產業(yè)結構合理化對能源強度的影響研究

姚小劍 黨 靜

(西安石油大學 經濟管理學院，陜西 西安 710065)

0 引 言

隨著我國能源供需矛盾的日益突出，節(jié)能減排、降低能源強度成為實現經濟與能源協(xié)調發(fā)展的主要途徑。同時，經濟發(fā)展對能源依賴性不斷增強的同時也直接影響著能源強度的高低。根據1978—2010年我國產業(yè)結構的相關數據，并假設中國2030年各產業(yè)部門的能源強度為2007年美日歐能源強度的最低水平，朱永彬、劉昌新等估算：2020年和2030年中國能源強度將比2007年分別降低52.2%和68.9%，其中，產業(yè)結構演變的貢獻度分別達到15.44%和7.86%，[1]35-42由此可見,產業(yè)結構的調整對于能源強度降低的影響程度。為了更快地實現我國“十三五”期間控制能源消費總量、提高能源效率的目標，就必須加快我國產業(yè)結構的優(yōu)化升級。然而在產業(yè)結構調整過程中，資源稟賦、要素的配置等因素在很大程度上會導致產業(yè)結構調整的滯后，使產業(yè)結構趨于不合理。因此，正確認識產業(yè)結構合理化對能源強度的影響，對于制定高效可持續(xù)發(fā)展的經濟政策具有重大的現實意義。

1 相關文獻綜述

關于產業(yè)結構合理化對能源強度影響的研究結論尚未一致。支持產業(yè)結構合理化對能源強度有顯著影響的學者認為，如果中國以過去的經濟增長方式發(fā)展經濟，而不顧及產業(yè)結構對于能源強度的影響，必然會導致我國能源強度的增大，進而嚴重破壞全球的環(huán)境。[2]99-117從短期發(fā)展來看，工業(yè)結構內部的合理調整會降低能源的消耗、減少氣體排放，但長期發(fā)展應以第三產業(yè)為主，這樣有利于降低能源強度。張勇認為，產業(yè)結構調整對于能源強度的下降具有重要的作用，而且在實際政策的可行性上，可以同時實現產業(yè)結構的調整和能源強度的優(yōu)化。[3]90-92吳文潔、王曉娟等基于Moore指數和非徑向DEA分析框架下SBM模型分別測算了產業(yè)結構升級和能源效率，認為產業(yè)結構升級對能源效率的提升有很大的促進作用，這種促進作用在東部表現更為明顯。[4]119-124另外，李春霄、王曉娟等在利用泰爾指數測算產業(yè)結構合理化的基礎上，分析了產業(yè)結構合理化對能源效率的影響，認為產業(yè)結構合理化對全國及東中西三大區(qū)域的能源效率均有正向的促進作用。[5]147-155劉佳駿、董鎖成等認為，產業(yè)結構變動是影響區(qū)域能源效率變化的主要因素，而且在產業(yè)結構基礎合理或者經濟發(fā)展起步較晚的省份，產業(yè)結構變動對能源效率的提升貢獻更為明顯，經濟基礎薄弱的省份，產業(yè)結構變動對能源效率提升的貢獻不明顯。[6]1999-2011而羅朝陽、李雪松卻認為，只有當技術水平達到一定水平時，產業(yè)結構升級才能大力促進能源效率的提升，技術進步推動型的產業(yè)結構升級才是能源效率提升的關鍵。[7]159-166

對于產業(yè)結構和能源效率的關系，也存在不同觀點。呂明元、陳維宣基于產業(yè)結構合理化和高級化兩個角度分析了產業(yè)結構對能源效率的影響，認為產業(yè)結構合理化負向作用于能源效率，而提升能源效率的因素主要是產業(yè)結構高級化。[8]67-70于斌斌則從產業(yè)結構調整質量和幅度兩個角度分析了產業(yè)結構對能源效率的影響，結果表明：產業(yè)結構調整質量能夠顯著促進能源效率，而產業(yè)結構調整幅度對能源效率具有顯著的阻滯作用。[9]86-97 [12]249劉鳳朝、張鴻武認為，產業(yè)結構合理化調整的速度較慢，一般的研究時間段都在10年左右，顯然用10年時間衡量產業(yè)結構的變動是不合理的，所以，很難觀察到結構變動對能源強度的下降起決定性作用。[10]73-78下面在勞動和資本雙要素的基礎上構建產業(yè)結構合理化指標，并利用可行性廣義最小二乘法，研究我國產業(yè)結構合理化對能源強度的影響以及東、中、西區(qū)域間的差異，以提高我國的能源效率。

