馮 穎, 仇方道

(1.江蘇師范大學 地理測繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院，江蘇 徐州 221116； 2.江蘇第二師范學院 地理科學學院，江蘇 南京 211200)

提升能源效率，健全能源創(chuàng)新體系，是推動我國能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑，也是“十四五”乃至更長時期我國經(jīng)濟高質(zhì)量轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展的戰(zhàn)略選擇.地區(qū)差異決定了能源利用的異質(zhì)性.省際邊界作為我國的特殊類型區(qū)域，其發(fā)展面臨經(jīng)濟落后、資源依賴性強且利用效率不高等制約，因此，開展省際邊界區(qū)域等特殊類型地區(qū)工業(yè)能源效率的特征及影響機制研究，既是“十四五”期間能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需要，也是我國綠色發(fā)展重要戰(zhàn)略的需要[1].目前，關(guān)于工業(yè)能源效率的研究主要集中于4個方面.測度方法方面，主要包括投入產(chǎn)出分析法[2-3]、因素分解法[4-5]和數(shù)據(jù)包絡分析法[6-7]等，其中數(shù)據(jù)包絡分析法應用最為廣泛.時空特征方面，主要運用空間自相關(guān)分析方法，分析區(qū)域工業(yè)能源效率的時空變化特征[8-10].影響因素主要分為直接因素和間接因素兩類，其中：直接因素主要包括技術(shù)進步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)，間接因素主要包括能源價格、社會因素、市場化水平、經(jīng)濟體制、對外開放、產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)、政府調(diào)控能力等[11-13].調(diào)控措施方面，主要從優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)[4]、提高工業(yè)能源技術(shù)[11]、改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[2]、健全管理體系[14]等角度探尋提高工業(yè)能源效率路徑.綜合來看，現(xiàn)有研究多從全國、省域、城市群等空間尺度展開，而對省際邊界等特殊類型區(qū)域工業(yè)能源效率的研究尚未引起足夠的重視.因此，本文以淮海經(jīng)濟區(qū)為例，探討省際邊界區(qū)域工業(yè)能源效率的時空異質(zhì)性特征及驅(qū)動機制，其結(jié)果可為該區(qū)域及其他同類區(qū)域工業(yè)持續(xù)發(fā)展提供借鑒.

1 研究區(qū)域概況

淮海經(jīng)濟區(qū)地處江蘇、山東、河南、安徽4省交界區(qū)域，是我國典型的省際邊界區(qū)域.按照《淮河生態(tài)經(jīng)濟帶發(fā)展規(guī)劃》，該區(qū)域由徐州、連云港、宿遷、濟寧、棗莊、臨沂、菏澤、商丘、宿州、淮北10市組成，以煤炭資源為主導優(yōu)勢資源，是中國重要的能源基地，也是典型的老工業(yè)城市和資源型城市集中分布地區(qū).2020年，淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)產(chǎn)值占比39.42%，高于全國平均水平1.58百分點；人均工業(yè)產(chǎn)值16 642元，是全國平均水平的75.06%；工業(yè)能源消耗總量為22 683萬t(以標準煤計，下同)，占全國的4.55%；萬元GDP能耗0.599 t，為全國水平的1.2倍.可見，該區(qū)域工業(yè)發(fā)展水平不高，能源利用比較粗放.加快高耗能、高污染工業(yè)改造轉(zhuǎn)型，提高能源利用效率，成為促進該區(qū)域工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和綠色發(fā)展面臨的首要任務.

2 研究方法和數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

超效率SBM(slack based model)模型是Tone于2002年在SBM模型基礎(chǔ)上提出的.相較于傳統(tǒng)SBM模型取值只能為0～1、存在同時出現(xiàn)多個有效決策單元無法比較的情況，超效率SBM模型在處理非期望產(chǎn)出的同時能將有效決策單元進行比較.該模型在目標函數(shù)中加入松弛變量，使得SBM模型的經(jīng)濟解釋為該效率模式下得到工業(yè)總產(chǎn)值的最大化，且松弛變量的存在詳細反映了地區(qū)不同年份各投入產(chǎn)出指標的冗余量，可據(jù)此對地區(qū)工業(yè)發(fā)展指明方向.本研究利用超效率SBM模型測算淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率，有利于解決不考慮工業(yè)SO2排放的情況下工業(yè)能源效率存在的偏差問題[15-16].具體計算過程見文獻[14].

