区域工业行业能源效率的比较研究.doc

1、区域工业行业能源效率的比较研究摘要：本文运用 DEA 方法对两广地区工业行业能源效率和要素冗余进行测算。结果表明，广西大部分行业的能源效率高于广东。广东行业能源效率在考察期内较稳定，中高技术行业较高，低技术行业普遍较低，且相差较大。广西能源效率在各行业中表现良好，相差不大。广东要素投入冗余较少，而广西则较多，要素冗余主要存在于能源效率低的行业。进一步对能源效率影响因素的回归分析证实，广东的工业化水平、劳动力和固定投资基本都表现对中高技术有促进作用，对低技术行业有抑制作用；广西则表现相反。而能源价格的提高对两地区各行业都有提高能源效率的作用。 关键词：能源效率；要素冗余；影响因素；DEA 一、引

2、言 近年来，工业的高速增长推动了中国经济规模的持续扩大，同时工业行业的能源消费总量也迅猛增加。工业部门的节能对全国的节能将起主导和决定性作用。那么，如何在保持经济高速稳定增长的同时减缓能源消耗，做到“低投入、高产出” ，是值得我们思考的问题。能源效率是指单位能源所带来的经济效益多少的问题。在研究中国能源效率问题上，大多数文献都集中在全国或某一区域、某一行业的能源效率的变动趋势上，对于地区间分行业能源效率差异及影响能源效率的因素的研究较少。因此，很有必要通过地区间的比较研究工业行业的能源效率问题。本文运用 DEA 方法对两广地区的工业行业能源效率进行实证研究，力求找出地区间工业行业效率差异及产生

3、的原因，建立能源效率影响因素的模型并进行计量检验。 二、研究方法与数据处理 （一）研究方法 本文将使用非参数估计的 DEA（数据包络分析）方法展开研究。DEA是一种运用线性规划的数学过程，用于评价决策单元（DMU）的效率，其目的就是构建出一条非参数的包络前沿线，有效点位于生产前沿上，无效点处于前沿的下方。此外，由于本文关注的是投入要素，因此将采用CRS 假设下基于投入法的 DEA 模型。 （二）数据处理 以 19972008 年广东和广西主要的八大工业行业的 GDP 作为产出要素，以资本存量、劳动力和能源消费量作为投入要素来进行能源效率分析。 （八大工业行业分类如下：煤炭采选业包括煤炭开采业和

4、洗选业；食品、饮料和烟草制造业包括农副食品加工业、食品制造业、饮料制造业和烟草制品业及它们相关的制造业；电力工业包括电力、热力的生产和供应业；化学工业包括化学原料及化学制品制造业；冶金工业包括黑色金属、有色金属冶炼及压延加工业，金属制品业；机械工业包括通用、专用设备制造业，交通运输设备业。GDP 以各行业工业增加值表示，资本存量由固定资产年平均余额表示，劳动力用行业全部从业人员年平均人数表示，能源消费量用折合后的标准煤消耗量表示。 根据年鉴中对工业行业的定义和分类，我们选取了八大工业行业进行数据整理分析，其中年鉴中行业工业增加值均以当年价格按生产法计算得来。各变量的统计性描述见表 1 和表 2

5、。 通过上表可以看出，在均值指标中，广东省工业行业增加值是广西地区的近 10 倍，资本存量是广西地区的近 3/4，劳动力是广西地区的近8 倍，能源消费是广西地区的近 3 倍。 三、实证结果分析 （一）两地区能源效率得分分析 根据 DEAP2.1 软件包可以计算得到广东广西八大工业行业19972008 年的能源效率得分，见表 2 和表 3。 通过表 2 和表 3 可以看出，广东工业行业能源效率最高的是电力工业和机械工业，广西得分最高的为电力工业和食品、饮料和烟草制造业。两省区能源效率得分最低的行业均为煤炭采选业和非金属矿物制品业。其中，广东得分最低的两个行业能源效率均在 0.5 以下，远低于总体