2 指標測定及作用機理

2.1 指標測定

2.1.1 能源強度的測定

能源強度是指能源利用與經濟或物力產出之比，是能源利用效率的倒數。能源強度表示單位GDP的能耗，是一個反映能源利用效率的指標。[11]112-118能耗強度越低，說明消耗的能量越少,GDP的質量就越高。見(1)式。

ei=能源消費量/GDP

(1)

(1)式中，ei為能源強度，GDP是以2010年價格作為基期計算的實際GDP。

2.1.2 產業(yè)結構合理化的測定

目前常用產業(yè)結構偏離度來測定合理化的程度，但干春暉、鄭若谷等認為，此方法只是在經濟處于均衡狀態(tài)的情況下適用，[12]27-29然而現實的常態(tài)是經濟非均衡，為此引入泰爾指數進行修正，但這兩種方法都是計算勞動單要素條件下的產業(yè)結構合理化程度，而現實中的資本要素對產業(yè)結構的調整影響較大，在此借鑒呂明元、陳維宣的研究方法，將基于勞動和資本兩個要素的產業(yè)結構偏離度指標列出。見(2)式。

(2)

(3)

在研究產業(yè)結構合理化與能源強度的影響之前，需要利用現實數據初步判斷我國的產業(yè)結構合理化和能源強度的基本關系。下面利用2003—2016年我國30個省份(直轄市)的產業(yè)結構合理化和能源強度的平均值進行散點描述。見圖1。

圖1 2003—2016年我國產業(yè)結構合理化與能源強度的散點圖

由圖1可知，產業(yè)結構合理化和能源強度之間呈反向關系，即產業(yè)結構越合理，能源強度就越低，在此得出的結論與機理分析相吻合。

2.2 作用機理

為了更有效地降低能源強度，提升能源利用效率，下面著重分析產業(yè)結構合理化和能源強度之間的關系及其作用機制。產業(yè)結構合理化作為經濟體產業(yè)結構演變的重要內容，通常依據我國科技的發(fā)展水平、能源的消費結構和政府的財政支出進行調整，以優(yōu)化初始狀態(tài)不合理的產業(yè)結構，使資源在各產業(yè)部門間達到最優(yōu)配置，實現國民經濟各產業(yè)部門之間的協(xié)調發(fā)展。產業(yè)結構的最終目標是要達成產業(yè)間的合理、各產業(yè)間的相對地位、產業(yè)間關聯(lián)方式及供需數量與結構四個方面的協(xié)調。王林生、梅洪?；谫Y源配置論和結構動態(tài)均衡理論認為，產業(yè)結構合理化是為了提高經濟效益，促使生產要素在產業(yè)間進行合理配置，從而達到產業(yè)間的協(xié)調發(fā)展狀態(tài)。[13]15-16由此可見，能源的最優(yōu)配置就是經濟體產業(yè)結構合理化水平高的一個最好表現形式。

不同的產業(yè)對能源的需求不同，從而導致單位GDP所需的能源要素，即能源強度也有所不同，所以，產業(yè)結構的合理化必然會帶來能源強度的變化。由于經濟學家認為資源具有稀缺性，能源強度低、且效益好的產業(yè)會利用更多的資金去獲取能源，根據“優(yōu)勝劣汰”原理，市場淘汰能源強度高的產業(yè)，而會發(fā)展能源強度低的產業(yè)。隨著我國市場化程度的提高，能源要素在產業(yè)間的流動也會趨于合理，這樣，則會間接地降低能源強度。由此可見，產業(yè)結構合理化對能源強度的影響主要體現在能源要素的合理配置上，相應地，能源也會更多地流向那些能源利用效率高的產業(yè)，從而降低能源強度。產業(yè)結構合理化對能源強度的影響見圖2。

