宋淑琳 張淑英
(西南石油大學 經(jīng)濟管理學院,四川 成都 610500)
為了實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,四川省各級政府出臺了一系列節(jié)能減排的政策和措施,以提升能源效率、促進節(jié)能減排工作的完成。目前來看,四川省的能源利用效率不僅低于發(fā)達國家的整體水平,而且在我國也處于較低水平。提升四川省能源效率,優(yōu)化能源消費結構既是推進生態(tài)文明建設的關鍵舉措,又是支撐我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要基礎,同時還是建設美麗、繁榮、和諧四川的重要途徑。尤其是在我國經(jīng)濟“新常態(tài)”化下,能源效率的提升對于生態(tài)文明建設和經(jīng)濟發(fā)展日益重要。在此從能源種類和不同區(qū)域兩個角度對四川省全要素能源效率差異進行分析與探討。
當前對全要素能源效率的研究方法包括隨機前沿分析法(SFA)、非參數(shù)方法(DEA)及基于生產(chǎn)理論框架的能源效率法(PDA)。DEA方法是將資本、勞動、能源等投入和產(chǎn)出(GDP)納入DEA模型中,DEA所達到的目標和實際的能源投入的比值即為全要素能源效率值。例如,吳文潔、王曉娟等在非徑向、非角度 SBM-DEA模型分析框架下,測算了我國各個省份全要素能源效率。[1]119-124陳佳、陳文焱等運用Undesirable-DEA模型探索其共同前沿全要素能源效率,并選取中國東部、中部10省域的能源投入、固定資產(chǎn)投資、就業(yè)人口與工業(yè)產(chǎn)出等指標進行研究,結果發(fā)現(xiàn),所選東部的平均全要素能源效率顯著高于中部。[2]5-10由于DEA分析法適于分析多投入、多產(chǎn)出的決策單位績效,且具有單位不變性特點,因而沒有必要確定投入產(chǎn)出的生產(chǎn)函數(shù)關系,且不受主觀權重設定的影響,因而能有效分析包含復雜生產(chǎn)關系決策單位的效率。Mukher Jee K利用DEA方法測算了1970—2001年美國能耗量最大的6個行業(yè)的能源效率,結果顯示:紙制品行業(yè)的能源效率最高。[3]76-96池文豪通過DEA方法分別分析了分區(qū)域的我國全要素能源效率,結果顯示:中國各區(qū)域之間全要素能源效率發(fā)展不平衡的趨勢,東部最高、中西部次之,中西部地區(qū)是中國提高整體全要素能源效率的潛力區(qū)域。[4]張謙,宋輝等采取可變規(guī)模報酬(VRS)的DEA法計算了江蘇省13個地級市2006—2015年的全要素能源效率,然后運用Malmquist指數(shù)對江蘇省13個地級市的全要素能源效率變化實行分解。[5]59-61由于傳統(tǒng)的CCR模型是徑向的,未將投入產(chǎn)出的松弛性問題納入探討,從而出現(xiàn)經(jīng)濟效率測算結果的誤差,而SBM模型在處理非期望產(chǎn)出問題時考慮了松弛變量,既處理了傳統(tǒng)CCR模型的投入產(chǎn)出松弛性問題,又涵蓋了非期望產(chǎn)出對環(huán)境效率測度的影響。冉啟英、王倍倍等基于SBM的方向性距離函數(shù)的Malmquist-Luenberger指數(shù),測算了我國各省全要素能源利用效率變動情況。[6]47-53
總之,已有文獻雖然對能源效率進行了大量的探討,但仍然存在一些不足之處。因此,采用Undesirable-SBM-windows-DEA模型測算四川省各地區(qū)能源投入的松弛變量和目標值,同時測算出全要素能源消費效率,并針對四川省能源效率不高的問題提出了改進建議。
數(shù)據(jù)包絡分析(DEA)是運籌學、管理科學與數(shù)理經(jīng)濟學交叉研究的一個新領域。它是根據(jù)多項投入和多項產(chǎn)出指標,利用線性規(guī)劃法,對具有可比性的同類型單位進行相對有效性評價的一種數(shù)量分析方法。Charnes提出的DEA窗口模型(DEAWindows Model)可以有效解決一般數(shù)據(jù)包絡分析的一些問題,并可以利用移動平均法來考察決策單元效率隨時間變動的情況,使決策單元不但能夠與同一時期其他決策單元進行比較,而且還能將同一個決策單元的不同時期作為不同的決策單元通過增加樣本數(shù)來獲得更加真實的效率評價。假設窗口的寬度為d,則窗口的數(shù)量為w=T-d+1,每個窗口內(nèi)的決策單元數(shù)量為d*J,這則相當于每個時期DMU數(shù)量的d倍。一般情況下,為了達到效度和信度的平衡,窗口的寬度可以設定為d=3或d=4。