6、得分 0.766。广西得分最低的两个行业能源效率都在 0.6 左右，与总体得分0.832 比较接近。此外，广东工业行业能源效率平均得分比广西低0.066，就该指标而言，广西略胜一筹。与前文的表 1 得出的结论不相一致，说明投入要素、产出之间的比例与能源效率之间的关系并不是简单线性关系。 广东工业能源效率的优势行业比较突出，电力工业，机械工业，食品、饮料和烟草制造业和化学工业能源效率均在 0.960 以上，均位于前沿曲线上，而其他行业得分则均低于平均值，效率最高行业与最低行业相差 0.632。广西只有食品、饮料和烟草制造业、电力工业和机械工业的能源效率得分在 0.990 以上，但与广东不同的是，

7、广西其他几个行业的能源效率平均得分均比较接近行业总的平均水平，行业最大差距为0.412，比广东少了 0.22。 从时间上看，广西各年的能源效率得分均高于广东的得分。2005 年两地区能源效率得分相差最大，为 0.274；2007 年相差最小，为 0.003。 为了比较两地区的能源效率变化趋势，如图 1 和图 2。可以看出，广东除纺织业和非金属矿物制造业能源效率得分在 2004 年和 2005 年出现较大波动及煤炭采选业一直处于上升趋势外，其他五个行业 19972008年的效率水平基本持平。这说明广东工业化水平已经趋于稳定状态，能源效率提升空间并不大。虽然煤炭采选业在 19972004 年有上升

8、的趋势，但是由于广东煤炭资源有限，其能源效率仍不能与电力工业这种高技术、高效率的行业相比。广东拥有大量的纺织厂，但是其纺织业的能源效率并不高，比较几种投入要素可以发现，主要是劳动力投入过多，这也证实了纺织业在广东仍属于劳动密集型的行业。 而广西除食品、饮料和烟草制造业、电力工业和机械工业在各年均保持较高的能源效率，其他五个行业只有在 2006 年和 2007 年能源效率有较大幅度下降外，其余各年份均表现出各自不同的能源效率变化情况。根据图 2 显示，主要的转折点还有 2002 年和 2005 年。19972002 年，化学工业、煤炭采选业和非金属矿物制品业的能源效率一直处于下降的趋势。2002

9、2005 年，除上述三个行业以外，冶金工业的能源效率也有一个明显提升，平均提高了 0.6。而 2006 年和 2007 年煤炭采选业、纺织业和冶金工业的能源效率有明显下降，2007 年的能源效率值均低于考察期的平均值；相反，其他五个行业的能源效率在 2007 和 2008 年都达到了 1.000。也就是说，广西工业行业的能源效率是在不断提高的，但对于一些不可再生资源，如金属和煤炭行业的能源效率的改进却没有那么明显，甚至在某些年份出现了下降的趋势。这一现象的出现可能跟广西的地形地貌有关。广西是一个岩溶洞地区，煤炭和金属资源可能较少。相比广东而言，广西能源效率较高的还有食品、饮料和烟草制造业，其原

10、因可能是广西是一个旅游大省，其各地特产及“真龙”卷烟的生产销售给广西经济的增长做出了很大的贡献。 （二）基于要素冗余的效率得分 由于广东和广西两省区的能源效率平均值都没有达到 100%。因此，在投入要素的分配上仍存在可以改进的空间，以求得到更大的产出回报。因此，我们利用 DEA 计算得出 19972008 年合理的要素分配情况。 从表 4 的 Slack 值可以看出，投入要素 2 和投入要素 3 在多数行业都存在要素配置的无效率。两省区的纯技术效率为 1 的行业相同，都是食品、饮料和烟草制造业，电力工业和机械工业，因此产出需要改进的行业均为其他五个行业，但是两地区产出需增加的数值明显不同，如在

