技术进步\产业结构\能源消费结构与中国能源效率

[摘要]分析了技术进步、产业结构和能源消费结构三个指标共11个影响因素与能源效率之间的关系，并运用岭回归方法进行了实证研究。结果表明：技术进步显著地与能源效率正相关，技术进步会提高能源效率；第二产业比重的提高会降低能源效率；煤炭消费比重提高也会降低能源效率，而石油消费比重提高则会提高能源效率。此外，经济发展水平、对外开放和市场化均会显著地改善能源效率。

[关键词]技术进步；产业结构；能源消费结构；能源效率

[中图分类号] F124.3 ［文献标识码］ Ａ [文章编号] 1673-0461（2011）05-0013-04

一、前 言

改革开放以来，中国经济快速发展，加大了市场对能源的需求。早在2002年，我国能源消费已经仅次于美国，位列全球第二。近年来，中国经济的腾飞伴随而来的是能源供应紧张。2010年我国一次能源消费量达到了32.5亿吨标准煤，中国已经成为世界第一大能源消费国。我国能源生产量已经满足不了经济的需求，强大的能源消费需求与滞后的能源生产量，致使近年来“煤荒”、“电荒”频发。然而，中国在能源效率方面与发达国家相比，还有很大的差距。能源效率还有很大的提升空间，能源利用效率的提高会缓解我国能源需求的压力，进而减少温室气体排放，可以逐步改善中国持续恶化的环境问题。中国作为温室气体排放大国，减少温室气体减排，也是中国作为一个大国所应负的责任。因此，如何提高能源效率就成为摆在学者面前一项重要的研究课题。

在我国，影响能源效率的因素有很多。技术水平落后是制约我国能源效率提高的重要原因之一。长期以来，我国工业粗放式增长，工艺水平与发达国家相比有较大的差距，能源资源浪费严重，工业尤其是重工业比重过大也是影响我国能源效率难以提高的原因之一。另外，由于资源禀赋的原因，我国一次能源中的煤炭储量丰富，而高效能源的石油储量却较少，大量的使用能效较低的煤炭也是我国能源效率低下的重要原因。

从统计数据来看，以2008年为例，我国省域能源效率十分明显呈现东高西低的局面。东南沿海地区以及北京市的能源利用效率最高，与东南沿海相邻的区域的能源利用效率也相对较高，而中部、东北部以及西南部分地区等能源效率则处于平均水平，而西部尤其是西北地区的能源效率最低。我国能源效率东高西低的局面与我国地区间的科技水平、经济发展程度、产业结构等等关系非常密切，这都是我国能源效率整体难以提高的原因。因此，本文从技术进步、产业结构和能源消费结构等因素出发，定性和定量地考察这些因素与能源效率之间的关系。

二、文献回顾

能源经济学是现在学界一个热点话题，已经涌现出大量的文献。很多学者对能源效率的影响因素作出了很多细致的研究和深入的分析。能源效率综合地反映了一个国家或地区的生产对能源的利用效率，是经济增长质量的重要指标。中国政府已经开始重视能源效率的问题，根据《中华人民共和国第十一个五年计划纲要》要求，2006年到2010年末，中国单位GDP能源消耗要比2001年至2005年末要减少20%。因此研究能源效率的影响因素显得非常有意义。

