工业能源效率的变动趋势及影响因素

柴飞飞

摘要：提升工业能源效率对于可持续发展道路有重要意义。本文构建了经济发展水平、地区产业结构、工业产权结构等十个指标对工业能源效率可能性影响的猜想，运用面板托宾模型加以验证，研究发现：长江经济带工业能源效率自下游至上游存在梯度差异，工业能源效率内部差异由趋异向趋同转变；长江经济带工业能源效率与经济发展水平、地区产业结构、对外开放水平、政府影响力、电力消费结构、地区科技投入呈正相关，与工业产权结构、地区能源需求水平、煤炭消费结构、外商直接投资呈负相关，其中增强地区科技投入是促进长江经济带工业能源效率提升最有效的方式，而能源消费水平的持续增长是阻碍长江经济带各地区工业能源效率提升的最重要因素。最后，根据研究结论得到若干启示。

关键词：工业能源效率；面板托宾模型；长江经济带

能源是社会化生产不可完全替代的投入要素，能源效率作为国家或地区能源安全战略的重要组成部分，在节能减排、稳定增长的可持续发展道路上有重要支撑作用。工业是能源消费的主要产业部门，而工业能源消费质量是衡量能源效率高低的主要标准。长江经济带是我国现阶段区域开发“三大战略”之一，生产总值和能源消费在全国总量中占比均接近40%，是我国主要经济增长极和耗能区。

提升工业能源效率首要解决的是能源效率衡量尺度问题。当前学者对能源效率测算方法分为两大类：一类为单要素指标，主要可分为热力学指标、物理-热量指标和经济-热量指标[2]，但在国民生产过程中，能源的经济产出并不是由能源投入单一决定，还需考虑其他生产要素投入的影响，如劳动力、资本存量等；另一种为全要素指标[1]，是指包括能源投入在内的多种生产要素对经济产出的影响，重点强调技术进步效率、纯技术效率及规模效率对能源综合效率的影响，但是各要素对能源效率的影响程度无法判定，并且投入指标选择性空间很大，难以形成统一的区域和行业比较标准。本文对长江经济带工业能源效率影响因素的研究，重点考虑国民经济环境因素对工业能源效率的影响程度，分析方法采用线性回归参数估计，因而采用单要素指标更为科学合理。

已有文献可以归纳出两个基本事实：一是能源效率与经济实力高度正相关，二是能源效率受到国民经济中众多因素影响。本文以长江经济带省域层面面板数据为例，综合考察工业能源效率的省域差异和变动趋势，并深入分析长江经济带省域层面工业能源效率影响因素，这对于长江经济带能源战略的顶层设计具有参考借鉴的理论及现实价值。

一、分析框架

（一）指标体系

本文建立了包含经济发展水平、地区产业结构等十个因素在内的工业能源效率影响因素指标体系，并将指标计算方式及数据来源整理成表，如表1所示。

（二）影响因素猜想

本文引出的猜想分为两个方面，其一是基于长江经济带工业能源效率独立影响因素的假设，主要考察工业能源的经济因素、产业结构因素、产权结构因素、市场化水平因素、政府制度因素、科技水平因素、能源需求水平与能源消费结构因素等；其二是考虑变量间交互影响后对长江经济带工业能源效率影响程度的变化。

猜想一：能源需求水平与工业能源效率呈负相关。

猜想二：科技投入水平与工业能源效率呈正相关。

猜想三：在能源消費分类结构中，煤炭消费比例越大，工业能源效率越低，电力消费比例提高，有利于工业能源效率提升。

猜想四：煤炭、电力消费结构对地区能源需求水平造成影响，其中煤炭消费结构与地区能源需求水平的交互影响不利于工业能源效率提升，电力消费结构与地区能源需求水平的交互影响有利于工业能源效率的提升。