11、纯技术效率相近的冶金行业，广东需增加的工业增加值为 59.73 亿元，而广西则为 17.64 亿元。由该数值可以看出，广东是广西的 3 倍多，这也体现出广东的工业经济发展程度要远远高于广西。在劳动力方面，广东只有煤炭采选业人员配置浪费大，其余行业均不存在人员冗余，这说明其他各行业劳动力未饱和，这与每年民工打工和大学毕业生就业选择最多的省份是相一致的。而在广西，能源效率不接近前沿水平的各个行业在劳动力和能源消费两个投入要素上都存在着不同程度的冗余。从绝对数上看，存在最大冗余的为非金属矿物业，但是从比例来看，与广东相同，仍是煤炭采选业的冗余度最大。因此，对于两地区来说，都应该根据当地的资源状况来调

12、整好煤炭采选业的投入程度，争取提高能源效率。 四、影响因素的计量分析 （一）模型设定 能源效率影响因素的分析是利用时间序列和横截面两者相结合的数据，这种具有三维（个体、时间、指标）信息的数据结构成为面板数据。因为本文研究中影响因素对各个行业的影响是存在差距的且仅对样本本身的个体差异进行分析，因此要使用变截距模型中的固定效应模型。 （二）变量和数据 根据已有文献的研究经验，结合两地区工业行业相关数据的可得性，我们不妨考虑以下影响因素：工业化水平、能源价格、劳动力、固定投资。其中，工业化水平以各行业每年的工业增加值与 GDP 的比值来进行测算。能源价格以原材料、燃料、动力购进价格指数表示，均以上年

13、为100 来计算。人力资本选取各行业从业人员数来衡量。固定投资状况以各行业固定资产年平均余额进行计算。由于各个指标数据的单位不同，为消除由此带来的不可公度性，本文将相关数据用均值化方法进行无量纲化处理。 （三）实证结果 基于两地区八大工业行业的 12 年的面板数据，回归结果如下。 从表 5 可以得出以下结论。 1. 工业化水平对两地区行业 1 和行业 6，对广西的行业 3、行业 5、行业 7 和行业 8 都有影响。不同的是，工业化水平的提高对广东的行业1 产生负面影响，对广西则是正面影响，这与前面分析的两地区的能源效率差异和自然资源的差异是一致的。由于工业化程度不同，发展的重点亦不同，广东工业

14、化已步入正轨，重点发展中高技术产业，而广西工业化才刚刚起步，因此煤炭采选业这样的低技术行业此时受工业化水平的影响较大，并且工业化推动了该行业的效率提升，工业化水平每提高1%，煤炭采选业的能源效率上升约 0.81%。这一点在低技术行业中的纺织业也有体现，工业化水平每提高 1%，该行业效率就上升约 0.41%。而行业 6 化学工业是属于中高技术行业，由表 5 可以看出，工业化水平在广东对该行业产生的是正面影响，而在广西是负面影响，这也与两地区的工业化程度有关。广西工业化程度低，高技术行业的效率提升被低技术的提升抵消，最终在高技术行业的效率为负的影响，这一点在机械行业也有体现。 2. 能源价格提高对

15、两地区的非金属矿物制造业和化学工业都有显著的正向作用，能源价格每提高 1%，对广东两行业的能源效率分别有约0.66%和 0.80%的提高；对广西两行业的能源效率分别有约 4.60%和 1.09%的提高。对广西的冶金工业也有正向影响，能源价格每提高 1%，该行业的能源效率就提高约 0.96%。这说明，我国在能源领域的改革已初见成效，政府对能源价格的管制已逐渐放开，部分能源领域已经建立了一定的市场机制。但是，由于两地区的市场化进程不同及能源资源禀赋的差异，造成了对广西的能源效率影响程度较大。 3. 劳动力对两地区工业行业的影响的主要特点是，对能源效率较高的行业如广东的食品、饮料和烟草制造业以及广西

16、的冶金工业有正面影响，劳动力每增加 1%，两地区两行业的能源效率提高约为 0.17%和0.09%。可能是由于效率较高的行业正处于发展的时期，对劳动力的需求大，因此劳动力的增加对其产生正面的影响。而对于能源效率较低的行业如广东的煤炭采选业、纺织业以及广西的非金属矿物制造业都有负面的影响，劳动力每增加 1%，对它们能源效率分别降低0.40%、0.30%、0.11%。原因可能是这三个行业的能源效率较低，增加投入要素劳动力，就会使能源效率变得更低。而劳动力对广西的能源效率较高的化学工业也产生了负向的影响，究其原因可能是由于化学工业在广西的发展属于起步阶段，虽然随着工业化的进程能源效率提高较快，但目前在

