謝里，梁思美

(湖南大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410079)

電能替代與生態(tài)環(huán)境效率：來(lái)自中國(guó)省級(jí)層面的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)

謝里，梁思美

(湖南大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410079)

在采用Super-SBM-DEA方法評(píng)估和分析了2009—2014年中國(guó)30個(gè)省、自治區(qū)和直轄市生態(tài)環(huán)境效率變化趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了空間面板數(shù)據(jù)分析模型，從全國(guó)和分地區(qū)層面分別檢驗(yàn)了用戶(hù)終端電能替代對(duì)生態(tài)環(huán)境效率的影響，結(jié)果表明，從全國(guó)來(lái)看，提高終端能源消費(fèi)中總的電能替代，特別是提高工業(yè)終端能源消費(fèi)的電能替代水平能顯著改善地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率；分地區(qū)來(lái)看，電能替代對(duì)生態(tài)環(huán)境效率的影響存在較大的空間差異。東部地區(qū)提高總的以及工業(yè)用戶(hù)和城鎮(zhèn)居民終端能源消費(fèi)的電能替代水平顯著地有利于改善該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境效率；而中部和西部地區(qū)提高總的和工業(yè)用戶(hù)終端能源消費(fèi)的電能替代水平顯著地有利于改善該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境效率。

電能替代；生態(tài)環(huán)境效率；Super-SBM-DEA；空間面板數(shù)據(jù)

一、引言

中共十八大以來(lái)，在黨中央和國(guó)家設(shè)立的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)及生態(tài)文明建設(shè)“五位一體”頂層戰(zhàn)略的要求下，中國(guó)著重致力于加快能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。特別是2016年9月中國(guó)和美國(guó)分別作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家同時(shí)在“G20”杭州峰會(huì)上向聯(lián)合國(guó)遞交了《巴黎協(xié)定》，標(biāo)志著中國(guó)將在應(yīng)對(duì)全球氣候變化和保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面率先做出國(guó)際表率。然而，雖然中國(guó)在2010年一躍成為僅次于美國(guó)的全球第二大經(jīng)濟(jì)體，但中國(guó)長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式具有高能耗、低效率特征，是世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)[1]，且中國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)依賴(lài)于煤炭、石油和天然氣較多，僅煤炭的消費(fèi)量占全球煤炭生產(chǎn)總量超過(guò)了1/2[2?3]，其燃燒產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放占相應(yīng)全國(guó)污染排放量的86%、56%和74%①。Xu et al[4]和林伯強(qiáng)等[5]都認(rèn)為傳統(tǒng)化石能源如煤炭、石油和天然氣的消費(fèi)將產(chǎn)生大量生態(tài)環(huán)境污染物且是造成區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化的首要原因。而電能替代是在終端能源消費(fèi)中，電力能源替代煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)一次能源的程度。2016年5月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等七部委聯(lián)合制定印發(fā)了《關(guān)于電能替代的指導(dǎo)意見(jiàn)》②，旨在嘗試通過(guò)用戶(hù)終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中電力消費(fèi)代替高污染、高能耗的常規(guī)能源，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)生態(tài)環(huán)境改善的效果。那么，用戶(hù)終端能源消費(fèi)的電能替代究竟能在多大程度上改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率？對(duì)于不同用戶(hù)終端能源消費(fèi)的電能替代所產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境效率改善效果有何不同？進(jìn)一步地，不同用戶(hù)終端能源消費(fèi)的電能替代對(duì)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率的改善效果是否存在空間差異？

為了回答這一系列問(wèn)題，本文從自然資源、能源和勞動(dòng)力投入三個(gè)層面建立反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率的指標(biāo)體系，采用超越非徑向松弛量數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型(Super-SBM-DEA)動(dòng)態(tài)評(píng)估了中國(guó)各地區(qū)的生態(tài)環(huán)境效率，并在控制了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、科技進(jìn)步、城鎮(zhèn)化等因素的基礎(chǔ)上，考慮到區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率存在空間自相關(guān)性，建立了空間滯后模型(spatial lag model，SLM)、空間誤差模型(spatial error model，SEM)和空間杜賓模型(spatial durban model，SDM)三類(lèi)空間面板數(shù)據(jù)分析模型，分別從全國(guó)和分地區(qū)樣本層面實(shí)證檢驗(yàn)用戶(hù)終端消費(fèi)總的電能替代及其不同用戶(hù)終端能源消費(fèi)的電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率的影響，進(jìn)而提出優(yōu)化電能替代、促進(jìn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率改善的政策建議。