2.2 數(shù)據(jù)來源和指標選擇

本研究以地級市為研究單元，研究時段為2005—2020年.文中數(shù)據(jù)主要來源于相應年份淮海經(jīng)濟區(qū)10市及江蘇、安徽、山東、河南4省的統(tǒng)計年鑒；地圖資料來源于中國矢量化地圖，運用ArcGis、DEA和Stata 14等軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析.

超效率SBM模型中的投入指標包括工業(yè)從業(yè)人員、工業(yè)固定資產(chǎn)投資額和工業(yè)能源消耗總量，分別反映勞動力資源投入、資本投入以及資源投入情況；產(chǎn)出包括期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出，以工業(yè)總產(chǎn)值反映期望產(chǎn)出，以工業(yè)二氧化硫排放量反映非期望產(chǎn)出.需要說明的是，雖然工業(yè)廢水、二氧化碳等環(huán)境污染物也可以反映非期望產(chǎn)出，但考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性以及數(shù)據(jù)包絡分析方法對指標數(shù)量的限制，加上工業(yè)二氧化硫兼具溫室氣體和污染環(huán)境的典型性，因此，本研究僅選取工業(yè)二氧化硫作為非期望產(chǎn)出指標.

3 淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率的時空特征

3.1 時間演變特征

2005—2020年，淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率總體呈上升趨勢，能源效率指數(shù)由0.72演變?yōu)?.04，增幅為44.44%(圖1).大致分為3個階段：1)波動性下降階段(2005—2010年).該階段工業(yè)能源效率由0.72下降到0.37，降幅達48.61%.2005—2007年工業(yè)從業(yè)人員和工業(yè)能源投入沒有得到充分利用，二者冗余率分別為32%和41%，導致工業(yè)能源效率大幅降低；2008年經(jīng)濟危機爆發(fā)，工業(yè)發(fā)展緩慢，勞動力和能源投入利用更加不充分，2008—2010年二者冗余率分別高達41%和47%，造成工業(yè)能源效率持續(xù)處于較低水平.2)先升后降階段(2011—2015年).國家自主創(chuàng)新戰(zhàn)略的實施，促進了清潔能源利用和現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系建立.2010—2012年淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源利用能力提升，冗余率由45%下降到28%，其余要素冗余波動幅度<1%，推動工業(yè)能源效率增加19%；2013—2015年，淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)勞動力資源沒有得到充分利用，工業(yè)從業(yè)人員冗余率48%，表明該地區(qū)能源結(jié)構(gòu)雖得到優(yōu)化但仍舊存在大量勞動密集型產(chǎn)業(yè)，致使地區(qū)工業(yè)能源效率呈現(xiàn)下降趨勢.3)快速上升階段(2016—2020年).新發(fā)展理念的貫徹、制造強國戰(zhàn)略的實施以及清潔能源的推廣應用，促進了工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型.工業(yè)勞動力、固定資產(chǎn)和能源投入的冗余率降幅分別為86.43%、78.26%和90.32%，促使工業(yè)能源效率顯著增加136.36%.

2005—2020年淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率變差系數(shù)為0.60，顯示工業(yè)能源效率演化具有顯著的不穩(wěn)定性.這是由于進入“十一五”后,國際國內(nèi)發(fā)展環(huán)境的不確定性大大增加，引發(fā)淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率的年際差異變化明顯.變差系數(shù)>0.50的城市有濟寧(0.77)、徐州(0.78)、棗莊(0.52)、宿州(0.68)、淮北(0.52)、商丘(0.60)6市，集中分布于京滬沿線地區(qū).此類城市工業(yè)多以資源型產(chǎn)業(yè)為主導，能源利用效率受工業(yè)發(fā)展影響巨大，故其工業(yè)能源效率具有較大的波動性.而變差系數(shù)≤0.50的城市有臨沂(0.44)、連云港(0.41)、宿遷(0.27)、菏澤(0.27)4市，主要集中分布于淮海經(jīng)濟區(qū)的外圍邊緣.此類城市多為非資源型城市，工業(yè)發(fā)展受資源影響相對較小，能源利用技術(shù)相對穩(wěn)定，其利用效率波動不大.

