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摘 要:产业结构变动是影响能源效率提高的重要因素。本文基于DEA方法,从投入的角度和规模报酬不变的假设条件下构建能源效率指标。以资本存量、劳动力和能源消耗量为投入要素,以GDP为产出要素,运用陕西省1990-2014年各个要素的数据测算出其每年的能源效率,并与陕西省各个产业的变动情况进行对比分析,具体分析各个产业对能源效率的影响,结果表明:陕西省第一产业对其能源效率的增长无明显作用甚至可能存在反作用;第二产业对能源效率的增长存在积极作用,且为最主要的影响因素;第三产业也对其存在积极作用,作用仅次于第二产业。陕西省各个产业对提高其能源效率的贡献排序为:第二产业>第三产业>第一产业。最后根据研究结果对提高陕西省能源效率提出相关可行性对策及建议。
关键词:产业结构 能源效率 陕西省 DEA
陕西省作为能源大省处于我国西部腹地,2014年矿产探明保有数量:煤炭1642.72(万亿吨)位于全国第4;石油36300.8(万吨)位于全国第3;天然气8037.88(亿立方米)位于全国第4。目前GDP达到了18021.86(2015),位于全国第16位,同时化工等高能源消耗类主导的产业结构使得陕西省能源消费量巨大,2014年达到了11728.08万吨标准煤,“十三五”期间,陕西处在新的起点,但也仍处在追赶超越阶段,进一步优化产业结构,提高能源效率将对陕西省的发展起到关键作用。
一、文献综述
我国对于能源与产业结构的研究主要开始于20世纪90年代,路正南(1999)根据我国能源消费总量,国内各产业生产总值利用TSP建立能源消费模型证明产业结构调整与能源消费存在相关性,证明了优化产业结构的必要性。史丹(1999)在对影响我国能源消费的主要因素进行分析的基础上,认为我国在能源弹性较小的条件下实现经济高速增长主要是因为经济结构变动降低了单位GDP能耗。(2006)基于单要素能源效率与全国30个地区的国民生产总值建立了节能潜力测算模型,并根据洛伦兹曲线(中国统计年鉴2005)得出,我国第三产业能源消费最不符合效率原则,第二产业对能源效率的偏离影响程度最大,从而证明了中国的节能潜力。关于近年来对陕西省方面的研究,张元元、王琴梅(2011)运用时间序列方法對陕西省能源消耗与产业结构变化分析得出,第一产业是导致能源消费增长的格兰杰原因,二、三产业与能源消费存在双向格兰杰因果关系。刘俊俊、任梦麟(2013)根据ADF检验法、Granger因果检验法以及误差修正模型研究了能源转换率等能因素对能源利用效率长期与短期波动的内在联系,得出煤炭比重、第二产业比重对能源利用效率存在反作用。
本文综合上述文献的研究成果,基于DEA方法,通过DEAP软件测算出陕西省1990-2014年的能源效率。从第一、二、三产业的产业结构变动着手,通过各自的产业结构变动情况与同时期能源效率变动情况对比,根据相关情况对陕西省未来能源的发展提出相关对策和可行性建议。
二、基础理论分析
1.产业结构。产业结构,是指国民经济的部门机构,指的是产业的构成及各产业之间的联系和比例关系。按照三次产业分类法,是个人根据社会生产活动历史发展的顺序对产业结构的划分。产品直接取自自然界的部门称为第一产业,对初级产品进行再加工的部门称为第二产业,未生产和消费提供各种服务的部门称为第三产业。
2.能源效率。能源效率,是指给定投入能源条件下实现最大经济产出的能力,即指单位能源所带来的经济效益多少的问题。关于能源效率的研究可分为能源经济效率和能源环境效率,对能源效率的计量方法主要分为单要素能源效率和全要素能源效率,前者计算较为简便但误差较大,而全要素能源效率充分考虑了各投入要素对能源效率所产生的实际影响,结果较为实际、精准,为现在较普遍的能源效率计算方法。
