供给侧改革背景下长江中下游地区能源效率的时空演化及影响因素分析

汪小英 李小漫

一、引言

长江中下游地区在中国经济格局中具有举足轻重的战略地位，集区位条件、科学技术和交通优势于一体，但是煤炭、石油、天然气等能源资源匮乏，是制约其未来经济发展的一大瓶颈。为了实现长江中下游地区的可持续发展，有必要弄清该地区的能源利用效率现状及其供给侧影响因素，在此基础上提出促进能源供给侧改革的有效对策建议，从而缓解长江中下游地区社会发展、环境保护和能源需求的矛盾。

关于能源利用改革，多数研究都是立足于能源需求侧来分析能源改革，并且已经形成一套比较成熟的研究体系，而针对能源供给侧改革的研究还很少。贾康和苏京春（2016）[1]认为，有效供给的回应和引导是人类社会发展的主要支撑因素，所以“生产什么”和“如何生产”的供给侧问题需要引起重视。对于中国的能源供给侧改革，肖兴志和李少林（2016）[2]认为，新常态下中国能源结构转型升级和低碳经济发展迫切需要推进能源供给侧改革； 李佐军、 盛三化（2017）[3]认为，中国的能源供给领域存在诸多结构性问题，需要推进能源供给侧改革。在能源供给侧改革的具体措施方面，柳亚琴、赵国浩（2016）[4]提出要以“创新驱动、系统优化、绿色低碳、扩大开放、共建共享”五大原则为基础，从管理体制、技术创新和政策保障三个层面采取措施，以实现经济发展、能源消费总量和强度双控以及生态文明建设的目标；熊伟等（2017）[5]从推进农村能源供给侧改革的角度出发，从国家顶层设计、政策激励、利用方式、能源供给统筹等方面提出了优化政策；曾鸣（2016）[6]认为中国能源供给侧改革可以通过建立广义能源互联网，将互联网的大数据、用户、平台等概念运用到能源供给体系中，提高能源供给的有效管理水平。

我国在能源供给侧方面的研究处于起步阶段，整体来看，多数能源供给侧的研究文献，其大都集中在实现能源的有效供给、提高能源效率方面，研究对象主要是全国层面而较少关注区域层面，提出的政策措施宽泛而不具有针对性。同时，大多数研究采用的是定性分析，而基于供给侧数量特征、关系及变化的定量分析很少。由于能源供给体系的主要组成部分包括能源资源生产开发、加工转换、能源资源的运输，以及能源作为其他行业的生产要素供给即能源终端消费[7]，因此，通过对能源供给体系生产、运输和消费三个方面的改革来实现能源效率的提高是能源供给侧改革的有效途径。本文采用BCC-DEA 模型和标准差椭圆方法，根据2000—2017 年长江中下游各省际面板数据测算其能源效率并进行时空演化分析，进而定量分析供给侧各影响因素及其影响程度，从而针对供给侧提出具体措施。

二、研究方法

（一）能源效率的评价模型

Mukherjee （2006）[8]在 数 据 包 络 分 析 法（DEA）应用的基础之上，提出了基于不同目标的能效测度方法，包括最小能源投入、最少成本、技术效率和产能利用率四种方法。本文立足于供给侧改革，以节约能源、保护环境为主要目标，构建以投入为导向的BCC-DEA 模型，进行能源效率的测度，实现能源投入最小化。

（二）标准差椭圆

标准差椭圆是由Lefever （1926）[9]提出的，他通过对空间数据复杂性的分析，可以展示空间分布格局的中心性、展布性、密集性、方位以及形状等。本文主要用于分析能源效率在长江中下游地区的分布和移动特征。标准差椭圆的主要参数如下：

方位角：

x轴标准差：

y轴标准差：

上述各式中，wi表示权重，表示各省市的坐标，θ表示椭圆正北方与长轴之间的夹角，和是各省市到平均中心的坐标偏差。

（三）因素分析的Tobit 回归模型

基于长江中下游地区的能源效率测算，进一步立足于供给侧进行能源效率的因素分析，以所得效率值为被解释变量，以供给侧影响因素为解释变量构建回归模型。标准Tobit 回归模型如下：

