王驚濤， 郝春暉， 龔本剛

（安徽工程大學(xué)管理工程學(xué)院，安徽蕪湖 241000）

環(huán)境視角下區(qū)域中小企業(yè)能源效率測度研究

王驚濤， 郝春暉， 龔本剛

（安徽工程大學(xué)管理工程學(xué)院，安徽蕪湖 241000）

運(yùn)用SBM方向距離函數(shù)和Luenberger生產(chǎn)率指標(biāo)測算了2008－2012年環(huán)境視角下區(qū)域中小企業(yè)能源無效率變動、全要素能源效率指數(shù)增長及其分解。研究結(jié)果表明：我國東部地區(qū)能源效率較高；而中西部地區(qū)效率低下，中西部效率低下的主要原因在于能源投入較多和污染排放較大；全要素能源效率總體上保持增長趨勢，分解情況顯示，規(guī)模效率變動在全要素能源效率增長中起主要作用。

能源效率；SBM方向距離函數(shù)；環(huán)境視角；中小企業(yè)

一、引 言

我國在推進(jìn)工業(yè)化進(jìn)程中，粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式導(dǎo)致了對能源的需求與消耗越來越大，由此造成的水污染和大面積的霧霾問題，嚴(yán)重影響了人們的健康和生活質(zhì)量，能源效率問題引起了我國政府的高度關(guān)注?！笆晃濉币?guī)劃中提出的單位GDP能耗降低20%，主要污染物排放量減少10%的目標(biāo)，到2010年底已基本實(shí)現(xiàn)。而“十一五”規(guī)劃中提出的，2015年單位GDP能耗比2010年下降16%，能源綜合效率提高40%左右的目標(biāo)仍任重道遠(yuǎn)。由于我國中小企業(yè)數(shù)量大，管理基礎(chǔ)薄弱，生產(chǎn)技術(shù)落后，其能源效率遠(yuǎn)低于大型企業(yè)，因此中小企業(yè)是造成我國能源效率低下的重要主體。

目前，國內(nèi)外對能源效率的研究主要從兩個方向展開：一是單一投入產(chǎn)出視角下能源效率。單要素能源效率不考慮要素之間的替代作用［1］，以能源消耗強(qiáng)度為評價指標(biāo)。單要素指標(biāo)雖然計算簡單，但易夸大能源效率值，高估了該指標(biāo)對能源經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)。［2］二是多投入多產(chǎn)出視角下全要素能源效率。全要素能源效率綜合考慮能源、資本、勞動以及中間投入等在產(chǎn)出中的作用，能夠用于分析投入不變或產(chǎn)出不變前提下的節(jié)能減排潛力。

現(xiàn)有文獻(xiàn)對能源效率的測度多采用DEA方法，評測對象主要針對省際區(qū)域?qū)用婊蚰承┲攸c(diǎn)行業(yè)間的能源效率分析。省際區(qū)域?qū)用娴难芯拷Y(jié)論較為一致，即我國東部沿海地區(qū)的能源效率普遍高于中部地區(qū)，而中部地區(qū)又高于西部地區(qū)；［3］行業(yè)層面上的研究主要針對工業(yè)領(lǐng)域，尤其是在制造業(yè)。王姍姍認(rèn)為重工業(yè)行業(yè)的能源效率顯著高于輕工業(yè)行業(yè)，且行業(yè)內(nèi)部差異顯著。［4］王霄發(fā)現(xiàn)能源效率最高的是石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)、有色金屬及壓延加工業(yè)等，而效率最低的是勞動密集型的紡織、服裝、家具行業(yè)［5］。金桂榮運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）方法，對我國30個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的中小企業(yè)能源效率進(jìn)行了評價，計算并分析了非DEA有效省份中小企業(yè)節(jié)能減排的潛力空間。［6］由于在投入產(chǎn)出指標(biāo)選擇和時間范圍的不同，行業(yè)層面上的效率研究結(jié)論并不一致，分歧較大。

