長江經濟帶產業(yè)結構升級對能源效率的影響研究
——基于 2001～2017年數(shù)據

張建清 程 琴（武漢大學經濟與管理學院，武漢 43007） （武漢大學中國中部發(fā)展研究院，武漢 43007）

引 言

十九大報告指出， “我們要建設的現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，……必須堅持節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復為主的方針，形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的空間格局、產業(yè)結構、生產方式、生活方式，還自然以寧靜、和諧、美麗?！闭w而言，我國的能源資源較為豐裕，然而能源依賴性較強、消耗較為嚴重，提升能源效率對節(jié)約資源和改善環(huán)境至關重要 （劉贏時等，2018）［1］。截至目前，我國各地區(qū)的環(huán)境污染問題依然嚴峻，根據2016年世界銀行發(fā)布的世界發(fā)展指標來看，中國環(huán)境污染持續(xù)惡化的趨勢沒有得到有效遏制。2017年，全球一次能源消費量達135.11億噸油當量，比2007年增長了17%，中國一次能源消費量超過30億噸油當量，位居世界之首。

改善環(huán)境的關鍵途徑是提升能源利用效率（李國璋等，2010）［2］，對于提升能源效率的方式，大多數(shù)文獻是基于技術創(chuàng)新的視角予以分析 （楊越等，2018等）［3］，實際上技術創(chuàng)新提升能源效率的作用方式不是直接的、一蹴而就的，而是主要通過推動產業(yè)結構升級，進而促進能源行業(yè)更新?lián)Q代和結構優(yōu)化。進行能源行業(yè)的結構調整，可以提高生產效率，穩(wěn)步有效地促進能源效率的提升。與此同時，通過技術與產業(yè)的融合發(fā)展來促進產業(yè)轉型升級和創(chuàng)新發(fā)展也是區(qū)域經濟發(fā)展的重要抓手。

當前長江經濟帶的重要任務之一是建設 “綠色生態(tài)廊道”，實現(xiàn)經濟、社會與生態(tài)環(huán)境協(xié)調可持續(xù)發(fā)展。長江經濟帶在保持經濟高質量增長與綠色發(fā)展的同時面臨著資源要素約束趨緊的巨大壓力。2016年國家發(fā)改委等三部委聯(lián)合發(fā)布了《長江經濟帶創(chuàng)新驅動產業(yè)轉型升級方案》，該方案明確表示要推動產業(yè)結構轉型升級綠色化、生態(tài)化。2018年4月，國家主席習近平于武漢主持召開 “深入推動長江經濟帶發(fā)展”座談會并發(fā)表重要講話，強調 “協(xié)同推進生態(tài)優(yōu)先和綠色發(fā)展新路子”及 “努力打造長江經濟帶成為有機融合的高效經濟體”。解決長江經濟帶工業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的矛盾是決策者面臨的重大問題，探索通過產業(yè)結構轉型升級提升長江經濟帶能源效率的方法和途徑具有重大的理論與現(xiàn)實意義。

1 文獻綜述

關于產業(yè)結構升級和能源效率，學界進行了大量的理論與實證研究。早在 《資本論》中馬克思便勾勒出了產業(yè)結構升級的方式，認為產業(yè)結構升級是農業(yè)向工業(yè)轉變和過渡的過程，此后，一些文獻著重于梳理產業(yè)結構升級中的基本概念 （Smith等，1776）［4］，對于產業(yè)升級的基本內涵與內在聯(lián)系也進行了諸多討論與爭論 （朱衛(wèi)平等，2011）［5］。除此之外，產業(yè)結構升級的內在機制也是學者們研究的重點。 Michael Penede （2003）［6］認為收入彈性、結構紅利以及區(qū)位等均會對產業(yè)結構升級產生作用。隨著經濟全球化分工的進程加快，產業(yè)升級被放置在更加宏觀的視野下予以研究，綠色化和低碳化被認為是產業(yè)結構升級的關鍵發(fā)展方向 （鐘超等，2018）［7］。學者們對能源效率問題也進行了大量研究，研究方向通常集中于能源效率的測度、影響因素方面 （Zhu和Chen，2019；梁廣華， 2012）［8，9］。

