能源地区消耗差异影响原因
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编者按：本论文主要从能源消耗强度的区域差异；计量模型设定及实证分析等进行讲述，包括了能源强度和能源效率问题已经成为国内外学者探讨研究的热点、地区划分方法的选择、地区能源强度的差异特征、变量选取和数据说明、计量模型选择及设定、模型参数估计结果及经济含义、能源强度差异特征及其影响因素的研究等，具体资料请见：
本文基于1998—2006年全国30个省市自治区的面板数据，实证分析了中国地区能源强度的差异特征及其影响因素。结论认为，东、中、西三大地区能源强度差异较大并呈进一步扩大的态势；经济发展水平、第三产业增加值比重、制度因素对三大地区能源强度降低起积极作用，政府干预则起阻碍作用；工业化水平、第二产业增加值比重对东部地区降低能源强度起积极作用，对中西部地区正好相反。针对不同地区制定不同的能源、经济与产业政策，降低政府对市场经济的干预。对各地区降低能耗强度将会起到积极的作用。
一、引言
1978-2000年，中国能源消费平均增长率(3.82％)不到GDP平均增长率(9.52％)的一半，能源消费弹性系数小于1。而自2001年后，中国能源消费需求大幅度增加，2003-2005年中国能源消费弹性系数大于1，能源消费增长速度超过GDP增长速度，平均增速达到13.31％，经济增长表现为以较高的资源消耗为代价，对能源消费的依赖性不断增加。今后几十年将是我国经济快速增长的黄金时期，即使未来若干年内我国经济平均增长速度只有7％，能源消耗增长速度也在3％以上，如何以较低的资源消耗为代价换取较高的经济增长，已经成为目前及未来需要迫切解决的重要问题。
近年来，能源强度和能源效率问题已经成为国内外学者探讨研究的热点。HuaLiao(廖华，2007)等研究了1997--2006年中国的能源消费强度，认为高耗能工业的大量投资所引致的工业结构转换是能源强度提高的主要原因。孙鹏(2005)等分析了中国1978-2003年经济增长和能源消耗强度对能源消耗量的影响，认为中国的能源生产率在提高，但2001-2003年能源生产效率体现了一定的下降。周鸿、林凌(2005)对1993-2002年能源使用效率变化的研究认为，我国的能耗效率在1993年以后有一定的提高，但能源使用并没有明显的从能耗高的产业向能耗低的产业流动。吴巧生(2005)等学者的研究表明，工业化水平的提高从长期来看有利于提高能源利用效率。高振宇、王益(2006)利用聚类分析方法将全国划分为能源高效、中效和低效区，从总体角度研究了影响中国能源生产率的因素。齐绍洲和罗威(2007)将全国划分为东西两个区域，发现随着人均GDP差异的收敛，各区域的能源强度差异也是收敛的。
以上研究均以国家总体能源强度变化为研究对象，较少涉及能源消耗的地区差异问题。事实上，我国作为一个幅员辽阔的国家，地区差异问题不容忽视，由于不同地区资源禀赋、经济发展水平、经济结构、技术水平、工业化进程等方面的发展存在很大的不平衡，从国家总体角度的研究结果并不一定与地区实际相吻合。如果不分条件、不考虑地区差异，全部照搬一个模式，势必会影响中国节能降耗目标的实现。
本文主要以：(1)中国大陆30个省市自治区(不包括西藏，西藏能源数据不全，故排除在样本分析范围之外)能源消耗强度为研究对象，采用面板数据模型进行研究。(2)根据已有的研究成果兼顾数据的可得性，考虑中国经济特殊的经济体制和发展模式，特别添加制度因素和政府影响力两个指标，以体现政策性因素对区域能源消耗的影响。
二、能源消耗强度的区域差异
(一)地区划分方法的选择
传统的区域划分方法有两种：一种是将全国各省市自治区按东、中、西划归为三大类；二是在东、中、西的划分基础上再进行细分，将全国各省市自治区按地理位置划分为华北、华东、东北、西北、西南和中南六大区域。本文分别计算了1995-2006年按照两种划分方法的能源消耗强度。如图1、图2所示。
从图1、图2可以看出，三大地区能源强度差别明显，分别为2.0285、3.0422、3.8273；而按六大区域划分的计算结果，华东和中南几乎相等，华北和西南几乎相等。因此按第二种划分方法计算的平均能源强度，由于分类过细而使不同区域之间能源强度的差别不甚明显，并不适合对能源强度差别情况进行判别分析，而按东、中、西三大地区计算的能源强度则呈现明显的“西高东低”现象，东、中、西三大地区平均能源强度(以东部地区为100)之比为1：1.50：1.89。其次，由于我国现行的区域政策基本上是按照东、中、西三大地区区别对待，有利于考核体制因素和政府干预对能源强度的影响。最后，从目前的研究结果看，按照东、中、西三大地区的划分方法实证考核能源强度变化的研究几乎没有。故本文选取第一种划分方法进行分析，以弥补这一方面研究的欠缺。