Yi=如果

Yi，如果 0≤*iY

其中，是自变量向量，是潜在变量，β是相关系数的向量，是观察到的因变量，为随机干扰项且因此

三、长江中下游地区能源效率测算

（一）指标选取

本研究的投入要素主要选取能源、资本、劳动力，产出有正负两种。正向产出用地区生产总值表示，负向产出用二氧化硫排放量表示。投入要素上，以能源消费总量表示能源投入，单位统一为“万吨标准煤”；劳动投入指标用当年就业人数表征，单位为“万人”；资本投入使用永续盘存法估算的实际资本存量， 公式为本文按照张军等（2004）[10]的研究，以1990 年不变价格计算，δi折旧率假定为9.6%。所需数据均来自2001—2018 年的《中国统计年鉴》《新中国六十年统计资料汇编》《中国能源统计年鉴》和各省市统计年鉴。

（二）长江中下游地区能源效率的测算

运用DEAP2.1 软件，计算得出2000 年至2017年长江中下游7 个省市的能效值。表1 是软件运行得到的结果。

表1 表明，2000－2017 年，长江中下游各省的能源效率总体处于较高水平，没有大幅度上升或者下降。上海和浙江的平均能源效率最高，2000 年到2017 年都达到1 的水平，其次是江苏，湖北平均能源效率最低。总体来看，能源效率具有区域差异性。长江下游地区的能源效率要普遍高于中游地区，原因在于下游地区虽然能源资源匮乏，但是经济发展水平高，拥有雄厚的人力资本和先进的科学技术水平，使得规模效率和技术效率都达到很高的水平。而长江中游地区不仅能源浪费现象严重，技术转移、外溢等优势还没有发挥出来，能源投入冗余，规模效益较低，技术效率低下，能源利用效率仍存在很大的提升潜力。因此，需要对长江中下游地区实行能源供给侧改革，通过对供给体系的改革来提升能源效率。

表1 长江中下游地区地区2000－2017年年能源效率

四、能源效率的时空演化特征

（一）时间演化特征

从2000－2017 年长江中下游地区能源效率的平均值（表1）看，2000－2007 年其能源效率呈波动下降的趋势，2007 年以后又逐渐升高到0.912，整体上是先下降后稳步上升。长江中下游地区能源效率的增长率，总体上是波动上升的，2000－2008 年的平均增长率为0.683%，其中2001年和2005 年的下降幅度最为明显，2009－2017 年的平均增长率为0.463%，2013 年的增长率最高，达到2.307%。究其原因，21 世纪中国经济进入全面复苏时期，带来了经济发展以及产业结构的转变，能源的需求量和供应量猛增，然而相对落后的生产方式和消费方式使得能源效率处于一个较低的水平，环境污染和资源浪费现象严重。2006－2010 年的“十一五”规划实施，国家更加重视可持续发展，在能源发展上提出要节能降耗、清洁发展，各地区开始调整经济增长方式。2008 年国家节能与环境保护措施开始发挥效应，使得能源效率增长率达到0.716%，出现正向增长率。2010－2017 年国家实施的“十二五”规划继续可持续发展战略，同时提出建立现代能源产业体系，能源效率和增长率都保持稳定上升。

图1 是长江中下游地区能源效率的绝对差异和相对差异。绝对差异由标准差表示，相对差异则由变异系数表示。由图1 可看出，两者的走势是基本一致的，都是缓慢下降，2000－2007 年两者小幅度上升，2007 年到达整个时期内的峰值，此后两者都开始显著下降，2008－2017 年两者的平均下降率分别为3.450%和3.855%。总的来看，长江中下游地区能源效率的绝对差异和相对差异是减小的。“十一五”之前，能源消费速度加快，但长江中下游各省市由于资源禀赋和发展程度的差异在能源效率上表现出较大的差异。“十一五”开始，国家重视节能减排，产业转移和技术进步的优势也逐渐显现出来，长江中下游地区各省市能源效率的相对差异和绝对差异逐渐缩小。