3.2 空間演變特征

2005年,淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率自西向東呈現(xiàn)低-高-低-高相間分布的格局；2010年整個研究區(qū)域能源效率均≤1.00，均衡化態(tài)勢明顯；2015年僅有1市能源效率>1.00，空間上呈現(xiàn)菏澤—徐州—臨沂一線工業(yè)能源效率相對較高而其南北兩側(cè)較低的空間格局；2020年，工業(yè)能源效率>1.00的城市有棗莊、徐州、宿州、濟寧、淮北、菏澤6市，整體上呈現(xiàn)京滬沿線地區(qū)工業(yè)能源效率較高而其東西兩側(cè)較低的“凸”字型格局(圖2).可見，淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率高的城市表現(xiàn)為先減少后增多、空間上在向京滬沿線地區(qū)集聚的趨勢，主要是由于沿京滬地區(qū)資源型城市密集，近年來各地加快推進資源型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展，立足先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，能源利用效率相對較高.工業(yè)能源效率≤1.00的城市多是受工業(yè)固定資產(chǎn)投入和能源投入不足的制約，地區(qū)工業(yè)能源利用相對粗放.

圖2 淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率區(qū)域格局演變Fig.2 Evolution of regional patterns of industrial energy efficiency in Huaihai Economic Zone(地圖底圖來源于審圖號為GS(2020)4632號的標準地圖)

從地區(qū)看，研究期淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率呈現(xiàn)由皖北>蘇北>魯南>豫東演變?yōu)橥畋?魯南>蘇北>豫東的格局(圖1).其原因在于：皖北地區(qū)要素投入得到有效利用，工業(yè)能源效率始終處于較高水平，而豫東地區(qū)要素投入難以充分利用，工業(yè)能源效率一直處于較低水平.

4 淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率的影響因素

4.1 模型選擇

區(qū)域工業(yè)能源效率受多種因素的影響.考慮到淮海經(jīng)濟區(qū)的具體情況，從發(fā)展水平(X1)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(X2)、政府調(diào)控(X3)、對外開放(X4)、能源結(jié)構(gòu)(X5)和創(chuàng)新能力(X6)6個方面選取具體的指標作為自變量，以工業(yè)能源效率為因變量，分析相關(guān)因素對淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率的影響.發(fā)展水平主要反映區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展狀態(tài)和階段，以人均GDP為代表性指標；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)主要反映區(qū)域產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)高級化程度，以第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重表示[14]；政府調(diào)控[17]主要反映政府對能源利用的調(diào)控能力，以人均地方財政支出表示；對外開放主要反映區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的開放程度[18]，以外商直接投資額占GDP比重表示；能源結(jié)構(gòu)主要反映不同能源種類占能源消耗總量的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，以煤炭消費量占能源消耗總量的比重表示；創(chuàng)新能力[19]主要反映區(qū)域能源利用的技術(shù)創(chuàng)新能力，以每萬人擁有的發(fā)明專利量表示.

考慮到超效率SBM模型測算結(jié)果在1.0上下，若采用傳統(tǒng)線性回歸方法，可能會產(chǎn)生負的擬合值，故選用Tobit模型.結(jié)合研究區(qū)實際情況，選取模型

Eit=β0+β1lnX1it+β2lnX2it+β3lnX3it

+β4lnX4it+β5lnX5it+β6lnX6it+εit，

式中：Eit表示第t年i地區(qū)的工業(yè)能源效率，β0為常數(shù)項，β1、β2、β3、β4、β5、β6是自變量的偏回歸系數(shù)，εit表示隨機誤差.

4.2 主要因素

運行Stata14軟件，Hausman檢驗結(jié)果(表1)顯示，χ2統(tǒng)計量為1.39，P值為0.966 5，檢驗結(jié)果不顯著.可見，隨機效應模型比固定效應模型更有效，故本研究選擇隨機效應模型開展相關(guān)研究.

表1 基于工業(yè)能源效率的Hausman檢驗Tab.1 Hausman test based on industrial energy efficiency

Tobit模型計算結(jié)果(表2)表明，不同因素對淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率的具體影響作用不同.

表2 淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率影響因素Tobit回歸模型結(jié)果Tab.2 Calculation results of Tobit regression model for industrial energy efficiency influencing factors in Huaihai Economic Zone

經(jīng)濟水平僅對皖北工業(yè)能源效率提升有促進作用，而對整個研究區(qū)域及豫東、蘇北、魯南的影響并不顯著.皖北地區(qū)經(jīng)濟水平較低，經(jīng)濟增長不僅可為能源效率的提高奠定堅實基礎(chǔ)，而且有利于引導居民能源消費方向，增強其環(huán)保意識.