(二)地区能源强度的差异特征
1、省际能源强度的差异比较。全国30个省市自治区1995-2006年能源消耗强度平均值(以1990=100)见图3、图4、图5。
从12年间的平均值来看，能源强度最高的五个省区都分布在中、西部地区，分别是宁夏(7.14t标准煤／万元)、贵州(7.08t标准煤／万元)、山西(6.60t标准煤／万元)、青海(6.41t标准煤／万元)、甘肃(5.12t标准煤／万元)，这五个省区万元GDP能耗均超过5t标准煤。能源强度最低的五个省份分别是广东(1.23t标准煤／万元)、福建(2.04t标准煤／万元)、海南(1.65t标准煤／万元)、浙江(1.67t标准煤／万元)、江苏(1.78t标准煤／万元)，这五个省区均分布在东部沿海经济较发达地区，万元GDP能耗均没有超过2t标准煤／万元。
从各省、市、自治区所归属的地域范围看，西部11省、市、自治区万元产值能耗几乎都在3t标准煤以上；中部8省区万元产值能耗均在2t标准煤以上；东部11省市中除辽宁和河北外。其余省市能耗强度均在2t标准煤以下，三大地区能耗指标由西向东呈现明显的“梯度递减”。
2、地区能源强度的差异特征。1995--2006年东、中、西三大地区能耗强度和能源效率指标(1990=100)见图6、图7。
(1)从图6可知，东、中、西三大地区能源强度随时间推移呈下降趋势，但三大地区能源强度差别明显并呈逐步扩大趋势。1995年三大地区能源消耗强度(以东部地区为100)之比为3.15：4.80：5.16(1：1.52：1.64)，到2006年这一比例扩大为1.75：2.73：3.37(1：1.56：1.93)，地区能源强度差别扩大的趋势比较明显。
(2)从图7可以看出，三大地区平均能源效率(单位能源消耗的经济产出)随时间推移呈明显的倒“U”型变化。从时间段上划分，1995-2002年为第一阶段，这一时期三大地区能源效率提高的趋势比较明显；2003-2005年为第二阶段，这一时期各地区能源效率均有不同程度的下降，2006年情况有所好转。从倒“U”型变化的拐点来看，其变化过程与我国工业化进程基本同步。2000年以后中国工业化进程的加快导致我国能源强度出现恶化，能源效率下降。
三、计量模型设定及实证分析
(一)变量选取和数据说明
本文选取的样本范围为1998-2006年全国30个省、市、自治区9年的样本资料，样本观察值共270个。基础数据来源于《新中国五十五年统计资料汇编》、《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》及各省市自治区统计年鉴相关年份。各变量表示方式如下：
1、能源消耗强度(ELi,t)。定义EI为单位生产总值的能源消耗总量，单位为吨标准煤／万元，则；ELi,t=ENGi,t／GDRi,t，i表示省份，t表示时期(以下同)。全国能源消耗强度就是30个省区能源消费总量之和与国内生产总值之和之比。
2、经济发展水平(Pergdpi,t)。以地区人均GDP表示，i省份t时期的人均GDP可以表示为：Pergdpi,t=GDRi,t／POPi，t。POPi，t为i地区t时期的年末人口总数。
3、工业化水平(INDi,t)。用地区工业增加值占当年地区生产总值的比重表示，即：INDi,t=INDi,t／GDRi,tINCRi,t表示i省份t时期的工业增加值。预期工业化水平与能源消耗强度同向变动，但工业化进程的不同阶段对能源消费的需求有可能不同。
4、产业结构(CYi,t)。用第二、三产业增加值占当年地区生产总值的比重表示，即：CYi,t=INCi,t／GDPi,t,INCi,t，表示i省份t时期的产业增加值。预期第三产业增加值比重上升与能源消耗强度成反比，第二产业增加值比重上升与能源消耗强度成正比。
5、制度因素(SYSi,t)。用地区工业总产值中国有工业所占比重表示，即：SYSi,t=GYi,t／GDi,t，GYi,t表示i省份t时期的国有工业总产值。可以假定：国有工业比重大的地区，能源利用效率低，能源消耗强度大，这一假定是否成立还有待于计量检验。