图1 长江中下游地区2000－2017年能源效率绝对差异和相对差异

（二）空间演化特征

长江中下游地区的能源效率在2000 年至2017年间总体上是呈东北-西南的移动趋势，最终趋势向着西南方向，其重点分布在安徽省的南部地区（图2a）。椭圆的面积是先减小后增加，表现在能源效率分布上是先缩小后扩大。从标准差椭圆的形状看，长轴明显长于短轴，表现为明显的东北-西南分布，说明能源效率在东西部的差异要远大于南北方的差异。2000－2007 年长轴和短轴都逐渐减小，能源效率在东西和南北向都是收缩的态势。2007－2017 年长轴和短轴都逐渐增大，能源效率在东西向和南北向都是扩大的态势。从重心转移轨迹来看，由图2b 可知，2000－2007 年是明显向东北移动的，2007－2017 年开始向西南移动。向东移动的总距离多于向西移动，向北移动的距离也多于向南移动。2000 年到2017 年，能源效率的重心整体向东北方向迁移了12.627公里，其中向东移动了8.845公里，向北移动了1.082公里。

图2 2000—2017年长江中下游地区能源效率重心偏移

能源效率在空间的演化与经济发展战略密不可分。2000 年至2007 年，长江下游地区凭借其雄厚的经济基础和优越的地理位置，在“十五”规划实施中，能源效率得到迅速提升，使得能源效率重心向下游地区偏移。2007 年以后，国家“十一五”和“十二五”规划都强调要协调区域发展，努力实现经济、能源、环境的一体化，长江中下游能源效率开始稳步提升，随着产业结构和经济发展方式转变效应的显现，重心也逐渐向中游地区偏移。

五、长江中下游地区能源效率的供给侧因素分析

（一）变量选取和数据说明

通过DEA 计算及标准差椭圆分析的结果可以看到，长江中下游地区的能源效率存在差异性和共同点，如何对长江中下游地区的能源供给侧改革，需要重点研究影响能源效率异同点的因素。

影响能源效率的因素有很多，由于能源种类多样，运输渠道和费用也不同，故本研究假定能源运输渠道和费用不变。我们主要从供给侧出发，选取能源生产和终端消费两个方面的变量进行分析。

根据已有文献对于能源供给侧方面的能源效率影响因素研究，总结出几个变量，具体见表2。

表2 长江中下游地区能源供给侧变量选取及数据说明

表3 面板数据模型检验结果

（二）实证分析

1.构建长江中下游地区能源效率影响因素的面板固定效应Tobit 模型。首先运用Eviews 统计软件对长江中下游地区7个省市的面板数据进行单位根检验，发现各个解释变量之间存在零阶单整，然后通过协整检验可知，本研究选取的影响能源供给的变量之间存在协整关系。

在此基础上运用STATA/MP14.0 统计软件确定面板数据模型。首先进行F检验、Wald检验和霍斯曼检验以选择随机效应、固定效应和混和效应。根据表3 的检验结果，面板数据模型是固定效应模型，同时根据本文的研究目的来看也可得出此结论。本文着重于研究长江中下游7个省市能源效率的个体差异，不需要通过长江中下游地区的研究来分析全国的能源利用状况。由于测算的能源效率值都处于0～1的区间内，属于因变量受限，如果使用最小二乘法进行估计，这将导致参数的不一致和有偏估计，所以在建立面板固定效应模型时选择Tobit 模型来分析影响能源效率的供给侧因素。构建的长江中下游地区能源效率影响因素的面板固定效应Tobit模型如下：

其中，TFP是各省2000－2017 年的能源效率值，β是各个自变量的系数，i代表长江中下游各省，t是各年份的值，代表随机误差项。

2.供给侧影响因素的实证结果分析。根据长江中下游7 个省市2000 年至2017 年的数据，建立能源效率影响因素的面板固定效应Tobit 模型，回归结果如表4。

表4 固定效应Tobit模型估计结果

根据表4可以得出以下结论：第一，从整体上看，能源生产结构和长江中下游地区整体能源效率正相关，而在中游两者没有显著性相关性，这是由长江中下游地区的能源资源实际情况决定的。尽管长江中下游地区地理位置优越，经济发展水平高，但是能源资源匮乏，煤炭是主要消费能源，能源效率对煤炭的依赖程度较高，因此原煤产量较大的省份可以利用先进技术降低生产和运输等成本，提高能源效率。而煤炭生产量少的省份则需要从能源资源丰富的地区购买，生产、运输等外部性成本很高，所以能源效率较低。但是煤炭消费比重大会给环境和社会带来很大的成本，所以生产并使用清洁能源和低碳能源才是提高能源效率的正确途径。

