中國能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的倒U型關(guān)系

中國能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的倒U型關(guān)系宏觀經(jīng)濟(jì)增長與發(fā)展吳江李林（西南財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)院）【摘要】采用中國各省份2005年與2006年的截面數(shù)據(jù)，研究能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系。實(shí)證結(jié)果發(fā)現(xiàn)，能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間存在倒U型曲線關(guān)系，即在較低的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上，能源效率隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上升而下降，在較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上，能源效率隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上升而提高，并且該倒U型曲線還存在“平移效應(yīng)”。關(guān)鍵詞能源效率經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平截面數(shù)據(jù)倒U型曲線TheInvertedU-shapedRelationshipbetweenEnergyEfficiencyandtheLevelofEconomicDevelopmentinChinaAbstract:ThispaperstudiestherelationshipbetweenenergyefficiencyandeconomicdevelopmentwithsectiondataofChina'sdifferentprovincesin2005andin2006.TheempiricalresultsshowthattheinvertedU-shapedcurvecandescribetherelationshipbetweenenergyefficiencyandeconomicdevelopmentlevel.Onthelowerlevelofeconomicdevelopment,energyefficiencydeclinedwiththeriseinthelevelofeconomicdevelopment,whileonthehigherlevelofeconomicdevelopment,energyefficiencyincreasedwiththeriseinthelevelofeconomicdevelopment,andtranslationeffectliesinthisinvertedU-shapedcurve.Keywords:energyefficiency;thelevelofeconomicdevelopment;sectiondata;theinvertedU-shapedcurve能源被稱為“工業(yè)的糧食”，它作為一種投入要素，與資本、勞動和原材料一樣，在經(jīng)濟(jì)生活中發(fā)揮著重要的作用，是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。但是隨著全世界各國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源對經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的約束問題已經(jīng)日益明顯。近年來，我國局部地區(qū)“電荒”、“煤荒”等能源短缺現(xiàn)象的不斷發(fā)生，根據(jù)2050年我國要達(dá)到目前中等發(fā)達(dá)國家水平的目標(biāo)，人均GDP將達(dá)到1萬美元，屆時我國人均能源消費(fèi)量需達(dá)3噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上。能源問題日漸受到社會眾多的關(guān)注。能源對經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在投入總量與能源效率上。能源效率一般以單位GDP能耗來衡量。國家的“十一五”規(guī)劃《綱要》首次將具體明確的節(jié)能降耗指標(biāo)列入下一個5年規(guī)劃，對所有省份采取“一刀切”的辦法，提出了2010年單位GDP能耗比2005年要降低20％的目標(biāo)。該目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)，直接關(guān)系著國家戰(zhàn)略規(guī)劃的是否能順利實(shí)施。因此，研究能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義與理論意義。一、文獻(xiàn)綜述1.能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系王玉潛（2003）認(rèn)為能源效率變動影響因素可歸納為技術(shù)因素和結(jié)構(gòu)因素，通常表現(xiàn)為能源直接消耗技術(shù)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，也可以表現(xiàn)為能源完全消耗技術(shù)和需求結(jié)構(gòu)。何建坤，張希良（2005）分析了我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對GDP能源效率下降的影響，認(rèn)為“十一五”末期單位GDP能耗比“十五”末期下降20%左右的目標(biāo)是可能實(shí)現(xiàn)的。吳巧生，成金華（2006）運(yùn)用Laspeyres指數(shù)及其分解模型，對中國單位GDP能耗進(jìn)行分解，并對其影響因素進(jìn)行研究，得出中國能源效率提高主要是各產(chǎn)業(yè)能源使用效率提高的結(jié)果，相對于效率份額，結(jié)構(gòu)份額對能源效率的影響也少得多，除了少數(shù)年份外，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對提高能源效率的作用是負(fù)面的。