雷欽禮：《中國能源增強型技術進步率及要素替代彈性的測算》，《統計研究》2016年第2期。的方法，將生產稅凈額按照勞動者報酬占勞動者報酬、固定資產折舊與營業盈余之和的比重分配給勞動者份額；按照固定資產折舊占固定資產折舊、勞動者報酬與營業盈余之和的比重分配給資本份額。因此勞動份額=(勞動報酬+分配得到的生產稅凈額部分)/GDP，資本份額=(固定資產折舊+營業盈余+分配得到的生產稅凈額部分-能源份額)/GDP。(6)能源份額，運用(能源價格×能源消費量) /GDP，其中能源價格當年價根據公式P=(∑Eipi)/E計算，E為能源消費總量，Ei與pi分別表示五種細分能源消費量與當年價格，采用能源價格指數折算為2000年為基期的價格。由于數據缺失，能源價格通過2000—2005年36個大中城市細分能源市場平均價格，與2001—2015年能源價格指數進行推算，其中，由于湖南、廣東、四川、陜西等地2001—2004年相關價格指數缺失，采用原材料購進價格指數擬合計算。(6)式為技術進步能源偏向性指數的最終計算公式，本文研究過程中所選取的樣本為2004—2015年中國30個省(市)的面板數據(不包括中國港澳臺地區，西藏由于數據缺失嚴重，暫不予以考慮)。以上數據來源于各省(市)《統計年鑒》《中國統計年鑒》《中國能源統計年鑒》《中國城市(鎮)生活與價格統計年鑒》《中國物價年鑒》。

(二)計量模型與變量設計

根據秦騰等(30)秦騰、佟金萍、曹倩等：《技術進步與能源消費的經濟門檻效應研究》，《科技管理研究》2015年第10期。的研究結果，技術進步對能源消費具有非線性作用。而有偏性技術進步作為技術進步的一種，一方面可通過要素偏向效應增加要素使用，另一方面可提高要素的邊際產出，通過生產率效應實現節能作用。為了考察技術進步能源偏向程度對能源強度的影響，本文加入技術進步能源偏向指數的二次項，具體模型如下：

(12)

其中，下標i，t分別代表各地區和年份，yqdit表示地區能源強度變量，在回歸過程中對其取對數值lnyqdit，采用能源總消費量與國內生產總值比值的對數來衡量，其中國內生產總值利用GDP指數進行平減，換算為以2000年為基期的值。ebtpit表示技術進步能源偏向性變量，采用技術進步能源偏向性指數的累計值，μi代表地區固定效應，λi代表時間固定效應，εit為隨機擾動項，服從正態分布。xijt表征各控制變量，分別為城鎮化水平(czh)、產業結構(cyjg)、國際貿易(tr)、所有制結構(syz)、經濟發展水平(rjgdp)，其中，對城鎮化水平和所有制結構取對數進行回歸。