二、文獻(xiàn)綜述

近年來(lái)，隨著中國(guó)生態(tài)環(huán)境污染現(xiàn)象日益嚴(yán)重，學(xué)術(shù)界和實(shí)務(wù)界密切關(guān)注中國(guó)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率，主要體現(xiàn)于以下兩個(gè)方面。

(1)中國(guó)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率或綠色效率的有效測(cè)度。韓晶等[6]采用中國(guó)制造業(yè)數(shù)據(jù)構(gòu)建了面板門(mén)限模型測(cè)算了制造業(yè)生態(tài)環(huán)境效率，結(jié)果顯示中國(guó)制造業(yè)的生態(tài)環(huán)境效率在整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)且存在行業(yè)異質(zhì)性特征；岳書(shū)敬等[7]設(shè)計(jì)了方向距離法(SBM)分析2006—2011年中國(guó)地級(jí)市的綠色效率，發(fā)現(xiàn)中國(guó)城市綠色效率逐年明顯提升；盧麗文等[8]運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市為樣本度量各城市綠色效率，得到了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的投入和能耗較高，具有較低的資源利用效率，因而長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體綠色效率未達(dá)到高水平的結(jié)論。

(2)實(shí)證檢驗(yàn)中國(guó)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率的影響因素。如Levinson[9]認(rèn)為制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步能有效降低該行業(yè)產(chǎn)生的環(huán)境污染；袁鵬和程施[10]以及 Zhang et al[11]從中國(guó)城市層面檢驗(yàn)了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、資源消耗與工業(yè)環(huán)境效率之間的關(guān)系，都認(rèn)為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境效率之間不同步；包群等[12]認(rèn)為政府的環(huán)境規(guī)制對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率的改善只有在當(dāng)?shù)匚廴緡?yán)重或地方環(huán)保制度嚴(yán)格的省份才能取得較好的成效；李勝蘭等[13]的研究則表明在人口密度高的地區(qū)制定松懈的環(huán)境制度，造成資源消耗和環(huán)境污染，而資源消耗和環(huán)境污染又過(guò)來(lái)促使政府實(shí)行嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)制，使得環(huán)境管制政策實(shí)施不穩(wěn)定而影響到生態(tài)環(huán)境效率；孫學(xué)敏等[14]以中國(guó)制造業(yè)企業(yè)為樣本，得到了環(huán)境規(guī)制不僅能提高生態(tài)環(huán)境效率，而且有利于改善企業(yè)規(guī)模分布不均衡，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的和諧互動(dòng)；張子龍等[15]從全國(guó)整體和分地區(qū)層面實(shí)證了城市規(guī)模、經(jīng)濟(jì)水平、財(cái)政能力和工業(yè)外向度對(duì)工業(yè)環(huán)境效率的影響，結(jié)果表明，這些因素對(duì)工業(yè)環(huán)境效率的影響程度存在空間差異。

在此過(guò)程中，王兵等[16]和Andress et al[17]等都認(rèn)為能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理和環(huán)保政策缺乏執(zhí)行力度是影響各國(guó)生態(tài)環(huán)境效率提高的主要原因，認(rèn)為采用持續(xù)、低碳、成本競(jìng)爭(zhēng)性的替代能源也許是提高國(guó)家或地區(qū)環(huán)境治理效率的途徑之一[18]。Ma et al[19]認(rèn)為電力代替煤炭資源有利于提高能源效率；于立宏等[20]的研究也表明雖然中國(guó)不同能源間的替代效應(yīng)很弱，但電力替代煤炭的效應(yīng)較強(qiáng)；Wesseh et al[21]對(duì)石油等石化能源依賴(lài)程度較高的西非利比里亞國(guó)進(jìn)行了實(shí)證研究，認(rèn)為引導(dǎo)該國(guó)從以石油為主的傳統(tǒng)的石化能源消費(fèi)轉(zhuǎn)向電力為主的二次能源消費(fèi)，有利于提高國(guó)家的生態(tài)環(huán)境效率。