文獻(xiàn)綜述表明，絕大多數(shù)能源效率的研究都集中在省際區(qū)域和重點(diǎn)行業(yè)層面，而從減少污染物排放的環(huán)境視角對區(qū)域中小企業(yè)能源效率的研究仍不多見。已有的研究文獻(xiàn)或者不考慮污染物排放，或者將排放的污染物作為投入以簡化處理。［6］污染物作投入處理法違背了實(shí)際的生產(chǎn)過程，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理法可能會破壞模型的凸性要求。［7］因此本文關(guān)于中小企業(yè)能源效率的研究著重從以下兩方面對現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行拓展：（1）從減少污染物排放的環(huán)境視角入手，利用非徑向、非角度的SBM方向距離函數(shù)測算2008－2012年我國中小企業(yè)能源效率，并對無效率的來源進(jìn)行分解。（2）利用Luenberger生產(chǎn)率指標(biāo)測度2008－2012年我國中小企業(yè)全要素能源效率增長及其分解。

二、模型建立與指標(biāo)選取

傳統(tǒng)的測量全要素能源效率的方法多為基于徑向的（Radial）DEA模型。徑向DEA模型由于只考慮投入或產(chǎn)出的某一個方面，因而計算的效率值并不準(zhǔn)確；另外，當(dāng)存在投入或產(chǎn)出非零松弛時，徑向DEA模型的效率測度會高估評價對象的效率。［8］為了克服以上之不足，Tone（2001）提出了非徑向、非角度的基于松弛的（Slack based measure，SBM）效率測度模型，在此基礎(chǔ)上，F(xiàn)are ＆Grosskopf（2009）和Fukuyama ＆Weber（2009）又建立了SBM方向距離函數(shù)，使得該種方法更加適合處理具有“壞產(chǎn)出”（污染物排放）的能源效率評價問題。

（一）模型建立

將每一個待研究的中小企業(yè)作為一個決策單元（DMU）來構(gòu)造生產(chǎn)前沿面。假設(shè)每一個中小企業(yè)使用L種投入X＝（x1，x2，…，xL），生產(chǎn)出M種“好產(chǎn)出”Y＝（y1，y2，…，yM），以及排放出N種“壞產(chǎn)出”Z＝（z1，z2，…，zN）。每個截面數(shù)據(jù)的權(quán)重為，運(yùn)用DEA方法可以建立能源效率模型（1）為：

模型中所有權(quán)重之和為1表示生產(chǎn)技術(shù)為可變規(guī)模報酬（VRS）；若去掉該約束則表示不變規(guī)模報酬（CRS）。

根據(jù)Tone（2003）及王兵（2010），建立如下的SBM方向距離函數(shù)模型：

模型（2）中（xt，k＇，yt，k＇，zt，k＇）為k＇省投入、好產(chǎn)出及壞產(chǎn)出向量，（gx，gy，gz）為投入、“好產(chǎn)出”及“壞產(chǎn)出”方向向量，（sxl，sym，szn）為投入、“好產(chǎn)出”及“壞產(chǎn)出”松弛向量。該模型是對無效率程度的一種度量，目標(biāo)函數(shù)越大則說明投入產(chǎn)出越無效率。為了反映投入、“好產(chǎn)出”及“壞產(chǎn)出”的無效率情況，可將無效率分解為如下形式［9］：

為了能夠測算中小企業(yè)全要素能源效率增長變化，本文采用Chambers［10］的t到t＋1期的Luenberger生產(chǎn)率指標(biāo)：

由于Luenberger生產(chǎn)率指標(biāo)考慮了能源投入及污染物排放，因而可以反映我國中小企業(yè)全要素能源效率增長變動，為此我們把該指標(biāo)定義為全要素能源效率指數(shù)。根據(jù)Grosskopf（2003）的建議［11］，可將以上全要素能源效率指數(shù)分解為如下形式：