產業(yè)結構升級過程中伴隨著能源結構以及效率的變化 （鄧光耀，2018）［10］，對于產業(yè)結構升級與能源效率之間存在的關系，目前學術界持兩種不同的觀點：（1）產業(yè)結構升級能夠促進能源效率的提高。許淑婷等 （2018）［11］運用耦合度模型研究中國沿海地區(qū)產業(yè)結構與能源效率的關系，認為雖然第三產業(yè)的比重會對能源效率產生正相關的影響，但這種影響并不是簡單線性的； （2）產業(yè)結構升級并非能源效率提高的主要因素。毛雁冰等 （2012）［12］認為，在現(xiàn)有技術水平下，盲目降低第二產業(yè)在整個產業(yè)中的比重不但無法提高能源效率，反而會造成經濟產出的大幅度下降，應當通過提高技術水平來提升能源效率。

縱觀國內外對產業(yè)結構升級與能源效率關系的研究，可發(fā)現(xiàn)目前相關研究存在如下空間有待擴展：（1）國內外大多數(shù)學者認同產業(yè)結構升級能夠促進能源效率的提高，其中較為普遍的研究方法是線性模型分析。當前我國正處于經濟轉型時期，經濟規(guī)律的非線性性質會非常明顯，模型設定的函數(shù)形式可能依賴于某一個門檻變量的變化而發(fā)生改變，那么產業(yè)結構升級會不會帶來能源依賴度降低？產業(yè)結構升級是否會對能源效率存在門檻效應？（2）目前國內研究的研究對象大多是全國或以省為單位的樣本，幾乎沒有學者對長江經濟帶產業(yè)結構升級與能源效率的關系進行研究，采用非線性方法對該命題進行研究也尚屬少見，故基于長江經濟帶研究產業(yè)結構升級與能源效率的內在聯(lián)系也是本文一個可能的創(chuàng)新點。有鑒于此，本文將結合我國區(qū)域發(fā)展的具體國情，具體深入地分析在長江經濟帶上、中、下游地區(qū)，產業(yè)結構升級對能源效率產生的效應，為實現(xiàn)能源效率提升和產業(yè)結構升級的 “雙贏”局面提供具有針對性的政策建議。

2 理論假說

理論研究表明能源效率差異不僅僅存在于地區(qū)之間，不同產業(yè)間能源效率的差別同樣不容忽視 （Xiong等， 2019）［13］， 計量研究也表明能源效率與產業(yè)結構存在顯著的互動關系，產業(yè)結構升級對能源效率有正向推動作用 （江洪和趙寶福，2015）［14］。當一個國家或者地區(qū)產業(yè)結構由重工業(yè)為主導向輕工業(yè)為主導轉變時，有利于降低國民經濟系統(tǒng)的能源消耗強度，提高能源效率（Li和 Shi， 2014）［15］。 基于以上研究基礎， 提出如下假設：

H1：一個國家或者地區(qū)產業(yè)結構升級總體上可以正向推動能源效率提升。

城市工業(yè)的集聚提高了能源的利用強度，產業(yè)內能源消費也水漲船高 （J Malinauskaite等，2019）［16］，由于產業(yè)發(fā)育、發(fā)展水平迥然有異，各地區(qū)的產業(yè)能源消費以及使用效率也存在一定差別 （鄧光耀，2018）［10］。區(qū)域間產業(yè)結構存在差異性是區(qū)域發(fā)展的典型事實，夏四友等 （2017）［17］分析了能源富集區(qū)產業(yè)結構時空差異與演化過程，結果表明該地區(qū)產業(yè)空間集聚差異性較為明顯，表現(xiàn)為第三產業(yè)的集聚程度最高，第二產業(yè)集聚程度居中并伴有下降傾向，第一產業(yè)集聚程度最低并呈低水平穩(wěn)定狀態(tài)。結合以上研究文獻，提出以下理論假說：

H2：由于區(qū)域的產業(yè)發(fā)育、發(fā)展水平不同，產業(yè)結構對能源效率的作用存在區(qū)域的差異性。

產業(yè)發(fā)展過程中技術、社會資源的分享可以促進能源效率的提升，然而產業(yè)結構變動過程中產生的擁擠效應和搭便車效應會降低能源的分配和使用效率 （Hongli Zhao等， 2019）［18］。 產業(yè)結構升級具有不同的方向，如數(shù)量型的產業(yè)結構升級可能不能顯著提高能源效率，而技術進步推動型的產業(yè)結構升級可以推進能源效率提升，有必要將產業(yè)結構對能源效率的影響從單一的線性影響關系推廣到非線性影響關系 （羅朝陽和李雪松，2019）［19］?；谝陨涎芯课墨I，現(xiàn)提出本文第3條理論假說：