從生態(tài)環(huán)境效率的研究進(jìn)展來(lái)看，已有的研究既采用了不同方法測(cè)算了地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率，也從不同方面研究了地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率的影響因素。然而，一方面，已有的區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率評(píng)估較少將要素投入所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效率等期望產(chǎn)出與環(huán)境污染等非期望產(chǎn)出進(jìn)行綜合測(cè)算，且對(duì)于環(huán)境污染等非期望產(chǎn)出的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)上往往只考慮了廢水、廢氣、固體廢棄物等“工業(yè)三廢”，而未考慮二氧化碳和二氧化硫等重要環(huán)境污染排放指標(biāo)；另一方面，已有的研究雖然曾指出電能替代傳統(tǒng)的石化能源有利于改善生態(tài)環(huán)境，但是沒(méi)有涉及研究中國(guó)及其存在地區(qū)差異和用戶(hù)特征的電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率的影響。為此，本文擬既在全面考慮二氧化碳等各類(lèi)非期望產(chǎn)出且綜合經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等期望產(chǎn)出，以更全面客觀地評(píng)估地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率，又通過(guò)計(jì)算終端能源消費(fèi)中電能對(duì)煤炭、石油和天然氣等的替代水平，構(gòu)建空間面板數(shù)據(jù)計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型，實(shí)證檢驗(yàn)中國(guó)及其不同地區(qū)的不同用戶(hù)終端能源消費(fèi)中電能替代對(duì)區(qū)域環(huán)境效率的影響。

三、地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率動(dòng)態(tài)評(píng)估

借鑒Zhou et al[22]設(shè)計(jì)的以規(guī)模報(bào)酬可變?yōu)榍疤岬某椒菑较蛩沙诹繑?shù)據(jù)包絡(luò)分析模型(Super-SBMDEA)測(cè)度中國(guó)不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境效率。假設(shè)每個(gè)省、自治區(qū)和直轄市作為生產(chǎn)決策單元，且每個(gè)地區(qū)有m種投入元素、s1種期望產(chǎn)出和s2種非期望產(chǎn)出，用向量可表示成x∈Rm，yg∈Rs1及yb∈Rs2。定義矩陣X、Yg、Yb如下：，其中，xi＞0，于是，構(gòu)造出如下測(cè)度生態(tài)環(huán)境效率的生產(chǎn)可能性集合，即生態(tài)環(huán)境效率集合P={(x，yg，yb)|x≧Xλ，yg≦Ygλ，yb≧Ybλ，λ≧0}。

式中：λ是權(quán)重向量，目標(biāo)函數(shù)τ*的值大于或等于0，且τ*越大，表明該省、直轄市或自治區(qū)生態(tài)環(huán)境越有效率。

從自然資源、能源和勞動(dòng)力三個(gè)方面構(gòu)建要素投入指標(biāo)以及包含經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的期望產(chǎn)出指標(biāo)和反映環(huán)境污染的廢水、廢氣、固體廢棄物、二氧化碳以及二氧化硫等非期望產(chǎn)出指標(biāo)，如表1所示。本文選取2009—2014年中國(guó)除西藏、香港、澳門(mén)和臺(tái)灣之外的30個(gè)省、自治區(qū)和直轄市作為樣本，相應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)源于2010—2015年的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)勞動(dòng)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》。計(jì)算結(jié)果(如表2)表明，2009—2014年全國(guó)的生態(tài)環(huán)境效率整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且表現(xiàn)出“東高西低”的態(tài)勢(shì)，其中，東部地區(qū)上升速度較快，而中西部地區(qū)上升速度較慢。其中，東部地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率值較高的省市主要包括上海、北京、天津、江蘇和福建等東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，相反，位處中西部且經(jīng)濟(jì)比較落后的地區(qū)如貴州、甘肅、云南、陜西和山西等省市的生態(tài)環(huán)境效率較低。這既表明我國(guó)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也注重了生態(tài)環(huán)境保護(hù)，也表明我國(guó)生態(tài)環(huán)境效率雖不斷改善但也存在較大的改進(jìn)空間，特別是中西部地區(qū)的省、自治區(qū)和直轄市的生態(tài)環(huán)境效率存在較大的改善空間。