其中，LPEC為純效率變化，LPTP為純技術(shù)進(jìn)步，LSEC為規(guī)模效率變化，LTPSC為技術(shù)規(guī)模變化。以上五個指標(biāo)都大于0時，分別表示全要素生產(chǎn)率提高、效率提高、技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模效率提高以及技術(shù)偏離CRS。若小于0則分別表明生產(chǎn)率降低、效率降低、技術(shù)退步、規(guī)模效率降低以及技術(shù)向CRS移動。能源效率指數(shù)（LTFP）的計算可通過8個方向距離函數(shù)來完成，CRS和VRS假設(shè)下各四個。

（二）指標(biāo)選取

由于我國中小企業(yè)類型眾多，涉及面較廣，而其中中小工業(yè)企業(yè)是能源消耗的大戶，又是節(jié)能減排的重點(diǎn)，因此中小工業(yè)企業(yè)是本文的主要研究對象。關(guān)于能源效率DEA評價投入產(chǎn)出指標(biāo)的使用，近年來主流文獻(xiàn)的研究見表1所示。

表1 能源效率DEA評價指標(biāo)綜述

評價指標(biāo)體系的建立應(yīng)遵循目的性、全面性、科學(xué)性、內(nèi)涵清晰以及數(shù)據(jù)可得性原則，為此本文參照表1中各文獻(xiàn)的成果擬建立如下指標(biāo)體系。

1．投入指標(biāo)

（1）勞動力投入：以各省中小工業(yè)企業(yè)年平均從業(yè)人員數(shù)作為勞動力投入指標(biāo)，單位是萬人。

（2）能源投入：由于各中小工業(yè)企業(yè)的能源消耗種類多樣，根據(jù)數(shù)據(jù)可得性原則，本文選取“萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤”作為區(qū)域中小企業(yè)能源投入指標(biāo)。

（3）資本投入：資本投入采用區(qū)域中小工業(yè)企業(yè)的固定資產(chǎn)凈值表示，單位是億元。

2．“好”產(chǎn)出指標(biāo)

主流文獻(xiàn)的“好”產(chǎn)出指標(biāo)多采用工業(yè)總產(chǎn)值，本文的研究對象是中小工業(yè)企業(yè)，因此本文選取各區(qū)域中小工業(yè)企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值作為“好”產(chǎn)出指標(biāo)，并將其折算成2008年不變價格，單位是億元。

3．“壞”產(chǎn)出指標(biāo)

SO2和COD排放量降低10%是節(jié)能減排目標(biāo)之一，因此本文選擇SO2和COD排放量作為“壞”產(chǎn)出指標(biāo)，單位是萬噸。另外近年來，我國由于受到霧霾問題的嚴(yán)重影響，降低碳排放量將是我們國家長期努力的方向，因此將CO2的排放量也作為“壞”產(chǎn)出指標(biāo)，但由于統(tǒng)計年鑒中沒有歷年CO2排放量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，本文參考王兵（2013）的做法，建立如下的CO2排放量的公式：

CO2排放量＝含碳能源消耗量×碳折算系數(shù)× CO2氣化系數(shù)（6）

含碳能源包括煤炭、石油和天然氣，碳折算系數(shù)采用發(fā)改委制定的數(shù)值為0．67，CO2氣化系數(shù)采用碳經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2前后質(zhì)量比值，即3．67。

三、實(shí)證分析

由于2013年以后的部分指標(biāo)統(tǒng)計數(shù)據(jù)缺失，因此本文的樣本數(shù)據(jù)取自2008－2012年的《中國統(tǒng)計年鑒》《中國中小企業(yè)年鑒》，《中國能源統(tǒng)計年鑒》以及各省份的統(tǒng)計年鑒。數(shù)據(jù)處理分析使用的軟件是Excel Solver Prem Platform V5．5軟件，通過編寫宏并設(shè)置規(guī)劃求解參數(shù)。根據(jù)數(shù)據(jù)的可得性，本文主要選擇除西藏以外的30個省、直轄市、自治區(qū)規(guī)模以上的中小工業(yè)企業(yè)為樣本。

