聶毓敏，韓 立

（寧夏大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

能源對經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展起到了極大的助推作用，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源所帶來的矛盾也日益凸顯，一方面是能源需求的快速增加，一方面是能源供給的不足和各種限制，最后還有由于能源消費(fèi)所帶來的生態(tài)環(huán)境破壞。這三者之間的沖突與日俱增，因此能源問題已經(jīng)成為世界性關(guān)注的焦點(diǎn)。中國作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，能源問題已經(jīng)成為影響發(fā)展和進(jìn)步的關(guān)鍵性因素。根據(jù)《2019年Bp世界能源統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)顯示，2018年，中國占全球能源消費(fèi)量的24%和全球能源消費(fèi)增長的 34%，中國連續(xù)18年成為全球能源增長的最主要來源，2018年中國二氧化碳排放量占世界二氧化碳排放總量的27.8%，是世界二氧化碳排放量最多的國家。因此，能源矛盾是我們能夠應(yīng)對氣候變化所帶來的全球性挑戰(zhàn)，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展必須面對和亟待解決的問題。

如何化解和應(yīng)對能源矛盾，就要從問題入手，可以有以下思路：一是開源，二是節(jié)流，三是增效。Murray G patterson(1996）對能源效率的概念、指標(biāo)和方法進(jìn)行了描述和討論，指出能源效率一般而言，是指用較少的能源生產(chǎn)同樣數(shù)量的服務(wù)業(yè)或有效產(chǎn)出，就是以最少的投入，獲得最大的期望產(chǎn)出以及最低的非期望產(chǎn)出。以中國目前所處的發(fā)展階段和發(fā)展現(xiàn)狀，提高能源的利用效率是解決能源問題的必然路徑之一。

1. 研究方法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（ Data Envelopment Analysis,DEA）由美國的Charnes、Cooper和Rhodes三人于1978年首次提出，是指一種基于被評價對象間相對比較的非參數(shù)技術(shù)效率分析方法。因此他們創(chuàng)立的第一個DEA模型以三人姓名的首字母來命名，即CCR模型，該模型假設(shè)規(guī)模收益不變。DEA原理相對簡單，尤其是在對多投入多產(chǎn)出的效率分析時具有明顯的優(yōu)勢，因而其應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)、環(huán)境、能源、醫(yī)療、教育、金融等多個領(lǐng)域。

1.1 SBM模型

原始的DEA模型沒有體現(xiàn)無效DMU的當(dāng)前狀態(tài)與強(qiáng)有效目標(biāo)值之間差距的松弛改進(jìn)部分，Kaoru Tone于2001年提出的SBM模型（Slack Based Measure），有效地解決了這一問題。在某一領(lǐng)域發(fā)展的過程中，有好產(chǎn)出也有壞產(chǎn)出，也就是期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出，Tone的SBM 模型中沒有包含非期望產(chǎn)出，但非期望產(chǎn)出又是普遍存在的。基于這一考慮，Tone和Cooper等人在2007年定義的模型中加入了非期望產(chǎn)出，這一改變，使該模型廣泛地應(yīng)用于能源、生態(tài)和環(huán)境等各領(lǐng)域中的效率評價中。潘丹等（2013）、田偉等（2014）分別選用不同的非期望產(chǎn)出指標(biāo)，利用SBM模型對中國農(nóng)業(yè)生態(tài)效率進(jìn)行了評價和分析。楊清可等（2014），以長三角地區(qū)16城市作為研究對象，加入使用過程中產(chǎn)生的環(huán)境外部負(fù)效應(yīng)對其土地利用效率進(jìn)行評價。方琳等（2018），對中國31個省市1998～2015年農(nóng)業(yè)用水效率，利用非期望產(chǎn)出SBM模型進(jìn)行了測算。本文所設(shè)置的產(chǎn)出包含了二氧化碳這一非期望產(chǎn)出，因此構(gòu)建如下包含有非期望產(chǎn)出的SBM模型：

s.t. Xλ+s-=xk

Yλ-s+=yk

Bλ+sb-=bk

λ，s-，s+≧0

1.2 超效率SBM模型

在DEA模型分析結(jié)果中，通常效率值小于1為無效，等于1為有效，也就是在有，效率值都為1，這些DMU無法進(jìn)行比較。為解決這一問題，Andersen和petersen 在1993年構(gòu)建了“超效率”模型，用于對有效DMU進(jìn)行進(jìn)一步的區(qū)分和比較。將包含有非期望產(chǎn)出的SBM模型與超效率模型相結(jié)合，構(gòu)建如下基于非期望的超效率SBM模型：

以上模型所設(shè)計變量，其中：λ為DMU的線性組合系數(shù)，m種投入，q種產(chǎn)出，n個DMU，分別表示投入、期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的松弛變量。