四、經(jīng)驗(yàn)分析

(一) 計(jì)量模型設(shè)計(jì)

考慮到地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率存在空間溢出效應(yīng)，借鑒于Anselin[23]的方法，構(gòu)建空間滯后模型(SLM)、空間誤差模型(SEM)和空間杜賓模型(SDM)，且采用極大似然估計(jì)方法(maximum likelihood estimate，MLE)深入考察電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率的影響程度和顯著性。

其中，空間滯后模型(SLM)主要考察各變量在一個(gè)地區(qū)是否具有溢出效應(yīng)，其表達(dá)式如下：

式中：lnHJXL為生態(tài)環(huán)境效率變量；WlnHJXL是空間滯后因變量，表示空間距離對(duì)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率的作用程度；W為n×n的空間權(quán)重矩陣，當(dāng)?shù)貐^(qū)i與地區(qū)j相鄰時(shí)，W取值為1；當(dāng)?shù)貐^(qū)i和地區(qū)j不相鄰時(shí)，W取值為0；X為解釋變量矩陣，ρ代表空間回歸系數(shù)，反映樣本觀測(cè)值之間的空間依賴(lài)作用，即臨近地區(qū)的觀測(cè)值WlnHJXL對(duì)本地區(qū)環(huán)境效率觀測(cè)值lnHJXL的影響程度；ε為服從正態(tài)分布的隨機(jī)誤差項(xiàng)。

空間誤差模型(SEM)度量臨近地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率變量的誤差沖擊對(duì)本地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率的影響程度，表達(dá)式如下：

空間杜賓模型(SDM)與空間滯后模型(SLM)、空間誤差模型(SEM)的不同在于該模型考慮了自變量空間滯后項(xiàng)與因變量之間的相關(guān)性，其表達(dá)式如下，其中，ε’’～(0, δ2In)：

進(jìn)而，一方面，采用了Matlab軟件計(jì)算了2009—2014年中國(guó)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率的Moran’I指數(shù)，在1%的顯著性水平上顯著通過(guò)空間自相關(guān)檢驗(yàn)，可知中國(guó)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率在空間上呈集聚趨勢(shì)，生態(tài)環(huán)境效率高的地區(qū)周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率也較高，說(shuō)明中國(guó)地區(qū)的環(huán)境效率并不是相互獨(dú)立的，其空間依賴(lài)性存在且不能忽略。另一方面，對(duì)于三類(lèi)空間計(jì)量模型的甄別，Anselin等[24]認(rèn)為如果空間依賴(lài)性的檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)Lmlag較之Lmerr在統(tǒng)計(jì)上更加顯著，且R-Lmlag顯著而R-Lmerr不顯著，則可以斷定在空間滯后模型和空間誤差模型中更適合的模型是空間滯后模型；反之，則更適合的模型是空間誤差效應(yīng)模型。

而Wald和LR檢驗(yàn)則用于判斷空間杜賓模型能否適用，因此，根據(jù)Elhorst[25]提供的判定方法，需對(duì)變量開(kāi)展Lmerr、R-Lmerr、Lmlag、R-Lmlag、Wald和LR等檢驗(yàn)，并報(bào)告log likelihood(ln L)值和Adjusted R2值。

表1 區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

(二) 解釋變量說(shuō)明

除了生態(tài)環(huán)境效率作為被解釋變量之外，電能替代(DNTD)是模型中最重要的解釋變量。借鑒于牛東曉[26]的方法，將煤炭、石油和天然氣三大能源用戶(hù)終端消費(fèi)量換算成為等效電能值，即假設(shè)1單位③某可燃性能源的燃燒值為A千焦，熱效益為k%，而電能1千瓦時(shí)等于3 600千焦，熱效益按95%計(jì)算，那么等效電能值為千瓦時(shí)，即1單位的該終端能源提供的熱量等效于千瓦時(shí)電能，進(jìn)而，將煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)石化能源終端消費(fèi)量轉(zhuǎn)換為等效電能值以后，計(jì)算電能在終端能源消費(fèi)中所占比例，以表示電能替代。如果電能替代比例越高，則表示電能在終端能源消費(fèi)中占比越高；反之，該電能替代比例越低，則表示電能在終端能源消費(fèi)中占比例越低。

