趙芳菲，秦穎

（北京建筑大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理工程學(xué)院，北京 100044）

1 引言

能源問題是世界性問題，幾乎所有國(guó)家都會(huì)面臨能源耗竭所帶來的困擾，當(dāng)然中國(guó)也列在其中。我國(guó)能源消費(fèi)量依舊處于高增長(zhǎng)的趨勢(shì)，能源綜合利用率較低。在國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域中，能源的高消耗引起的高排放等問題成為制約現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，技術(shù)進(jìn)步是解決這一問題的重要手段。

由于在傳統(tǒng)能源耗竭的制約下，當(dāng)前能源消費(fèi)處于倒“U”型能源庫(kù)茲涅茨曲線左側(cè)，還沒有達(dá)到頂峰，所以能源消費(fèi)還會(huì)在短期內(nèi)上升。但對(duì)于依靠政府的資產(chǎn)投入使得高耗能產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用已經(jīng)減弱，所以在探尋新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式中，依靠產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高技術(shù)水平成為經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的新路徑。

2 研究現(xiàn)狀

技術(shù)水平的提高、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)都會(huì)通過提高部門能源利用率，使能源消費(fèi)量從高能耗向較低能耗部門的流通，這是能耗強(qiáng)度變動(dòng)的主導(dǎo)因素。徐麗娜(2013)采用SVAR模型分析能源結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)能耗強(qiáng)度變化的沖擊效應(yīng)，結(jié)果表明，能源強(qiáng)度受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)沖擊較大，而對(duì)能源結(jié)構(gòu)的效應(yīng)較小。Mi ZF(2018)基于投入產(chǎn)出模型評(píng)價(jià)北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)能耗影響，結(jié)果表明，從2010-2020年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以節(jié)能39.42%，表明合理的調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)能夠降低能耗強(qiáng)度。Wang,Q(2016)使用Divisia指數(shù)分析中國(guó)能源消耗，在中國(guó)1970-2012年，能源使用排放量增長(zhǎng)了12.53倍，主要由個(gè)人收入快速增長(zhǎng)和人口增長(zhǎng)緩慢所造成，而1980年以來的技術(shù)進(jìn)步抵消了這一趨勢(shì)。Du(2015)采用綜合分解框架，將生產(chǎn)理論分解分析和指標(biāo)分解分析相結(jié)合，解釋了2003年至2010年中國(guó)能源消費(fèi)的快速增長(zhǎng)[1]。結(jié)果顯示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、勞動(dòng)力替代和技術(shù)效率的變化在能源消費(fèi)增長(zhǎng)中扮演著重要的角色，其中技術(shù)進(jìn)步使中國(guó)的能源消耗減少了22.4%。盡管應(yīng)用不同研究方法，但結(jié)果表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與技術(shù)進(jìn)步對(duì)能耗強(qiáng)度所產(chǎn)生的效應(yīng)不盡相同。

3 北京市能耗特征

能耗強(qiáng)度：能耗強(qiáng)度（EI）表示能源利用效率，用萬元GDP能源消耗表示。能耗強(qiáng)度下降率（EIR）表示能耗強(qiáng)度下降的速度，即：EIRt=（EIt-1-EIt）EIt-1，可見EI越小利用率越高，EIR＞0說明能源效率提升，反之下降。計(jì)算結(jié)果如圖1：

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)：從考察北京市的能耗強(qiáng)度（能源效率）可以發(fā)現(xiàn)，能耗強(qiáng)度由1995年的2.34下降至2015年的0.34，這一時(shí)期的萬元GDP能耗水平的下降，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整占多大程度的貢獻(xiàn)率？2011年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)處于在75%以上徘徊，對(duì)應(yīng)當(dāng)時(shí)能耗強(qiáng)度下降了21個(gè)百分點(diǎn)。這組數(shù)據(jù)是否能夠說明當(dāng)時(shí)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)揮了能耗效應(yīng)？從能源經(jīng)濟(jì)學(xué)可知，由于行業(yè)之間的技術(shù)進(jìn)步的差異性，促使生產(chǎn)要素從低向高生產(chǎn)率行業(yè)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)而提高了能源使用效率（能耗強(qiáng)度的下降）（Lewis，1954，Krüger，2008）。因此，能源經(jīng)濟(jì)中的結(jié)構(gòu)紅利指的是把能耗強(qiáng)度的下降歸結(jié)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)。因此，本文可以揭示北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在1995-2015年時(shí)期是否產(chǎn)生能耗效應(yīng)，其結(jié)論對(duì)于北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)能降耗具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義。