H3：產業(yè)結構升級過程產生的一些效應會影響產業(yè)結構升級對能源效率的作用方向，產業(yè)結構升級對能源效率的影響存在門檻效應。

3 指標說明與數(shù)據描述

3.1 指標說明

本文的被解釋變量為能源效率 （ee），解釋變量為產業(yè)結構升級 （isu），控制變量為物質資本（k）、 人力資本 （l）、 人民幣匯率 （rmbrate）、 出口額 （export）。各變量的解釋與測算方法如下：

能源效率 （ee）：本文的被解釋變量為能源效率，用ee來表示，參照呂明元等 （2016）［20］的研究方法測度能源效率，ee等于gdp除以能源消費量 （萬噸標煤）。能源消費包括煤炭、焦炭、石油、原油、汽油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣、電力。

產業(yè)結構升級 （isu）：本文的解釋變量為產業(yè)結構升級，用isu來表示。對于產業(yè)結構升級指標，本文借鑒焦勇 （2015）［21］的成果，采用第三產業(yè)增加值與第二產業(yè)增加值的比值來計算。

物質資本 （k）：本文根據多數(shù)研究者的做法，資本存量選用固定資產總值并進行了適當?shù)奶幚怼１疚幕鶞誓?（2005年）的資本存量采用單豪杰 （2008）［22］提供的數(shù)據求得。物質資本 （k）的單位為億元。

人力資本 （l）：本文用各省的人均受教育年限來衡量人力資本水平。計算公式為：小學×6＋初中×9＋高中×12＋大專及以上×16，單位為年。

人民幣匯率 （rmbrate）：本文運用直接標價法計算人民幣兌換美元的報價。人民幣匯率會影響進出口，能夠基于能源替代與進出口影響碳價，進而影響能源效率 （王倩和路京京，2018）［23］。

出口額 （export）：本文出口額來源于 《中國統(tǒng)計年鑒》，單位為萬美元。

本文數(shù)據主要來源于 《中國統(tǒng)計年鑒》、 《中國區(qū)域統(tǒng)計年鑒》以及 《中國能源統(tǒng)計年鑒》等。鑒于2000年及以前年份的能源消費數(shù)據缺值較多，因此選取的數(shù)據時間跨度為2001～2017年，樣本范圍是長江經濟帶11個省市自治區(qū)。

3.2 數(shù)據的描述

表1顯示，本文的樣本量為187個，能源效率（ee）的平均值為1.142，標準差為0.505，其中能源效率最低為0.241，最高數(shù)值為2.492。產業(yè)結構升級 （isu）的平均值為0.914，標準差為0.242，最小值為0.587，最大值為2.339。控制變量的數(shù)據描述見表1，不再一一贅述。

表1 變量的描述統(tǒng)計

圖1 長江經濟帶能源效率和產業(yè)結構升級的變化趨勢

圖1 反映的是每一年長江經濟帶能源效率和產業(yè)結構升級指標的平均值，2001～2011年，長江經濟帶能源效率有輕微幅度的提升，而產業(yè)結構升級沒有上升的趨勢，且有一定的波動性。2012～2017年，長江經濟帶能源效率有較大幅度的提升，產業(yè)結構升級也有一定的上升趨勢，但上升的速率沒有能源效率上升的速率快。

4 實證結果分析

4.1 計量模型設立

為了考察產業(yè)結構升級對能源效率的影響，參考呂明元等 （2016）［20］的做法，本文建立如下的基本計量模型：

上述計量方程中，各符號的含義如下：下標i表示地區(qū)，t表示年份，變量含義見3.1的描述，c是常數(shù)項，u表示一系列控制變量，ε表示隨機誤差項。

4.2 基準回歸結果

本文進行平穩(wěn)性結果檢驗，通過LLC檢驗可發(fā)現(xiàn)能源效率、產業(yè)結構升級的一階差分均通過了平穩(wěn)性檢驗，原變量沒有通過平穩(wěn)性檢驗，所以可以進行后續(xù)計量分析。經過豪斯曼檢驗，Chi2（4）值為26.98，p值為0，認為應該采用固定效應模型，而非隨機效應模型，基準回歸得到的計量結果如表2所示。

