程中華，李廉水，劉　軍

(1.南京信息工程大學(xué) 中國(guó)制造業(yè)發(fā)展研究院，江蘇 南京 210044；2.東南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 211189)

環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率的影響

程中華1,2，李廉水1,2，劉軍1

(1.南京信息工程大學(xué) 中國(guó)制造業(yè)發(fā)展研究院，江蘇 南京 210044；2.東南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 211189)

摘要：能源回彈效應(yīng)的存在使技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率的影響變得復(fù)雜。采用Malmquist-Luenberger生產(chǎn)率指數(shù)對(duì)存在環(huán)境約束下的技術(shù)進(jìn)步及其分解進(jìn)行測(cè)算，并利用中國(guó)1998—2013年30個(gè)省(區(qū))的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用動(dòng)態(tài)空間面板模型實(shí)證分析環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率的影響，研究表明：技術(shù)進(jìn)步整體上保持了良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，且有利于能源效率的提升；科技進(jìn)步是推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要因素，但由于能源回彈效應(yīng)的存在，使科技進(jìn)步對(duì)能源效率的提升作用不顯著；技術(shù)效率改善推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)相對(duì)較少，但能顯著推動(dòng)能源效率的提升。

關(guān)鍵詞：技術(shù)進(jìn)步；科技進(jìn)步；技術(shù)效率；能源效率；動(dòng)態(tài)空間面板模型

一、引言

長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)已經(jīng)造成了能源的巨大損耗和環(huán)境的嚴(yán)重污染，能源緊缺和環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)變得極其緊迫和嚴(yán)峻，而面對(duì)日益緊張的減排壓力和能源短缺，既要維持經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長(zhǎng)，又要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，提高能源效率就成了解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。然而，相比主要發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)的能源效率還較為低下，因此如何提高能源效率對(duì)中國(guó)節(jié)能減排以及可持續(xù)發(fā)展就顯得尤為重要。影響能源效率的原因是多方面的，自然因素、結(jié)構(gòu)因素、政策因素等都對(duì)能源效率產(chǎn)生影響，而從技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的視角來(lái)看，技術(shù)進(jìn)步是影響能源效率的重要因素，但由于能源回彈效應(yīng)的存在，使技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率的影響變得復(fù)雜。本文結(jié)合動(dòng)態(tài)空間面板模型分析環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率的影響，以期為中國(guó)節(jié)能減排和能源政策提供更加可靠的參考依據(jù)。

二、文獻(xiàn)綜述

關(guān)于能源效率影響因素的研究較多，學(xué)者們主要從兩大方面展開(kāi)討論：一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。由于不同行業(yè)的生產(chǎn)率水平存在較大差異，因此當(dāng)能源要素從低生產(chǎn)率行業(yè)向高生產(chǎn)率行業(yè)轉(zhuǎn)移時(shí)，就會(huì)提升經(jīng)濟(jì)體總的能源效率，這就意味著行業(yè)或產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，尤其是工業(yè)與服務(wù)業(yè)以及工業(yè)內(nèi)部輕重結(jié)構(gòu)的變化，這些都是影響能源效率的主要原因。然而，學(xué)者們得出的有關(guān)結(jié)論卻存在較大差異：一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有利于能源效率提升[1]，也有部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不一定帶來(lái)能源效率提升甚至具有反作用[2]，而造成研究結(jié)論不同的部分原因則在于分析時(shí)期、變量和數(shù)據(jù)選取以及實(shí)證方法的不同。二是技術(shù)進(jìn)步。技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論認(rèn)為，技術(shù)進(jìn)步既可以增加經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，又可以減少能源消耗，是能源效率提升的本質(zhì)來(lái)源[3]，但對(duì)于技術(shù)進(jìn)步的衡量一直是學(xué)術(shù)界的一大難題，學(xué)者們主要采用兩類方法衡量技術(shù)進(jìn)步：一是基于不同的研發(fā)投入和產(chǎn)出視角，選取專利數(shù)量、科技人員數(shù)量、研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出等作為技術(shù)進(jìn)步的代理變量[4]；二是采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法(DEA)或隨機(jī)前沿分析方法(SFA)，測(cè)度全要素生產(chǎn)率作為廣義技術(shù)進(jìn)步的代理變量[5-6]。比較上述兩類方法，采用研發(fā)投入或產(chǎn)出衡量技術(shù)進(jìn)步過(guò)于狹義，因?yàn)檠邪l(fā)投入和產(chǎn)出僅是技術(shù)進(jìn)步的影響因素和物化型表現(xiàn)，并非真正意義上的技術(shù)進(jìn)步，而采用全要素生產(chǎn)率作為技術(shù)進(jìn)步的代理指標(biāo)，則更能全面地概括技術(shù)進(jìn)步的含義。鑒于此，本文采用全要素生產(chǎn)率衡量技術(shù)進(jìn)步(文中所指的技術(shù)進(jìn)步均為廣義上的技術(shù)進(jìn)步)。許多學(xué)者利用DEA或SFA測(cè)算技術(shù)進(jìn)步，并將其分解為科技進(jìn)步和技術(shù)效率，進(jìn)而分析其對(duì)能源效率的影響，但研究結(jié)論卻存在較大差異：一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)技術(shù)效率改善是能源效率提升的主要?jiǎng)恿?，而科技進(jìn)步對(duì)能源效率提升的貢獻(xiàn)度相對(duì)較低[7]；還有一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)科技進(jìn)步是能源效率提升的主要因素，而技術(shù)效率改善對(duì)能源效率提升的貢獻(xiàn)相對(duì)較少[5]。