控制變量的具體設計如下：(1)城鎮化水平(czh)，采用各地區城鎮人口數量與總人口數量的比值表示。一方面，隨著城鎮化水平的提高，基礎設施更加完善，地區經濟對能源的需求增加，進而可能增加地區能源強度；另一方面，人口向城市的聚集促使一些地區開始實踐“緊湊型城市理論”，該理論認為城市緊湊型發展有利于資源環境的節約，降低能源強度(31)周四軍、唐靜媛、江秋池等：《能源效率影響因素分位研究——基于分位數空間自回歸模型》，《調研世界》2019年第9期。。(2)產業結構(cyjg)，選用第二產業增加值與第三產業增加值的比值表征。產業結構的變動對能源消費具有較大的影響，若某一時期產業結構偏向高耗能產業，能耗強度就會上升，而中國能源消費以第二產業為主，第二產業比重增加可能會帶來能源強度的增加(32)劉暢、孔憲麗、高鐵梅：《中國能源消耗強度變動機制與價格非對稱效應研究——基于結構VEC模型的計量分析》，《中國工業經濟》2009年第3期。。(3)國際貿易(tr)，本文選用進出口總額占當年GDP的比重作為國際貿易的代理變量，進出口總額以人民幣對美元匯率的年平均價換算為人民幣。林伯強和劉泓汛(33)林伯強、劉泓汛：《對外貿易是否有利于提高能源環境效率——以中國工業行業為例》，《經濟研究》2015年第9期。認為國際貿易可通過進口產品技術外溢與出口中學兩種途徑提高能源效率，對能源強度有一定的影響。(4)所有制結構(syz)，采用城鎮私營和個體從業人員與就業人員的比值表示，該指標值越大，說明城市私營經濟發展越活躍(34)李虹、鄒慶：《環境規制、資源稟賦與城市產業轉型研究——基于資源型城市與非資源型城市的對比分析》，《經濟研究》2018年第11期。。不同所有制具有不同的管理方式，對能源消費具有顯著的影響(35)魏楚、沈滿洪：《結構調整能否改善能源效率：基于中國省級數據的研究》，《世界經濟》2008年第11期。。一般來說，國有企業對能源資源具有一定的壟斷地位，易造成能源使用的浪費，且國有企業的公有產權屬性導致其效率一般處于最低水平(36)Fan Y，Liao H，Wei Y M，“Can market oriented economic reforms contribute to energy efficiency improvement? Evidence from China”，Energy Policy，Vol.35，No.4，2007，pp.2287-2295.。(5)經濟發展水平(rjgdp)，本文使用人均GDP來衡量地區經濟發展水平，為了消除通貨膨脹因素，利用人均GDP指數進行平減，最終得到以2000年為基準的人均GDP。一方面，經濟發展勢必會帶來更多的能源消費，另一方面，隨著經濟的發展，高效清潔的能源逐漸替代低效高污染的能源，從而帶來能源效率的提高，降低能源強度(37)尤濟紅、高志剛：《政府環境規制對能源效率影響的實證研究——以新疆為例》，《資源科學》2013年第6期。。以上數據均來自于《中國統計年鑒》《中國科技統計年鑒》《中國能源統計年鑒》以及各省(市)《統計年鑒》。

三、實證分析

(一)基本回歸分析

首先，基于計量模型(12)，檢驗技術進步能源偏向性對各地區能源強度的影響，表1中列(1)—列(6)采用逐項引入變量的最小二乘回歸方法檢驗兩者的關系，同時在列(7)采用面板隨機效應模型對兩者關系進行檢驗，一定程度上可說明結果的穩健性。結果顯示，在逐步引入控制變量的過程中，技術進步能源偏向性指數的一次項系數均在5%的顯著性水平下顯著為正，二次項系數均在1%的顯著性水平下顯著為負，表明技術進步能源偏向性對能源強度的作用呈倒U型，即當技術進步能源偏向性達到一定的值，其對能源強度具有抑制作用。實際上，技術進步能源偏向性對能源消費具有兩方面的效應，其一是技術進步能夠帶來要素生產率的提升，在單位產出下會減少包括能源要素在內的要素使用量，即為生產率效應；其二是技術進步偏向于能源，產出不變時生產過程中會更多使用能源而節約資本等其他要素，即為要素偏向效應。在不同階段或不同的約束條件下，這兩種效應的作用強度不同，進而形成了對能源消費強度作用的倒U型作用，即在倒U型的左側，技術進步對能源要素的偏向導致更多的能源使用，此時，要素偏向效應占優，而在倒U型的右側，隨著技術進步對能源的偏向程度提高，對能源相對邊際產出的促進程度更大，生產率效應大于要素偏向效應，具有節能作用。對于控制變量，城鎮化(lnczh)、產業結構(cyjg)與所有制結構(lnsyz)均在5%水平下對能源強度具有顯著的促進作用。一方面，隨著城鎮化水平的提高，人們日益增長的物質需求推動基礎設施的建設與完善，帶動能源消費的增加；另一方面，中國工業行業主要集中于高耗能行業，第二產業的發展會帶來能源強度的增加。且中國粗放式的經濟發展模式下，企業的發展仍依賴于能源，因此城市私營經濟發展也帶來能源強度的增加。國際貿易(tr)對能源強度的影響在1%水平下顯著為正，主要原因是中國多年來一直處于貿易順差，由于長期的粗放式經濟發展模式，出口產品生產主要以資本、勞動和能源為主要投入要素，出口的增加帶來國內能源消費的增加。經濟發展水平(rjgdp)對能源強度的影響為負但未通過顯著性檢驗。