表2 2009—2014年中國(guó)各地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率評(píng)估結(jié)果

此外，依據(jù)張子龍等[15]、Wesseh et al[21]等的研究結(jié)論，還控制其他解釋變量：①用實(shí)際GDP增長(zhǎng)率衡量經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平(JJZZ)；②用第二產(chǎn)業(yè)增加值占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的比重來(lái)衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(CYJG)；③用城鎮(zhèn)化率衡量城鎮(zhèn)化水平(CZH)；④用總?cè)丝跀?shù)/行政區(qū)面積表示人口密度(RKMD)；⑤用實(shí)際外商直接投資與實(shí)際GDP的比值來(lái)表示對(duì)外開(kāi)放度(DWKF)；⑥用專(zhuān)利申請(qǐng)授權(quán)量來(lái)表示科技進(jìn)步(KJJB)；⑦用工業(yè)企業(yè)銷(xiāo)售產(chǎn)值的實(shí)際值除以工業(yè)企業(yè)個(gè)數(shù)來(lái)反映工業(yè)企業(yè)規(guī)模(QYGM)；⑧用各地區(qū)治理工業(yè)污染的總投資與規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的主營(yíng)成本的比值作為環(huán)境規(guī)制(HJGZ)的度量；⑨用國(guó)有資本占規(guī)模以上企業(yè)資本的比重衡量市場(chǎng)化程度(SCH)。

(三) 數(shù)據(jù)來(lái)源與描述性統(tǒng)計(jì)

相應(yīng)地，選取了2009—2014年中國(guó)除西藏自治區(qū)、香港、澳門(mén)和臺(tái)灣之外的30個(gè)省、自治區(qū)和直轄市作為樣本，其數(shù)據(jù)來(lái)源于2010年和2015年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)勞動(dòng)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)區(qū)域統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)環(huán)境年鑒》和國(guó)泰安數(shù)據(jù)庫(kù)以及WIND資訊數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，將所有變量進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理。運(yùn)用Stata 12對(duì)各變量進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表3所示。

表3 變量的描述性統(tǒng)計(jì)

(四) 檢驗(yàn)結(jié)果分析

考慮了地緣異質(zhì)性，在控制了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化、對(duì)外開(kāi)放、科技進(jìn)步、企業(yè)規(guī)模、環(huán)境管制和市場(chǎng)化程度等變量后，采用SDM、SLM和SEM三類(lèi)空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型從全國(guó)和分地區(qū)層面分別實(shí)證分析電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率影響。其中，考慮到用戶(hù)差異化特征，除所有用戶(hù)終端能源消費(fèi)中電能替代之外，還需從工業(yè)和城鎮(zhèn)居民不同特征用戶(hù)視角分別檢驗(yàn)他們的終端能源消費(fèi)中電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境環(huán)境產(chǎn)生不同影響。為此，SDM(1)、SLM(1)和SEM(1)是估計(jì)終端能源消費(fèi)中總的電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率的影響；SDM(2)、SLM(2)和SEM(2)是估計(jì)工業(yè)用戶(hù)終端能源消費(fèi)中的電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率的影響；SDM(3)、SLM(3)和SEM(3)是估計(jì)城鎮(zhèn)居民用戶(hù)終端能源消費(fèi)中的電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率的影響。

1. 全樣本分析

表4是以全國(guó)各地區(qū)為樣本實(shí)證分析電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率影響。從總的電能替代來(lái)看，SLM(1)模型和SEM(1)模型都顯示總的電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率影響顯著為正，說(shuō)明在終端能源消費(fèi)中電力對(duì)煤炭、石油和天然氣等能源替代有效促進(jìn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率改善。中國(guó)以煤炭、石油等化石能源為主的資源稟賦特點(diǎn)，其用戶(hù)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)煤炭的依賴(lài)嚴(yán)重，而煤炭從開(kāi)采到燃燒過(guò)程均產(chǎn)生大量的污染物，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，電力代替煤炭有利于優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和提高中國(guó)生態(tài)環(huán)境效率[19,21]。