通過(guò)對(duì)上述文獻(xiàn)的梳理可以發(fā)現(xiàn)，關(guān)于技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率的影響研究已經(jīng)取得了豐富的成果，但還是存在以下研究不足：第一，上述文獻(xiàn)在利用DEA或SFA測(cè)算全要素生產(chǎn)率時(shí)，僅考慮GDP是由能源與資本、勞動(dòng)力共同組合的結(jié)果，而沒(méi)有把環(huán)境要素的約束融入全要素生產(chǎn)率的測(cè)度，這無(wú)法全面地反映能源消耗所產(chǎn)生的“好產(chǎn)出”和“壞產(chǎn)出”的兩面性，有可能會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)績(jī)效和社會(huì)福利產(chǎn)生偏誤評(píng)價(jià)[8]；第二，從實(shí)證方法上來(lái)看，上述研究大都是采用普通面板或動(dòng)態(tài)面板進(jìn)行回歸分析，而忽視了能源效率的空間效應(yīng)。事實(shí)上，能源效率在地區(qū)之間存在的極化(回波)效應(yīng)和擴(kuò)散(涓滴)效應(yīng)，可以擴(kuò)大或縮小能源效率的地區(qū)差異[9]。由此可見(jiàn)，上述研究因缺乏空間視角，難以真正反映能源效率影響因素的空間演化機(jī)制。 在既有研究的基礎(chǔ)上，本文嘗試從以下兩個(gè)方面做出努力：其一，本文引入Malmquist-Luenberger(ML)生產(chǎn)率指數(shù)，對(duì)存在環(huán)境約束下的全要素生產(chǎn)率及其分解進(jìn)行測(cè)算；其二，本文采用動(dòng)態(tài)空間面板模型，分析環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步、科技進(jìn)步和技術(shù)效率對(duì)能源效率的影響。

三、模型建立、變量說(shuō)明與數(shù)據(jù)來(lái)源

(一)理論框架分析

借鑒Fisher-Vanden等人的研究思路[10]，假定各省生產(chǎn)過(guò)程需要物質(zhì)資本(K)、勞動(dòng)力(L)、能源(E)和原材料(M)，并假定各省生產(chǎn)過(guò)程均采用Cobb-Douglas成本函數(shù)：

C(PK,PL,PE,PM,Q)

(1)