第二，能源效率与能源供给的制度密切相关。由回归分析结果（表4）可以看出，长江中下游地区整体能源供给制度与能源效率不相关，在中游地区与能源效率呈显著正相关。由于我国长期实行以国有经济为主导的经济制度，国有及国有控股能源工业企业在长江中下游地区占有重要位置，一般来说国有企业凭借其规模和人才等优势能够有效提高能源效率，但是国有企业固有的人才冗余、设备老折旧大、体制僵化等问题使得国有企业的成本增加，高耗能低产出的传统生产方式有时可能导致能源效率降低，这些使得长江中下游地区能源供给制度对能源效率的影响呈现不同的特点。

第三，技术进步与能源效率表现为区域差异性，在中游地区两者影响不显著，整体长江中下游地区的技术进步与能源效率正相关。改进能源效率的关键在于技术进步，加快能源科学技术发展和自主创新能带动能源产业、产品和动力等结构的优化。长江中下游作为我国承接产业转移的重要经济地带，科学技术水平高，不仅能有效利用外商投资促进该地区技术进步，而且能将科学技术广泛应用于能源领域。然而技术进步造成的能源回弹效应使得对能源效率的提升作用被回弹作用部分抵消，在中游地区呈现出不显著的相关关系。

第四，长江中下游整体能源价格和能源效率在1%的显著性水平上呈负相关，在中游地区两者不具有相关性。这个结论与一般文献的研究结论不一致，其中唐安宝和刁心柯（2012）[11]认为，能源价格和能源效率存在长期的内在因果关系，能源效率会随着能源价格的上升而上升。产生这种相反结果的原因，一方面是长江中下游各省经济发展水平较高，是外商投资的主要地区，外资引入使得资本、劳动等要素价格发生扭曲，激发其对能源效率的影响机制，使得能源效率受到抑制甚至下降；另一方面是我国能源产品定价差异大，政府通过宏观调控对能源价格进行管制，且管制程度较大，造成能源资源浪费和能源效率的损失。

第五，长江中下游地区能源消费产品结构和能源利用效率都显著呈负相关。煤炭消费会产生大量的烟尘以及二氧化硫等有害气体，与水能、风能、天然气等能源相比其清洁度差，作为长江中下游地区的主要消费能源，煤炭消费的大量增加将不可避免地导致能源效率下降。降低煤炭使用量，增加低碳能源和清洁能源的使用，不但能提高能源效率，而且在一定程度上能缓解社会发展与环境污染的矛盾。

第六，长江中下游整体和中游地区能源消费产业结构和能源效率呈正相关，且影响程度都很大。第二产业比重增加会改善能源效率，这与大多数研究不相符，但吴传清和董旭（2016）[12]在对长江经济带进行环境约束下的全要素能源效率研究后认为，长江上游地区和中游地区的产业结构与能源效率呈显著正相关，而长江下游地区产业结构与能源效率呈显著负相关。长江中下游能源消费产业结构与能源效率关系正相关性显著有两个原因，一是在短期内产业结构的变化对能源效率的提高有滞后作用。齐志新和陈文颖（2006）[13]认为，由于产业结构变迁的速度缓慢，以十年的时间跨度来考察产业结构的变迁很看出产业结构对能源效率的促进作用，因此必须着重于长期的产业结构调整政策来提高长江中下游地区能源效率。二是由于产业与资源的错配，西部地区资源政策的不利影响以及产业升级不恰当[14]，这些原因导致能源效率和产业结构在短期内存在显著正相关关系。