傳統(tǒng)DEA模型較好的情況是投入越少,產(chǎn)出越多,但在現(xiàn)實中,對于產(chǎn)出的結果,可能是符合預期的收益,也可能是對預期收益具有抵消作用的負收益,稱之為期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出。假設有J個DMU,每個決策單元有I個非能源投入Zij,K個能源投入ekj,Q個期望產(chǎn)出yqi,L個非期望產(chǎn)出uij。因此,含有非期望產(chǎn)出的DEA窗口模型可以用以下公式表示。
(1)
m=1,2,…,(T-d+1);n=1,2,…,d
在Undesirable-SBM-windows-DEA模型的基礎上,具體分析四川省18個地區(qū)能源投入的松弛變量和目標值。為此,選擇1999—2016年四川省18個地區(qū)的面板數(shù)據(jù)作為樣本。其中,投入指標包括資本存量、勞動力,各地市煤炭、石油、天然氣、電力能源消費量;期望產(chǎn)出指標為各地區(qū)產(chǎn)出;非期望產(chǎn)出指標用二氧化硫排放量來衡量。另外,資本存量主要根據(jù)單豪杰的方法推算出1999—2016年四川省18個地區(qū)的資本存量;勞動力用各地區(qū)的就業(yè)人員來表示;各種能源消費量以萬噸標準煤為單位的歷年各地區(qū)的消費量表示;期望產(chǎn)出用四川省各地區(qū)歷年實際GDP 表示;非期望產(chǎn)出以各地區(qū)的二氧化硫排放量表示。資本存量和GDP 均換算成以2000 年為基期的不變價。原始數(shù)據(jù)來源于歷年《四川省統(tǒng)計年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》。
由于甘孜藏族自治州、阿壩藏族羌族自治州和涼山彝族自治州無法找到上述所有指標數(shù)據(jù),從而無法對這三個地區(qū)進行實證分析。為了更科學地分析成都市在四川省能源消費中的特殊性,特將成都市列為一個地區(qū)進行研究。見表1。
表1 經(jīng)濟區(qū)劃分
根據(jù)四川省及其市州1999—2016年的面板數(shù)據(jù),采用Undesirable-SBM-windows-DEA模型,測算出四川省各個地區(qū)能源投入的松弛變量和目標值;然后根據(jù)Hu J L.Wang S C的方法計算全要素能源效率。全要素能源效率(TFEE)=(實際能源消費量-調(diào)整能源消費量)/實際能源消費量,即全要素能源效率(TFEE)=目標值/實際能源消費量。最后,根據(jù)計算結果推算各個地區(qū)在每一個時點的全要素能源效率的平均值3206-3217。
(1)四川省全要素能源效率呈“N”+“W”趨勢。四川省全要素能源效率平均值在1999—2005年呈 “先上升后下降再上升”的 “N”型趨勢;2006—2008年較為平穩(wěn);2009—2016呈“先下降后上升,再下降又上升”的“W”型趨勢。見圖1。
四川省于20世紀末才步入工業(yè)化初級階段,加之2001年四川省實施 《能源法》,使1999—2002年能源效率迅速上升;2001年西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施使得四川省污染嚴重、 導致2002—2004年的能源效率降低。2012—2013年四川省進入工業(yè)化加速期,大批重大項目的投資,使2014年能源效率又下降一個點。2014—2016年在國家“大力推進生態(tài)文明建設”的戰(zhàn)略決策下,四川省嚴控鋼鐵、有色金屬冶煉等高污染、高耗能項目,從而使四川省能源效率逐步上升。見圖2。