其中A為技術(shù)水平，Q為產(chǎn)出水平，PK,PL,PE,PM分別為物質(zhì)資本、勞動(dòng)力、能源和原材料的名義價(jià)格，αJ代表各投入要素的產(chǎn)出彈性。對(duì)于各省(區(qū))而言，技術(shù)水平越高，則可使平均生產(chǎn)成本整體下降，因此本文設(shè)定的成本函數(shù)與技術(shù)水平負(fù)相關(guān)。根據(jù)Shephard引理，通過(guò)成本最小化分析，能源需求可以用成本函數(shù)對(duì)能源價(jià)格求偏導(dǎo)數(shù)得出：

(2)

其中E為生產(chǎn)中能源投入量。進(jìn)一步假定產(chǎn)出的價(jià)格取決于4種投入要素的價(jià)格，即：

(3)

E=αE·A-1·PQ·Q/PE

(4)

由式(4)可以發(fā)現(xiàn)，以能源強(qiáng)度倒數(shù)表征的能源效率(Q/E)取決于技術(shù)水平和實(shí)際能源價(jià)格，并且能源效率與技術(shù)水平和實(shí)際能源價(jià)格均呈正比關(guān)系。根據(jù)上述分析，本文采用全要素生產(chǎn)率(即技術(shù)進(jìn)步)衡量技術(shù)水平。在式(4)的基礎(chǔ)上，將能源效率影響因素的計(jì)量模型設(shè)定如下：

lnEEit

=β0+β1lnMLit+β2lnEPit+δlnXit+εit

(5)

其中EE為能源效率，ML為技術(shù)進(jìn)步，EP表示能源價(jià)格，ε表示隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)，X表示影響能源效率的其它重要因素，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的研究，本文主要考慮了以下變量：人力資本(EDU)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整(IS)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)(IU)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)(ES)和外商直接投資(FDI)。

(二)動(dòng)態(tài)空間面板模型的建立

本文的研究重點(diǎn)為分析環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率的影響，考慮到經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的連續(xù)性特征以及能源效率的空間效應(yīng)，在上述理論框架分析的基礎(chǔ)上，納入能源效率的一階滯后項(xiàng)和空間滯后項(xiàng)，構(gòu)建如下動(dòng)態(tài)空間面板模型：

β1lnMLit+β2lnEPit+δlnXit+ηi+vt+εit

(6)其中τ為能源效率一階滯后項(xiàng)的回歸系數(shù)，反映了前期相關(guān)因素對(duì)本期的影響；ρ和λ分別表示空間滯后回歸系數(shù)和空間誤差回歸系數(shù)，反映了能源效率的空間效應(yīng)；Wij為空間權(quán)重矩陣，反映了各地區(qū)之間的空間聯(lián)系，并以各省(區(qū))省會(huì)之間直線距離的倒數(shù)作為權(quán)重；ηi為地區(qū)效應(yīng)，νt為時(shí)間效應(yīng)，εit為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)，分別表示影響能源效率的不同維度隨機(jī)干擾。

(三)變量說(shuō)明

1.被解釋變量。能源效率(EE)：采用各省(區(qū))GDP與能源消費(fèi)總量的比值來(lái)計(jì)算能源效率，其中各省(區(qū))GDP以1998年為基期進(jìn)行了平減。

2.核心解釋變量。全要素生產(chǎn)率及其分解：為了將環(huán)境要素納入分析框架，參考Fare等人構(gòu)造的方向性距離函數(shù)[11]，建立了包含期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的生產(chǎn)可能性集合，并采用Malmquist-luenberger生產(chǎn)率指數(shù)對(duì)全要素生產(chǎn)率(ML)進(jìn)行了測(cè)算,并在此基礎(chǔ)上將其繼續(xù)分解為科技進(jìn)步(MLTC)和技術(shù)效率(MLEC)，其中科技進(jìn)步反映了決策單元兩期前沿面的移動(dòng)幅度，主要是指科技創(chuàng)新、發(fā)明、專利等“硬”技術(shù)進(jìn)步；技術(shù)效率反映了決策單元最佳生產(chǎn)前沿的移動(dòng)幅度，主要是指管理創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新、制度創(chuàng)新等“軟”技術(shù)進(jìn)步。采用MAXDEA軟件對(duì)全要素生產(chǎn)率及其分解進(jìn)行了測(cè)算，相關(guān)指標(biāo)及數(shù)據(jù)處理說(shuō)明如下：資本投入：參考張軍等人采用永續(xù)盤存法對(duì)各省資本存量進(jìn)行了核算[12]；勞動(dòng)投入：采用各省(區(qū))年末就業(yè)人數(shù)作為勞動(dòng)投入；能源投入：采用各省(區(qū))能源消費(fèi)總量作為能源投入；期望產(chǎn)出：采用各省(區(qū))GDP作為期望產(chǎn)出指標(biāo)，同時(shí)以1998年為基期進(jìn)行了平減；非期望產(chǎn)出：參考許和連等人采用熵權(quán)法計(jì)算綜合環(huán)境污染指數(shù)[13]。