魏楚，沈滿洪（2007）指出能源生產(chǎn)率和能源效率兩個指標(biāo)有著巨大的差異，并構(gòu)建了一個基于DEA方法的能源效率指標(biāo)，并根據(jù)各省1995～2004年的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行了測算。2.中國不同地區(qū)的能源效率與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系差異齊紹洲和羅威（2007）利用面板數(shù)據(jù)對我國西部與東部地區(qū)的能源效率差異進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，西部與東部地區(qū)的能源效率差異也是收斂的，但收斂的速度慢于人均GDP的收斂速度，不同西部省份在經(jīng)濟(jì)增長過程中的能源使用效率是收斂還是發(fā)散存在差異。前人的研究指出在能源效率的變化存在先下降后上升的趨勢，這樣的趨勢內(nèi)在動因是什么？它存在什么樣的數(shù)量特征呢？本文擬對以上問題進(jìn)行探討。二、理論模型能源效率一般使用單位GDP能耗來綜合衡量（蔣金荷，2004）。單位GDP能耗越高，能源效率越低。對于不同產(chǎn)業(yè)，還可使用單位增加值能耗衡量其能源效率。（i=1，2，3）（1）（2）式中，代表能源效率，代表第i產(chǎn)業(yè)增加值占的比重，代表第i產(chǎn)業(yè)的單位增加值能耗。一般而言，第二產(chǎn)業(yè)的單位增加值能耗大于第三產(chǎn)業(yè)和第一產(chǎn)業(yè)，因此提高第三產(chǎn)業(yè)占經(jīng)濟(jì)總量的比重，提高第二產(chǎn)業(yè)的能源效率，可以對能源效率產(chǎn)生正的技術(shù)效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)。但在不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平時期，技術(shù)因素和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素對能源效率產(chǎn)生效應(yīng)未必相同。例如在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低時，隨著工業(yè)化進(jìn)程的進(jìn)行，高耗能產(chǎn)業(yè)比重的提高，能源效率可能隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上升而下降；在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高時，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級與優(yōu)化，服務(wù)業(yè)比重的提升，節(jié)能技術(shù)的推廣，能源效率可能隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上升而提高。因此，以能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平間可能存在倒U型曲線，具體的說，在較低的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上，能源效率隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上升而下降，在較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上，能源效率隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上升而提高；但經(jīng)濟(jì)的增長最終將導(dǎo)致能源效率的提高。這與20世紀(jì)90年代Grossman和Krueger提出了著名的“環(huán)境庫茲涅茨曲線”相類似（GrossmanandKrueger，1991）即：（3）在式（3）中，代表能源效率，代表經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，是隨機(jī)擾動項(xiàng)。根據(jù)式（3）的回歸結(jié)果，判斷能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間是否存在能源倒U型曲線關(guān)系的方法如下：（1）如果回歸結(jié)果顯著，且，，則說明存在能源效率倒U型曲線；（2）如果回歸結(jié)果顯著，且，，則說明存在能源效率U型曲線；（3）如果回歸結(jié)果不顯著，則說明不存在能源效率U型曲線。三、數(shù)據(jù)選取及來源我國各個省份之間在能源使用效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上的差異較大，既有處在較低的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上的地區(qū)，也有處于較高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上的地區(qū)，因此本文采用截面數(shù)據(jù)刻畫能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的關(guān)系。由于國家從2005年才開始公布各個省份的單位GDP能耗數(shù)據(jù)，因此，本文采用2005年與2006年中國除西藏自治區(qū)以外的30個省份的截面數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源于2006年中國統(tǒng)計(jì)年鑒和2007年中國統(tǒng)計(jì)年鑒。其中西藏自治區(qū)的單位GDP能耗數(shù)據(jù)難以獲得，所以在樣本中未考慮西藏自治區(qū)。本文實(shí)證分析中，使用各省份單位GDP能耗指標(biāo)代替能源效率，使用各省份人均地區(qū)生產(chǎn)總值指標(biāo)代替經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平；所有數(shù)據(jù)都按2005年不變價格計(jì)算，見表1。表12005年、2006年單位GDP能耗及人均地區(qū)生產(chǎn)總值省份2006年單位GDP能耗2006年人均地區(qū)生產(chǎn)總值2005年單位GDP能耗2005年人均地區(qū)生產(chǎn)總值2006年對2005年的價格指數(shù)(噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元)萬元(噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元)萬元北