2. 指標(biāo)選擇與數(shù)據(jù)來源

本文將采用非徑向規(guī)模報酬可變下，引入非期望產(chǎn)出的Super-SBM模型，測算中國十年間（2008-2017年）的三次產(chǎn)業(yè)的全要素能源利用效率，并進(jìn)行Malmquist指數(shù)分解，考察中國三次產(chǎn)業(yè)中各行業(yè)的能源利用效率時空演變過程和變化特征?；谀茉聪M(fèi)數(shù)據(jù)來源的限制，將三次產(chǎn)業(yè)進(jìn)行進(jìn)一步的行業(yè)細(xì)分，第一產(chǎn)業(yè)為分為農(nóng)、林、牧、漁業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)分為采礦業(yè)、制造業(yè)、電力燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、建筑業(yè)共四大行業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)分為交通運(yùn)輸和倉儲郵政、批發(fā)零售和餐飲住宿、其他共三大行業(yè)。 由于農(nóng)、林、牧、漁業(yè)各自的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)的缺失，因此將第一產(chǎn)業(yè)作為一個決策單元。指標(biāo)選取勞動力、資本投入以及能源消費(fèi)量為投入指標(biāo)，GDp為期望產(chǎn)出，二氧化碳排放量為非期望產(chǎn)出。相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于《中國統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》《中國工業(yè)統(tǒng)計年鑒》《第三產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計年鑒》等。

2.1 投入指標(biāo)

2.1.1 勞動力投入

選取各行業(yè)每年年初就業(yè)人數(shù)與年末就業(yè)人數(shù)的平均數(shù)作為勞動力投入。

2.1.2 固定資本投入

本文選取2008-2017年的資本存量作為資本投入指標(biāo)，測算方法采用“永續(xù)盤存法”(perpetualinventory method)，測算公式為：

其中t為第t年，K為資本存量，I為當(dāng)年固定資本投資額，δ為折舊率。固定資本投資額根據(jù)固定資產(chǎn)投資價格指數(shù)進(jìn)行指數(shù)平減。折舊率會隨著時間的不同、地域的不同以及資產(chǎn)類別的不同而發(fā)生很大的變化，因此這里采用單豪杰（2008）所估算的綜合折舊率10.96%。第t-1年的資本存量，以2008年為計算基期，基期資本存量的測算參考1999年Hall的增長率法，公式如下：

2.1.3 能源消費(fèi)量

以《中國能源統(tǒng)計年鑒》中分行業(yè)的不同種類能源消費(fèi)量作為文中各行業(yè)能源消費(fèi)指標(biāo)。

2.2 產(chǎn)出指標(biāo)

2.2.1 國民生產(chǎn)總值GDp

為排除通貨膨脹所造成的物價水平變化，本文根據(jù)GDp指數(shù)將各行業(yè)各年名義GDp進(jìn)行平減處理，得到其以2008年為不變價格的實際GDp。

2.2.2 二氧化碳排放量

能源消費(fèi)所排放的二氧化碳量無法從相關(guān)統(tǒng)計資料中獲得，只能通過估算，本文借鑒《IpCC 國家溫室氣體指南》中的權(quán)威方法對三次產(chǎn)業(yè)中各行業(yè)能源消費(fèi)所產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行測算。

3. 實證結(jié)果分析與評價

運(yùn)行軟件MAXDEA8.0，得出相應(yīng)能源利用效率結(jié)果。

表1 中國三次產(chǎn)業(yè)全要素能源效率

從表1 中可以發(fā)現(xiàn)，第二產(chǎn)業(yè)能源利用綜合效率明顯高于第一和第三產(chǎn)業(yè)，效率均值排名前三位的都屬于第二產(chǎn)業(yè)，都表現(xiàn)為有效，農(nóng)業(yè)牧漁和交通運(yùn)輸倉儲郵政業(yè)效率均值為無效，第二產(chǎn)業(yè)的能源利用高效率主要來自于較高的純技術(shù)效率。根據(jù)非導(dǎo)向的模型運(yùn)行結(jié)果可知，造成第一產(chǎn)業(yè)效率較低的主要原因來源于其投入和產(chǎn)出兩方面的無效率，投入的無效率主要表現(xiàn)為勞動力投入大于目標(biāo)值，而資本存量值小于目標(biāo)值，產(chǎn)出的無效率主要來源于二氧化碳排放量大于其目標(biāo)值。交通運(yùn)輸和倉儲郵政業(yè)能源利用效率較低主要來自于投入的無效率，包括勞動力與資本的投入不足以及能源消費(fèi)量的增加。從表中可以看到，2009年交通運(yùn)輸和倉儲郵政業(yè)的效率值明顯下降，分析可能的原因，從中國汽車工業(yè)協(xié)會所發(fā)布的中國汽車銷售量數(shù)據(jù)顯示，2009年中國的汽車銷售量同比增長45.46%，而2008年只有6.7%。產(chǎn)出的無效率對其效率的影響弱于投入，主要來源于CO2排放的超量排放。