对于能源效率影响因素的研究主要集中在几个指标上，如技术进步、产业结构、能源消费结构、经济发展水平、对外开放程度、市场化程度，经济全球化等对能源效率的影响。有很多学者研究集中在技术进步对能源效率的影响。如李廉水和周勇（2006）用DEA方法分解出技术进步变量，发现技术进步是工业部门能源效率提高的主要原因[1]；冯泰文等（2008）引入技术进步作为调节变量，采用层级回归方法得出技术进步使得能源强度显著降低[2]；陈军和徐士元（2008）利用FDI、人力资本和R&D投入等技术进步变量对能源效率的影响进行研究发现其对能源效率提高具有长期效应[3]；齐志新和陈文颖（2006）用拉氏因素分解法进行分析，发现技术进步是我国能源效率提高的决定因素[4]。由此可见，学界基本肯定了技术进步对能源效率的促进作用。在产业结构影响因素方面，周勇和李廉水（2006）采用适应性加权迪维西亚指数对我国能源强度的变化因素进行了分解，结果表明产业结构因素和产业部门能源强度因素对我国总能源强度下降有正向显著作用[5]；韩智勇等（2004）也定量分析出了工业能源强度下降是总体能源强度下降的主要原因[6]。在能源消费结构影响因素方面，姜磊和吴玉鸣（2010）研究了能源消费结构对能源效率的影响，结果显示煤炭消费比重与能源效率为负相关，石油和天然气消费比重的加大则有利于能源效率的提高[7]。同样董利（2008）在考虑了产业结构、对外开放、市场化程度后，也考虑能源消费结构因素对能源效率进行研究[8]。尹宗成（2008）检验了外商直接投资、人力资本和科技研发投资、产业结构对我国能源效率的影响，发现外商直接投资、人力资本和科技研发投资对提高我国能源效率具有显著的正向作用，而第二产业比重对提高我国能源效率具有明显的负向作用[9]。邱灵（2008）研究了能源结构、技术水平、产业结构、价格水平和投资水平对能源效率的影响，也得出了基本类似的结论[10]。

综上所述，很多学者从多方面来研究能源效率的影响因素，各个学者在研究中考虑的因素不同，很显然这些因素都是影响能源效率的重要原因，忽略任何一个变量对于研究能源效率影响因素都是不完善的。因此，本文在以前学者的研究基础之上，尽可能的涵盖影响能源效率的各个方面，将其纳入本文的分析框架之中，旨在得出一些有意义的结论。

三、变量说明及数据来源

综合上述文献来看，影响能源效率的因素很多，总的来说，主要考虑以下四个大方面的指标：

技术进步指标，产业结构指标，能源消费结构指标和综合经济指标①。这四大指标同样也有若干个具体的指标可以用于研究与能源效率之间的关系（见表1）。

（一）能源效率

能源效率的测度有多种指标，本文所选用的是最为常用的宏观指标，计算方式是：

能源效率=GDP/能源消费。

（二）技术进步指标

本文选取了三个反映技术进步的指标，专利申请数、外商直接投资和国内R&D投入，多篇文献都选取这些变量来研究技术进步与能源效率之间的关系。外商直接投资选用的实际利用外资金额。国内R&D投入选用的是财政科技支出作为替代（赖明勇，2005）[11]。一般来说，科技进步会促进能源效率提高。因此提出假设：

H1：技术进步有利于能源效率的提高。

（三） 产业结构指标

我国第二产业的能源消费占据了全国能源消费的70%，工业比重对于能源效率的影响无疑是巨大的。本文选取产业结构变量为第二产业比重和第三产业比重。因此可以提出下面假设：

H2：第二产业比重越高，能源效率越低。

H3：第三产业比重越高，能源效率越高。

（四）能源消费结构

一次能源包含煤炭、石油、天然气和水电。由于水电资料缺乏，因此本文选取煤炭、石油、天然气消费比重来反映能源消费结构。从文献来看，煤炭比重过高是我国能源效率低下的原因，而石油和天然气则是高效能源，石油和天然气消费比重的提高将会有利于能源效率的改善。因此可以提出下面的假设：

H4：煤炭消费比重越高，能源效率越低。

H5：石油消费比重越高，能源效率越高。

H6：天然气消费比重越高，能源效率越高。

（五）综合指标

对能源效率有影响的还有一些综合指标，例如经济发展水平，对外开放程度和市场化程度。经济发展水平用人均GDP来表示；对外开放程度用年货物进出口总额占地区生产总值的比重来表示；市场化程度用《中国市场化指数：各地区市场化相对进程2009年报告》[12]的数据来表示。经济发展水平越高，能源效率就越高；对外开放程度越高，能源效率就越高；市场化程度越高，能源效率也越高。因此可以提出下面的假设：

H7：经济发展水平越高，能源效率就越高。

H8：对外开放程度越高，能源效率就越高。

H9：市场化程度越高，能源效率也越高。

四、实证研究结果

在考虑了能源效率的多个影响因素之后，可以建立回归方程研究各个因素对能源效率的影响关系。由于选取的是多达11个解释变量对能源效率进行回归。经过检验，各个解释变量之间存在比较严重的多重共线性。因此用普通最小二乘的方法估计的系数会发生重大改变，导致估计的精度下降，因此必须采用克服多重共线性的方法。本文选用岭回归（Ridge Regression）来解决多重共线性问题。