3.DEA方法。DEA方法指利用线性规划构建有效率的生产前沿边界,与此前沿相比可以识别有效率的决策单元(DMU)和其效率值大小。用DEA方法可以从两种角度来测算能源效率。一是投入角度即在产出固定条件下所能实现最小投入;二是产出角度即如何使用相同投入得到最大产出。在规模报酬不变(CRS)假设下,两种方法核算出的效率水平是完全相等的;而在可变规模报酬(VRS)假设下,则结果可能不同。本文从投入角度和基于规模报酬不变的假设条件下,来说明DEA模型测算能源效率。
三、陕西省产业结构变动对能用效率影响实证研究
1.陕西省产业结构变动趋势分析。
图3-1 是陕西省1990-2014年的产业结构变动趋势(数据来源:陕西省统计年鉴)。第一产业的比重持续下降,至2014年已不足10%。第二产业占比稳中有升,2001年起上升明显,稳固陕西省第一大产业地位,第三产业则有升有降,在2001年达到最高水平,与第二产业比重相当,但之后开始回落,总之基本稳定在30%-40%之间。总体来看,符合产业结构演变规律,处于优化升级阶段。
2.陕西省能源效率的变动分析。能源效率是度量在产出固定条件下实现最小投入或在固定条件下能达到最大产出的的程度,是一个不大于1的正数,不受变量单位变化影响。本文使用非参数估计的DEA方法,来研究陕西省产业结构变动对能源效率的影响分析。
根据CRS假设下基于投入的DEA模型(模型解析参考Farrell(1957),本文不做赘述)可以定义能源效率为:
EEs,t=(AEIs,t-LEIs,t)/AEIs,t=1-LEIs,t/AEIs,t=TEIs,t/AEIs,t
其中,s为陕西省,t为时间,EE为能源效率,AEI为实际的能源投入数量,LEI为损失的能源投入数量,TEI为目标能源投入,指在当前生产技术水平下,为实现一定产出所需要的最优(最少)的能源投入数量。此外,从方程<1>可以计算陕西省在某一年的能源效率: SEEs,t=RTEI/RAEI=∑TEIs,t/∑AEIs,t
其中SEEs,t为陕西省在第t年的能源效率,它等于陕西省的目标能源投入之和与实际能源投入之和的比值。本文以1990-2014年间陕西省资本存量、劳动力和能源消费量为投入要素,以GDP作为产出要素来进行能源效率分析,其中GDP产出,劳动力投入,能源消费量数据均来源于《陕西省统计年鉴》。资本存量:用“永续盘存法”来估计每年的实际资本存量,本文参考张军等人(2000)的研究成果。基于以上投入、产出要素利用DEAP2.1软件,测算出能源效率,作陕西省1990-2014能源效率折线图如下:
根据折线图显示,1990-1997年能源利用效率处于比较低的水平,但已开始快速上升。1997-2003年中,有小幅波动,大体维稳。2003-2008年,又进入了快速发展阶段,2008年能源效率达到1。2008-2009年有较明显下降,但保持在0.9以上,其后至2014年,逐渐恢复到1的高能源利用效率水平。总体来看,陕西的能源利用效率在这阶段保持上升状态,发展趋势良好。陕西省作为能源大省,前期能源利用效率较低,原因可能在于:(1)第一产业占比较高,二、三产业占比不足,巨大的能源的潜力还没有充分利用;(2)工业化质量较低,工业技术处于较低水平,能源利用能力较低;(3)经济结构调整过渡时期的粗放式发展行为。
3.陕西省产业结构变动对能源效率的影响分析。
基于DEA方法测算出的陕西省能源效率变动趋势结合产业结构变动对比情况如图四所示,从总体情况看,第一产业比重持续下降,第二产业占比明显上升,第三产业比重持续波动,大体平稳,同阶段能源效率大幅上升。其中第一产业占比自1990年出现下降趋势,平均以每年0.72%的速度递减,自1990至2014持续下降时,能源效率保持上升,第一产业的占比对能源效率可能无明显作用或存在反作用。第二产业在1990-2012持续上升,在2012-2014年出现了小幅的下降,总体以每年0.54%均速上升,在1997-2002阶段,第二产业增速减缓,甚至出现小幅下降,此时第一产业持续下降,第三产业发展较快,能源效率基本保持在0.78-0.79范围,说明能源效率在上升过程中的波动与第二产业波动趋势基本符合。