基于技術(shù)進(jìn)步的中國(guó)能源回彈效應(yīng)分析

高 輝，馮夢(mèng)黎，甘雨婕

（成都理工大學(xué) 商學(xué)院，四川 成都 610059）

一、引言

2011年，中國(guó)實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值47萬(wàn)億元，比上年增長(zhǎng)9.2%，能源消費(fèi)總量為34.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長(zhǎng)了7.0%。其中：煤炭消費(fèi)量增長(zhǎng)9.7%；原油消費(fèi)量增長(zhǎng)2.7%；天然氣消費(fèi)量增長(zhǎng)12%；電力消費(fèi)量增長(zhǎng)11.7%。一次能源生產(chǎn)總量45億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長(zhǎng)3.1%。中國(guó)能源消費(fèi)總量保持持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，如圖1所示。

圖1 中國(guó)能源消費(fèi)量

改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，技術(shù)不斷進(jìn)步提升，能源使用效率也逐步提高，但同時(shí)能源需求也在增加，沒(méi)有減少能耗，能源消費(fèi)總量從1978年的5.7億噸增加到2011年的34.8萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，尤其是重化工業(yè)、交通業(yè)和運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，能源需求量大幅度提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展所面臨的能源壓力和環(huán)境壓力將不斷增大。所以，從定量的角度研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)之間的關(guān)系具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)進(jìn)步是提高能源效率的重要路徑。目前，世界各國(guó)政府都將節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定等措施加入能源政策中，目的是以此控制能源的消費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)減排并節(jié)約能源的目標(biāo)。因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步能夠使能源效率上升，同時(shí)，效率的提高可以使用更少的能源生產(chǎn)相同的產(chǎn)品，從而資源得到了一定程度的節(jié)約（Von Weizsackeretal，1997），也就是說(shuō)每當(dāng)技術(shù)進(jìn)步使能源效率提高1個(gè)單位，能源消耗就同比減少1個(gè)單位。但從實(shí)際情況來(lái)看，技術(shù)效率的提高并不一定使能源消耗量降低，這就是能源經(jīng)濟(jì)學(xué)中著名的命題“能源回彈效應(yīng)（Rebound Effects）”。能源回彈效應(yīng)是指能源效率的提高并沒(méi)有引起能源消耗的減少，反而導(dǎo)致能源消耗的增加。1980年Khazzoom和Brookes第一次研究提出能源效率與能源消耗不一定成反向正比關(guān)系，也就是說(shuō)能源效率的提高并不會(huì)引起能源消耗同比例的減少。Henry Saunders研究得出了能源效率的提高表示減少能源投入也可以獲得相同的產(chǎn)品，這也預(yù)示著其他要素的投入能夠被能源所代替。因?yàn)槟茉葱视兴岣?，所以?dǎo)致能源價(jià)格的下降，產(chǎn)品價(jià)格也會(huì)隨之下降，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品和能源的需求便會(huì)增加，也就導(dǎo)致基于技術(shù)進(jìn)步的能源節(jié)約量被抵消了。

不同研究者對(duì)能源回彈效應(yīng)的定義存在爭(zhēng)論。Harry D.Saunders（2000），Terry Barker、Tim Foxon（2007），Taoyuan Wei（2006）將能源效率提高所引起的能源節(jié)約量減少定義為能源使用量對(duì)能源效率的彈性。Steve sorrell，John Dimitropoulos（2009）對(duì)能源回彈效應(yīng)的各種定義進(jìn)行了詳細(xì)解析，將能源回彈效應(yīng)分別定義為：能源消耗對(duì)能源效率的彈性；能源消費(fèi)的價(jià)格彈性；能源效率與其他投入成本間的相關(guān)系數(shù)。

中國(guó)關(guān)于宏觀經(jīng)濟(jì)層面的回彈效應(yīng)估計(jì)相對(duì)較多。目前，國(guó)內(nèi)僅有的關(guān)于能源回彈效應(yīng)的研究集中于宏觀層面，周勇、林源源（2007）利用新古典三要素生產(chǎn)函數(shù)，對(duì)中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)的回彈效應(yīng)進(jìn)行估計(jì)，得出1978—2004年中國(guó)回彈效應(yīng)為30%～80%。王群偉、周德群（2008）同樣利用新古典三要素生產(chǎn)函數(shù)得出中國(guó)回彈效應(yīng)平均值為62.8%。劉源遠(yuǎn)、劉鳳朝（2008）采用省級(jí)面板數(shù)據(jù)，利用相同的方法，結(jié)果顯示地區(qū)之間的回彈效應(yīng)差異明顯，西部地區(qū)反彈效應(yīng)最大，但中國(guó)平均回彈效應(yīng)為53.68%。另外，幾個(gè)研究范圍縮小的結(jié)論與上述研究相差較大。陳燕（2011）利用湖北省1980—2007年數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，結(jié)果顯示技術(shù)進(jìn)步對(duì)于湖北省能源效率的影響來(lái)說(shuō)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，湖北省的回彈效應(yīng)值為123.7%。陳凱（2011）認(rèn)為中國(guó)鋼鐵行業(yè)平均回彈效應(yīng)高達(dá)130.47%，陽(yáng)攀登等（2010）也對(duì)浙江省能源消費(fèi)回彈效應(yīng)進(jìn)行了研究。