猜想五：科技投入与经济发展水平、地区能源需求水平、能源消费结构的交互影响对工业能源效率提升有积极作用。

（三）实证检验模型

根据本文对长江经济带工业能源效率影响因素的猜想，建立长江经济带工业能源效率多因素影响的面板托宾模型，构建方式如下：

二、长江经济带省域工业能源效率的影响因素分析

（一）工业能源效率的变动趋势

图1显示，长江经济带省域层面工业能源效率自下游至上游存在梯度差异，且工业能源效率内部差异由趋异向趋同转变。从（a）、（b）、（c）图的工业能源效率省域差异上看，下游地区长期保持在工业能源较高效率及高效率状态，上海市、江苏省是目前长江经济带工业能源效率高效地区；中游地区处于工业能源效率较高效率及中等效率水平，但发展态势向好，湖南省由较低效率步入中等效率行列，江西省由中等效率步入较高效率行列；上游地区是工业能源效率较低效率及低效率聚集区，贵州省、云南省工业能源效率落后于其他地区，工业能源效率的回旋余地大，重庆市工业能源效率较高，对其他上游省份的工业能源效率提升有示范作用。（a）、（b）、（c）图分别给出了1999、2007、2013年的工业能源效率离散系数，以反映长江经济带工业能源效率的趋异或趋同态势，离散系数由1999年的0.612上升到2007年的0.686，表示长江经济带省域之间工业能源效率变动趋异，但2013年离散系数为0.475，省域之间工业能源效率差异降低，呈现工业能源效率变动趋同态势。

（二）影响因素猜想的实证检验

依据上述长江经济带11省市1999～2013年工业能源效率影响因素指标体系的面板数据，借助统计软件stata13.1进行面板托宾模型回归分析，模型结果省略。

猜想一的验证结果：能源需求水平对长江经济带工业能源效率有负向影响。模型结果显示，在所选取的三个指标当中，X1、X2对长江经济带工业能源效率的影响分别为8.1、-1.691，而X5对长江经济带工业能源效率的影响系数为-11.004，高于经济发展水平和地区产业结构这两项项基础性、自含性指标，这表明在长江经济带工业能源效率提升过程中，改良能源需求水平是关键目标。

猜想二的验证结果：长江经济带科技投入水平是工业能源效率提升的瓶颈因素。面板托宾模型结果表明，X1、X2、X5、X7等四个指标中，地区科技投入对工业能源效率影响因素最为突出，远高于其他三个影响因素对工业能源效率的作用程度。科技水平对工业能源效率提升既有直接影响，也有间接影响。直接影响体现在科技对能源集约利用上，间接影响是指科技投入能够增加经济产出，而工业部门对技术的依赖比其他生产性部门更高，科技投入能够增强经济发展动力，从而积累资本进行新一轮的技术改进，工业能源效率则会在这种循环累积中得到提升。

猜想三的验证结果：模型III和IV的结果显示，在能源消费分类结构中，煤炭消费比例越多，工业能源效率越低；电力消费比例越多，工业能源效率越高。模型III中加入煤炭和电力能源消耗结构指标，结果显示煤炭对工业能源效率的回归系数为-1.591（结果显著），电力对工业能源效率的回归系数为-0.721（结果不显著），能够判断在长江经济带能源消费结构中，煤炭消费结构比重越大，越不利工业能源效率的提升。为厘清电力消费结构对工业能源效率的具体影响，单独将煤炭消费结构、电力消费结构与工业能源效率进行面板托宾回归，结果如模型IV所示，煤炭消费结构对工业能源效率回归系数为负，为-4.264（显著），电力消费结构对工业能源效率回归系数为正，为19.002（显著）。

猜想四的验证结果：模型V和VI的结果显示，煤炭、电力消费结构对地区能源需求水平造成影响，其中煤炭消费结构与地区能源需求水平交互影响后不利于工业能源效率的提升，电力消费结构与地区能源需求水平交互影响后有利于工业能源效率的提升。在长江经济带能源消费结构中，煤炭和电力是地区能源消费结构中最重要组成部分，二者在能源消费结构中占75%以上，因而煤炭和电力在能源消费结构中的分配会直接影响到地区能源需求水平，进而对工业能源效率造成影响。模型的结果显示，煤炭能源消费比例的扩大是能源效率降低的表现，而用电力能源来逐步替代煤炭能源将会提升工业能源效率。

猜想五的结果验证：模型VII、VIII和IX分别显示，科技投入与经济发展水平的交互作用对长江经济带工业能源效率有积极影响，科技投入与能源消费水平的交互作用对其有积极影响，科技投入与煤炭消费结构的交互作用对其有负面影响，科技投入与电力消费结构的交互作用对其有积极影响。随着技术研发力量的持续投入，工业部门生产方式方法将会得到有效改进，单位生产要素产生的边际收益更高，在能源投入不变的条件下产生更多的经济收益，进而激励科技投入持续增加。科技投入对能源使用效率会起到积极的作用，尤其是能源科技发展将有力提升能源集约利用率。