3.控制變量。能源價(jià)格(EP)：一般來(lái)說(shuō)，提高能源價(jià)格會(huì)促使經(jīng)濟(jì)體改善經(jīng)營(yíng)和管理，使用新的節(jié)能裝備或技術(shù)，從而有利于能源效率提升。采用各省(區(qū))燃料動(dòng)力購(gòu)進(jìn)價(jià)格指數(shù)衡量能源價(jià)格；人力資本水平(EDU)：人力資本的增強(qiáng)有利于新知識(shí)、新技術(shù)的獲取和傳播，是推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵因素，從而有利于能源效率提升。參考劉軍等人采用各省(區(qū))勞動(dòng)者平均受教育年限衡量人力資本水平[14]；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整(IS)：由于工業(yè)和服務(wù)業(yè)的能源效率存在顯著差異，因此當(dāng)能源要素從工業(yè)向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)移時(shí)，就會(huì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)體總的能源效率的提升，采用第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占各地區(qū)生產(chǎn)總值的比重衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整強(qiáng)度；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)(IU)：由于高技術(shù)行業(yè)與低技術(shù)行業(yè)的能源效率存在較大差異，因此當(dāng)能源要素從低技術(shù)行業(yè)向高技術(shù)行業(yè)轉(zhuǎn)移時(shí)，就可以提升經(jīng)濟(jì)體總的能源效率，采用高技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占各地區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的比重衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)強(qiáng)度；外商直接投資(fdi)：外商直接投資可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)、溢出效應(yīng)和關(guān)聯(lián)效應(yīng)促進(jìn)地區(qū)能源效率的提升，采用各省(區(qū))年度實(shí)際外商投資額占GDP的比重衡量外商直接投資(筆者預(yù)期上述控制變量對(duì)能源效率都有顯著的正向影響)；能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)(ES)：由于煤炭與石油、天然氣、電力之間的熱效率差距較大，因此能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)于能源效率具有重要影響。本文采用煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的比重衡量能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，預(yù)期其對(duì)能源效率具有顯著負(fù)向影響。

(四)數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)數(shù)據(jù)的可得性和有效性原則，本文選取了中國(guó)大陸30個(gè)省(區(qū))1998—2013年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，西藏由于數(shù)據(jù)不全未列入分析范圍，其中數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》(1999—2014)、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》(1999—2014)、《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》(1999—2014)和《中國(guó)人口統(tǒng)計(jì)年鑒》(1999—2014)。