將超效率SBM模型輸出結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行處理，分解為混合效率MIX、純技術(shù)效率pE和規(guī)模效率SE。對于混合效率值，制造業(yè)在2008-2017年間全部有效，表現(xiàn)出明顯的高效率，農(nóng)林牧漁和第三產(chǎn)業(yè)中的其他行業(yè)分別只有2008年和2015年為有效，剩余年份均無效。均值排名前兩位的分別是制造業(yè)和電力熱力及水的生產(chǎn)供應(yīng)，都屬于第二產(chǎn)業(yè)。第三產(chǎn)業(yè)中只有批發(fā)零售和餐飲住宿業(yè)的混合效率均值有效，排名第三位。因此各產(chǎn)業(yè)的混合效率，第二產(chǎn)業(yè)最高，其次是第三產(chǎn)，最后為第一產(chǎn)業(yè)。對于純技術(shù)效率，均值排前三位的都屬于第二產(chǎn)，八大行業(yè)中交通運(yùn)輸和倉儲郵政業(yè)的技術(shù)效率的均值為無效。對于規(guī)模效率，各行業(yè)整體表現(xiàn)為低效率，其中第二產(chǎn)業(yè)各行業(yè)的規(guī)模效率值又明顯低于其他各行業(yè) 。從圖1中可以觀察到，三次產(chǎn)業(yè)整體來講，純技術(shù)效率要明顯高于混合效率與規(guī)模效率。

圖1 中國三次產(chǎn)業(yè)中各行業(yè)分解效率均值分布

4. 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文基于DEA方法，通過非期望的超效率SBM模型對中國三次產(chǎn)業(yè)的全效率能源利用效率進(jìn)行了測算與比較分析，得出如下結(jié)論：

一是從全要素能源效率來看，屬于技術(shù)密集型的第二產(chǎn)業(yè)的能源利用效率普遍高于第一與第三產(chǎn)業(yè)，而三次產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模效率偏低。第一產(chǎn)業(yè)效率較低，作者認(rèn)為主要原因就是機(jī)械化程度偏低，不能釋放剩余勞動力，造成了投入高，有效產(chǎn)出低。第三產(chǎn)業(yè)中，能源消費(fèi)的主要去向就是交通運(yùn)輸，而交通運(yùn)輸?shù)男示蹬琶詈螅斐善涞托实闹饕蚴羌兗夹g(shù)效率不足。

二是第二產(chǎn)業(yè)的全要素生產(chǎn)率普遍低于第一和第三產(chǎn)業(yè)，造成這一的原因，可以從第一條結(jié)論中找到答案，也就是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步速度較慢，因此，第一和第三產(chǎn)業(yè)的能源利用效率相比第二產(chǎn)業(yè)則具有更大的進(jìn)步空間。

三是第二產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)量要遠(yuǎn)高于第一和第三產(chǎn)業(yè)，結(jié)合第一條結(jié)論，進(jìn)一步證明了僅以能源作為決定要素的單要素能源效率分析法的片面性。

4.2 建議

基于以上結(jié)論，為促進(jìn)中國社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展提出如下建議：

一是在目前普遍關(guān)注工業(yè)能源利用的背景下，同樣應(yīng)加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)的能源利用的研究力度。根據(jù)所處行業(yè)的具體特性制定和采取相應(yīng)的政策措施，從勞動力、資本以及技術(shù)水平尋找突破口。農(nóng)業(yè)的能源利用效率問題，要進(jìn)一步完善和制定相關(guān)土地政策，將分散的土地集合成片，這樣才能開展機(jī)械化作業(yè)，提高農(nóng)業(yè)的機(jī)械化水平，減少勞動力投入。探討和解決，也就是中國目前正在實施的供給側(cè)改革中的去產(chǎn)能，就是針對工業(yè)自身的特點(diǎn)，淘汰落后產(chǎn)能，轉(zhuǎn)移相對過剩勞動力，進(jìn)一步提高工業(yè)整體的技術(shù)水平，進(jìn)而提高工業(yè)的全要素生產(chǎn)力。

二是鼓勵創(chuàng)新，完善創(chuàng)新驅(qū)動機(jī)制，為能源效率的提高創(chuàng)造其成長的良好環(huán)境。要提高能源利用效率，科技是關(guān)鍵。積極引進(jìn)高新技術(shù)及相應(yīng)企業(yè)，加強(qiáng)人才交流，重點(diǎn)進(jìn)行專業(yè)人才的培養(yǎng)，并建立健全技術(shù)的傳導(dǎo)機(jī)制。政府制定相關(guān)的財政、稅收等方面的優(yōu)惠政策，推動和鼓勵企業(yè)對先進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

三是在探討傳統(tǒng)能源問題的同時，要引入清潔能源，從清潔能源中找到傳統(tǒng)能源的替代品，降低傳統(tǒng)能源的消費(fèi)量，對不同的能源組合探尋最佳的組合方案。