表1 技術進步能源偏向性對能源強度的影響的基準回歸結果

續表1

(二)技術進步能源偏向性對不同種類能源強度的影響

上述分析發現，技術進步能源偏向性對能源強度呈現出非線性的倒U型作用特征。進一步思考，技術進步能源偏向性對不同類型能源強度作用是否存在差異？為此，將能源分為清潔能源和非清潔能源，分別考察技術進步能源偏向性對兩類能源強度的影響差異。其中，使用煤炭和原油作為非清潔能源，兩者消費量之和與GDP的比值為非清潔能源強度(fqjnyqd)。天然氣在工業燃料中二氧化硫排放量僅為煤炭的1.7%，二氧化碳排放量比煤炭低60%，因此以天然氣代表清潔能源，其消費量與GDP的比值為清潔能源強度(qjnyqd)，回歸中分別對其作對數處理。表2顯示了技術進步能源偏向性對兩者的影響，列(1)和列(2)分別為MLE和面板校正標準誤差方法下，清潔能源強度作為被解釋變量的回歸結果，列(3)—列(5)為非清潔能源強度作被解釋變量在兩種回歸方法下的結果，其中，列(3)和列(4)分別為地區固定效應和地區時間雙固定效應下MLE的結果，列(5)呈現了面板校正標準誤差方法的回歸結果。結果顯示：不同方法下，技術進步能源偏向性均顯示對清潔能源強度顯著的抑制作用，以及對非清潔能源強度的促進作用。說明技術進步能源偏向性可以提高以天然氣為主的清潔能源效率，進而降低單位GDP清潔能源的消耗。與對清潔能源消費強度作用不同，當技術進步偏向于能源時，煤炭等非清潔能源的強度并沒有下降，而是上升。可能的原因是中國目前的能源現狀處于“多煤少氣”階段，相對于煤炭等非清潔能源，以天然氣為代表的清潔能源產量較低，價格較高，故而當技術進步偏向能源時，廠商會更多地使用非清潔能源進行生產，技術進步有偏性對非清潔能源的要素偏向效應占優，而對清潔能源更多體現的是生產率效應。這也間接說明，我國煤炭等能源利用效率較低，非清潔能源的使用技術還需進一步突破(38)李金昌、楊松、趙楠：《中國能源強度影響因素分析——基于分位數回歸法》，《商業經濟與管理》2014年第12期。。中國粗放式經濟發展模式下，經濟增長主要靠低成本能源推動，煤炭等非清潔能源消費量仍占據主要部分，其效率提升所帶來的能源消費減少對資源與環境的意義重大。