（一）能源無效率及其分解

現(xiàn)有的研究文獻(xiàn)表明，CRS與VRS下的無效率值通常是不相等的，在兩者不相等的情況下應(yīng)采用VRS假設(shè)下的值來度量投入產(chǎn)出的無效率變化［15］，因此表2及其后面的分析都是基于VRS假設(shè)下的結(jié)果。

表2 2008－2012年區(qū)域中小企業(yè)能源無效率平均值及其來源分解

由表2中的數(shù)據(jù)得知，2008－2012年間全國中小企業(yè)能源總體無效率平均值為0．322，由能源投入和污染物排放造成的無效率均值為0．219，占總體無效率均值的68．01%，這說明只要平均節(jié)省6．39%的能源投入，減少5．94%的SO2、4．71%的COD以及4．85%的CO2污染物排放，就可以使得我國中小企業(yè)總體無效率降低68%左右。

分區(qū)域看，三大區(qū)域好產(chǎn)出無效率情況差別不大，因此提高中小企業(yè)效率的重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注在各項(xiàng)投入及壞產(chǎn)出指標(biāo)上。東部地區(qū)投入無效率最低，值為8．9%，中部地區(qū)投入無效率最高，值為19．29%。從各項(xiàng)投入無效率情況看，影響東部投入無效率最大的指標(biāo)是資本投入，其貢獻(xiàn)率為30．6%，而影響中西部投入無效率最大的指標(biāo)是能源投入，其貢獻(xiàn)率分別為22．56%和21．39%，因此中西部地區(qū)中小企業(yè)提高投入效率的關(guān)鍵是節(jié)能。污染排放量中，SO2排放量對東、中、西部地區(qū)無效率貢獻(xiàn)最大，分別為13．94%、17．5%、20．81%。如果將能源與環(huán)境結(jié)合起來考慮，則西部地區(qū)能源投入與污染排放量對總體無效率貢獻(xiàn)最大，達(dá)到78．42%。通過對能源無效率分解可以清楚地看出各省區(qū)域中小企業(yè)效率水平之間的差異，為我們制定提高中小企業(yè)能源效率的政策提供依據(jù)。

（二）全要素能源效率指數(shù)及其分解

由表3，從全國來看，2008－2012五年間我國中小企業(yè)全要素能源效率指數(shù)平均增長率為0．034，能源效率增長的貢獻(xiàn)來自于純技術(shù)進(jìn)步（23．8%）、規(guī)模效率變動（63．39%）和技術(shù)規(guī)模變化（24．7%），起決定性作用的是規(guī)模效率變化。這與王兵（2010）的研究有一定的差異，主要是因?yàn)槲覈行∑髽I(yè)由于管理、體制、資金短缺等原因，采用的技術(shù)與大中型企業(yè)相比仍然較為落后，技術(shù)更新相對緩慢，其中西部地區(qū)尤為明顯，這是今后通過技術(shù)進(jìn)步來提高能源效率的重點(diǎn)。

分區(qū)域看，我國東部中小企業(yè)的全要素能源效率平均增長率為0．042，在所有區(qū)域中排位最高，能源效率指數(shù)分解的所有效率指標(biāo)均為正，為能源效率增長貢獻(xiàn)最大的是純技術(shù)進(jìn)步（41．14%）和技術(shù)規(guī)模效率變化（32．15%），這說明我國東部各省市由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，企業(yè)間競爭激烈，同時政府施加的環(huán)境管制強(qiáng)度大，導(dǎo)致東部中小企業(yè)必須通過技術(shù)更新等手段降低SO2、COD及CO2等污染物的排放量，以滿足環(huán)境要求，從而促進(jìn)其全要素能源效率的發(fā)展。我國中西部地區(qū)的中小企業(yè)全要素能源效率年平均增長分別為3．07%、2．94%，兩者相差0．13個百分點(diǎn)，差距不大，但從對能源效率指數(shù)的貢獻(xiàn)來看，兩者之間有著明顯的區(qū)別。中部地區(qū)的純技術(shù)進(jìn)步指標(biāo)平均增長2．45%，是推動全要素能源效率增長的重要因素，而西部地區(qū)這一指標(biāo)為－1．93%，這說明在能源效率提升上，中西部中小企業(yè)的做法有著明顯的不同，中部地區(qū)是靠技術(shù)進(jìn)步推動能源效率增長，而西部地區(qū)則是通過改善規(guī)模效率指標(biāo)來達(dá)到這一目的。