四、空間相關(guān)性檢驗(yàn)與回歸結(jié)果分析

(一)技術(shù)進(jìn)步及其分解數(shù)據(jù)分析

從表1可得出以下幾點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：第一，技術(shù)進(jìn)步除了2002—2003年和2004—2005年這兩年有所降低以外，其余時(shí)間段均保持了一定程度的提高，這意味著中國(guó)技術(shù)進(jìn)步整體上保持了良好發(fā)展態(tài)勢(shì)；科技進(jìn)步在整個(gè)時(shí)間段均保持了不同程度的提高，這表明表征“硬”技術(shù)進(jìn)步的新技術(shù)、新發(fā)明和專利越來(lái)越多，在理想狀態(tài)下中國(guó)能夠達(dá)到的技術(shù)水平越來(lái)越高；技術(shù)效率在2005年之前處于惡化階段，但之后一直處于改善階段，這表明隨著時(shí)間的推移，表征“軟”技術(shù)進(jìn)步的技術(shù)應(yīng)用能力、管理能力和實(shí)踐能力越來(lái)越強(qiáng)，現(xiàn)存技術(shù)水平與理想技術(shù)水平之間的差距逐漸由大變小，這意味著技術(shù)進(jìn)步由前期的科技進(jìn)步單獨(dú)驅(qū)動(dòng)逐漸改變?yōu)橛煽萍歼M(jìn)步和技術(shù)效率改善共同驅(qū)動(dòng)。第二，在考察期內(nèi)，科技進(jìn)步是推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要因素，而技術(shù)效率改善對(duì)技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)程度相對(duì)較低，但是隨著時(shí)間的推移，科技進(jìn)步對(duì)技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)作用逐漸減弱，而技術(shù)效率改善推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的作用越來(lái)越強(qiáng)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是：2005年之前，中國(guó)的市場(chǎng)化程度和管理水平相對(duì)較低，制度安排也相對(duì)不完善，存在較為嚴(yán)重的重復(fù)建設(shè)、能源浪費(fèi)和產(chǎn)能過(guò)剩，從而導(dǎo)致技術(shù)效率惡化，這段時(shí)間技術(shù)進(jìn)步主要靠科技進(jìn)步單獨(dú)驅(qū)動(dòng)；2005年之后，隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的逐步深化，市場(chǎng)機(jī)制逐步完善，管理水平不斷提升，制度安排更加合理和完善，技術(shù)應(yīng)用能力不斷增強(qiáng)，技術(shù)效率由惡化變?yōu)楦纳?，這段時(shí)間技術(shù)進(jìn)步由科技進(jìn)步和技術(shù)效率改善共同驅(qū)動(dòng)，并且隨著時(shí)間的推移，中國(guó)的二次創(chuàng)新能力和技術(shù)應(yīng)用能力越來(lái)越強(qiáng)，技術(shù)效率改善推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的作用也越來(lái)越明顯。

表1　1998—2013年中國(guó)技術(shù)進(jìn)步及其分解數(shù)據(jù)表

(二)空間相關(guān)性檢驗(yàn)

為了驗(yàn)證地區(qū)能源效率之間是否存在空間關(guān)聯(lián)和集聚效應(yīng)，本文采用空間相關(guān)性檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性分析。對(duì)于能源效率的全局空間自相關(guān)性，采用Moran'sI指數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，計(jì)算公式為：

Moran'sI

(7)

(8)

根據(jù)1998—2013年中國(guó)各地區(qū)能源效率，結(jié)合上述計(jì)算公式，可得到歷年的Moran'sI指數(shù)及其統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。從表2可以發(fā)現(xiàn)，中國(guó)地區(qū)能源效率的Moran'sI指數(shù)在1998—2013年間均為正且都通過(guò)了1%的顯著性檢驗(yàn)，這表明中國(guó)地區(qū)能源效率之間具有顯著的全局空間正自相關(guān)性，即能源效率較高(低)的地區(qū)存在明顯的空間集聚效應(yīng)。隨著時(shí)間的推移，Moran'sI指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)性的遞增趨勢(shì)，這表明地區(qū)能源效率的空間集聚效應(yīng)越來(lái)越強(qiáng)。

表2　中國(guó)地區(qū)能源效率的Moran's I指數(shù)及其統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)