6、政府影响力(GOVi,t)。用地区财政支出占GDP比重表示，即：GOVi,t=FINAi,t／GDPi,t，FINi,t表示i省份t时期财政支出总额。理论上推测政府干预对提高能源效率存在负向影响。
(二)计量模型选择及设定
本文建立的模型为面板数据计量模型(Pooldate)。面板数据计量模型有三种：聚合最小二乘回归(PoolOLS)、固定效应模型(Fixedeffect)和随机效应模型(Randomeffect)。对于截面单位较多而时期较短的样本数据，本文假定在同一地区内所分析各因素对能耗强度的影响大体相同，地区能耗强度的差异主要体现在截面单元的不同个体之间，因此对各地区建立面板数据的不变参数模型。在具体模型的选择上，可根据所研究问题的特点及具体数据特征来判断。如果用样本推断总体的个体差异，则采用随机效应的面板模型，如果分析样本本身的个体差异，则可以采用固定效应的面板模型。根据本文的研究目的，应选取固定效应模型。因此所设定模型为变截距固定效应模型。基本计量模型可设定为：
EI=f(Pergdp，IND，CY，SYS,GOV)+μ(1)
(1)式中，EI和Pergdp取自然对数，其余变量均采取原始形式，则模型(1)可变化为：
lnEIj,it=α0+αj1lnPergdpj,it+αj2IND+αj3CY(2)INDj,it+αj4CY(3)j,it+αj5SYSj,it+αj6GOVj,it+μj,it(2)
(2)式中，j=1，2，3分别代表东、中、西三大地区，i代表各地区所含省份，t表示时期。α0是不可观测的地区效应，用以控制地区内各省份的固定效应，μj,it为不可观测的时间效应，用以解释没有包括在模型中的和时间有关的效应。αj1为三个地区人均GDP的弹性系数，反映地区能耗强度变化对经济发展水平的敏感度，αj2、αj3、αj4、αj5、αj6分别表示地区工业增加值比重、第二产业增加值比重(CY(2)j,it)、第三产业增加值比重(CY(3)j,it)、地区工业总产值中国有工业所占比重、地区财政支出占GDP比重各自变动一个单位，地区能源强度随之变动αj2、αj3、αj4、αj5、αj6个单位，反映各地区工业化水平、产业结构、制度因素以及政府影响力对地区能源强度变动的影响。
(三)模型参数估计结果及经济含义
由于本文所建立的是多变量的截面回归模型，为了消除异方差和序列相关的影响，采用似不相关回归法(SUR)进行回归估计，结果见表1。
表1拟合结果显示，各变量系数均通过1％、5％、10％显著性检验，可决系数R2较高，DW检验表明模型不存在自相关，由此可以进行统计分析。
1、能源消耗强度与地区经济发展水平呈显著负相关。但经济发展水平对东部地区能源强度降低的影响明显超过中西部经济落后地区。经济发展水平对能源消耗强度的影响可以从以下两个方面来理解：一方面，随着经济发展水平的提高，一些先进的知识、技术、管理经验和现代化的节能设备会被逐渐应用于生产过程之中，从而有利于降低能源消耗强度。另一方面，由于“学习效应”的产生，我国万元产值能耗随人均GDP增长呈幂指数衰减，同一生产过程中所使用的能源会相应下降(高振宇，王益，2006；韩亚芬，孙根年，2008)，这两方面的共同作用都会对提高能源利用效率，降低能源消耗强度产生积极的作用。
2、工业化水平对地区能源消耗强度影响方向不同，影响差别显著。东部地区能源强度与工业化水平呈显著负相关。中、西部地区能源强度与工业化水平呈显著正相关，与预期的结果基本一致。目前，我国东部沿海经济发达地区已进人工业化的中后期阶段。这些地区随着经济结构转换和结构优化，能耗强度也会相应下降；而中、西部大部分省区目前仍处于工业化的初、中期阶段，能源消耗量大且能源强度难以降低；基于中、西部地区独有的资源优势，近年来一些高耗能产业(如电解铝、化工、水泥等)逐渐向中、西部特别是西部地区转移，这对中、西部地区降低能源消耗强度形成巨大的压力，使其能耗强度不降反升。
3、产业结构对地区能源强度影响差异显著。东部地区第二产业增加值比重提高会显著降低能源消耗强度，而中、西部地区第二产业增加值比重提高会抑制能源消耗强度的降低。根据能源效率的分解方法，总能源效率变化取决于两种效应：效率效应和结构效应。东部地区由于能源利用的高效和结构优化配置，使得由于产量增加而增加的能源消耗总量被效率提高和结构优化效应所抵消，能源消耗强度随之降低。而中、西部地区第二产业增加值比重提高会提高能源强度，一方面是由于中、西部地区落后的生产力水平和技术水平所致；另一方面，也可以从效率效应和结构效应方面得到解释，即由于能源利用效率低下和结构调整缓慢对降低能源消耗强度产生阻碍作用。