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率有正向促進作用，但影響作用并不大：對蘇北、魯南工業(yè)能源效率的提升有促進作用，且對蘇北影響更顯著；而對豫東、皖北的影響不明顯.

政府調(diào)控對淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率提高有促進作用，但不顯著，其中：對皖北的影響更為明顯，而對蘇北、魯南和豫東3地區(qū)的影響不明顯.因此，應進一步增強政府對工業(yè)綠色發(fā)展的調(diào)控能力，促進能源高效、循環(huán)利用.

對外開放對淮海經(jīng)濟區(qū)，尤其是皖北的工業(yè)能源效率提升有促進作用，但作用程度不高.因此，應進一步增強區(qū)域發(fā)展的開放性，提高從區(qū)域外部獲取要素資源的能力，構(gòu)建提升區(qū)域工業(yè)能源效率的合力.

能源結(jié)構(gòu)對淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率提升有抑制作用，除了對蘇北影響不明顯外，對皖北、魯南、豫東3地區(qū)的抑制作用強于研究區(qū)域整體.淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源利用仍以化石能源為主導，清潔能源利用有待加強.因此，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)是該區(qū)域工業(yè)能源效率提升的重要路徑.

創(chuàng)新能力對淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率提升的影響作用最強，尤其對豫東地區(qū)有促進作用，而對其他地區(qū)影響不顯著.創(chuàng)新能力不高，是淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率提升的主要制約因素.補齊能源領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的短板，是推動該區(qū)域工業(yè)能源利用技術(shù)綠色化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵路徑.

5 結(jié)論與建議

5.1 主要結(jié)論

2005—2020年，淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率整體上經(jīng)歷了先降后升的變化歷程，但波動性較大，表明省際邊界區(qū)域工業(yè)能源效率受發(fā)展環(huán)境不確定性影響而表現(xiàn)出較大的不穩(wěn)定性.

空間上，淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率的格局由自西向東的低-高-低-高相間分布演變?yōu)榫鼐€地區(qū)高而其兩側(cè)低的“凸”字型，折射出優(yōu)越的交通區(qū)位已成為省際邊界區(qū)域工業(yè)能源效率高的城市集聚的重要條件.

總體上，對淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率有正向作用的因素為創(chuàng)新能力>政府調(diào)控>產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)>對外開放，而能源結(jié)構(gòu)有抑制作用.不同地區(qū)的影響因素各異：蘇北以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響顯著；魯南以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)為主要影響因素；豫東以創(chuàng)新能力、能源結(jié)構(gòu)為主要影響因素；皖北以經(jīng)濟水平、政府調(diào)控、對外開放、能源結(jié)構(gòu)為主要影響因素.提高創(chuàng)新能力是省際邊界區(qū)域工業(yè)能源效率提升的主要動力，而政府調(diào)控則是主要保證，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、對外開放是主要路徑；所屬省份的發(fā)展階段不同，影響因素各異.

5.2 建議

淮海經(jīng)濟區(qū)早期工業(yè)發(fā)展具有礦產(chǎn)資源豐富、勞動力充足且成本低的優(yōu)勢.隨著礦產(chǎn)資源趨于枯竭，環(huán)境保護壓力的增強，人口流失的日益嚴重和勞動力成本上升問題，使該地區(qū)原有的資源密集型產(chǎn)業(yè)難以為繼.同時，淮海經(jīng)濟區(qū)作為我國典型省際邊界區(qū)域，省際邊界的“切變效應”會對區(qū)域內(nèi)空間聯(lián)系、經(jīng)濟要素、產(chǎn)業(yè)擴張和生態(tài)環(huán)境等產(chǎn)生阻隔作用，導致工業(yè)趨同、交通分割、環(huán)境分治等問題的產(chǎn)生.為推動淮海經(jīng)濟區(qū)工業(yè)能源效率提高，建議：一要大力促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)為重點，積極推動工業(yè)高級化、綠色化、低碳化；二要以提高清潔能源利用為關(guān)鍵，優(yōu)化能源利用結(jié)構(gòu)；三要加大工業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)和工藝的推廣使用，不斷增強工業(yè)能源利用創(chuàng)新能力；四要不斷增強政府調(diào)控能力，建立健全工業(yè)綠色化發(fā)展政策體系；五要進一步提高區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的開放性，增強區(qū)域外部發(fā)展要素獲取的能力，優(yōu)化工業(yè)能源效率提升的合力.