三、结论及启示

本文选取1999～2013年长江经济带11省市工业能源效率的面板数据，运用描述统计方法来分析工业能源效率的省域差异和变动趋势，运用面板托宾模型来检验影响因素对工业能源效率提升的影响特征。主要结论及启示归纳如下：

第一，长江经济带省域层面工业能源效率自下游至上游存在梯度差异，工业能源效率内部差异由趋异向趋同转变。从离散系数的变动趋势可以发现，工业能源效率提升轨迹存在“拐点”，工业能源效率在初期阶段变化率有递增趋势，在中期阶段达到变化率的最大值，在后期阶段变化率递减，从而表现出长江经济带省域工业能源效率变动先趋异再趋同的经济现象。

第二，长江经济带工业能源效率与经济发展水平、地区产业结构、电力消费结构、地区科技投入呈正相关，与地区能源需求水平、煤炭消费结构、外商直接投资呈负相关，其中增强地区科技投入是促进长江经济带工业能源效率提升最有效的方式，而能源消费水平的持续增长是阻碍长江经济带各地区工业能源效率提升的最重要因素。长江经济带经济发展动力强劲，由此带来的工业能源消耗居高不下，随着能源消费量增加而能源储量减少的持续“剪刀差”，使得能源开采和生产面临巨大压力。解决长江经济带工业能源效率“剪刀差”的问题，从而促进工业能源效率持续稳定提升，关键在于产业结构和层次。现阶段我国传统产业产能过剩问题严重，依靠能源投入带动产业结构升级和经济效益提升已经行不通，降低产品的边际成本，淘汰落后产能是促进长江经济带工业能源效率提升的关键。

第三，创新驱动是长江经济带工业能源效率提升的基石。长江经济带之所以能够长期作为世界的加工厂，并非源于国内市场需求的驱力，也不是由于该区域拥有产品中高端的生产线，而是由廉价的劳动力成本、粗放的能源消费模式、宽松的环境保护标准以及不完善的市场经济制度等所导致。随着长江经济带用工成本上升，能源生产和质量不能满足能源消耗时，以往的要素优势逐渐减弱，产业发展和投资的动力不足有可能会导致经济结构型衰退，将进一步加剧工业能源效率提升的艰难步伐。创新是解决产业发展动力不足的出发点和落脚点，也是提升长江经济带工业能源效率的瓶颈因素。

第四，工业能源消费结构亟待调整。长江经济带工业能源效率提升需摆脱对煤炭能源的过度依赖，加大对电力能源生产方式的改进，扩大电力生产规模，用电力来逐渐替代煤炭能源，并加大对新能源、清洁能源的研发力度。控制煤耗量的同時，改革能源价格体系，强化市场配置资源的决定性作用，减少能源价格扭曲现象，倒逼企业改良能源消费方式，从而优化能源消费结构，提升长江经济带工业能源效率。（作者单位：重庆工商大学数学与统计学院）

参考文献：

[1]孙巍，刘阳.能源效率常用测度指标的比较研究[J].经济纵横，2014，10：68-71.

[2]杨冕，杨福霞，陈兴鹏.中国能源效率影响因素研究——基于VEC模型的实证检验[J].资源科学，2011，01：163-168.

[3]谭忠富，张金良.中国能源效率与其影响因素的动态关系研究[J].中国人口·资源与环境，2010，04：43-49.

[4]王强，樊杰，伍世代.1990-2009年中国区域能源效率时空分异特征与成因[J].地理研究，2014，01：43-56.

[5]张江山，张旭昆.技术进步、能源效率与回弹效应——来自中国省际面板数据的经验测算[J].山西财经大学学报，2014，11：50-59.

[6]Hu J L，Wang S C.Total-factor energy efficiency of regions in China [J].Energy Policy，2006，34（17）：3206-3217.

[7]屈小娥.中国省际工业能源效率与节能潜力：基于DEA的实证和模拟[J].经济管理，2011，07：16-24.

[8]王兆华，丰超.中国区域全要素能源效率及其影响因素分析——基于2003-2010年的省际面板数据[J].系统工程理论与实践，2015，06：1361-1372.