從工業(yè)用戶(hù)和城鎮(zhèn)居民用戶(hù)終端能源消費(fèi)的實(shí)證結(jié)果來(lái)看，一方面，SLM(2)、SEM(2)和SDM(2)模型表明工業(yè)用戶(hù)終端能源消費(fèi)的電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率的影響顯著為正。工業(yè)企業(yè)發(fā)展消耗能源資源，為區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來(lái)負(fù)面壓力[10,15]，政府為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化采取限制高投入、高能耗和高污染的產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)新技術(shù)等一系列配套政策，能有效地減少能源資源依賴(lài)和投入[27]，減輕工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境壓力，從源頭上治理并改善了區(qū)域環(huán)境效率。另一方面，SLM(3)、SEM(3)和SDM(3)模型均不顯著，這與工業(yè)用戶(hù)終端的電能替代影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率的估計(jì)結(jié)果不一致。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)居民電氣化程度不斷提升，電力消費(fèi)是居民家庭開(kāi)支的重要組成部分，城鎮(zhèn)居民出于舒適性和電力價(jià)格等生活成本權(quán)衡考慮，對(duì)電力的需求產(chǎn)生較高彈性，同時(shí)，居民電力消費(fèi)具有外部性，其很少受到政府監(jiān)管制約和承擔(dān)任何環(huán)境成本的約束[28]，因而，城鎮(zhèn)居民終端能源消費(fèi)的電能替代對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率影響不顯著。進(jìn)一步地，正是由于工業(yè)用戶(hù)和城鎮(zhèn)居民用戶(hù)能源消費(fèi)終端的電能替代存在差別，致使全國(guó)總的電能替代對(duì)生態(tài)環(huán)境效率的影響程度小于工業(yè)用戶(hù)終端的電能替代對(duì)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率的影響。

表4 全國(guó)樣本電能替代影響生態(tài)環(huán)境效率實(shí)證結(jié)果

2. 分地區(qū)樣本分析

表5是分別以東中西部地區(qū)為樣本實(shí)證分析電能替代對(duì)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率影響結(jié)果。從東部地區(qū)樣本來(lái)看，僅SDM(1)顯示該地區(qū)總的電能替代對(duì)生態(tài)環(huán)境效率的影響顯著為正；SDM(2)模型顯示東部地區(qū)工業(yè)用戶(hù)終端能源消費(fèi)的電能替代對(duì)生態(tài)環(huán)境效率的影響顯著為正，表明東部地區(qū)提高工業(yè)用戶(hù)終端電能替代比例將有利于提高該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境效率，同時(shí)，三類(lèi)估計(jì)結(jié)果還表明該地區(qū)提高城鎮(zhèn)居民終端能源消費(fèi)中的電能替代比例將有利于提高該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境效率。東部地區(qū)具備優(yōu)越的地理位置、發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)狀況、完善的基礎(chǔ)設(shè)施和健全的市場(chǎng)化機(jī)制，工業(yè)用戶(hù)和城鎮(zhèn)居民電力消費(fèi)兼具便捷性和經(jīng)濟(jì)性，其能在較少的能源資源投入下，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)和污染排放減少，因而，東部地區(qū)提高工業(yè)和城鎮(zhèn)居民電能替代比例，能顯著地提高該地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率。

