低碳经济视角下我国制造业能源利用效率评价研究时间： 2016-09-15信息来源：周婷婷 唐晓华　作者：hjr_admin　责编：

    　摘要：提高能源利用效率作为减少二氧化碳排放的重要手段，是发展低碳经济的首要选择。文章通过选取我国制造业30个行业为决策单元，对2008～2012年间投入产出数据进行有效性处理，并运用两种数据包络分析模型对各行业的能源利用效率进行考察并分析各行业的能效差异。结论显示我国制造业总体能源利用效率偏低，个别行业投入冗余值过高，在此基础上提出提高制造业能效的对策建议。
    　关键词：低碳经济；能源利用效率；制造业；数据包络分析
    　中图分类号：F42；F062.2  文献标识码：A  文章编号：1671—4407(2016)05—058—05
    　基金项目：教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目“我国先进制造业发展战略研究”（14JZD018）
    　作者简介：周婷婷（1985～ ），女，辽宁营口人，博士生，讲师，研究方向为产业经济和宏观经济；唐晓华（1956～ ），男，广西桂林人，教授，博士生导师，研究方向为产业组织理论及应用。
   
    　1 问题的提出
 
    　伴随着全球气候变暖、能源危机、环境危机等一系列问题的产生，人类开始不断探索符合现代工业、现代生活方式的经济发展新模式，“低碳经济”的概念应运而生。目前，世界主要发达国家纷纷推动以“高能效、低排放”为核心的低碳革命。主要措施有改造传统高碳产业；选择新型清洁能源和可再生能源作为替代能源；采取碳交易的方式推动企业碳减排；在全球范围内开展碳减排协作等，力求在低碳经济领域拔得头筹。日本为实现全球首个“低碳社会”的目标不断探索充分利用能源的高新技术。美国于2009年5月通过了一项“气候变化法案”，提出了到2050年比2005年减排83%的目标。这是美国作为碳排放大国首次向世界人民作出承诺，此后，美国不断提出各种发展新能源的计划推进低碳经济进程。英国作为首个提出低碳经济概念的国家，在行动上也处处体现走低碳化道路的决心，向世界承诺到2050年实现温室气体的排量降低60%的长远目标。
 
　　作为世界排放大国和最大的发展中国家，中国在低碳经济的问题上一直是积极面对、敢于承诺、付诸实践。2009年，我国提出到2020年，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%的目标，并通过大力发展可再生能源、积极推进核电建设等行动。对于我国来说，寻找一条低碳发展之路，在确保经济发展的前提下参与全球减排行动迫在眉睫。目前我国已进入经济发展新常态，依据我国能源消费的现状和自身的特点来看，我国不能沿用西方国家发展中的耗能方式，需要寻找适合本国国情的能源消耗方式。如何从传统的依赖化石能源的高碳排放转向低碳经济发展模式？如何在保证经济适度增长的基础上，保障能源可持续、充分的利用并减少温室气体排放？是政府制定政策要首先考虑的问题也是学者们急于解决的问题。
 
　　“低碳经济”一词最早是由英国在2003年提出，随后引起人们的广泛关注。低碳经济，是指以可持续发展理念为指导，在维持经济适度增长的前提下尽可能减少高碳能源消耗、减少二氧化碳排放的经济发展模式。自从低碳经济的概念提出以来，学者们分别从不同角度对此问题进行探索，有预测节能潜力的，有研究碳交易的，还有研究低碳城市构建的。但在众多研究方向中，笔者认为，首先应该关注行业的能源利用效率问题，因为在现有经济发展形势下，二氧化碳的主要来源是工业用燃料产生的废气，而其中的大部分是由于能源未得到充分利用，因此提高能源的利用效率是保持经济稳定增长又控制碳排放量的首要办法。
 
　    制造业作为我国工业的主体，集能源消耗量大、碳排放量多等特点于一身。如果说二氧化碳排放主要来自于第二产业，那么第二产业的碳排放大户就是制造业。然而现有文献多以一国或一省份为研究对象，分区域讨论低碳经济发展模式，以行业尤其是以制造业为对象研究低碳经济发展路径的并不多见。本文以我国制造业的30个行业为研究对象，对于2008～2012年间行业能源利用效率进行评价分析，探索未来低碳经济发展的方向。
 