圖1 北京市能耗強(qiáng)度及其下降率

圖2 能耗強(qiáng)度與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

技術(shù)進(jìn)步：從可持續(xù)發(fā)展理論和經(jīng)濟(jì)學(xué)理論可知，技術(shù)進(jìn)步是當(dāng)前提高能源利用率，降低能耗的主要原因之一，是實(shí)現(xiàn)能源約束下經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要保證。從各行業(yè)可以看出，對(duì)機(jī)器設(shè)備等固定資產(chǎn)的更新改造、引進(jìn)或自主研發(fā)先進(jìn)的工藝設(shè)備均顯著提高技術(shù)水平。劉源遠(yuǎn)（2008）在研究技術(shù)進(jìn)步在能源消費(fèi)方面的回彈效應(yīng)影響時(shí)，提出能源利用技術(shù)水平的提升是節(jié)能降耗與提高利用率的重要手段[2]。但在2000年以后，技術(shù)進(jìn)步不僅會(huì)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，同時(shí)刺激了能源消費(fèi)總量的增加，盡管技術(shù)進(jìn)步對(duì)能耗的貢獻(xiàn)率趨于平穩(wěn)勢(shì)態(tài)，但其導(dǎo)致的能源消費(fèi)量確處于上升趨勢(shì)，這與技術(shù)進(jìn)步的特點(diǎn)有關(guān)，即技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源消費(fèi)在不同時(shí)期產(chǎn)生的影響不同。

4 變量選擇及模型設(shè)定

為揭示能耗強(qiáng)度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步之間存在怎樣的作用關(guān)系，首先定義變量，基于此探討模型的設(shè)定。

4.1 變量定義

4.1.1 能耗強(qiáng)度

依據(jù)北京市統(tǒng)計(jì)局計(jì)量方法，定義能耗強(qiáng)度（EI）為萬元GDP的能源消費(fèi)，即：EI=EC/GDP其中EC為能源消費(fèi)總量，以萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤表示；GDP以1980年為基數(shù)的不變價(jià)，以億元表示；樣本期間1995-2015年。

4.1.2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

定義產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（thdstr）為hdstr=TI/GDP，其中TI為第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值（單位：億元），GDP為北京市生產(chǎn)總值（單位：億元）由于IS為比值數(shù)據(jù)，所以TI與GDP取各自名義值。

4.1.3 技術(shù)進(jìn)步

廣義的技術(shù)進(jìn)步是指能提高生產(chǎn)效率的一切因素，用全要素生產(chǎn)率來表示。張少軍（2009）用全員勞動(dòng)生產(chǎn)率代表技術(shù)進(jìn)步。但是由于北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在近年來都在向第三產(chǎn)業(yè)靠攏，符合狹義技術(shù)進(jìn)步即技術(shù)本身發(fā)生的變化，R&D能促進(jìn)新的發(fā)明、創(chuàng)新產(chǎn)生，改進(jìn)產(chǎn)品，增加消費(fèi)者的效用，提高全要素生產(chǎn)效率。所以本文借助研發(fā)支出（lnrd）描述技術(shù)進(jìn)步。

4.2 VAR模型設(shè)定

VAR模型的實(shí)質(zhì)是將每一個(gè)內(nèi)生變量的滯后項(xiàng)作為函數(shù)構(gòu)造回歸模型，一般形式如下：

其中Y表示內(nèi)生變量，P表示滯后階數(shù)，A代表系數(shù)矩陣。VAR模型的平穩(wěn)性需要根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)平穩(wěn)性判斷，如果特征根倒數(shù)的模小于1，則模型平穩(wěn)，否則，不平穩(wěn)。

因?yàn)榇四Ｐ褪菬o約束模型，因此可以把每個(gè)變量當(dāng)作被解釋變量，并且包含各變量的滯后期。根據(jù)AIC或SC最小信息準(zhǔn)則選擇滯后期。

基于此本文設(shè)定包含能耗強(qiáng)度ei、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)thdstr、技術(shù)進(jìn)步lnrd，滯后期為1的VAR模型，公式如下：

由于這些變量代表了變量之間的動(dòng)態(tài)影響關(guān)系，不會(huì)因?yàn)樽兞康臏笃诓伙@著舍去，而是為每個(gè)方程保留這些變量。VAR模型估計(jì)結(jié)果表達(dá)式為：

本文先對(duì)變量建立VAR模型，進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)，再用Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)每個(gè)變量的滯后項(xiàng)是否對(duì)其他變量當(dāng)期值有影響，并繪制IRF圖比較全面的反應(yīng)變量之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，最后利用方差分解，將系統(tǒng)內(nèi)一個(gè)變量的方差分解到其他變量上去，分析變量之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。