從中部地區(qū)樣本來(lái)看，SDM(1)表明中部地區(qū)總的電能替代對(duì)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率的影響顯著為正；SDM(2)、SLM(2)和SEM(2)模型的估計(jì)結(jié)果都表明中部地區(qū)工業(yè)用戶(hù)終端能源消費(fèi)的電能替代對(duì)該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境效率的影響結(jié)果均顯著為正，而中部地區(qū)城鎮(zhèn)居民終端消費(fèi)的電能替代對(duì)該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境效率的影響結(jié)果均顯著為負(fù)，這表明中部地區(qū)提高工業(yè)用戶(hù)終端電能替代將有利于提高地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率，而提高城鎮(zhèn)居民終端電能替代則不利于提高該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境效率。由于中部地區(qū)石化資源相對(duì)較為豐富，在石化資源稟賦導(dǎo)向的驅(qū)使下，中部城鎮(zhèn)居民對(duì)煤炭等資源消費(fèi)的依賴(lài)程度較高，如果中部地區(qū)城鎮(zhèn)居民生活的電能是依靠煤炭等石化能源轉(zhuǎn)化，那么，中部地區(qū)提高城鎮(zhèn)居民終端消費(fèi)的電能替代，將不利于區(qū)域生態(tài)環(huán)境效率提升。但是，由于中部地區(qū)工業(yè)用戶(hù)電能替代水平高于城鎮(zhèn)居民電能替代水平，因而，從中部地區(qū)整體上來(lái)看，該地區(qū)電能替代能顯著提高生態(tài)環(huán)境效率。

從西部地區(qū)樣本來(lái)看，僅模型SDM(3)估計(jì)結(jié)果顯示西部地區(qū)總的電能替代和工業(yè)用戶(hù)終端電能替代都顯著為正，同時(shí)，三類(lèi)空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型的估計(jì)結(jié)果都顯示西部地區(qū)城鎮(zhèn)居民終端消費(fèi)的電能替代對(duì)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率影響不顯著，表明西部地區(qū)提高用戶(hù)終端電能替代特別是工業(yè)用戶(hù)終端的電能替代能顯著地提高地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率。西部地區(qū)自然資源和能源豐富，該地區(qū)集聚了大量對(duì)自然資源和能源依賴(lài)程度高的工業(yè)行業(yè)[29]，這些企業(yè)仍依靠增加資源消耗增加產(chǎn)出，因而，如果西部地區(qū)通過(guò)集約化利用資源等方式提高工業(yè)用戶(hù)終端電能替代，將有效地促進(jìn)該地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率改善，同時(shí)，與東部和中部地區(qū)相比，西部地區(qū)人口密度和城鎮(zhèn)化水平較低[15]，因而，而城鎮(zhèn)居民終端消費(fèi)的電能替代對(duì)該地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率影響不顯著。

表5 分地區(qū)樣本電能替代影響生態(tài)環(huán)境效率實(shí)證結(jié)果

五、結(jié)論與政策啟示

本文選取了2009—2014年中國(guó)30個(gè)省、自治區(qū)和直轄市為樣本，實(shí)證檢驗(yàn)了用戶(hù)終端能源消費(fèi)中電力對(duì)煤炭、石油和天然氣等能源的替代對(duì)生態(tài)環(huán)境效率的影響，研究表明，從全國(guó)層面來(lái)看，提高總的電能替代比例能顯著地提高地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率，特別是對(duì)于工業(yè)用戶(hù)和城鎮(zhèn)居民用戶(hù)，提高前者的終端能源消費(fèi)中電能替代更顯著地有利于生態(tài)環(huán)境效率改善；從分地區(qū)層面來(lái)看，雖然提高東中西部各地區(qū)總的電能替代水平都能顯著改善各地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率，但是各地區(qū)不同用戶(hù)終端能源消費(fèi)中電能替代的生態(tài)環(huán)境效率存在較大空間差異。東部地區(qū)提高工業(yè)用戶(hù)和城鎮(zhèn)居民終端能源消費(fèi)中的電能替代水平都顯著地有利于該地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率改善；而中部地區(qū)和西部地區(qū)僅提高工業(yè)用戶(hù)終端消費(fèi)的電能替代比水平將顯著地有利于這些地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率改善。