后期,第二产业进入稳步增长阶段,逐渐确立为陕西省第一大产业,而此时一、三产业占比缓慢下降,能源效率同样保持增长趋势,可发现第二产业发展对能源效率存在积极作用,并可以推测第二产业对能源效率影响较大。第三产业占比在1990-2002年稳步上升,在2002-2011年逐渐下降,2012年后又有上升趋势,虽有波动但总体以0.18%平均速度上升,对比同阶段能源效率变动情况,第三产业占比上升时能源效率也快速上升,在其逐渐下降或保持平稳时,能源效率增速有减缓甚至波动下降趋势,尤其在2012-2014阶段,第三产业扭转下降趋势,开始以约1.2%的速度递增,此时第一产业仍然持续下降,作为陕西省产业支柱的第二产业也有了平均0.8%的下降时,能源效率却保持在1的最优效率,说明第三产业对能源利用效率可能存在积极作用。
四、对策建议
根据上述分析结论,本文认为应利用劳动与资本要素在产业间配置结构的变化提高能源效率,降低产业结构中不合理的部分对能源效率的抑制与阻碍作用,充分发挥产业结构级化的促进作用,具体建议如下:
1.加快产业结构的优化调整升级。在第一产业方面,应加快农业的转型升级,发展现代农业、科技农业、绿色农业,巩固加强农业的基础地位,提高农业生产效率。在第二产业方面,以自主创新提升产业技术水平作为调整产业结构的关键环节,建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系,大力提高原始创新能力和再创新能力。坚持走中国特色新型工业化道路,推进信息化与工业化融合。以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、安全有保障、人力资源优势得到充分发挥的发展道路,努力推进经济发展方式的根本转变。在第三产业方面,加快发展现代服务业,坚持市场化、产业化、社会化的方向,加强分类指导和有效监管,进一步创新、完善服务业发展的体制和机制,建立公开、平等、规范的行业准入制度。
2.形成劳动力的产业间与产业内动态流动机制,改善劳动要素的配置结构。截止2014年底,三次产业就业人口所占比重分别为37.8%、16.2%和25.5%,第二产业比重最低,第一产业仍存在大量剩余劳动力,因此还需要促进劳动人口从第一产业向第二、第三产业转移。进一步放宽户籍制度对人口流动的限制,推进人口城市化进程,形成劳动力在产业间与产业内的动态流动机制。区域间人口流动通过取消对产业间与的限制,促进第一产业人口向第二产业部门转移,促进熟练劳动力从不再具有竞争优势的产业向战略性新兴产业和高端服务业转移。
参考文献:
[1]路正南.产业结构调整对我国能源消费的实证分[J].数量经济技术经济研究,1999,(12):53-55.
[2]史丹.產业结构变动对能源消费需求的影响[J].数量经济技术经济研究,1999,(12):50-52.
[3] Boles, J.N.Efficiency squared-efficient computation of efficiencv indexes[C].in Proceedings of the 39th Annual Meeting of the Western Farm Economic Association,1966,137—142.
[4]魏楚,沈满洪.能源效率及其影响因素基于DEA的实证分析[J].管理世界,2011,(8):66-76.
[5]张元元,王琴梅.能源消耗与陕西省产业结构关系的实证研究[J].经济与管理,2011,(9):79-83.
[6]刘俊俊,任梦麟.陕西省能源效率影响因素实证分析[J]. 管理视窗,2013,(23):123-143.
[7]张军,吴桂英,张吉鹏.中国省际物质资本存量估算:1952-2000.经济研究[J].2004,(10):35-44.
[8]陕西省统计局. 陕西省统计年鉴[M]. 北京:中国统计出版社,1991-2015.