圖2 產業(yè)結構合理化對能源強度的影響

3 模型設定與數據說明

3.1模型設定

為分析產業(yè)結構合理化對能源強度的影響，下面利用有關產業(yè)結構合理化與能源強度的面板數據進行分析，并在擴大樣本量的同時，控制了個體的異質性，避免了多重共線性問題。同時，為使計量結果更加準確，以產業(yè)結構合理化指數為核心解釋變量，但該指標只是影響能源強度的主要因素，因此，為了更準確地檢驗產業(yè)結構合理化和能源強度之間的關系，根據已有研究影響能源強度的因素，[14]90-92引入以下控制變量：

(1)能源消費結構。由于我國天然氣屬于低能耗、高效率的燃料，而煤炭屬于高能耗、低效率的燃料，因此，用天然氣消費量與煤炭消費量的比重衡量我國的能源消費結構。

(2)外商直接投資占比。合理利用FDI可以有效發(fā)揮能源強度的負效應。

(3)財政支出占比。政府對于一個地區(qū)的經濟參與程度必然會影響經濟發(fā)展，進而影響能源強度的高低。

(4)科技創(chuàng)新。經濟的發(fā)展離不開科技創(chuàng)新，能源強度的降低更離不開節(jié)能技術的發(fā)展。相關變量的名稱及含義見表1。

表1 相關變量的名稱及含義

下面根據表1的相關變量構建以下計量模型。見(4)式。

lneiit=αit+β1irit+β2esit+β3fdiit+β4govit+β5techit+uit

(4)

(4)式中，lneiit為i地區(qū)t年能源強度的對數，為被解釋變量；irit為i地區(qū)t年的產業(yè)結構合理化指標，為解釋變量；esit、fdiit、govit、techit分別代表i地區(qū)t年的能源消費結構、外商直接投資、財政支出占比、科技創(chuàng)新，為控制變量：αit為常數，βm為待估計系數，uit為隨機誤差項。

3.2 數據說明

下面以2003—2016年我國30個省(直轄市)的產業(yè)結構合理化和能源強度的相關數據為樣本，并將我國30個省份分為東、中、西三大地區(qū)，以分析2003—2016年我國產業(yè)結構合理化對能源強度的影響。為了避免通貨膨脹和價格因素的影響，在此以2010年為不變價對其他年份進行調整。由于部分數據缺失，樣本不包括西藏、香港、澳門等地區(qū)，原始數據均來自于2003—2016年間的《中國統(tǒng)計年鑒》 《中國能源統(tǒng)計年鑒》以及我國各省(直轄市)的統(tǒng)計年鑒。變量的描述性統(tǒng)計見表2。

由表2可知，我國東、中、西地區(qū)產業(yè)結構合理化和能源強度在平均值、標準差、極值上存在較大差異，只有東部的能源強度低于全國平均水平，中西部的能源強度均高于全國平均水平，由此說明，中西部地區(qū)的能源效率遠低于東部地區(qū)，因此，中西部地區(qū)應適當降低能源強度。但其它地區(qū)產業(yè)結構合理化的數值剛好相反，只有東部地區(qū)的合理化指標高于平均水平，說明東部地區(qū)的產業(yè)結構合理化程度較中西部地區(qū)高，因此，應加大力度促進中西部地區(qū)的生產要素在產業(yè)之間的流動，促使中西部生產要素的協(xié)調發(fā)展。另外，各控制變量的標準差和平均值存在明顯的差異，說明這些數據的波動性較強，因而描述性統(tǒng)計數據適合作回歸樣本數據。

表2 變量的描述性統(tǒng)計

4 實證分析

4.1 統(tǒng)計檢驗

下面利用2003—2016年我國30個省份(直轄市)的變量數據，計算其相關系數矩陣。各變量相關系數矩陣見表3。

由表3可知，個別變量之間可能存在程度較低的多重共線性，然而，對真實的經濟現象而言，許多情況下變量間會存在交互作用，從而造成相關系數偏高的問題。在此，需計算變量的方差膨脹因子。相關變量的方差膨脹因子見表4。

表3 各變量相關系數矩陣

表4 相關變量的方差膨脹因子

由表4可知，最大的VIF為2.7，遠遠小于經驗判斷標準(10)；平均的VIF為1.972，也小于判斷標準(2)，因此，所選回歸模型的各變量之間無嚴重的多重共線性。