(2)成都能源效率損失較少。由表1、圖2可知,四川省各經(jīng)濟區(qū)的全要素能源效率平均值從高到低依次為成都市(0.972 7)、川中地區(qū)(0.902 7)、川西地區(qū)(0.900 6)、川南地區(qū)(0.844 3)和川東北地區(qū)(0.842)。成都市、川中地區(qū)、川南地區(qū)和川東北地區(qū)的能源效率變化與四川省變化趨勢大體一致,川西地區(qū)的能源效率平均水平較高,其原因主要是從2005年開始,攀枝花市各級政府通過多方面措施積極建設環(huán)境保護模范城市,使得當?shù)啬茉葱蚀蠓忍嵘R姳?。
(3)煤炭和天然氣波動較大,石油和電力較為平緩。全要素能源效率平均值從高到低依次為石油(0.929)、電力(0.916 9)、天然氣(0.908 7)和煤炭(0.899 2);從變化趨勢來看,2000—2016年全要素能源效率變化起伏最大的分別是煤炭和天然氣,而石油和電力的變化趨勢相對較為平緩。見圖3。
由圖3可知,不同能源的全要素能源效率最高值均出現(xiàn)在2002年(0.993 2);煤炭全要素能源效率最低值出現(xiàn)在2014年(0.816 4), 天然氣的利用效率最低值出現(xiàn)在2010年(0.795 4)。2014年煤炭全要素能源效率下降主要是因為2014年我國煤炭產(chǎn)能過剩,煤炭價格大幅下降,導致煤炭消費增加。2010年天然氣全要素能源效率下降主要是當年四川省工業(yè)經(jīng)濟增長迅速和LNG的推廣,以及2010年陸上天然氣出廠基準價格的提高使天然氣供給量增加,導致當年天然氣消費量大增。
1999—2016年四川省不同能源全要素能源效率平均值見表3。
圖1 1999—2016年四川省全要素能源效率平均值變化趨勢
圖2 1999—2016年四川省各地區(qū)全要素能源效率平均值變化情況
年份四川省成都川中川東北川西川南19990.731 91.000 00.627 10.593 80.785 90.532 520000.907 41.000 00.877 70.875 00.933 50.794 420010.957 21.000 00.960 60.915 10.988 00.892 620020.993 11.000 00.993 80.979 90.978 80.993 620030.914 00.940 30.908 30.892 70.856 30.899 220040.854 80.884 80.867 50.814 30.777 10.821 620050.938 21.000 00.949 30.871 40.772 60.892 320060.937 71.000 00.942 60.885 70.776 10.888 420070.929 61.000 00.930 80.861 30.806 90.881 620080.929 31.000 00.925 10.898 10.800 10.855 620090.929 21.000 00.916 00.880 60.925 80.860 120100.881 10.921 30.881 60.817 20.987 40.845 820110.892 90.959 20.885 90.819 20.932 10.836 320120.929 11.000 00.925 40.850 81.000 00.850 820130.936 71.000 00.947 00.853 61.000 00.854 420140.853 90.887 60.874 90.775 50.889 80.816 320150.874 90.915 00.887 40.781 71.000 00.837 920160.925 51.000 00.946 80.790 41.000 00.844 3
注:按照四川省五大經(jīng)濟區(qū)進行分區(qū),成都單列,因缺少甘阿涼數(shù)據(jù),所以無川西北,川西僅有攀枝花數(shù)據(jù)。
圖3 1999—2016年四川省各能源全要素能源效率平均值變化趨勢
能源種類年 份1999200220052008201120142016總體0.731 50.993 20.938 80.929 80.892 80.853 60.925 2煤0.723 60.993 30.932 00.926 80.891 20.816 40.925 5石油0.750 40.99 30.967 60.939 10.920 70.901 10.925 5天然氣0.734 50.993 00.950 90.944 20.853 50.896 70.923 1電力0.763 00.992 90.937 60.922 10.902 10.883 50.925 5