表2 技術進步能源偏向性對清潔能源強度和非清潔能源強度的影響

(三)機制檢驗

前文實證檢驗結果顯示，技術進步能源偏向性對能源強度具有倒U型影響，且對清潔與非清潔能源的消費強度作用呈現非一致性。因而，我們進一步思考，能源消費結構在技術進步能源偏向性對能源消費強度作用中發揮了何種作用？亦即技術進步能源偏向性對能源強度的影響，除了顯而易見的生產率效應與要素偏向性效應外，是否也會通過改變能源消費結構而影響能源強度？文獻研究表明，能源消費結構的轉變對減少能源消費確實起到不可忽視的作用，優化能源消費結構能有效提高能源效率，降低能源強度，對節能減排具有重要貢獻(39)FRe，Rolf，Grosskopf S，Noh D W，et al.，“Characteristics of a polluting technology：Theory and practice”，Journal of Econometrics，Vol.126，No.2，2005，pp.469-492.(40)Meng F Y，Zhou P，Zhou D Q，et al.，“Inefficiency and congestion assessment of mix energy consumption in 16 APEC countries by using DEA window analysis”，Energy Procedia，Vol.61，2014，pp.2518-2523.。王鋒和馮根福(41)王鋒、馮根福：《優化能源結構對實現中國碳強度目標的貢獻潛力評估》，《中國工業經濟》2011年第4期。表示無論在高速增長還是低速增長情形下，優化能源結構對實現碳強度下降，均具有較大貢獻潛力。李金昌等(42)李金昌、楊松、趙楠：《中國能源強度影響因素分析——基于分位數回歸法》。也認為增加煤炭在能源消費中的比重會引致能源強度的提高。基于此，本節用天然氣消費占能源總消費的比重來作為能源消費結構指標(jg)，檢驗技術進步能源偏向性對能源強度的作用機制。表3中列(1)和列(2)顯示了MLE和面板校正標準誤差方法下，能源消費結構對能源強度的影響，列(3)—列(5)分別為地區固定效應與地區時間雙固定效應下使用兩種方法，技術進步能源偏向性對清潔能源消費結構的影響。表3結果顯示，以天然氣為代表的清潔能源消費結構轉變能夠有效降低地區能源強度，而將清潔能源消費結構作為被解釋變量時，技術進步能源偏向性一次項的系數顯著為負，二次項的系數顯著為正，表明技術進步能源偏向性對能源消費結構呈現顯著的U型影響，這也恰好解釋了技術進步能源偏向性對能源強度的倒U型作用。即初期技術進步越偏向于能源，越會增加能源的使用，特別是能源中比重較高的煤炭等非清潔能源的使用，因而能源消費結構中清潔能源占比下降；隨著生產率和技術效率提升，即使技術進步朝能源偏向，但可能僅會增加能源中清潔能源使用而減少非清潔能源消費，優化能源結構進而降低總體能源強度，引導經濟逐漸擺脫對非清潔能源的依賴，朝綠色環保方向發展。

表3 機制檢驗

四、進一步分析

(一)區域異質性分析

中國能源經濟的特殊性和復雜性使單純東中西的區域劃分，不能有效揭示技術進步能源偏向性對能源強度作用的區域異質性。為此，本文借鑒張意翔等(43)張意翔、成金華、湯尚穎等：《技術進步偏向性、產權結構與中國區域能源效率》，《數量經濟技術經濟研究》2017年第8期。對區域劃分的方法，以煤炭電網代表能源電網網絡，按照煤炭資源生產和消費特點將30個省(市)劃分為六個區域，每個區域內能源政策相似，且隨著區域序號的增大，各區域內平均能源強度逐漸增加，設置五個虛擬變量表示區域能源消費強度特征，如(13)式所示：

(13)