注：*、**、***分別表示通過(guò)10%、5%、1%水平下的顯著性檢驗(yàn)。

為了進(jìn)一步分析能源效率的局部空間關(guān)聯(lián)模式，本文采用局部空間關(guān)聯(lián)指標(biāo)LISA進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性分析(見(jiàn)圖1～4)。從LISA集聚圖可以發(fā)現(xiàn)：從1998—2013年，地區(qū)能源效率的高值集聚區(qū)逐漸增多，但主要集中在江蘇、上海、浙江、福建等東部沿海地區(qū)，這主要是因?yàn)檫@些地區(qū)工業(yè)化水平高、科技創(chuàng)新能力強(qiáng)、裝備技術(shù)水平高和高端化的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)使得這些地區(qū)能源效率高，而對(duì)于這些地區(qū)來(lái)說(shuō)，應(yīng)加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和升級(jí)，不斷提高科技創(chuàng)新能力，大力發(fā)展新型能源和可再生能源，利用產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和技術(shù)進(jìn)步不斷提高能源效率；低值集聚區(qū)從1998—2013年變化不大，主要集中在寧夏、甘肅、青海等西部地區(qū)，這主要是因?yàn)檫@些地區(qū)工業(yè)化水平低、裝備技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)配套條件較差、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極較少，從而使這些地區(qū)能源效率低，而對(duì)于這些地區(qū)來(lái)說(shuō)，應(yīng)促使能源要素從低生產(chǎn)率行業(yè)或部門向高生產(chǎn)率行業(yè)或部門轉(zhuǎn)移，努力提高裝備技術(shù)水平，結(jié)合“一路一帶”戰(zhàn)略培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極。

圖1　1998年能源效率LISA集聚圖

圖2　2003年能源效率LISA集聚圖

圖3　2008年能源效率LISA集聚圖

圖4　2013年能源效率LISA集聚圖

(三)回歸結(jié)果分析

由于能源效率在空間上表現(xiàn)出的自相關(guān)性和變異性，傳統(tǒng)的計(jì)量方法由于沒(méi)有考慮空間效應(yīng)，必然會(huì)帶來(lái)估計(jì)和分析的偏誤。因此，本文采用動(dòng)態(tài)空間面板模型進(jìn)行實(shí)證分析，同時(shí)采用普通動(dòng)態(tài)面板模型和靜態(tài)空間面板模型進(jìn)行對(duì)比分析和穩(wěn)健性檢驗(yàn)。對(duì)于空間面板模型采取SAR模型還是SEM模型，本文采用LM檢驗(yàn)及其穩(wěn)健性檢驗(yàn)來(lái)選擇。通過(guò)比較LM檢驗(yàn)值和穩(wěn)健LM檢驗(yàn)值，靜態(tài)空間面板模型和動(dòng)態(tài)空間面板模型均采用SAR模型進(jìn)行估計(jì)。對(duì)于動(dòng)態(tài)面板模型估計(jì)方法的選擇，普通動(dòng)態(tài)面板模型和動(dòng)態(tài)空間面板模型均采用系統(tǒng)GMM方法進(jìn)行估計(jì)。

表3中，通過(guò)比較三個(gè)模型的回歸結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，各解釋變量的系數(shù)符號(hào)基本一致，只是數(shù)值大小和顯著性水平存在一定差異，這說(shuō)明模型的回歸結(jié)果較為穩(wěn)??；通過(guò)比較普通動(dòng)態(tài)面板模型和動(dòng)態(tài)空間面板模型的回歸結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)模型存在一定差異，這主要是因?yàn)榈貐^(qū)之間在經(jīng)濟(jì)發(fā)展上存在空間聯(lián)動(dòng)和協(xié)同發(fā)展，周圍地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然會(huì)通過(guò)溢出效應(yīng)和聯(lián)動(dòng)效應(yīng)作用于本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而普通動(dòng)態(tài)面板模型忽視了這種空間效應(yīng)，必然會(huì)帶來(lái)估計(jì)的偏誤，當(dāng)納入能源效率空間滯后項(xiàng)之后，其系數(shù)為正且通過(guò)了1%的顯著性檢驗(yàn)，充分驗(yàn)證了能源效率的空間特征；通過(guò)比較靜態(tài)空間面板模型和動(dòng)態(tài)空間面板模型的回歸結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)模型也存在一定差異，這主要是因?yàn)槟茉赐度牒彤a(chǎn)出作為連續(xù)動(dòng)態(tài)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，前一期的鋪墊和積累必然會(huì)通過(guò)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人力資本、技術(shù)水平等因素表現(xiàn)出來(lái)，并且會(huì)作用于本期或滯后若干期的生產(chǎn)活動(dòng)，而靜態(tài)空間面板模型由于忽視了這種動(dòng)態(tài)效應(yīng)，必然會(huì)帶來(lái)估計(jì)的偏誤，當(dāng)納入能源效率一階滯后項(xiàng)之后，其系數(shù)為正且都通過(guò)了1%的顯著性檢驗(yàn)，充分驗(yàn)證了能源效率的動(dòng)態(tài)特征。因此，本文選擇動(dòng)態(tài)空間面板模型作為最終的解釋模型。