注:由于篇幅限制,這里僅列出部分年份數(shù)據(jù)。
(1)煤炭全要素能源效率出現(xiàn)兩次低點。從時間角度來看,四川各地煤炭全要素能源效率波動較為劇烈。1999—2002年四川各地煤炭全要素能源效率提升迅速,并于2002年出現(xiàn)極大值;2002—2004年四川煤炭全要素能源效率呈下降趨勢,其原因主要是由于西部大開發(fā)的推進導致的;2005—2013年四川煤碳全要素能源效率比較平穩(wěn)。2013—2014年四川各地煤炭全要素效率均明顯下跌,2014年之后,四川各地煤炭全要素能源效率又再次上升及四川省相關政策的實施,促使了煤炭利用效率的上升。見圖4。
圖4 1999—2016年四川省煤炭全要素能源效率平均值變化趨勢
由圖4可知,成都的煤炭全要素能源效率與其他地區(qū)相比較高,接近最優(yōu)前沿水平。其中,川中(0.895 8)與川西(0.892 1)利用水平較為接近,川南(0.837 1)和川東北(0.832 9)利用水平較為接近。成都市產(chǎn)業(yè)結構較為合理,第三產(chǎn)業(yè)比重四川省最高。成都經(jīng)濟的快速發(fā)展對川中地區(qū)起到了較大的帶動作用,使川中地區(qū)煤炭平均能源效率增高。川西地區(qū)煤炭全要素能源效率大幅上升,其原因主要是2005年川西開始優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構,促進了鋼鐵產(chǎn)業(yè)的精細化發(fā)展。川南地區(qū)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)占比較高,川東北地區(qū)初級工業(yè),尤其是高耗能企業(yè)比重大,因而川東北地區(qū)全要素能源效率較低。
(2)四川各地煤炭利用效率差距較大。煤炭全要素能源效率最高的地區(qū)為雅安市(0.986),最低的地區(qū)為樂山市(0.7195)。雅安市的煤炭資源相對來說較為貧乏,但雅安市水電業(yè)發(fā)達,促使雅安市煤炭利用效率較高;樂山市煤炭利用效率最低,其原因主要是樂山市煤炭資源雖然豐富,但煤炭開采量大,同時,樂山市的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)主要是冶金建材等高耗能產(chǎn)業(yè),導致樂山市煤炭利用效率偏低。
(1)四川各地區(qū)石油全要素能源效率變化趨勢較為平緩。四川各地的石油全要素能源效率變化趨勢較為平緩,1999—2002年呈上升趨勢,2002—2011年一直走低,2011—2016年呈現(xiàn)“先上升再下降再上升”的“N”型趨勢。2002—2014年四川省第二產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展以及汽車擁有量的大幅增加導致石油能源效率降低。2014年黨的十八大提出“大力推進生態(tài)文明建設”口號以來,四川省鼎力推動節(jié)能減排工作,促使四川省各地市石油能源效率逐步提升。見圖5。
(2)成都石油利用效率最高。 石油全要素能源效率從高到低依次為成都市(0.988 4)、川西地區(qū)(0.932 5)、川中地區(qū)(0.923 5)、川東北地區(qū)(0.873 4)和川南地區(qū)(0.872 6)。攀枝花從“十一五”時期開始大力發(fā)展清潔能源,推進鋼鐵產(chǎn)業(yè)精細化發(fā)展,使得攀枝花石油利用效率提升較快。川東北和川南地區(qū)高耗能產(chǎn)業(yè)較多,技術水平相對落后,尤其是川南地區(qū)化工產(chǎn)業(yè)的聚集,導致石油利用效率降低??傮w來看,四川各地區(qū)的石油全要素能源效率均高于煤炭全要素能源效率。
圖5 1999—2016年四川省平均石油全要素能源效率變化情況