回彈效應(yīng)的文獻(xiàn)回顧表明：技術(shù)進(jìn)步不一定能夠減少能源消耗；能源回彈效應(yīng)的程度可以作為檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)步與其他能效調(diào)控方法和相關(guān)法律法規(guī)配合效果的指標(biāo)。

本文基于技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)和環(huán)境負(fù)荷分解模型，運(yùn)用IPAT方程，把能源消費(fèi)的變化量分解成由經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)引起的能源消費(fèi)增加量與由單位GDP能源消費(fèi)降低引起的能源節(jié)約量，充分考慮到來(lái)自資本、勞動(dòng)要素的提高，并利用中國(guó)2001—2011年宏觀時(shí)間序列數(shù)據(jù)，測(cè)算出能源回彈效應(yīng)系數(shù)，分析中國(guó)技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源消費(fèi)的回彈效應(yīng)。

二、中國(guó)能源回彈效應(yīng)測(cè)算

（一）中國(guó)能源消費(fèi)增加量分解

采用IPAT方程，方程表達(dá)式為：I=P×A×T。I為環(huán)境影響，P為人口數(shù)量（主要是人口規(guī)模的變化），A為富裕程度（一般用人均GDP表示），T為技術(shù)進(jìn)步（一般用單位GDP能源消耗表示）。其中，G=P×A，即為 GDP。

本文采用能源消費(fèi)量變化的分解，即：

公式（1）中ΔI為能源消耗的增加量；It和I0分別為報(bào)告期能源消費(fèi)量和初期能源消費(fèi)量；Gt和G0分別為報(bào)告期GDP和初期的GDP；Tt和T0分別為報(bào)告期單位GDP的能源消費(fèi)量和初期單位GDP的能源消費(fèi)量。GtΔTt=Gt（Tt-T0）是由技術(shù)進(jìn)步引起的單位GDP能源消耗下降所節(jié)約的能源。T0ΔGt=T0（Gt-G0）是由經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)引起的能源消費(fèi)增加量。

表1是2001—2011年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值及其指數(shù)（上年=100）和國(guó)內(nèi)能源消費(fèi)量的數(shù)據(jù)。按公式（1）的方法分解全國(guó)能源消耗增加量，結(jié)果見(jiàn)表2。

（二）能源回彈效應(yīng)系數(shù)的估測(cè)

令ρt為報(bào)告期技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)率，則公式（2）中

能源效率的提高分為兩個(gè)方面，一是能源使用效率的提高，二是高、低能耗產(chǎn)業(yè)間的結(jié)構(gòu)調(diào)整；即“效率效應(yīng)”和“結(jié)構(gòu)效應(yīng)”。公式（2）中 T0ΔGtρt為報(bào)告期中由于技術(shù)進(jìn)步（效率效應(yīng)）節(jié)約的能源消耗從而新增加的能源消耗。

由技術(shù)進(jìn)步引起的能源回彈效應(yīng)系數(shù)REt為：

表1 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值和能源消費(fèi)量（2001—2011年）

表2 全國(guó)能源消費(fèi)量分解（2001—2011年）

所以，由技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致的能源回彈消費(fèi)量=

把能源消費(fèi)量（I）作為一個(gè)自變量，運(yùn)用索洛余值法生產(chǎn)函數(shù)模型擴(kuò)展為：G=ALαKβIγ，G 表示產(chǎn)出，L 表示勞動(dòng)，K 表示資本，A表示技術(shù)進(jìn)步因子，α表示勞動(dòng)產(chǎn)出彈性，β表示資本產(chǎn)出彈性，γ表示能耗產(chǎn)出彈性。產(chǎn)出指標(biāo)（G）選用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值；資本要素（K）選用全社會(huì)固定資產(chǎn)投資額；勞動(dòng)因素（L）本文選用勞動(dòng)力價(jià)值來(lái)衡量（見(jiàn)表3）。

對(duì)生產(chǎn)函數(shù)擴(kuò)展模型取對(duì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)線性模型的變換，其方程為：

其中，μ為隨機(jī)誤差因子。進(jìn)行多元線性回歸（OLS）擬和，最后回歸結(jié)果如表4所示。

根據(jù)表5可以看出各變量之間的相關(guān)系數(shù)都大于0.8，所以存在多重共線性?，F(xiàn)用逐步回歸的方法對(duì)方程進(jìn)行多重共線性的修正，分別作lnG對(duì)lnL、lnK、lnI的一元回歸，結(jié)果見(jiàn)表6。其中加入lnL的方程調(diào)整后的R2最大，以lnL為基礎(chǔ)，順次加入其他變量逐步回歸，結(jié)果如表7所示。

表3 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、固定資產(chǎn)投資和能源消費(fèi)量（2001—2011年）

表4 初步回歸統(tǒng)計(jì)量

表5 各變量之間的相關(guān)系數(shù)