從動(dòng)態(tài)空間面板模型的回歸結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率對(duì)能源效率的影響系數(shù)顯著為正，而科技進(jìn)步對(duì)能源效率的影響作用不顯著，這表明整體上而言，技術(shù)進(jìn)步有利于中國(guó)能源效率的提升，但在技術(shù)進(jìn)步提升能源效率的過(guò)程當(dāng)中，技術(shù)效率改善發(fā)揮了主要作用，而技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率提升的作用不顯著，本文給出的可能解釋是：技術(shù)創(chuàng)新包括三種形式，即原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和消化吸收再創(chuàng)新，其中科技進(jìn)步主要源于原始創(chuàng)新，而技術(shù)效率改善則主要源于集成創(chuàng)新和消化吸收再創(chuàng)新等二次創(chuàng)新。通常情況下，技術(shù)效率改善通過(guò)二次創(chuàng)新直接或間接作用于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，可以縮小經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與技術(shù)前沿面的距離，不斷提高經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用能力和管理水平，并能夠有效提升對(duì)現(xiàn)有能源的利用能力，而科技進(jìn)步對(duì)能源效率提升作用的不顯著可能與能源回彈效應(yīng)密切相關(guān)。由于科技進(jìn)步可以引起技術(shù)前沿面的移動(dòng)，能夠帶來(lái)新技術(shù)和新產(chǎn)品的快速發(fā)展，從而引致大規(guī)模的消費(fèi)需求，進(jìn)而帶來(lái)能源消耗量和污染物排放量的急劇增加，使技術(shù)層面能效改進(jìn)所產(chǎn)生的節(jié)能效應(yīng)和污染物減排效應(yīng)被資本深化和產(chǎn)出增長(zhǎng)所帶來(lái)的新一輪能源消費(fèi)和污染物排放所蠶食，從而導(dǎo)致科技進(jìn)步對(duì)能源效率的影響作用不顯著甚至為負(fù)向影響。

表3　技術(shù)進(jìn)步及其分解對(duì)能源效率影響的估計(jì)結(jié)果表

注：*，**、***分別表示在10%、5%、1%的顯著性水平下顯著；括號(hào)內(nèi)為漸進(jìn)的t統(tǒng)計(jì)量。

從控制變量來(lái)看，能源價(jià)格對(duì)能源效率影響作用不顯著，可能的原因有以下三個(gè)方面：第一，中國(guó)的能源價(jià)格多是政府指導(dǎo)價(jià)格，缺乏彈性，無(wú)法體現(xiàn)出能源的相對(duì)稀缺性，并不利于能源的合理配置；第二，由于保增長(zhǎng)和穩(wěn)物價(jià)兩大經(jīng)濟(jì)政策的考慮，政府過(guò)多地對(duì)能源價(jià)格實(shí)行管制，使得能源價(jià)格偏低，這必然會(huì)帶來(lái)能源的過(guò)度使用，阻礙了能源效率的提升；第三，能源價(jià)格作用不顯著可能與指標(biāo)選取不合適有一定關(guān)聯(lián)，而本文采用的各省(區(qū))燃料動(dòng)力購(gòu)進(jìn)價(jià)格指數(shù)衡量能源價(jià)格，可能無(wú)法全面反映實(shí)際能源價(jià)格。外商直接投資對(duì)能源效率的影響作用也不顯著，這可能是因?yàn)橥馍淘谥袊?guó)地區(qū)的投資結(jié)構(gòu)仍以低技術(shù)、高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)為主，不僅沒(méi)有帶來(lái)顯著的知識(shí)和技術(shù)外溢，還帶來(lái)了能源的較大損耗，從而對(duì)能源效率提升作用不明顯。人力資本、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)對(duì)能源效率提升具有顯著正向影響，而能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)能源效率提升為顯著負(fù)向影響，這些都與筆者的理論預(yù)期相一致。