(3)各地區(qū)石油利用效率平均水平差距最小。石油全要素能源效率較高的地區(qū)主要有雅安(0.994 6)、自貢(0.988 6)和成都(0.988 4),較低的地區(qū)主要有樂山(0.766 1)和廣元(0.769 5)。成都經(jīng)濟水平發(fā)展較為均衡,其石油的消費利用效率總體偏高。自貢、雅安在目前的技術條件下,能源效率提升空間較小。樂山和廣元經(jīng)濟發(fā)展較慢,發(fā)展方式粗放,尤其是高耗能產(chǎn)業(yè),如化工、建材較為集中,樂山市的汽車擁有量年均增長率超15%,石油全要素能源效率難以提升。
(1)四川各地天然氣全要素能源效率波動較為明顯,其波動趨勢較為一致。1999—2010年,四川各地天然氣全要素能源效率波動劇烈,其原因主要是四川省天然氣勘探開發(fā)得到大力發(fā)展,但天然氣產(chǎn)業(yè)鏈下游的消費利用市場發(fā)展緩慢,與上游開采工作有所脫節(jié)。2010—2016年,四川各地區(qū)天然氣能源效率均呈上升趨勢,其原因主要是隨著人們對地質(zhì)勘探認識的深化和工程技術的進步,天然氣勘探產(chǎn)量增加較快,同時,國家大力實施“煤改氣工程”、“藍天工程”,使天然氣消費量持續(xù)增加,設備利用技術不斷改進,同時,2015年天然氣價格的并軌及大幅下調(diào),使四川省天然氣全要素能源效率不斷上升。見圖6。
圖6 1999—2016年四川省天然氣全要素能源效率平均值變化情況
(2)四川五大區(qū)天然氣全要素能源效率呈三級階梯分布。由于攀枝花地區(qū)暫未通天然氣,因此,對天然氣全要素能源效率的分析排除了川西地區(qū)??傊拇ㄌ烊粴馊啬茉葱势骄綇母叩降鸵来螢槌啥际?0.971 7)、川中地區(qū)(0.905 5)、川南地區(qū)(0.844 8)和川東北地區(qū)(0.843 5),成都市和川中地區(qū)由于重視清潔能源發(fā)展,尤其是持續(xù)擴大天然氣覆蓋面,能源效率接近最優(yōu)水平;川東北和川南地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展過度依賴工業(yè)的增長,且川東北和川南地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)中的傳統(tǒng)工業(yè),如建材、油氣化工、食品加工等占比較大、能耗高,天然氣利用效率較低。
(3)四川各地區(qū)天然氣全要素能源效率差異在2006年之后逐步擴大。2010年全國范圍內(nèi)的“上產(chǎn)”,使四川省天然氣產(chǎn)量與2009年相比增長20.5%,但供給的大幅增加導致了四川各地天然氣利用效率的下降。其中,最高地區(qū)為雅安市(0.988 8),最低地區(qū)為廣元市(0.751)。雅安市不僅重視生態(tài)環(huán)境建設和清潔能源的發(fā)展利用,而且也比較重視天然氣的利用效率;廣元市工業(yè)化率不高,工業(yè)偏重于資源開發(fā)和初加工等,因此,雖然廣元天然氣資源豐富,但其綜合利用較低。
(1)四川全要素能源效率波動趨勢相對較為平緩。從時間角度來看,四川各地的電力全要素能源效率在1999—2002年不斷上升,2002—2004年有所下降,2004—2016年雖有所波動,但幅度較小。2004—2011年四川省第二產(chǎn)業(yè)所占比重不斷上升,工業(yè)用電大幅增加,導致能源效率小幅走低。2012—2016年,隨著四川經(jīng)濟水平的逐步提高,產(chǎn)業(yè)結構的不斷優(yōu)化,水電、太陽能等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,“西電東送”工程的完工以及節(jié)能減排戰(zhàn)略的實施,使得四川電力能源效率不斷提升。見圖7。
(2)川西上升明顯,其他地區(qū)波動較為平緩。
圖7 1999—2016年四川省電力全要素能源效率平均值變化情況
四川各經(jīng)濟區(qū)電力全要素能源效率從高到低依次為成都市(0.983 6)、川中地區(qū)(0.914 5)、川西地區(qū)(0.914 4)、川東北地區(qū)(0.851 4)、川南地區(qū)(0.851 2)。成都、川中、川東北、川南地區(qū)變化趨勢與四川省平均水平趨同,川西地區(qū)在2006年之后波動上升。成都市和川中地區(qū)新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭較好,工業(yè)用電進入低速穩(wěn)定增長狀態(tài),使該地區(qū)電力利用效率提高;攀枝花市在建設環(huán)保城市的同時,大力促進清潔能源——水電等的發(fā)展。