表6 一元回歸估計(jì)結(jié)果

表7 加入新變量的回歸結(jié)果（一）

lnK參數(shù)的t檢驗(yàn)為負(fù)值，并且參數(shù)為負(fù)值不合理。這說(shuō)明lnK存在多重共線性，應(yīng)予以剔除。

最后修正嚴(yán)重多重共線性影響的回歸結(jié)果為：

lnG=-1.867 750+0.920 505lnL+0.361 363lnI

t=（-4.608 486） （20.271 5） （5.277 649）

R2=0.999 139 F=4 952.746 DW=1.232 768

則生產(chǎn)函數(shù)模型為：G=AL0.920505I0.361363。因?yàn)橹鸩交貧w不能估計(jì)出技術(shù)貢獻(xiàn)因子。用At=A0e(1+rt)表示在報(bào)告期t的技術(shù)水平值，A0表示初期的技術(shù)水平值0，r表示技術(shù)進(jìn)步的系數(shù)，t∈[0-11]，通過(guò)回歸分析和公式（5）的差值計(jì)算出At=A0e(1+0.632t)

最終結(jié)果為

這說(shuō)明，在其他因素不變的情況下，當(dāng)勞動(dòng)要素L分別增加1億元和全國(guó)能源消費(fèi)量增加1萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值將分別增長(zhǎng)0.92億元和0.36億元。對(duì)公式（6）帶入數(shù)據(jù)，變換方程整理為設(shè)SA為全要素技術(shù)進(jìn)步率，則SA=g-0.920 505 1-0.361 363i，其中為產(chǎn)出的增長(zhǎng)速度，為勞動(dòng)的年增長(zhǎng)速度，則由技術(shù)進(jìn)步引起的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的份額為

（三）估算結(jié)果

圖2 中國(guó)技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)率

根據(jù)已有數(shù)據(jù)，算出中國(guó)2001—2011年技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)率ρt（見(jiàn)圖2）。

由公式（2）、（3）可計(jì)算出能源回彈效應(yīng)系數(shù)REt和由技術(shù)進(jìn)步所引起能源回彈消費(fèi)量。

圖3 中國(guó)能源回彈效應(yīng)系數(shù)及能源消費(fèi)回彈量（2001—2011年）

對(duì)回彈效應(yīng)系數(shù)的范圍進(jìn)行定義：

（1）若REt＜-1，表示技術(shù)進(jìn)步而引起的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)完全消耗了其所節(jié)省的能源，另外還消耗了另外的能源，這為逆反回彈效應(yīng)。

（2）若REt=-1，表示技術(shù)進(jìn)步而引起的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)剛好消耗了其所節(jié)省的能源，這為完全回彈效應(yīng)。

（3）若-1＜REt＜0，表示技術(shù)進(jìn)步而引起的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)部分消耗了其所節(jié)省的能源，為部分回彈效應(yīng)。

（4）若REt＝0，表示因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步而節(jié)省的能源確實(shí)節(jié)省了下來(lái)，為零回彈效應(yīng)。

（5）若REt＞0，表示能源節(jié)約的數(shù)量超過(guò)技術(shù)進(jìn)步所節(jié)約的，為過(guò)度存儲(chǔ)回彈效應(yīng)。

表8表明：中國(guó)2001—2011年11個(gè)年度均屬于逆反回彈效應(yīng)。

表8 中國(guó)能源回彈效應(yīng)系數(shù)及能源消費(fèi)回彈量（2001—2011年）（萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤）

能源回彈效應(yīng)系數(shù)反映了因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而產(chǎn)生的新的能源需求的大小，技術(shù)進(jìn)步因素對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)意味著其他因素貢獻(xiàn)率高。可以看出，能源回彈效應(yīng)系數(shù)與能源消費(fèi)回彈量及技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)率呈同勢(shì)變化；同時(shí)，能源回彈效應(yīng)系數(shù)的突出表現(xiàn)，通常反映了特定的歷史時(shí)期重要事件的發(fā)展（如2008年中國(guó)發(fā)表《中國(guó)的能源狀況與政策》白皮書(shū)，2009年開(kāi)始工資改革，2009年、2010年、2011年連續(xù)三年的工資和收入同時(shí)增幅超過(guò)10%），同時(shí)也可以對(duì)不同回彈效應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行細(xì)分。

政府采取對(duì)企業(yè)提高能源使用效率進(jìn)行技術(shù)補(bǔ)貼的措施不一定更加有利于降低地區(qū)能源消費(fèi)量。在目前中國(guó)能源價(jià)格偏低、能源使用效率也偏低的狀況下，通過(guò)提高能源使用效率而降低中國(guó)能耗的措施不太符合實(shí)際情況，在實(shí)行的過(guò)程中，往往也會(huì)陷入博弈的“囚徒困境”，這樣會(huì)使中國(guó)通過(guò)提高能源使用效率以降低能源消費(fèi)措施的實(shí)施效果較差。如果僅僅采用提高企業(yè)能源使用效率，淘汰高耗能和高污染企業(yè)，或是只加強(qiáng)對(duì)企業(yè)節(jié)能減排的監(jiān)管力度，將很難以有效地降低中國(guó)總體的能源消費(fèi)量。

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