五、結(jié)論與啟示

本文采用動(dòng)態(tài)空間面板模型實(shí)證分析了環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率的影響，研究結(jié)論表明：技術(shù)進(jìn)步整體上表現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，且有利于能源效率的提升；科技進(jìn)步是推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要因素，但對(duì)能源效率提升作用不顯著，這主要是因?yàn)榭萍歼M(jìn)步能顯著帶來(lái)能源回彈效應(yīng)；技術(shù)效率改善推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)相對(duì)較少，但有利于能源效率的提升。依據(jù)以上結(jié)論，本文的啟示如下：

其一，依靠科技進(jìn)步提升能源效率。通過(guò)技術(shù)研發(fā)大力發(fā)展可再生和新型能源，加強(qiáng)天然氣、煤層氣、頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)采與應(yīng)用，不斷提高可再生能源和新型能源在制造業(yè)耗能中的比重；利用科技進(jìn)步對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造、升級(jí)和更新，逐步降低制造業(yè)企業(yè)對(duì)煤炭資源的過(guò)度依賴，轉(zhuǎn)而利用其他高效率、低排放能源；其二，依靠技術(shù)效率改善提升能源效率。利用互聯(lián)網(wǎng)+提高企業(yè)的信息化程度，逐步建立和完善成本控制、財(cái)務(wù)管理、生產(chǎn)流程控制、產(chǎn)品質(zhì)量管理等現(xiàn)代管理體系，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行集成創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新等二次創(chuàng)新活動(dòng)，不斷提高對(duì)現(xiàn)有能源有效利用的能力；其三，利用政府稅收政策限制能源回彈效應(yīng)。依靠增加能源稅、資源稅和環(huán)境稅等稅收手段對(duì)能源價(jià)格和能源消費(fèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，將能源使用的環(huán)境外部成本內(nèi)部化，在科技進(jìn)步的基礎(chǔ)上控制能源價(jià)格，從而較好地控制能源回彈效應(yīng)。

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(責(zé)任編輯：郭詩(shī)夢(mèng))

The Effect of Technological Progress on Energy Efficiency under Environmental Constrains

CHENG Zhong-hua1,2, LI Lian-shui1,2, LIU Jun1

(1.China Institute of Manufacturing Development, Nanjing University of Information Science & Technology,Nanjing 210044, China； 2.School of Economics and Management, Southeast University, Nanjing 211189, China)

Abstract:The effect of technological progress on energy efficiency was complex because of energy rebound effect. The paper measured technological progress and its decomposition under environmental constraints using Malmquist-Luenberger productivity index. Then using statistical data from 30 provinces in 1998-2013 years, the paper empirically analyzed the effect of technological progress under environmental constraints on energy efficiency using dynamic spatial panel model. The results showed that on the whole technological progress maintained a good momentum and was conducive to the improvement of energy efficiency. The science and technological progress was the main contribution to promoting technological progress, but its effect on the improvement of energy efficiency was not significant because of energy rebound effect. The contribution of technological efficiency on technological progress was relatively small, but it can help promote energy efficiency significantly.

Key words:technological progress; scientific and technological progress; technological efficiency; energy efficiency; dynamic spatial panel model

收稿日期：2015-12-15；修復(fù)日期：2016-03-02

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《環(huán)境規(guī)制下我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)研究》(71173116)；教育部哲學(xué)社會(huì)科學(xué)發(fā)展報(bào)告項(xiàng)目《中國(guó)制造業(yè)發(fā)展研究報(bào)告》(13JBG004)；江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目《產(chǎn)業(yè)集聚與制造業(yè)新型化發(fā)展》(KYZZ15_0068)

作者簡(jiǎn)介：程中華，男，山東泰安人，博士生，講師，研究方向：能源經(jīng)濟(jì)學(xué)；

中圖分類號(hào)：F062.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1007-3116(2016)06-0070-07

李廉水，男，江蘇泰州人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：創(chuàng)新管理與制造業(yè)發(fā)展；

劉軍，男，安徽宿州人，管理科學(xué)與工程博士，副教授，研究方向：產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)。

【統(tǒng)計(jì)應(yīng)用研究】