為了檢驗模型是否存在異方差和自相關問題，在此進行了Wald檢驗、Woodridge檢驗和Pesaran's檢驗，所得P值強烈拒絕不存在“組間異方差”“組內自相關”“組間同期相關”問題，因此，模型存在組間異方差、組內自相關和組間同期相關問題。異方差及相關性檢驗見表5。

表5 異方差及相關性檢驗

4.2 我國產業(yè)結構合理化對能源強度的回歸分析

由于廣義最小二乘估計法僅針對存在組內自相關，而未考慮組間異方差和同期相關的問題，為此，利用可行性廣義最小二乘估計法進行實證研究。在回歸分析中，為了觀察各個控制變量對產業(yè)結構合理化與能源強度二者關系的作用效果，采用逐步回歸法，即依次添加控制變量，以便逐步觀察各個控制變量對產業(yè)結構合理化與能源強度關聯(lián)效應的影響?；貧w結果見表6。

由表6可知 ，模型(1)中 ，產業(yè)結構合理化的系數約為-0.031 ，并在1%的水平上與能源強度呈顯著的負相關 ，說明產業(yè)結構合理化會降低能源強度。但這并不說明產業(yè)結構合理化負向作用于能源強度 ，因此 ，還需依次加入其他控制變量 ，才能得到產業(yè)結構合理化與能源強度的綜合結果 ，并據此做出最終判斷。由于我國能源效率較高的天然氣消費所占比重較小 ，而能源效率較低的煤炭消費卻由于價格優(yōu)勢占將近70% ，這種能源消費結構的嚴重不合理是導致我國能源強度較高的主要原因[15]12-18，因此 ，在模型(2)中加入了能源消費結構控制變量 ，而產業(yè)結構合理化的系數依然為負值(-0.030) ，并在1%的水平上顯著，但其絕對值有所下降，說明能源消費結構對降低能源強度的貢獻在一定程度上抑制了產業(yè)結構合理化對能源強度的負效應，其原因可能是：各產業(yè)由于我國的能源消費結構在很長一段時間內都是以煤炭為主造成的。模型(3)加入外商直接投資占比變量后， 產業(yè)結構合理化的系數為(-0.029 8)，絕對值變大， 由此可以看出，外商直接投資加大了產業(yè)結構合理化對能源強度的負效應，其原因可能是當各產業(yè)之間處于一種要素配置合理、結構協(xié)調的狀態(tài)時，會吸引更多的外資投入，而外商直接投資在合理利用的情況下又會降低能源強度，因此，會在更大程度上加強這種負效應。模型(4)和模型(5)的系數均為負，且絕對值逐漸變大(-0.031 7，-0.034 7)，說明財政支出占比和科技創(chuàng)新進一步加強了產業(yè)結構合理化與能源強度的反向關系。其原因主要是地方政府為了追求政績，一般情況下會將更多的財政補貼投入結構較完善、能源效率較高的產業(yè)，從而促使這些產業(yè)創(chuàng)造出更有價值的科技創(chuàng)新成果，這些都對能源強度的降低起到了一定作用。由此可見，產業(yè)結構合理化能有效地促進能源強度的降低，當產業(yè)結構合理化程度每增加1%時，能源強度則降低0.034 7%。由模型(5)可知，能源消費結構的影響系數達到了1.673，相較于其他控制變量來說，能源消費結構變小，能源強度上升，但由于我國在很長一段時間內能源消費都是以煤炭為主的，加之煤炭資源的價格優(yōu)勢，使得我國想要通過改變能源消費結構進而降低能源強度的空間不大。同時，外資的引入打破了我國原有的封閉經濟體系，為我國提供了重要的產業(yè)發(fā)展資金，加上外商直接投資的“溢出效應”，促使我國企業(yè)的自主創(chuàng)新能力不斷提高。因此，能源強度在外商直接投資的刺激下會進一步降低。政府財政支出會加大對企業(yè)研發(fā)項目的投資，因而通過科技創(chuàng)新將減少在相同產出情況下所消耗的能源，這在一定程度上也會促進能源強度的降低。

