基于DEA的新疆能源效率评价模型研究

【摘要】本文利用DEA方法对新疆近年来能源效率进行了测度，得出了其能源效率的相对水平，分析了新疆能源效率变化趋势，及其可能的原因。进一步将能源效率分解进行分解，并提出相应的对策建议。

【关键词】能源效率 DEA 对策

一、问题引出

能源这一重要的生产要素在生产活动中的投入使得劳动生产率极大地提高，推动了社会的进步和经济的发展。但能源的过度消耗不仅会影响经济可持续发展，而且会对环境造成严重污染。加入世贸后，全国面临着节能减排的外部压力。十二五规划期末要实现单位产值能耗下降10%的目标。党的十报告中也明确提出要加快转变经济发展方式、要走讲究质量的内涵式发展道路。新疆是能源资源大省，新疆的重化工发展特征直接决定了新疆整体的能源的利用效率较低，在全国排名较靠后，因此，新疆的能源利用效率成为当前迫切而重要的研究话题。

研究新疆近年来能源效率的变化趋势和现状，对制定能源发展政策，提高新疆能源效率具有重要的意义。而目前学术界关于能源效率方面的研究，主要集中在明确能源效率这一概念，以及地区间能源效率差异的比较，而对于区内能源效率变化趋势的研究相对较少，专门针对新疆地区的研究更是寥寥无几。基于上述情况、本文将从以下几个方面进行研究：首先将能源效率和传统的能源生产率进行区分。其次，在明确能源效率这一概念的基础上，运用DEA方法对新疆2000-2011年时间序列数据进行能源效率评价测算，最后对测算的结果进行分析。

二、方法介绍

能源效率本身是一个一般化的用语（Patteson 2006），传统的能源效率指标基于单要素生产函数，并未考虑资本、劳动力等其它投入要素对能源效率的影响。而能源只有和资本、劳动力等其他生产要素结合才可能创造产出，因此以单要素生产函数为基础估算的能源效率指标的存在着对能源效率的误导。

为了克服上述缺点，Farrell从投入的角度给技术效率下了代表性的定义，即所谓的技术效率就是在生产技术不变，市场价格不变的条件下，按照既定的要素投入比例，生产一定量的产品所需要投入的最小成本占实际生产成本的百分比。在此基础上Hu和Wang（2006）基于全要素生产函数，运用DEA方法定义了全要素生产效率指标（TFEE），通过“前沿曲线上最有效能源投入”和“实际能源投入”的比值来计算能源效率，由于在计算过程中考虑了实际生产中除能源以外其他生产要素的投入（如资本、劳动力），因此弥补了建立在单要素生产函数下的传统能源效率指标的缺陷。本文基于这一思路进一步进行研究。

基于全要素生产函数的能源效率计算公式为：

其中EE代表能源效率，AEI代表实际能源投入数量，LEI代表损失的能源投入数量，TEI代表目标能源投入，即在当前生产技术水平下，为实现一定产出所需要能源投入数量的最优（最少）值。

本文基于全要素生产函数Y=Af（Xi）=Af（K，L，E），计算出新疆相对于生产前沿的效率值。我们假定该生产函数有三种投入和一种产出，分别为2000-2010年各年度的资本存量、劳动力和能源消耗，以及GDP。

效率测度中的生产前沿是未知的，需要通过实际的观测样本点（实际的投入、产出）来进行估计。Farrell（1957）提出可以构建一个非参数的限度图面来估计，即参数法，如数据包络分析（DEA）。另外还可以通过参数函数来拟合数据，即非参数法，如随机前沿函数法（SFA）。与SFA相比，DEA更适合于在多要素生产函数理论框架下计算某种投入要素的利用效率。因此本文选择DEA方法进行能源效率测度。

三、指标体系及数据的选择

在投入指标上，学者观点较为一致，既以能源、劳动力和资本三项作为投入指标，但并未对投入指标进行深入的探讨。能源投入方面，较一般的以能源消耗总量作为投入指标。劳动力投入方面，大多数研究并未考虑劳动力质量的差异，简单的以年平均在岗职工人数作为投入指标。资本投入上，大多数学者以资本存量作为资本投入指标。但武春友、吴琦考虑到资本并不是被全部利用，即资本存在利用率的问题而导致资本的实际投入量不一致，因此主张用固定资产折旧作为能源投入指标。

在产出指标上，除一部分学者考虑到了排放等对环境影响大的指标外，大部分学者的研究比较一致，即以不同层面（国家、地区和行业）的生产总值，作为产出指标，本文以新疆不同年份的GDP作为产出指标。