17、该领域并不需要太多的劳动力。 4. 固定投资对广东的煤炭采选业、纺织业和广西的非金属矿物制造业、化学工业都是负向影响，固定投资每增加 1%，其能源效率就分别下降约 0.56%、0.39%、0.39%和 0.18%。而对广东的食品、饮料和烟草制造业、化学工业和冶金工业都有正向影响，固定投资每增加 1%，其能源效率分别上升约 0.10%、0.05%和 0.09%。这与前文分析的能源效率也有关系，能源效率高的行业投资越多越有利于产出，能源效率就会提高，能源效率低的行业则反之。固定投资对广东的行业影响明显多于广西，这可能与两地区的经济能力有关，广东整体经济水平明显高于广西，在重点发展的行业进行投资的力

18、度比广西大，因此带来的能源效率影响也较大。 五、结论与政策建议 （一）结论 首先，在能源效率方面：第一，广东地区的能源效率略低于广西地区的能源效率；第二，广东的各工业行业的能源效率在考察的 12 年间较广西的稳定；第三，广东的能源效率优势行业和劣势行业表现得较明显，中高技术行业的能源效率较高，低技术行业的能源效率较低，并且两者差距较大。 其次，投入产出的 Slack 值表明：广东在劳动力和能源消耗量的投入方面冗余比广西要少得多，表现出能源效率较高的行业要素冗余较少，能源效率较低的行业要素冗余较多。 最后，利用变动截距的固定效应模型检验发现，所考察的四个影响因素对两地区不同行业均有不同程度的影响

19、。工业化水平的提高对广东的煤炭采选业有负向影响，对广西的部分低技术行业有正面影响，对广西的部分高技术行业有负面影响。能源价格对原材料价格依赖程度较大的行业影响较大，能源价格上升能提高行业能源效率。劳动力和固定资本的投入在广东和广西基本都表现在对能源效率高的行业有正面影响，对能源效率低的行业有负面影响。 （二）政策建议 首先，广东工业化虽已步入正轨，能源效率已趋于稳定，且中高技术行业的效率高于低技术行业，但仍有提升的空间，相关部门应该明确工业经济发展目标，重点发展中高技术行业，突破瓶颈，继续提高能源效率，同时及时找出低技术行业存在的问题，合理进行资源配置。广西的工业化刚起步，多数行业能源效率处于

20、一个较高的水平，但是一些高技术行业仍然受到限制，所以重点应该在保持低技术行业的能源高效率的情况下，积极发展高技术产业，实现由低技术行业向高技术行业的转移。 其次，广东和广西在自然资源禀赋方面有所不同，造成了对各个要素的需求不同。两地区应该结合自身条件合理配置资源，如广东经济发展得快，需要更多的人才，更多的能源供给；而广西经济发展总体而言落后于广东，在这些方面需求较少，投入过多则会造成浪费。因此，应该根据工业化进程不同阶段采取不同的发展重点，合理利用和配置相关资源。 参考文献： 1李世祥，成金华.中国工业行业的能源效率特征及其影响因素基于非参数前沿的实证分析J.财经研究，2009（07）. 2魏楚.中国能源效率问题研究D.浙江大学经济学院，2009. 3吴巧生，成金华.中国工业化中的能源消耗强度变动及因素分析J.财经研究，2006. 4Jin-Li Hu，Shih-Chuan Wang.Total-factor Energy Efficiency of Regions in China，Energy Policy，2006（34）. 5屈小娥.中国省际全要素能源效率变动分解基于 Malmquist指数的实证研究J.数量经济技术经济研究，2009（08）. 6魏楚，沈满洪.能源效率及其影响因素：基于 DEA 的实证分析J.管理世界，2007（08）.