其中，j=1，2，3，4，5表示區域，如果D1=D2=D3=D4=D5=0，則表明為區域6，區域劃分見表4。

表4 根據電網網絡的區域劃分

表5顯示了不同區域內技術進步能源偏向性對能源強度的影響，列(1)和列(2)分別為個體固定效應和個體時間雙固定效應MLE的回歸結果，列(3)為個體時間雙固定效應面板校正標準誤差的結果。根據列(3)的結果，整體來看技術進步能源偏向性對能源強度的影響存在明顯的區域異質性，隨著區域內能耗的增加，技術進步能源偏向性對能源強度由抑制作用逐漸轉向促進作用。其中，技術進步能源偏向性對區域6覆蓋地區能源強度的正向影響最為顯著，主要原因是區域6覆蓋了能源消耗較大的西部地區，技術進步帶來的能源效率的提高不足以抵消經濟增長對能源需求的增加，且西部地區以煤炭等非清潔能源消費為主，利用效率較低。區域2、區域3和區域5內，技術進步能源偏向性均與能源強度呈顯著的負相關關系。從列(3)的回歸系數可以看出，區域3內，技術進步能源偏向性對能源強度的抑制程度最大，可能原因是區域3覆蓋了江蘇、上海、浙江等經濟較發達地區，清潔能源消費量占比較大，利用率較高，技術進步可以有效地提高企業生產率，從而降低單位產出的能耗，與其他地區相比，政府對環境的監管較嚴格，可有效促進清潔能源結構轉型。區域1和區域4內，技術進步能源偏向性對能源強度的作用未通過顯著性檢驗。

表5 技術進步能源偏向性對能源強度影響的區域異質性

(二)市場型環境規制政策作用效果

2011年10月，國家發改委批準北京、上海、天津、重慶、湖北、廣東和深圳等七個省市作為碳排放權交易試點，碳交易作為市場型環境政策，可以通過將碳排放權商品化來提高各企業高效利用碳排放配額的積極性，促使減排成本較低的企業多減排，減排成本較高的企業少減排，從而使市場達到有效資源配置。那么碳排放權交易試點政策對技術進步能源偏向性與能源強度的關系有何影響？在此引入虛擬變量，以碳交易試點政策提出時間2012年為時間節點將北京、上海、天津、重慶、湖北、廣東等六個地區(除深圳)作為處理組，取值為1，其余未列入試點的地區為對照組，取值為0，具體設置如(14)式：

(14)

表6顯示了個體固定效應和個體時間雙固定下MLE和面板穩健標準誤回歸方法的結果。從列(2)與(3)的回歸結果可以看出，碳排放權交易試點政策使技術進步能源偏向性在1%的水平下顯著抑制能源強度，而未納入試點的區域，技術進步能源偏向性顯著增加了單位GDP能耗，表明技術進步能源偏向性對社會總能源強度的影響受制于碳排放權交易，市場型的環境規制政策是實現有偏技術進步節能減排的重要手段。

表6 技術進步能源偏向性對能源強度影響的政策異質性

(三)政府干預型環境規制政策作用效果

由上述分析，技術進步能源偏向性對能源強度的影響呈現顯著的非線性關系，環境規制被認為是政府協調經濟發展與環境污染的重要手段(44)Albrizio S，Kozluk T，Zipperer V，“Environmental policies and productivity growth：evidence across industries and firms”，Journal of Environmental Economics and Management，Vol.81，2017，pp.209-226.，那么不同環境規制程度下，技術進步能源偏向性對能源強度的作用有何不同？為此，借鑒王林輝等(45)王林輝、王輝、董直慶：《經濟增長和環境質量相容性政策條件——環境技術進步方向視角下的政策偏向效應檢驗》，《管理世界》2020年第3期。研究思路，進一步引入環境規制作為門限變量，分析技術進步能源偏向性對能源強度的門限效應。關于環境規制指數的測算，借鑒朱平方等(46)朱平方、張征宇、姜國麟：《FDI與環境規劃：基于地方分權視角的實證研究》，《經濟研究》2021年第6期。的方法，使用工業“三廢”排放量，即工業廢水排放量、固體廢物排放量、工業二氧化硫和煙塵排放量與地區GDP的比值數據，構建綜合測量體系，測算環境規制指數，公式如(15)式所示：

(15)

其中，n表示工業廢物的種類，i代表地區，t代表時間，βnit表示t時間i地區第n中工業廢物的排放量，Yit表示t時間i地區的GDP，ERit表示t時間i地區的環境規制強度，該值越大，表明環境規制強度越大。門限模型如(16)式所示：

lnyqd=α0+α1ebtpit(ER<π1)+α2ebtpit(π1≤ER<π2)+…+∑γjxijt+εit

(16)