電能替代政策是決策機(jī)構(gòu)為了落實(shí)能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃及大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃的一項(xiàng)嘗試性舉措，依據(jù)研究結(jié)論提出如下政策啟示：一方面，從全國(guó)層面來(lái)看，應(yīng)保持國(guó)家電能替代實(shí)施方案的連續(xù)性和穩(wěn)定性，在全國(guó)范圍通過(guò)推行集約化和規(guī)?；瘜⒁淮文茉崔D(zhuǎn)化為電能的供給改革，為全國(guó)各類(lèi)用戶(hù)提高終端能源消費(fèi)中電能替代水平提供高效供給來(lái)源，同時(shí)，工業(yè)用戶(hù)作為能源消耗和環(huán)境污染大戶(hù)，應(yīng)通過(guò)電價(jià)補(bǔ)貼政策等重點(diǎn)激勵(lì)各類(lèi)工業(yè)企業(yè)用戶(hù)特別是大規(guī)模、高投入、高能耗和高污染類(lèi)型的工業(yè)用戶(hù)提高其終端能源消費(fèi)中電能使用水平；另一方面，考慮到東中西部地區(qū)不同用戶(hù)終端能源消費(fèi)中電能替代水平對(duì)其生態(tài)環(huán)境效率影響存在較大空間差異，因而，應(yīng)依據(jù)不同地區(qū)的區(qū)情制定差異化的電能替代激勵(lì)政策，充分發(fā)揮電能替代在各地區(qū)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境效率改善目標(biāo)的作用。如東部地區(qū)可通過(guò)拓寬電能設(shè)備的融資渠道和降低融資門(mén)檻等方式激勵(lì)工業(yè)企業(yè)和城鎮(zhèn)居民用戶(hù)增加電能設(shè)備使用和更新，而中部和西部地區(qū)可通過(guò)增加電網(wǎng)改造和建設(shè)投資等方式提高工業(yè)企業(yè)終端能源消費(fèi)中電能水平，以促進(jìn)這兩個(gè)地區(qū)生態(tài)環(huán)境效率的改善。

注釋?zhuān)?/p>

① 詳見(jiàn)中國(guó)煤炭資源網(wǎng)(http://paper.people.com.cn/zgnyb/html/ 2013-06/24/content_1259281.htm)。

② 詳見(jiàn)中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)網(wǎng)(http://www. sdpc.gov.cn/gzdt/201605/t20160524_804439.html)。

③ 1單位天然氣特指1立方米天然氣，其他能源的1單位都是指1千克。

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Electric power alternation and ecological efficiency: Evidences at the level of Chinese provinces

XIE Li, LIANG Simei

(School of Trade and Economy, Hunan University, Changsha 410079, China)

By employing the Super-SBM-DEA method to evaluate and analyze the ecological efficiency and its trends of samples from 30 provinces, municipalities and autonomous regions in China from 2009 to 2014, the present study attempts to build spatial econometric model to test the effect of electric power alternation in user terminal energy consumption on the ecological efficiency at national and regional levels. The results show as follows. Improving the total electric power alternation, especially improving electric power alternation in industrial users’ terminal energy consumption can significantly promote the ecological efficiency at the national level. At the regional levels, electric power alternation affects the ecological efficiency in different regional levels respectively. The levels of total electric power alternation in the eastern region and the levels in industrial and urban residential terminal consumption are all beneficial to the improvement of the ecological efficiency of the area.

electric power alternation; ecological efficiency; Super-SBM-DEA; spatial panel data

TK-9；F062.2

A

1672-3104(2017)01?0091?10

[編輯: 譚曉萍]

2016?11?16；

2016?12?11

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“中國(guó)制造業(yè)協(xié)同集聚的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)：傳導(dǎo)機(jī)制、實(shí)證檢驗(yàn)與政策調(diào)控研究”(71573074)；湖南省社會(huì)科學(xué)委托項(xiàng)目“制度安排引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移微觀機(jī)理與實(shí)證研究”(13JD13)；國(guó)家電網(wǎng)公司委托項(xiàng)目“電價(jià)交叉補(bǔ)貼對(duì)社會(huì)福利的影響評(píng)估模型”(SGERI07JS(2016)97號(hào))

謝里(1982?)，男，湖南長(zhǎng)沙人，博士，湖南大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院副教授，英國(guó)利茲大學(xué)商學(xué)院訪(fǎng)問(wèn)研究員，主要研究方向：宏觀經(jīng)濟(jì)理論與政策；梁思美(1993?)，女，湖南漣源人，湖南大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院經(jīng)濟(jì)學(xué)碩士研究生，主要研究方向：電力經(jīng)濟(jì)理論與政策