岭回归分析是一种专用于共线性数据分析的有偏估计回归方法，它实质上是一种改良的最小二乘估计法，通过放弃最小二乘法的无偏性，以损失部分信息、放弃部分精度为代价来寻求效果稍差但更符合实际、更可靠的回归方程，故岭回归所得剩余标准差比最小二乘回归要大，但是对病态数据的耐受性远远强于最小二乘法。

根据高斯-马尔科夫定理，多重相关性并不影响最小二乘估计量的无偏性和最小方差性，但是，虽然最小二乘估计量在所有线性无偏估计量中是方差最小的，但是这个方差却不一定小。而实际上可以找一个有偏估计量，这个估计量虽然有微小的偏差，但它的精度却能够大大高于无偏的估计量。岭回归分析就是依据这个原理，通过在正规方程中引入有偏常数而求得回归估计量的。通常岭回归方程的R平方值会稍低于普通回归分析，但回归系数的显著性往往明显高于普通回归，在存在共线性问题和病态数据偏多的研究中有较大的实用价值[13]。因此选用岭回归的估计方法使得回归系数接近真实，能解决多重共线性的问题并且通过非常显著的回归系数来反映实际情况。岭回归具体结果如下：

由表2可知，R2为0.7921，模型的拟合优度很好，F统计量也通过了1%显著性水平的检验，模型整体很好。从系数来看，除了天然气消费比重变量之外，几乎所有的系数均通过了不同水平的显著性检验。依次来看，反映技术进步的三个变量：专利申请数、外商直接投资和国内R&D投入都显著为正，都通过了1%或5%显著性水平的检验，说明了技术进步确实促进了能源效率的提高，这和学者们的研究是极为一致的，H1得到了证实。再看产业结构指标，与其他学者的结论也是一致的，第二产业比重变量与能源效率是负相关关系，说明二产比重越高，能源效率就越低，而三产比重越高，则有利于能源效率的提高，这也实证了H2和H3。在能源消费结构的指标中，煤炭消费比重与能源效率是负相关的，而石油消费比重与能源效率是正相关的，这说明了长期以来我国能源效率低下的一个主要原因就是能源消费结构的不合理性，能效较高的石油消费所占比重仍然较小。天然气消费比重变量不显著，这是由于各个地区的天然气消费比重差距非常大，有的地区例如福建地区天然气消费比重只占0.3%，而广东地区比重则高达47.9%，其他地区的天然气消费比重差距也非常大，因此在统计上不显著。结论只验证了H4和H5。在综合经济指标中，经济发展水平只通过了7%的显著性水平的检验，而对外开放程度和市场化程度则通过了1%的显著性水平的检验。三者与能源效率也是正相关关系，因此也验证了H7、H8和H9。

五、结论与政策建议

本文从技术进步、产业结构、能源效率结构和综合经济发展四个方面研究了我国能源效率的影响因素。从分析结果来看，技术进步的三个变量与能源效率都是呈现显著的正相关关系，说明技术进步是促进我国能源效率提高的重要因素。因此，国家应该出台政策向新能源技术和新节能技术研究方面倾斜，积极引导鼓励科研机构和企业进行科技创新，加大对科技开发方面的经费支持力度，同时引进国外先进的生产技术和管理经验，也要注重引进国外先进的科学技术和先进的节能经验，大力推广节能技术，不断提高我国能源的使用效率，实现我国节能减排的目标。西部地区能源效率普遍较低。因此，国家可以积极引导东部地区将较为发达的科学技术和先进的工艺引入到西部地区，改善西部地区能源效率水平，这对我国能源效率整体改善大有裨益。

工业比重过高，产业结构不合理，都是我国能源效率较低的原因。因此，降低工业比重与产业结构调整就成了当务之急。一直以来，我国工业以粗放式增长，能源利用效率低下的现象普遍存在于工业部门。从能源使用效率和能源的经济产出来看，工业部门的产值能耗最大。因此，必须进行产业结构调整来提高能源利用效率，发展附加值高、能效高、节约能源的现代工业体系，降低重工业比重，同时要不断发展能源效率较高的第三产业。这就要求工业部门需要提高生产工艺水平，努力降低能源消耗水平，提高能源利用效率。