具体指标的数据来源与处理如下：

资本存量：本文采用“永续盘存法”来估计每年的实际资本存量，计算公式为Kt=It+（1-δ）Kt-1，式中Kt为t年的资本存量，Kt-1为t-1年的资本存量，δ为固定资产折旧率，It为t年的资本形成总额，式中资本形成总额来自《新疆统计年鉴》（2000-2012）。并参考了张军的研究计算方法，运用其2000年新疆资本存量的估算值，以2000年为基期，以固定资产投资价格指数对固定资本存量进行不变价换算。

劳动力：数据来源于《新疆统计年鉴》（2000-2012），当年的就业人数以（当年年末在岗职工人数+上年年末在岗职工人数）/2表示。

能源：能源投入为各年度能源消费总量，来源于《新疆统计年鉴》（2000～2012），各品种能源已折算成标准煤。

GDP产出：各年度GDP及GDP平减指数来源于《新疆统计年鉴》（2000～2012），并以2000年作为基期进行不变价换算。

本文中能源效率指标共选取了4个，而决策单元数为11个，满足决策单元数量要大于等于投入指标之和二倍，以及决策单元数量要大于等于投入指标数量与产出指标数量的乘积的要求。

四、结果分析

利用DEA方法对新疆2000-2010年的能源效率进行测算，结果见表1。从模型得出的数值可以看出以下结论。

1.用DEA方法测算的结果可以看出2000-2010年新疆能源效率均呈明显上升趋势，这说明新疆能源效率整体水平在提高。

2.能源效率可以进一步分解为纯技术效率和规模效率（能源效率=纯技术效率×规模效率），通过对新疆2000-2010纯技术效率的分析可知，新疆的纯技术效率2006、2007两年为0.996和0.995与1非常接近，其他年份纯技术效率皆为1，即这些年份新疆的纯技术效率是相对有效的。由于DEA测度的效率是一个相对值，所以并不能说新疆的绝对技术水平很高。因此可以说新疆的技术水平基本没有变化。结合现实的思考就是新疆的技术水平在低水平维持稳定。

3.通过对新疆2000-2010规模效率的分析可知，新疆规模效率小于1，且处于规模收益递增阶段，这说明新疆决策单元的规模相对较小，进一步增加投入后，产出增加比例会大于投入增加的比例。所以新疆应该进一步加大资源的投入，提高新疆决策单元的规模，以期提高新疆的规模效率。

4.从图1上可以看出能源效率和规模效率的图形基本重合，这是由于纯技术效率的值为1或者接近1，因此规模效率是新疆能源效率变化的决定性因素。从输入变量的数据我们也可以看出，劳动力投入缓慢增长，而能源和资本的投入增长速度较快。这也就是说，能源和资本投入，引起规模效率的提高，而新疆的能源效率又主要受规模效率的影响，新疆能源效率一直在提高。

五、对策建议

结合新疆本地长期形成的经济发展特征和能源消费特征，可以从以下三个方面提出进一步提升新疆能源效率的对策建议。

（一）大力提升技术水平，发挥技术对能源效率的正向作用

科技进步（“硬”技术进步）对提高能源效率有很大的贡献，新疆技术水平整体落后于内地，通过加大技术进步投资，降低各单位产品能耗、提高各行业部门能源利用水平还有很大潜力。

（二）快速发展经济，扩大经济规模，增加产值，实现相对能源效率提高

新疆总体能源效率过低的另一重大原因在于，本地企业加工制造能力弱，市场有限，都限制了经济的增长，使得新疆不具有规模优势，这些特征造成了新疆整体能源效率过低的现状。由此思路出发，如果未来新疆的经济实力和产值能够大幅增加，则能源效率也会相对提高，这也实现了经济发展目标和能耗降低目标的双赢。

（三）逐步调整产业结构和优化能源消费结构，形成经济发展和能源消耗协调发展局面

2000-2012年，新疆的产业结构和工业结构重型化的趋势一直没有得到明显改变。因此，在未来时期，借助于国家政策和对口援建的大好机遇，新疆务必要实现经济结构的调整和优化，具体思路为：调整经济结构、重新调整资源配置方向，充分利用各类经济政策，实现经济发展方式的转变和产业结构优化升级。同时要加快工业内部调整，淘汰高耗能陈旧设备，积极推广应用新型节能技术，既能增强企业竞争力，也能有效解决单位产品能耗高的问题。

参考文献

[1]M. J. FARRELL. The measurement of productive efficiency[J].0020Journal of Royal Statistical Society， Series A， General， 1957， 120， part3， 253-281.

[2]魏楚，沈满洪. 能源效率与能源生产率：基于DEA方法的升级数据比较[J].数量经济技术经济研究，2007（9）：110-121.

[3]张军，吴桂英，张吉鹏.中国省级物质资本存量估算：1952-2001[J].经济研究，2004，39（10）：35-44.

作者简介：王琦（1986-），男，汉族，黑龙江，经济学研究生在读 ，新疆财经大学，研究方向：区域经济学。