京0.765.04670.8024.5444112.8天

津1.0694.11631.1133.5783114.5河

北1.8951.69621.9551.4782113.4山

西2.8881.41232.9461.2495111.8內(nèi)蒙古2.4132.00532.4751.6331118.7遼

寧1.7752.17881.8341.8983113.8吉

林1.5911.5721.6461.3348115黑龍江1.4121.61951.4561.4434112.1上

海0.8735.76950.9075.1474112江

蘇0.8912.88140.9232.456114.9浙

江0.8643.18740.8962.7703113.9安

徽1.1711.00551.2130.8675112.8福

建0.9072.14710.9371.8646114.8江

西1.0231.07981.0570.944114.4山

東1.2312.37941.2752.0096114.8河

南1.341.33131.3811.1346114.4湖

北1.4621.32961.5101.1431113.2湖

南1.3521.1951.3991.0426112.2廣

東0.7712.83320.7942.4435114.6廣

西1.1911.02961.2220.8788113.6海

南0.9051.26540.9161.0871112.5重

慶1.3711.24571.4191.0982112.2四

川1.4981.05461.5300.906113.3貴

州3.1880.57873.2480.5052111.6云

南1.7080.8971.7340.7835111.9陜

西1.4261.21381.4760.9899112.8甘

肅2.1990.87572.2580.7477111.5青

海3.1211.17623.0751.0045112.2寧

夏4.0991.18474.1411.0239112.7新

疆2.0921.52.1141.3108111四、能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的倒U型曲線關(guān)系1.模型計(jì)算及檢驗(yàn)使用Eviews5.0軟件，對式（3）進(jìn)行回歸，得2005年與2006年各省單位GDP能耗對人均地區(qū)生產(chǎn)總值回歸的結(jié)果，見表2、表3。因?yàn)閷?shí)證采用的數(shù)據(jù)是非時間序列數(shù)據(jù)，所以本文進(jìn)行無截距項(xiàng)的回歸不會影響后邊的檢驗(yàn)?；貧w結(jié)果如下：2005年數(shù)據(jù)回歸結(jié)果：（4）2006年數(shù)據(jù)回歸結(jié)果：（5）在式（4），（5）中，代表能源效率，單位噸（標(biāo)準(zhǔn)煤）/萬元，代表人均地區(qū)生產(chǎn)總值，單位萬元。表22005年各省能源效率對人均地區(qū)生產(chǎn)總值回歸的估計(jì)結(jié)果變量顯著性檢驗(yàn)White檢驗(yàn)（異方差檢驗(yàn)）回歸系數(shù)T統(tǒng)計(jì)量顯著性水平統(tǒng)計(jì)量顯著性水平X1.688697.530060.00000F統(tǒng)計(jì)量0.7635670.524773X2-0.335085-5.3672680.00000N*R22.4291040.488240表32006年各省能源效率對人均地區(qū)生產(chǎn)總值回歸的估計(jì)結(jié)果變量顯著性檢驗(yàn)White檢驗(yàn)（異方差檢驗(yàn)）回歸系數(shù)T統(tǒng)計(jì)量顯著性水平統(tǒng)計(jì)量顯著性水平X1.6416367.4855120.00000F統(tǒng)計(jì)量0.7561090.528871X2-0.327923-5.3193570.00000N*R22.4072800.492281表2與表3的回歸結(jié)果表明，兩個模型的一次解釋變量回歸系數(shù)和二次解釋變量回歸系數(shù)都非常顯著，考慮到使用的是截面數(shù)據(jù)，因此可決系數(shù)水平0.3左右都是可以接受的，模型通過了White檢驗(yàn)，沒有異方差問題，故人均地區(qū)生產(chǎn)總值與能源效率之間存在顯著關(guān)系。同時一次解釋變量回歸系數(shù)為正數(shù)，二次解釋變量回歸系數(shù)為負(fù)數(shù)，與理論模型中的設(shè)想1的情形相吻合，所以通過以上信息可以判斷能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間存在能源效率倒U型曲線。通過兩個模型的比較，還可以看出無論使用2005年的數(shù)據(jù)還是2006年的數(shù)據(jù)，得到的模型基本一致，兩個模型的回歸系數(shù)差異在3%以下，這也能說明能源效率倒U型曲線的存在。2.