(3)四川各地區(qū)間電力全要素能源效率差距較大。電力全要素能源效率最高的地區(qū)為雅安(0.993 6),雅安是國家十大水電基地之一,自2005年起,雅安進行電力體制改革以來,通過構建“一張網(wǎng)”工程,促使水電“綠色”能源開發(fā),使雅安電力利用效率提高;最低的地區(qū)是樂山(0.741 8),樂山作為四川的重要化工基地,其傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)基礎龐大,從而導致樂山市電力能源效率降低。
(1)能源效率較高地區(qū)充分發(fā)揮“領頭羊”作用。成都、綿陽、德陽、雅安等地區(qū)在1999—2016年全要素能源效率雖已處于最優(yōu)狀態(tài),但與發(fā)達國家同一發(fā)展階段的平均水平相比,仍有較大差距。因此,這些地區(qū)應充分利用自身優(yōu)勢,進一步提高科技水平,在環(huán)境保護和能源節(jié)約等方面發(fā)揮帶頭作用,特別是在環(huán)保政策的實施過程中應起遵循作用。同時,進一步優(yōu)化生產(chǎn)要素配置,充分發(fā)揮各個生產(chǎn)要素的貢獻,促使產(chǎn)出最大化。
(2)能源效率較低地區(qū)應積極提高能源利用效率。四川能源效率的提升關鍵在于低水平地區(qū)要盡快提升能源效率,如川東北、川南等地區(qū)在今后的發(fā)展過程中,要積極借鑒能源效率較高地區(qū)的經(jīng)驗,嚴格遵循環(huán)保政策要求,不斷提高本地區(qū)的科學技術和環(huán)保技術水平,把污染物的排放控制在合理的范圍之內(nèi)。同時,能源效率較低的地區(qū)應合理配置產(chǎn)業(yè)資源,充分發(fā)揮各生產(chǎn)要素的作用,嚴格杜絕能源投入冗余的現(xiàn)象,全力提升落后地區(qū)的能源利用效率。
(3)提高不同種類能源的效率。具體地:煤炭能源效率的提升應從以下幾個方面入手,淘汰過剩產(chǎn)能,嚴格控制煤炭總量和合理利用煤炭能源;積極發(fā)展天然氣下游產(chǎn)業(yè),杜絕粗放的經(jīng)濟發(fā)展方式,不斷提高和穩(wěn)定天然氣利用水平,避免天然氣使用的大起大落現(xiàn)象。
(4)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構、轉變經(jīng)濟發(fā)展方式。具體從以下幾個方面進行改善:一是優(yōu)化川東北、川南地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結構,在“天府之國”良好的農(nóng)業(yè)基礎上不斷提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。合理控制第二產(chǎn)業(yè)比重,防止過度依賴工業(yè),同時積極發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)。充分發(fā)揮四川省的旅游和資源優(yōu)勢,擴大第三產(chǎn)業(yè)比重;二是調(diào)整工業(yè)結構,四川各地應大力發(fā)展高新技術產(chǎn)業(yè)和節(jié)能環(huán)保的低碳產(chǎn)業(yè),降低高耗能產(chǎn)業(yè)比重;三是轉變經(jīng)濟發(fā)展方式,提高全社會技術水平和自主創(chuàng)新能力,促進四川省經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
(5)持續(xù)推進生態(tài)文明建設。具體地:一是建立健全環(huán)保相關法律、法規(guī)制度;二是建立環(huán)保獎勵體系。三是通過各種政策鼓勵當?shù)匕l(fā)展,對一些藐視環(huán)境治理的行為應從重從嚴處理。