四、結(jié) 論

污染物的排放是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中的副產(chǎn)品，對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。傳統(tǒng)的測算企業(yè)能源效率及生產(chǎn)率的方法或者不考慮“壞”產(chǎn)出的影響，這在一定程度上高估了企業(yè)的效率或生產(chǎn)率；或者將其作為投入指標(biāo)來簡化處理，這有可能會破壞DEA模型的凸性要求。為了更準(zhǔn)確地測量我國中小企業(yè)的能源效率，本文從減少污染物排放的環(huán)境視角，將“十一五”規(guī)劃中減排的主要指標(biāo)SO2、COD及CO2作為“壞”產(chǎn)出，運(yùn)用SBM方向距離函數(shù)和Luenberger生產(chǎn)率指標(biāo)測算了我國中小企業(yè)2008～2012年能源效率指數(shù)及其增長，并將其分解為純效率變化、技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模效率變化以及技術(shù)規(guī)模變化四個效率指標(biāo)。研究結(jié)果表明：

1．比較而言，我國東部地區(qū)中小企業(yè)能源效率最高，優(yōu)勢明顯。中西部地區(qū)效率低下，但他們之間并無太大差別，引起效率低下的主要原因不在于勞動力、資本以及工業(yè)增加值等傳統(tǒng)因素，而是能源投入及污染排放因素，因此只要有效降低能源投入和污染排放量就能提高中小企業(yè)的總體效率。

2．從全國范圍來看我國中小企業(yè)全要素能源效率總體保持增長趨勢，但引起全要素效率增長的因素是多樣化的，總的來看全要素效率增長的主要因素是規(guī)模效率的提升，而不是技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)。東部地區(qū)2008～2012年無論是全要素效率還是各個效率指標(biāo)均優(yōu)于中西部，這說明東部地區(qū)的工業(yè)發(fā)展與環(huán)境關(guān)系較為和諧，節(jié)能減排任務(wù)完成得較好。中西部地區(qū)的全要素能源效率有所增長，但其純技術(shù)效率卻出現(xiàn)下降的趨勢，其節(jié)能減排任務(wù)仍然很艱巨。

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［責(zé)任編輯 武 光］

Empirical Research of Energy-saving and Emission Reduction Efficiency in Regional Small and Medium-sized Industrial Enterprises Based on Environmental Perspective

WANG Jing-tao， HAO Chun-hui， GONG Ben-gang
（School of Management Engineering，Anhui Polytechnic University，Wuhu Anhui 241000，China）

SBM directional distance function and Luenberger productivity indicator are applied to measure the inefficiency change，total factor energy－saving and emission reduction efficiency indicator growth and its components of small and medium－sized industrial enterprises in China from 2008to 2012．The main conclusions are：the energy－saving and emission reduction efficiency is higher in the eastern regions；while it is lower in the central and western regions，the main reason of lower efficiency is more energy inputs and larger pollution emissions；total factor efficiency of energy－saving and emission reduction maintains the overall growing trend，its components show that the scale efficiency plays the main role in the growth of total factor efficiency．

energy－saving and emission reduction efficiency；SBM directional distance function；environmental perspective；small and medium－sized industrial enterprises

F276．3；F062．1

A

1008－6021（2015）04－0046－05

2015－07－20

國家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號：71171002／G0110）；安徽省人文社會科學(xué)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：SK2012B060）。

王驚濤（1976－），男，黑龍江雞西人，碩士，講師。研究方向：環(huán)境效率、企業(yè)系統(tǒng)評價。