    　2 能源利用效率的文献综述
 
    　国内外有关能源利用效率的研究并不少见。目前国内外有关能源效率的文献大多围绕能源效率测算、能效影响因素、未来节能潜力等方面展开研究^[1]，常用的研究方法有非参数化的DEA、参数化的SFA、因素分解法和计量建模。已有文献大致从三个层面来分析。
 
    　2.1 有关能源效率和经济增长关系的研究
 
    　大部分学者都支持能源与经济间的相互影响关系，如Odhiambo^[2]等对南非的能源消耗与经济增长的关系采用格兰杰因果检验法检验，发现二者互为影响。Akinlo^[3]以尼日利亚为样本，发现1980～2006年间只有能源消费对经济增长存在格兰杰因果关系，经济增长对能源消费的影响关系不显著。但也有部分学者不支持二者之间的相关性，如Abosedra等的研究表明黎巴嫩1995～2005年间能源消费与经济增长之间并不存在稳定的因果关系。吴巧生等^[4]通过将美国作为参照，运用协整模型对中国能源消费与经济增长的关系进行了分析，得出结论工业化对于能源利用效率的提高有促进作用。王少平和杨继生^[5]以中国工业各主要行业为研究对象，用协整模型分析出能源消费、行业增长和能源效率之间的长期均衡关系。王珊珊和屈小娥^[6]的研究表明，制造业不同行业的全要素能源效率差别较大，全要素能源效率较高的是重工业行业。赵进文^[7]用STR模型技术证明了我国经济增长对于能源消费具有促进作用，且二者关系具有阶段性特征。
 
    　2.2 有关能源效率影响因素的研究
 
    　概括说来，影响能源利用效率的因素有技术水平、经济发展水平、能源结构、宏观政策和对外开放程度等因素。Karen Turner^[8]运用CGE模型研究认为，技术进步可以提高能源利用效率，改善经济增长对环境的负面影响。马海良等^[9]研究认为，全要素生产率的提高是中国三大经济区域能源效率提高的直接原因。原毅军等^[10]应用参数化的SFA方法分别研究了在短期和长期中技术进步、产业结构优化和管制政策三个因素对能源利用效率的影响情况，结论显示无论长短期技术进步都对能源利用效率产生影响，但另外两个因素对于能源利用效率的影响短期有效，长期影响无效。Blackman & Wu Xun^[11]，Mielnik & Goldemberg^[12]研究发现，外商直接投资技术外溢效应是导致能源效率提高的主要原因。樊茂清等^[13]针对中国制造业20个部门进行分析，结果显示贸易对制造业的能源强度变化有一定的影响。
 
    　2.3 在能源效率的基础上预测节能潜力
 
    　对节能潜力的研究主要有两种方法：能源技术模型和能源经济模型，而且每类中按照具体的模型构架基础的不同又可以分为若干子类。Lin等将研发支出、节能投资额、劳动生产率和行业集中度等因素作为自变量，以能源强度为因变量，运用多元线性回归模型预测了中国钢铁行业2015年和2020年的节能潜力。类似的方法也被用于研究中国其他高耗能行业，如林伯强和张国梁应用协整模型分析了中国有色金属工业能源强度和各影响因素之间的长期关系，并进而预测有色金属工业未来的节电潜力。汪克亮等^[14]认为我国三大地区节能潜力的提升主要依靠技术进步和产业结构优化来实现。史丹^[15]分区域讨论了在能源效率趋同条件下的节能潜力，提出不同地区采用相同的节能目标是不合理的，应结合区域经济实际而来。
 
    　3 研究方法与指标选取
 
    　3.1 数据包络分析法
 
    　数据包络分析（data envelopment analysis，DEA）是在“生产前沿面”概念基础上提出的一种系统分析方法。DEA方法与其他的综合评价方法相比具有很多优势，例如运用DEA可以评价多输入、多输出的决策单元（decision making unit，简称DMU）间的相对有效性。无须考虑输入、输出指标的量纲选取，也无须为指标赋予权重，是非参数化的分析方法，通过判断决策单元是否位于生产可能集的“生产前沿面”上，对每个决策单元的相对效率进行综合评价。DEA分析既可以构建规模报酬不变的模型，又可以构建规模报酬可变的模型，既可以产出要素为导向，也可以投入要素为导向分析相对效率。本文运用数据包络的两种方法对2008～2012年间我国30个制造行业的能源利用效率进行综合评价。
 