作者简介:第一作者:张西晓(1998—)男,陕西杨凌人。西安石油大学经济管理学院本科生。研究方向:产业经济。第二作者:冯文静(1996—)女,陕西延安人。西安石油大学经济管理学院本科生。研究方向:产业经济。第三作者:王琪(1994—)女,山东淄博人。西安石油大学经济管理学院本科生。研究方向:产业经济 。
关键词:产业结构 能源效率 陕西省 DEA
陕西省作为能源大省处于我国西部腹地,2014年矿产探明保有数量:煤炭1642.72(万亿吨)位于全国第4;石油36300.8(万吨)位于全国第3;天然气8037.88(亿立方米)位于全国第4。目前GDP达到了18021.86(2015),位于全国第16位,同时化工等高能源消耗类主导的产业结构使得陕西省能源消费量巨大,2014年达到了11728.08万吨标准煤,“十三五”期间,陕西处在新的起点,但也仍处在追赶超越阶段,进一步优化产业结构,提高能源效率将对陕西省的发展起到关键作用。
一、文献综述
我国对于能源与产业结构的研究主要开始于20世纪90年代,路正南(1999)根据我国能源消费总量,国内各产业生产总值利用TSP建立能源消费模型证明产业结构调整与能源消费存在相关性,证明了优化产业结构的必要性。史丹(1999)在对影响我国能源消费的主要因素进行分析的基础上,认为我国在能源弹性较小的条件下实现经济高速增长主要是因为经济结构变动降低了单位GDP能耗。(2006)基于单要素能源效率与全国30个地区的国民生产总值建立了节能潜力测算模型,并根据洛伦兹曲线(中国统计年鉴2005)得出,我国第三产业能源消费最不符合效率原则,第二产业对能源效率的偏离影响程度最大,从而证明了中国的节能潜力。关于近年来对陕西省方面的研究,张元元、王琴梅(2011)运用时间序列方法對陕西省能源消耗与产业结构变化分析得出,第一产业是导致能源消费增长的格兰杰原因,二、三产业与能源消费存在双向格兰杰因果关系。刘俊俊、任梦麟(2013)根据ADF检验法、Granger因果检验法以及误差修正模型研究了能源转换率等能因素对能源利用效率长期与短期波动的内在联系,得出煤炭比重、第二产业比重对能源利用效率存在反作用。
本文综合上述文献的研究成果,基于DEA方法,通过DEAP软件测算出陕西省1990-2014年的能源效率。从第一、二、三产业的产业结构变动着手,通过各自的产业结构变动情况与同时期能源效率变动情况对比,根据相关情况对陕西省未来能源的发展提出相关对策和可行性建议。
二、基础理论分析
1.产业结构。产业结构,是指国民经济的部门机构,指的是产业的构成及各产业之间的联系和比例关系。按照三次产业分类法,是个人根据社会生产活动历史发展的顺序对产业结构的划分。产品直接取自自然界的部门称为第一产业,对初级产品进行再加工的部门称为第二产业,未生产和消费提供各种服务的部门称为第三产业。
2.能源效率。能源效率,是指给定投入能源条件下实现最大经济产出的能力,即指单位能源所带来的经济效益多少的问题。关于能源效率的研究可分为能源经济效率和能源环境效率,对能源效率的计量方法主要分为单要素能源效率和全要素能源效率,前者计算较为简便但误差较大,而全要素能源效率充分考虑了各投入要素对能源效率所产生的实际影响,结果较为实际、精准,为现在较普遍的能源效率计算方法。
3.DEA方法。DEA方法指利用线性规划构建有效率的生产前沿边界,与此前沿相比可以识别有效率的决策单元(DMU)和其效率值大小。用DEA方法可以从两种角度来测算能源效率。一是投入角度即在产出固定条件下所能实现最小投入;二是产出角度即如何使用相同投入得到最大产出。在规模报酬不变(CRS)假设下,两种方法核算出的效率水平是完全相等的;而在可变规模报酬(VRS)假设下,则结果可能不同。本文从投入角度和基于规模报酬不变的假设条件下,来说明DEA模型测算能源效率。
三、陕西省产业结构变动对能用效率影响实证研究
1.陕西省产业结构变动趋势分析。