6 實(shí)證分析

對(duì)于判斷模型中變量之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系則需要用Granger因果分析、IRF與方差分解進(jìn)行分析。系數(shù)只是反映變量間局部動(dòng)態(tài)關(guān)系，難以捕捉到全面復(fù)雜關(guān)系，本文關(guān)注的是一個(gè)變量對(duì)另一個(gè)變量沖擊影響的全過程，在此之下繪制IRF脈沖響應(yīng)函數(shù)來描繪變量之間的動(dòng)態(tài)變化。方差分解是將一個(gè)變量的方差分解到各個(gè)擾動(dòng)項(xiàng)上，分析每個(gè)擾動(dòng)項(xiàng)對(duì)變量的影響程度。首先對(duì)VAR模型進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)。

圖3 VAR特征根的倒數(shù)的模的單位圓圖示

就圖3中特征根倒數(shù)的模而言，所有模都小于1（位于單位圓內(nèi)），表明建立的VAR模型是穩(wěn)定的。

圖4 VAR模型脈沖響應(yīng)函數(shù)結(jié)果

圖中實(shí)線表示變量受沖擊后的走勢(shì)，兩側(cè)的虛線表示兩倍的標(biāo)準(zhǔn)誤差?？梢钥闯瞿芎膹?qiáng)度受自身一個(gè)沖擊后一直下降，直到第20期趨于平穩(wěn)；受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的沖擊后開始下降，直到第8期開始回轉(zhuǎn)；受技術(shù)進(jìn)步的沖擊后連續(xù)下降4期，然后保持穩(wěn)定。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)受能耗強(qiáng)度的沖擊作用后緩慢上升，第20期趨于平穩(wěn)；受自身一個(gè)沖擊后下降速率較快，并在第18期趨于平穩(wěn)；受技術(shù)進(jìn)步的沖擊后，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在前4期有正向反映，第5期開始下降。技術(shù)進(jìn)步受能耗強(qiáng)度的沖擊后有緩慢的上升趨勢(shì)，在第12期趨于平穩(wěn)；受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的沖擊后，在第3期達(dá)到頂峰；受自身沖擊后在前4期急劇下降，第5期開始趨于平穩(wěn)。

6 結(jié)論與建議

北京市能耗強(qiáng)度一直處于下降態(tài)勢(shì)，能耗強(qiáng)度下降率（eir）顯示出不規(guī)則的倒“V”型調(diào)整，即下降速度呈現(xiàn)出非線性的演變。北京市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（用第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重表示），從1995年的53%到2015年的80%，第三產(chǎn)業(yè)以近2%的年均增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，而能耗強(qiáng)度以近4%的年均下降率降低。技術(shù)進(jìn)步即R&D研發(fā)支出增長(zhǎng)速率比較緩慢，但一直處于上升趨勢(shì)。基于上述數(shù)據(jù)的特征演變，本文構(gòu)建了基于VAR模型的能耗強(qiáng)度與產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步的關(guān)系研究。得出以下結(jié)論：

脈沖響應(yīng)和方差分解分析表明，技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對(duì)能耗強(qiáng)度的下降具有可持續(xù)性。基于VAR模型構(gòu)建的技術(shù)進(jìn)步（R&D）和能耗強(qiáng)度之間存在較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系。從能耗強(qiáng)度持續(xù)下降這一點(diǎn)可以說明，技術(shù)進(jìn)步與能耗強(qiáng)度之間是存在關(guān)系的，但從Granger因果檢驗(yàn)表明，技術(shù)進(jìn)步與能耗強(qiáng)度之間短期內(nèi)不存在直接的因果關(guān)系，表明技術(shù)進(jìn)步對(duì)能耗強(qiáng)度的影響可能通過其他中間變量傳遞到能耗強(qiáng)度。脈沖響應(yīng)表明技術(shù)進(jìn)步的沖擊對(duì)能耗強(qiáng)度響應(yīng)是持久的，從方差分解結(jié)果來看，就長(zhǎng)期而言，能耗強(qiáng)度的誤差中，源于技術(shù)進(jìn)步的影響要大于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[3]。

針對(duì)以上結(jié)論對(duì)北京市能源消費(fèi)提出相關(guān)建議：要促使經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)轉(zhuǎn)向全要素增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變。一方面通過提高各要素生產(chǎn)效率降低能耗強(qiáng)度，另一方面，強(qiáng)調(diào)技術(shù)進(jìn)步在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中起到的重要作用，以降低能源總量消費(fèi)的控制對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的制約。