表6 我國產業(yè)結構合理化對能源強度的影響回歸結果

注：括號中的數值為t值：*、**、和***分別代表10%、5%、1%的顯著性水平。

4.3 我國東中西部產業(yè)結構合理化對能源強度的回歸分析

由于我國各地區(qū)的發(fā)展水平差距較大，為更清晰地了解東、中、西三大地區(qū)的產業(yè)結構合理化對能源強度的影響，在此分別對我國三大地區(qū)的產業(yè)結構進行實證分析。我國東、中、西部產業(yè)結構合理化對能源結強度影響的回歸結果見表7。

表7 我國東中西部產業(yè)結構合理化對能源強度影響的回歸結果

注：括號中的數值為t值：*、**、和***分別代表在10%、5%、1%的顯著性水平。

由表7可知，產業(yè)結構合理化對于我國東中西部地區(qū)能源強度的降低都通過了顯著性檢驗，而且，西部地區(qū)的產業(yè)結構合理化對能源強度的系數絕對值(-0.038 8)高于我國平均水平(-0.034 7)，東中部地區(qū)均低于全國平均水平,說明西部地區(qū)產業(yè)結構的合理化程度對能源強度的影響最大，由此可從以下兩個方面解釋這種現象：一是雖然西部能源較東中部豐富，但西部的能源利用效率較低，說明在降低能源強度方面還有很大空間，從而使兩者的負向關系更為明顯；二是東中部的產業(yè)結構合理化水平較西部高(表2顯示：東部和中部合理化平均水平分別為3.092、1.996，而西部的合理化平均水平為1.383)，所以，在降低能源強度的途徑和方法上，產業(yè)結構合理化的貢獻相對較小。因此，應大力促進西部地區(qū)產業(yè)結構的合理化，優(yōu)化資源配置，提高生產要素的配置效率。

由能源消費結構、政府財政支出占比和科技創(chuàng)新系數均為負可知，東、中部地區(qū)有利于能源強度的降低，且東、中部外商直接投資變量的系數為負值，說明加大對外開放力度，吸引更多外資，可以降低東、中部的能源強度，但西部地區(qū)的能源強度系數為正，表明西部地區(qū)對外開放不僅沒有降低能源強度，反而提升了能源強度，因此，對于西部地區(qū)能源強度的降低，應該加大力度促使產業(yè)結構的合理化，并通過科技創(chuàng)新帶動我國相關產業(yè)的進一步發(fā)展。

5 結論與具體措施

5.1 結論

利用2003—2016年我國30個省份(直轄市)的統(tǒng)計數據，以及可行性廣義最小二乘法探討了產業(yè)結構合理化對能源強度的影響。結果發(fā)現：

(1)產業(yè)結構合理化會在很大程度上促進能源強度的降低。從我國30個省(直轄市)產業(yè)結構合理化對能源強度的實證分析結果來看，產業(yè)結構合理化會在很大程度上促進能源強度的降低，且控制變量的加入會逐漸增強這種負效應。

(2)產業(yè)結構合理化對能源強度的影響在地區(qū)間存在差異。西部地區(qū)產業(yè)結構的合理化對能源強度的影響程度略高于東中部地區(qū)，外商直接投資不但沒有降低西部地區(qū)的能源強度，反而提升了西部地區(qū)的能源強度。

5.2 具體措施

基于上述結論，在此提出降低我國能源強度的具體措施：

(1)繼續(xù)推進產業(yè)結構的調整，并不斷加大產業(yè)結構的優(yōu)化力度。在部門結構方面，從勞動密集型向資本和技術密集型轉化；在產品生產方面，從初級產品向中間產品和最終產品轉化，從而提升能源的利用效率，降低能源強度。

(2)從勞動和資本要素的角度優(yōu)化產業(yè)結構。西部地區(qū)較東中部地區(qū)更應注重產業(yè)結構的合理化，從勞動和資本要素的角度優(yōu)化產業(yè)結構，促進資本存量與勞動力在產業(yè)間及產業(yè)內轉移，改善資本和勞動要素的配置結構。

(3)加大各地區(qū)研發(fā)投入的力度。在優(yōu)化產業(yè)結構的同時，應注重產學研的合作效率，以增強研發(fā)成果向生產技術轉化的能力，適當擴大財政支出，以促使產業(yè)結構的進一步合理化，從而為降低能源強度提供資金支持。