第三产业增加值比重与三大地区能源消耗强度呈显著的负相关关系，对东、中、西部的影响力度由东向西依次减弱。第三产业主要以附加值高、低能耗的服务业为主，从效率效应和结构效应的角度分析，第三产业结构效应总为正，总是能促进能源强度的降低。但相对于东部地区而言，中、西部地区由于产业结构调整较为缓慢，第三产业增加值比重较低，因而其能源强度降低的幅度总是小于东部地区。
4、制度因素对三个地区能源强度影响方向相同，影响差异显著，这一结果与我们的直观推测相反。表明在我国目前所处的发展阶段上，国有工业并不一定会对能源强度降低形成阻碍。目前，我国各地区市场化进程虽不同步，但市场化进程的步伐在不断加快，经济活动的透明度也越来越高，从而显示出更优的制度质量。而良好的制度质量，完善的金融法律法规都会对企业生产经营活动产生积极影响，在一定程度上有利于企业提高能源效率。这里的关键不在于国有、非国有之分，而在于一个地区优越的制度环境。事实上，很多规模较小的非国有企业由于资本、资金匮乏，技术设备以及技术改造的步伐明显落后于大中型国有企业，其能源利用效率也明显低于国有企业，这一点和董利(2008)的分析结果基本一致。由此可以猜想：在考虑资本、劳动投入的同时，如果考虑能源投入品的产出效率，国有经济成分并不一定无效。这一点还需要更多的实证研究予以验证。
5、政府影响力一以政府财政支出占GDP比重表示，表明政府干预市场经济的程度。政府干预力由西向东依次减弱，即政府对市场经济的干预程度越大，能源利用效率越低。政府干预在能源领域的主要表现是能源价格，能源价格对能源强度的影响：一是产出效应，二是替代效应。在一个开放的市场中，二者都会使能源强度下降。但从目前的现实来看，虽然我国政府对能源问题的改革已初见成效，但能源市场体系仍不健全，能源价格无法反映能源资源的稀缺性和环境成本，经济增长以能源资源的过度消耗和环境成本为代价，能源浪费现象严重，产出效应和替代效应不能有效发挥作用，尤其在能源资源丰富的中、西部地区表现得更为明显。
四、结论及启示
本文通过对我国三大地区能源强度差异特征及其影响因素的研究，主要结论如下：(1)1995年以来能耗强度最高的五个省区都分布在中西部地区，分别是宁夏、贵州、山西、青海、甘肃，万元GDP能耗均超过5t标准煤。能耗强度最低的五个省区都分布在东部地区，分别是广东、福建、海南、浙江、江苏，万元GDP能耗在2t标准煤以下。三大地区能耗强度由西向东呈现明显的“梯度递减”。(2)变截距固定效应模型回归结果表明：(1)经济发展水平、工业化进程、产业结构调整、制度因素都对东部地区降低能源强度起积极的作用。(2)对中、西部地区能源强度降低起积极作用的主要因素是经济发展水平、第三产业增加值比重和制度因素。(3)政府干预对三个地区降低能耗强度起反向作用，而工业化水平、第二产业增加值比重对东部和中、西部地区能源强度影响方向、程度都不同。
基于以上分析，本文认为要降低能源消耗强度，除了积极发展本地区经济，提高地区经济发展水平外，还应该考虑以下几个方面的问题：(1)在推进工业化进程的同时，要注意工业化道路的选择模式。我国各地区工业化的发展模式应该从过去主要以资源耗费为代价的粗放型向主要以技术支持的集约型转变。针对不同产业能源消耗及提高能源效率的空间大小，合理安排第二、第三产业的比例关系。中、西部地区通过加快产业结构调整和产业的优化升级，将会有利于提高能源利用效率，降低能源消耗强度。(2)积极推进市场化改革，尽量减少政府对能源市场的干预。目前，虽然我国在能源市场改革方面已取得了一定的成效，但电力、天然气价格仍以政府定价为主，石油价格虽已和国际市场接轨，但定价机制仍处于不断完善之中，煤炭价格政府管制虽然较少，但受电力市场影响较大，通过深化能源市场改革，打破地区分割界限，在一个有效的市场经济中，通过市场机制的调节作用则会使能源资源配置达到最优。(3)目前，东部地区由于能源利用效率的提高和能源利用成本的降低，特别是技术进步的取代作用，中、西部地区资源优势的地位正在逐步丧失。中、西部地区应该借鉴东部地区的先进经验，努力提高能源利用和转化效率，变资源优势为经济优势。对中、西部地区积极宣传和传授东部先进的节能方法和管理经验，促进东部地区先进的技术和管理经验向中西部地区输出，这不仅有利于区域之间的协作发展，也会为实现国家“十一五”规划的节能目标奠定基础。
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