模型結(jié)果的分析回歸結(jié)果說明了能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間存在倒U型曲線關(guān)系，按2005年不變價格計(jì)算，2005年倒U型曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于人均地區(qū)生產(chǎn)總值2.52萬元處，2006年倒U型曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于人均地區(qū)生產(chǎn)總值2.50萬元處，兩者相差不大。他表明：當(dāng)人均地區(qū)生產(chǎn)總值低于轉(zhuǎn)折點(diǎn)時，能源效率隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高反而降低，而一旦人均地區(qū)生產(chǎn)總值超過轉(zhuǎn)折點(diǎn)時，能源效率又會隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高而上升。倒U型曲線關(guān)系的存在，也說明了為什么在吳巧生，成金華（2006）的研究認(rèn)為，除了少數(shù)年份外，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對提高能源效率的作用是負(fù)面的。圖1中實(shí)線表示2005年的回歸曲線，虛線表示2006年的回歸曲線，從該圖可以看出，2006年的回歸曲線與2005年的回歸曲線相比，出現(xiàn)了整體向下平移的現(xiàn)象，但是兩個曲線的頂點(diǎn)位置還是非常接近。能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的倒U型曲線整體向下平移，即表明2006年相比于2005年，在相同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上，單位GDP能耗有所降低，能源效率有所提高，是整體技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。圖1回歸函數(shù)擬合圖以2006年為例分析各個省市的具體情況，可以看出，只有上海，北京和天津三個直轄市的人均地區(qū)生產(chǎn)總值明顯高于2.5萬元，即處于倒U型曲線的右端，能源效率隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的增長而提高。浙江，江蘇和廣東三個省份處于倒U型曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)附近，其余24個省份都處于倒U型曲線的左端，且離轉(zhuǎn)折點(diǎn)較遠(yuǎn)，見圖2。90%的省份的能源效率隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的增長而有降低趨勢。圖2處于倒U型曲線的位置的省份個數(shù)和比例這樣的結(jié)果也說明了為什么2006年大部分的省市都沒有完成單位GDP能耗下降4%的任務(wù)?！笆晃濉币?guī)劃《綱要》提出單位GDP能耗5年要降低20％左右，2006年，北京單位GDP能耗下降了5.25個百分點(diǎn)，是全國唯一完成年度節(jié)能4%目標(biāo)的地區(qū)。同時2006年大部分省市的單位GDP能耗與2005年相比又有所降低，主要原因就是倒U型曲線發(fā)生了向下平移，即技術(shù)效應(yīng)是我國2006年單位GDP能耗下降的主要內(nèi)因。六、結(jié)論本文采用2005年和2006年中國除西藏自治區(qū)以外的30個省份截面數(shù)據(jù)，對能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，得到以下幾點(diǎn)結(jié)論。能源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間存在倒U型曲線關(guān)系，且該倒U型曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于人均地區(qū)生產(chǎn)總值2.5萬元（按2005年不變價格計(jì)算）附近。能源效率倒U型曲線說明在較低的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上，能源效率隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上升而下降，在較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上，能源效率隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上升而提高。隨著時間的推移，在技術(shù)效應(yīng)的作用下，能源效率倒U型曲線還會存在“平移效應(yīng)”，即在相同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上，單位GDP能耗有所降低，能源效率有所提高。