    　3.2 数据说明
 
    　（1）产出指标：现有研究通常采用IPCC 给出的方法测算二氧化碳排放量，但新近研究表明我国二氧化碳排放长期被高估，由于没有官方的碳排放统计数据，且在能源使用过程中，二氧化碳被视作是非期望产出，所以本文暂不考虑二氧化碳这一产出指标，仅把期望产出工业总产值作为分析能源利用效率的产出指标。这里需要说明的是，2012年没有官方公布的分行业工业总产值的统计数据，只能依据制造业各行业增加值率推算并估计取得。
 
    　3.3 投入指标
 
    　（1）资本投入：关于资本要素的投入，不同学者采用的方法也不尽相同，本文根据已有的研究方法，将固定资产净值年均余额作为衡量各行业资本投入的指标。需要说明的是，2011年的中国统计年鉴没有固定资产净值年平均余额这一指标，改用固定资产原价减去累计折旧的值代表。
 
    　（2）劳动投入：与资本投入一样，劳动投入也是影响各行业产值和生产效率的重要因素。本文采用全部从业人员年平均人数作为劳动投入指标。
 
    　（3）能源投入：虽然使用电力和天然气这两种能源不会引起二氧化碳排放量增加，但生产电力和天然气这两种能源的过程会产生二氧化碳，因此本文在各统计分行业的能源投入统计数据中，并未将能源消费总量减去电力和天然气的消费总量，即使用能源消费总量这一指标代表能源投入。
 
    　4 实证分析与结果说明
 
    　本文采用基于规模报酬不变（CRS）的DEA模型来测算我国制造业分行业能源利用技术效率，运用DEAP2.1软件对所获得数据进行Malmquist指数分析。分析结果如表1所示。
   
    　Malmquist指数可以分解为技术效率变化指数和技术进步变化指数两部分，而技术效率变化又可分解为纯技术效率和规模效率两部分，即TFPC = EC × TC = PEC × SEC × TC。其中，TFPC为全要素生产率的变化，EC代表技术效率变化，TC代表技术进步变化，PEC为纯技术效率变化，SEC为规模效率变化。评价得分超过1的说明相对于前一时期各指标都有所增长，而小于1的结果说明相对效率降低。从实证结果来看，我国制造业30个行业的平均全要素生产率的变化为1.078，其中，效率变化为1.026，技术变化为1.050，说明在2008～2012年间我国制造业各行业技术进步相对增长率更多的是来自效率的变化，而在效率变化的构成中，纯技术效率为1.029，规模效率为0.997，纯技术效率相对增长，而规模效率呈现降低的状态。
 
　    接着，通过规模报酬不变的以投入为导向的技术效率计算，得出不同要素投入的利用情况，由于本文侧重分析能源投入的利用效率，因此暂不考虑其他两种投入要素的冗余情况，单把30个制造业的实证结果进行汇总，结果如表2所示。
   
   　 其中，TE为30个制造业的技术效率，可以看出，除了第4、13和第30个序号所代表的烟草制造业、石油加工、炼焦及核燃料加工业和工艺品及其他制造业的技术效率为1以外，其余各行业的技术均未达到最优水平。依据技术效率评价得分可以将制造业分成资源利用较有效率，效率一般和效率较差三个类别。总体看来，处在技术效率较高类别的制造业共有10个行业，处在技术效率一般类别的有7个行业，处在效率较低类别的有13个行业，从总量可以看出，目前我国制造业大部分行业存在能源利用效率偏低的问题。
 
    　投入冗余量和产出不足值是从要素是否有冗余的角度衡量要素使用效率的，由于选取要素投入为导向，并且不考虑资本和劳动要素投入，因此表3的数据代表的是能源要素投入的冗余情况，二者之和为应该减少的能源投入总量。同样，除了烟草制造业、石油加工、炼焦及核燃料加工业和工艺品及其他制造业以外，其余行业都或多或少存在能源投入过多的问题，或说是能源未充分利用的问题。
   
    　从实证结果可以看出，有几个行业值得关注，分别是化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业和黑色金属冶炼及压延加工业，这三个行业的投入冗余值特别高，分别达到27 216.536 ( 14 533.361 + 12 683.175 )、24 398.355 ( 15 641.039 + 8757.316 )、39 931.139 ( 20 999.624+18 931.515 )，说明这三个行业存在严重的能源投入过多且未得到充分利用，资源浪费现象严重。实证结果跟行业的特点相吻合，这三个行业确实存在高能耗、低能效和高排放的特点。
 