尽管煤炭消费比重过重影响了我国能源效率的提高，然而由于受自然资源禀赋的限制，我国在未来很长的时间内都无法改变能源以煤炭为主的现实。因此煤炭消费的主要方向应该增加煤炭发电比重，减少煤炭直接燃烧，提高电能占终端能源的比重，将煤炭转化为电力是提高我国能源效率的一个有效的途径。根据中国社会科学院2008年出版的《中国能源发展报告（2008）》蓝皮书指出，在未来较长时期内，火力发电在中国电源结构中仍将占较高比重。这不仅是电源本身发展的需要，也是综合发挥中国能源资源效率、提高经济与总体环保效益的最好选择。加大煤电的转换力度是符合中国能源和环境发展要求的最好选择。中国的电力发展既有能源资源的约束，也有环境保护的约束。中国以煤为主的能源格局，决定了煤电仍然在电源结构中占主导地位，必须加快煤电自身结构的优化调整，加快清洁燃烧技术的开发应用[14]。

经济发展水平、对外开放程度和市场化程度越高，能够显著地提高能源效率。这意味着我们要坚定不移地坚持改革开放、扩大对外开放程度，同时积极地推进市场化改革，通过市场化的调节机制促使能源资源配置达到最优。例如，制定合理的市场价格机制、打破地区间能源要素流动的壁垒都是提高能源效率的有效途径。

[参考文献]

[1] 李廉水，周 勇. 技术进步能提高能源效率吗？――基于中国工业部门的实证检验[J]. 管理世界，2006（10）：82-89.

[2] 冯泰文，孙林岩，何 哲. 技术进步对中国能源强度调节效应的实证研究[J]. 科学学研究，2008（8）：987-993.

[3] 陈 军，徐士元. 技术进步对中国能源效率的影响:1979-2006 [J]. 科学管理研究，2008（1）：9-13.

[4] 齐志新，陈文颖. 结构调整还是技术进步?――改革开放后我国能源效率提高的因素分析[J]. 上海经济研究，2006（6）：8-16.

[5] 周 勇，李廉水. 中国能源强度变化的结构与效率因素贡献――基于AWD的实证分析[J]. 产业经济研究，2006（4）：68-74.

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[9] 尹宗成，丁日佳，江激宇. FDI、人力资本、R&D与中国能源效率[J]. 财贸经济，2008（9）：95-98.

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[11]赖明勇，张 新，彭水军，等. 经济增长的源泉:人力资本、研究开发与技术外溢[J]. 中国社会科学，2005（2）：32-46.

[12]樊 纲，王小鲁，朱恒鹏. 中国市场化指数：各地区市场化相对进程2009年报告[M]. 北京：经济科学出版社，2010.

[13]张文彤. SPSS11统计分析教程（高级篇） [M]. 北京：北京希望电子出版社，2002.

[14]刘 畅，孔宪丽，高铁梅.中国工业行业能源消耗强度变动及影响因素的实证分析[J].资源科学，2008，26（9）：1290-1299.

On Relationship between Technological Progress，Industry Structure， Energy Consumption Structure and Energy Efficiency in China ――An Empirical Study Based on Ridge Regression Jiang Lei，Ji Minhe （The key Lab of GIScience，Chinese Ministry of Education，East China Normal University，Shanghai 200062，China） Abstract：Fast economic growth along with low energy efficiency characterizes the trend of current social development in China. Since there are many influential factors being involved in energy use，seeking ways to improve energy efficiency in China is an important yet complex task. This paper analyzes the relationship between energy efficiency and eleven influential factors related to technological progress，industry structure，and energy consumption structure. A ridge regression analysis is performed with provincial statistics of year 2008 to empirically verify a number of hypotheses. The analytic results show a strong and positive relationship between technological progress and energy efficiency，suggesting that adoption of advanced technology should be strongly recommended. On the other hand，the negative effects of secondary industry and coal consumption on energy efficiency are also evident in the results. In contrast，increasing the proportion of oil consumption may improve energy efficiency. What's more，economic growth，opening-up and marketization factors are all revealed to be able to significantly improve energy efficiency. Key words：technological progress；industry structure；energy consumption structure；energy efficiency （责任编辑：张改兰）