將我國2006年人均地區(qū)生產(chǎn)總值的地區(qū)分布與倒U型曲線的臨界值相比較，大部分省份都處于倒U型曲線的左端，且離轉(zhuǎn)折點(diǎn)較遠(yuǎn)，即處在能源效率隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上升而下降的歷史時期，單位GDP能耗的下降主要得依靠“平移效應(yīng)”。由于我國地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異較大，因此不同地區(qū)能源消耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在著程度不同的矛盾。如果按照現(xiàn)有規(guī)劃，對所有地區(qū)進(jìn)行一刀切，要求實(shí)行相同的節(jié)能降耗標(biāo)準(zhǔn)，那么對于大多數(shù)省份來說，是很難做到兩者兼顧的。參考文獻(xiàn)[1]王玉潛：《能源消耗強(qiáng)度的直接因素分析與完全因素分析的比較》[J]，《理論月刊》2003年第9期。[2]何建坤、張希良：《我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對GDP能源強(qiáng)度上升的影響及趨勢分析》[J]，《環(huán)境保護(hù)》2005年第12期。[3]吳巧生、成金華：《中國工業(yè)化中的能源消耗強(qiáng)度變動及因素分析——基于分解模型的實(shí)證分析》[J]，《財(cái)經(jīng)研究》2006年第6期。[4]魏楚、沈滿洪：《能源效率與能源生產(chǎn)率：基于DEA方法的省際數(shù)據(jù)比較》[J]，《數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究》2007年第9期。[5]齊紹洲、羅威：《中國地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)強(qiáng)度差異分析》[J]，《經(jīng)濟(jì)研究》2007年第7期。[6]蔣金荷：《提高能源效率與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的策略分析》[J]，《數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究》2004年第10期。[7]Grossman，G.M.andKrueger，A.EnvironmentalImpactsofANorthAmericanFreeTradeAgreement，inP.Garber，ed.，TheU.S-MexicoFreeTradeAgreement，CambridgeMA:MITPress，13-56，1991.[8]國家統(tǒng)計(jì)局：《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》[M]，北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2006。[9]國家統(tǒng)計(jì)局：《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》[M]，北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2007。作者簡介：吳江（1971-），男，四川儀隴人，管理學(xué)博士，西南財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)院管理科學(xué)系副教授，研究方向?yàn)闆Q策分析及企業(yè)管理。李林（1984-），男，重慶合川人，西南財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)院數(shù)量經(jīng)濟(jì)碩士研究生，研究方向?yàn)閿?shù)量經(jīng)濟(jì)分析。聯(lián)系地址：成都市西南財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)院郵編：610074電話mail:wjwazi@163.com吳江，男，1971.11生，漢族，四川儀隴人，管理學(xué)博士，西南財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)院管理科學(xué)系副教授，管理科學(xué)與工程專業(yè)碩士研究生導(dǎo)師，成都市科技評估專家。已公開發(fā)表論文14篇，主持6項(xiàng)、參與7項(xiàng)在研或已結(jié)項(xiàng)的國家及省部級項(xiàng)目，研究方向：決策分析及企業(yè)管理【發(fā)表的論文】[1]吳江，黃登仕.區(qū)間數(shù)排序方法研究綜述.系統(tǒng)工程，2004，22（8）：1—4.（已被引用29次，自中國期刊全文數(shù)據(jù)庫搜索本文的引證文獻(xiàn)，下同）[2]吳江，黃登仕.多屬性決策中區(qū)間數(shù)偏好信息的一致化方法.系統(tǒng)工程理論方法應(yīng)用，2003，12（4）：359-362.（已被引用