六、结论与建议

（一）结论

1.长江中下游地区的能源利用效率仍存在很大的提升空间，能够通过能源供给侧改革调整能源供应和需求结构，促进能源利用效率提高，实现节能减排和保护环境的目标，同时，长江中下游地区的能源效率具有区域差异性。

2.时间上，长江中下游地区的能源效率是先下降后上升，绝对差异和相对差异也是先小幅度上升后稳步下降；空间上，长江中下游地区能源效率的标准差椭圆表现为东北-西南分布，分布范围先缩小后扩大，重心轨迹为先东北后西南的折返趋势，最后趋势是向西南方向。

3.从整体上分析，能源消费产品结构和能源价格对长江中下游地区的能源效率有显著负影响，能源供给制度与能源效率呈不相关，技术进步、能源生产结构和能源消费产业结构对长江中下游地区能源效率的正向作用显著。

4.分区域来看，能源生产结构、技术进步、能源价格和能源供给制度对能源效率的影响具有区域差异性。整体上地区能源生产结构、技术进步和能源消费产业结构分别与能源效率正相关，能源供给制度与能源效率不相关，能源价格与产品结构为负相关。而在中游地区能源供给制度和产业结构对能源效率起正作用，能源消费产品结构对能源效率起负向作用。

5.从能源供给体系来看，供给体系内的生产端和能源消费终端都是至关重要的，改革不仅包括生产端，还包括消费端，只有真正实行供给侧改革，才能实现经济发展方式的转变。

（二）政策建议

根据以上结论，长江中下游地区的能源效率有提升空间并表现为区域差异性，在能源效率的供给侧影响因素中，能源生产结构、技术进步、能源供给制度和能源价格对能源效率的影响有区域异质性，因此，通过改进技术和生产过程，可以在长江中下游地区的实际投入中减少总体调整，提高能源效率[15]。

1.充分发挥市场在能源资源配置中的关键作用。深化长江中下游地区的国有企业改革，加快混合所有制改革，提高国有及国有控股工业企业的市场竞争效率。国有及国有控股能源工业企业应要转变传统能源生产方式，走新型工业化道路，形成能源资源节约型和环境友好型的增长方式。完善内部人才管理机制，引进更多创新型人才，及时淘汰技术落后、能源生产和利用效率低的工艺和设备。

2.加强科技投资和自主创新。利用长江中下游的优势，完善中游地区工业园区基础设施建设，吸引能源生产率和能源利用率高的企业投资，从而引进先进的管理理念、生产技术和生产设备。下游地区要促进技术转移、扩散和技术溢出，避免能源回弹效应造成的效率下降，有效促进先进技术向中游转移，消除长江中下游地区的竞争壁垒。鼓励能源工业企业利用互联网+建立企业信息化管理系统，降低内部交易成本和生产成本。对现有能源进行有效二次创新的工业企业实行政策补贴，激发企业的创新意识。

3.建立合理的能源价格体系。加快能源价格形成机制改革，优化能源资源配置，提高能源市场运行效率，抑制要素价格扭曲带来的能源效率降低。推进长江中下游地区各种能源市场化改革，使得能源价格能有效反映当前能源的供需状况以及能源生产、运输的外部性。适当利用价格手段针对不同产业调整能源价格，促使高能耗、高污染的工业企业转变生产方式，提高能源效率。建立能源效率市场，将能源效率作为一种可引入的产品引入市场，在市场成熟并实现可行的能源效率潜力之后，通过适当提高能源价格，达到降低能源效率和盈利的效果[16]。

4.构建合理的能源消费结构和产业结构。积极发展清洁能源与低碳能源，降低传统化石能源消费比例，改善当前长江中下游地区的能源消费结构，大力发展清洁能源，加快低碳能源和清洁能源对高碳、高污染能源的替代，提升能源产业供给侧的竞争力。产业结构是提升能源效率的重要因素，因此需要推进产业结构升级，淘汰落后产业，提升第三产业的比重，大力支持低能耗、低污染的技术密集型产业，并利用互联网大数据平台对能耗大和污染严重的产业进行数据监测，严格控制其能源投入与产出，减少能耗排放[17]。