图3-1 是陕西省1990-2014年的产业结构变动趋势(数据来源:陕西省统计年鉴)。第一产业的比重持续下降,至2014年已不足10%。第二产业占比稳中有升,2001年起上升明显,稳固陕西省第一大产业地位,第三产业则有升有降,在2001年达到最高水平,与第二产业比重相当,但之后开始回落,总之基本稳定在30%-40%之间。总体来看,符合产业结构演变规律,处于优化升级阶段。
2.陕西省能源效率的变动分析。能源效率是度量在产出固定条件下实现最小投入或在固定条件下能达到最大产出的的程度,是一个不大于1的正数,不受变量单位变化影响。本文使用非参数估计的DEA方法,来研究陕西省产业结构变动对能源效率的影响分析。
根据CRS假设下基于投入的DEA模型(模型解析参考Farrell(1957),本文不做赘述)可以定义能源效率为:
EEs,t=(AEIs,t-LEIs,t)/AEIs,t=1-LEIs,t/AEIs,t=TEIs,t/AEIs,t
其中,s为陕西省,t为时间,EE为能源效率,AEI为实际的能源投入数量,LEI为损失的能源投入数量,TEI为目标能源投入,指在当前生产技术水平下,为实现一定产出所需要的最优(最少)的能源投入数量。此外,从方程<1>可以计算陕西省在某一年的能源效率: SEEs,t=RTEI/RAEI=∑TEIs,t/∑AEIs,t
其中SEEs,t为陕西省在第t年的能源效率,它等于陕西省的目标能源投入之和与实际能源投入之和的比值。本文以1990-2014年间陕西省资本存量、劳动力和能源消费量为投入要素,以GDP作为产出要素来进行能源效率分析,其中GDP产出,劳动力投入,能源消费量数据均来源于《陕西省统计年鉴》。资本存量:用“永续盘存法”来估计每年的实际资本存量,本文参考张军等人(2000)的研究成果。基于以上投入、产出要素利用DEAP2.1软件,测算出能源效率,作陕西省1990-2014能源效率折线图如下:
根据折线图显示,1990-1997年能源利用效率处于比较低的水平,但已开始快速上升。1997-2003年中,有小幅波动,大体维稳。2003-2008年,又进入了快速发展阶段,2008年能源效率达到1。2008-2009年有较明显下降,但保持在0.9以上,其后至2014年,逐渐恢复到1的高能源利用效率水平。总体来看,陕西的能源利用效率在这阶段保持上升状态,发展趋势良好。陕西省作为能源大省,前期能源利用效率较低,原因可能在于:(1)第一产业占比较高,二、三产业占比不足,巨大的能源的潜力还没有充分利用;(2)工业化质量较低,工业技术处于较低水平,能源利用能力较低;(3)经济结构调整过渡时期的粗放式发展行为。
3.陕西省产业结构变动对能源效率的影响分析。
基于DEA方法测算出的陕西省能源效率变动趋势结合产业结构变动对比情况如图四所示,从总体情况看,第一产业比重持续下降,第二产业占比明显上升,第三产业比重持续波动,大体平稳,同阶段能源效率大幅上升。其中第一产业占比自1990年出现下降趋势,平均以每年0.72%的速度递减,自1990至2014持续下降时,能源效率保持上升,第一产业的占比对能源效率可能无明显作用或存在反作用。第二产业在1990-2012持续上升,在2012-2014年出现了小幅的下降,总体以每年0.54%均速上升,在1997-2002阶段,第二产业增速减缓,甚至出现小幅下降,此时第一产业持续下降,第三产业发展较快,能源效率基本保持在0.78-0.79范围,说明能源效率在上升过程中的波动与第二产业波动趋势基本符合。后期,第二产业进入稳步增长阶段,逐渐确立为陕西省第一大产业,而此时一、三产业占比缓慢下降,能源效率同样保持增长趋势,可发现第二产业发展对能源效率存在积极作用,并可以推测第二产业对能源效率影响较大。第三产业占比在1990-2002年稳步上升,在2002-2011年逐渐下降,2012年后又有上升趋势,虽有波动但总体以0.18%平均速度上升,对比同阶段能源效率变动情况,第三产业占比上升时能源效率也快速上升,在其逐渐下降或保持平稳时,能源效率增速有减缓甚至波动下降趋势,尤其在2012-2014阶段,第三产业扭转下降趋势,开始以约1.2%的速度递增,此时第一产业仍然持续下降,作为陕西省产业支柱的第二产业也有了平均0.8%的下降时,能源效率却保持在1的最优效率,说明第三产业对能源利用效率可能存在积极作用。