　　5 提高制造业能源利用效率的对策建议
 
    　5.1 调整能源结构，制定低碳化发展政策
 
    　从某种意义上讲，传统制造业之所以存在高能耗、低能效的问题，并不是缺乏替代能源，也不是缺乏节能技术，而是对于煤炭等高污染能源的使用形成了路径依赖，并且考虑到企业的节能成本问题而放弃新能源的使用。因为煤炭是目前相对廉价的能源品种，如果用太阳能、风能、潮汐能等清洁能源大量的替代煤炭，则需要技术上的巨大突破，否则成本过高。如果不顾及能源成本的制约，强行进行大规模的能源结构调整，将对经济增长、就业等方面都会造成影响，甚至阻碍经济增长。因此能源结构低碳化的调整必须由政府进行引导，通过制定清洁能源发展规划、能源结构规划和相关政策，强调能源结构低碳化、清洁化的重要性，逐渐降低一次能源结构中煤炭的比例。但是光有政策的制定也是不够的，还需要在未来相当长的时期内对于政策的落实执行进行监督。用好奖励和惩罚双重激励机制，对于节能技术、节能设备的采购实行价格补贴，针对节能达标的单位和个体提供补贴、金融、税收等方面的激励措施。而对于迟迟不使用替代能源、仍旧走高能耗高排放发展模式的企业要加大惩罚力度。总的说来要积极鼓励发展构建安全、清洁、高效、可循环利用的能源消费结构，加速推进风能、水能、太阳能等绿色能源的应用和普及，优化能源消费结构，促进能源效率的提升。
 
    　5.2 优化产业结构，淘汰高能耗落后产业
 
    　这里所谓的产业结构的调整，并不仅仅是指三次产业的结构调整，还包括产业内的结构调整问题。我们都知道服务业的快速发展会降低工业在国民收入中的比重，推进低碳革命的进程，但在一定时期内，我国的产业结构仍然是以工业为主体的，制造业作为工业的主要领域决定了讨论产业内部的结构优化问题是十分必要的。产业内结构调整是要大力推进低能耗低排放行业的发展，逐步淘汰高能耗高排放的落后产业，从根源上减少煤炭等高污染能源的利用，降低二氧化碳排放量，推动行业低碳发展之路走得又快又好。
 
    　5.3 加大研发投入，提高节能技术水平
 
　　虽说目前我国的节能技术已取得许多重大性突破，但相对于巨大的能源需求量和快速发展的经济环境来说，低碳经济之路仍任重而道远。距离发达国家的先进节能技术还有一定差距，因此要继续加大节能技术研发投入，产品的研发不但能让企业得到新的技术、新的产品或设备，而且能够进一步加强企业消化吸收现有技术和资料的能力，从而可以加快、加强技术外溢，即研发经费投资具有提升技术创造的能力和消化吸收能力的两面性。对于研发出的新技术要尽快实现应用性转化和推广，只有技术的快速应用和推广才能推动新技术的诞生。
 
    　5.4 推动能源价格市场化改革，理顺煤电关系
 
    　我国长期存在的产业层面的“煤电矛盾”的主要原因是政府对煤电市场化改革的不平衡和不配套形成的。可以借鉴美国和日本的经验，实现“煤电联动”，对于电力价格进行监管，有助于将电价稳定在一定范围内，有利于电价的市场化改革。具体措施例如可以通过在上游对煤炭征收资源税和暴利税，以高税收补贴终端电价，这样还可以避免煤炭价格上涨过高，并防止煤炭市场转移资源税。“煤电联动”可以分步骤，渐进式的进行，开始时由政府制定联动机制，然后逐渐过渡为企业自主联动，按照市场供需决定价格，政府在此其中只负责价格监管。
 
    　6 结语
 
    　本文通过运用数据包络分析方法对我国制造业2008～2012年间30个行业的能源利用效率进行评价分析，需要说明的是Malmquist指数测算的是相对效率变化，所得结果并不是该行业的真正能源效率，而是相对于基年的变化率，但可以从结果看出能源利用效率的变化是来自纯技术效率的变化还是规模效率的变化，并通过投入导向的DEA方法得出不同行业的能源利用情况，对于能效低的行业应加快低碳化改革进程，全面推进低碳经济建设。
 
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    　（责任编辑：朱莉丽）