表7顯示了門限效果自檢驗結果，可以看出單一門限的結果顯著，表明技術進步能源偏向性對能源強度確實存在環境規制的門限效應，因此本文選用單門限模型進行分析。表8呈現了門限值估計結果，環境規制的閾值為2.2794，且位于95%的置信區間內，接受門限值等于實際門限值的原假設。之后，進行相應的參數估計，表9顯示了單門限模型下參數的估計結果。當環境規制小于閾值時，技術進步能源偏向性對能源強度具有促進作用，當環境規制大于閾值時，技術進步能源偏向性的系數顯著為負。可能的原因是，環境規制強度較低時，企業治污成本較低，為了實現利潤最大化，以低成本的煤炭等非清潔能源作為主要生產要素，技術進步能源偏向性對能源消費主要呈現出要素偏向效應，抵消了生產率提高對能源強度的抑制作用；當環境規制強度提高時，環境規制政策可倒逼企業進行綠色改革以減少生產成本中的污染治理費用，企業可能更傾向于投入清潔能源以替代非清潔能源，對清潔能源的需求增加，促進能源消費結構優化，技術進步能源偏向性對能源消費主要表現為生產率效應，可有效降低能源強度，從一定程度上也驗證了“波特假說”(47)Porter M E，Van Der Linde C，“Toward a new conception of the environment-competitiveness relationship”，Journal of Economic Perspectives，No.9，1995，pp.97-118.，即環境規制在增加企業生產成本的同時，能夠提高企業生產率。

表7 門限效果自抽樣檢驗

表8 門限值估計結果

表9 門限模型參數估計結果

五、結 論

本文通過構建雙層嵌套CES生產函數，采用四方程標準化供給面系統方程和廣義非線性最小二乘法估算分省能源偏向性程度，并研究了技術進步能源偏向性對能源強度的作用。結果顯示：(1)總體來看，技術進步能源偏向性與能源強度呈現顯著的倒U型關系，可由技術進步能源偏向性的生產率效應與要素偏向效應所解釋，當生產率效應占優，技術進步對能源的偏向性可有效降低能源強度，而要素偏向效應占優結果相反。(2)將天然氣作為清潔能源，煤炭和原油作為非清潔能源，通過對兩種能源強度的分析，發現技術進步能源偏向性對清潔能源和非清潔能源的作用呈現非一致性，對清潔型能源強度呈抑制作用，而對非清潔能源強度呈促進作用。并進一步驗證了技術進步能源偏向性可通過調整能源消費結構實現對能源強度的作用。(3)市場型的碳排放權交易政策可有效實現有偏技術進步的節能作用，政府干預型環境規制政策強度不同，技術進步能源偏向性對能源強度的作用迥異，相對嚴格的環境規制能促進有偏性技術進步節能效應的發揮，對實現經濟可持續發展具有重要意義。

目前，中國經濟發展仍然以消耗煤炭等非清潔能源為主，天然氣等清潔能源的消費量僅占據很小一部分。為實現經濟可持續發展，第一，各地區應注重對天然氣等相對清潔能源的開發利用，提高天然氣的利用率，促進以煤等非清潔能源為主的生產模式向清潔能源為主的生產模式轉變，逐漸優化能源消費結構，實現有偏性技術進步的節能效應。第二，中西部能耗較高的地區應充分利用技術進步的溢出效應，建立企業間與產業間的循環經濟產業鏈，增加能源的邊際產出，提高有偏性技術進步的生產率效應，減少能源消耗，實現經濟發展與節能目標并行。第三，依據政府干預型環境規制與市場型環境規制的作用效果，政府對非清潔能源消耗較高的地區可提高環境規制強度，如增加環境稅收等，對能源市場交易機制較為完善的地區，進行多種環境規制政策組合實施，加快推進碳排放權交易政策在各地區的普及，充分利用市場型環境規制政策的調節效應，發揮技術進步能源偏向性的節能作用，推動經濟向綠色可持續方向發展。