四、对策建议
根据上述分析结论,本文认为应利用劳动与资本要素在产业间配置结构的变化提高能源效率,降低产业结构中不合理的部分对能源效率的抑制与阻碍作用,充分发挥产业结构级化的促进作用,具体建议如下:
1.加快产业结构的优化调整升级。在第一产业方面,应加快农业的转型升级,发展现代农业、科技农业、绿色农业,巩固加强农业的基础地位,提高农业生产效率。在第二产业方面,以自主创新提升产业技术水平作为调整产业结构的关键环节,建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系,大力提高原始创新能力和再创新能力。坚持走中国特色新型工业化道路,推进信息化与工业化融合。以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、安全有保障、人力资源优势得到充分发挥的发展道路,努力推进经济发展方式的根本转变。在第三产业方面,加快发展现代服务业,坚持市场化、产业化、社会化的方向,加强分类指导和有效监管,进一步创新、完善服务业发展的体制和机制,建立公开、平等、规范的行业准入制度。
2.形成劳动力的产业间与产业内动态流动机制,改善劳动要素的配置结构。截止2014年底,三次产业就业人口所占比重分别为37.8%、16.2%和25.5%,第二产业比重最低,第一产业仍存在大量剩余劳动力,因此还需要促进劳动人口从第一产业向第二、第三产业转移。进一步放宽户籍制度对人口流动的限制,推进人口城市化进程,形成劳动力在产业间与产业内的动态流动机制。区域间人口流动通过取消对产业间与的限制,促进第一产业人口向第二产业部门转移,促进熟练劳动力从不再具有竞争优势的产业向战略性新兴产业和高端服务业转移。
参考文献:
[1]路正南.产业结构调整对我国能源消费的实证分[J].数量经济技术经济研究,1999,(12):53-55.
[2]史丹.產业结构变动对能源消费需求的影响[J].数量经济技术经济研究,1999,(12):50-52.
[3] Boles, J.N.Efficiency squared-efficient computation of efficiencv indexes[C].in Proceedings of the 39th Annual Meeting of the Western Farm Economic Association,1966,137—142.
[4]魏楚,沈满洪.能源效率及其影响因素基于DEA的实证分析[J].管理世界,2011,(8):66-76.
[5]张元元,王琴梅.能源消耗与陕西省产业结构关系的实证研究[J].经济与管理,2011,(9):79-83.
[6]刘俊俊,任梦麟.陕西省能源效率影响因素实证分析[J]. 管理视窗,2013,(23):123-143.
[7]张军,吴桂英,张吉鹏.中国省际物质资本存量估算:1952-2000.经济研究[J].2004,(10):35-44.
[8]陕西省统计局. 陕西省统计年鉴[M]. 北京:中国统计出版社,1991-2015.
作者简介:第一作者:张西晓(1998—)男,陕西杨凌人。西安石油大学经济管理学院本科生。研究方向:产业经济。第二作者:冯文静(1996—)女,陕西延安人。西安石油大学经济管理学院本科生。研究方向:产业经济。第三作者:王琪(1994—)女,山东淄博人。西安石油大学经济管理学院本科生。研究方向:产业经济 。