從模型 （1）來看，不加控制變量的情況下，產業(yè)結構升級這個指標上升1%，能源效率會提高0.9460%，它們之間的關系是顯著為正的，說明第三產業(yè)相比于第二產業(yè)更能提高能源效率。由于計量模型（1）顯著性不高，因此計量模型（2）和（3）加入了控制變量，結果R-squared顯著升高。模型（2）主要說明了控制變量與能源效率之間的關系。物質資本每升高1%，能源效率升高0.0001%；人力資本每升高1%，能源效率升高0.2372%，但不顯著；人民幣匯率每升高1%，能源效率降低0.0495%，因為如果我國人民幣匯率上升，會刺激進口，而過于依賴進口可能會出現(xiàn)對本國能源技術開發(fā)不完全的情況，人民幣匯率將對能源效率產生間接的負面作用；出口額的系數(shù)為正，可能是偏向于出口，未能較好利用進口產品和技術進行能源開采加工等。在模型 （3）中，產業(yè)結構升級每提高1%，能源效率提高0.1834%，從而支撐了本文的基本理論假說：產業(yè)結構升級可以促進能源效率的提升。

表2 基準回歸的實證結果

下面將長江經濟帶分為上游、中游、下游（上游：重慶市、四川省、貴州省、云南省；中游：江西省、湖北省、湖南??；下游：上海市、浙江省、江蘇省、安徽省），繼續(xù)深入分析長江經濟帶產業(yè)結構升級與能源效率的關系以及長江經濟帶不同位置產業(yè)結構升級與能源效率關系的差異性。

表3 長江經濟帶上、中、下游實證結果

從主要的計量結果來看，如從上游 （2）可以看到，產業(yè)結構升級每提高1%，能源效率提高0.2260%；而中游 （2）中，產業(yè)結構升級的系數(shù)為負，說明中游的產業(yè)結構升級沒有提高能源效率；再看下游 （2），產業(yè)結構升級的系數(shù)為0.4955，高于上游的系數(shù)，這說明下游的產業(yè)結構升級顯著的提高了能源效率，這可能是因為上海、江浙一帶地理位置存在優(yōu)勢，有一些外資企業(yè)，可以利用較先進的外來技術從事能源行業(yè)，不僅可以進行產業(yè)結構升級，還能提高上游地區(qū)的能源效率。

4.3 門檻計量回歸結果

結合漢森 （Hansen， 1999）［24］所發(fā)展的門檻回歸模型，本文構建了如下的門檻模型：

在計量模型 （2）中，各變量的涵義與 （1）相同。另外，γ為特定的門檻值，J1和J2是指示函數(shù)，即對于GDP＜λ，J1＝1或者J1＝0，對于GDP＜γ，J2＝1或者J2＝0，ε為隨機干擾項。 本文首先檢測是否存在一重門檻效應，計量結果如表4所示。

表4 一重門檻計量回歸結果

門檻回歸的門檻變量為GDP，一重門檻回歸的區(qū)間為［11482.2998，11702.8203］， 門檻值為11648.7002，門檻 （1）和門檻 （2）的門檻變量值和門檻區(qū)間都一樣，以門檻 （2）為例，在［11482.2998，11648.7002］范圍內， 長江經濟帶產業(yè)結構升級對能源效率提升的邊際作用為0.042；產業(yè)結構升級對能源效率提升的邊際作用為0.2838，產業(yè)結構升級對能源效率提升先呈現(xiàn)出較小幅度的增長，當GDP達到11482.2998億元時再呈現(xiàn)較大幅度的增長趨勢。本文繼續(xù)做二重和三重門檻值檢驗。結果顯示一重和二重門檻值均通過顯著性檢驗，三重門檻沒有通過顯著性檢驗。雙重門檻回歸的結果與單重門檻得到的結果系數(shù)大小有差別，但是系數(shù)正負號基本保持一致，雙重門檻值為15046.4502。表明GDP達到15046.4502億元之前，產業(yè)結構升級對能源效率的作用為負；在GDP越過15046.4502億元之后，產業(yè)結構升級對能源效率的作用關系為正。

5 結論與政策建議

本文在分析產業(yè)結構升級與能源效率關系的基礎上，依據2001～2017年我國長江經濟帶11個省份的面板數(shù)據，實證分析產業(yè)結構升級對長江經濟帶能源效率的影響。研究表明：（1）從整體上看產業(yè)結構升級可以正向推進長江經濟帶能源效率的提升；（2）長江經濟帶中游地區(qū)產業(yè)結構升級未能有效推進長江經濟帶能源效率的提高，上游地區(qū)產業(yè)結構升級對能源效率的促進作用低于下游地區(qū)，技術、資金與人力資本均可提高能源效率，匯率波動則對能源效率存在負面效應；（3）產業(yè)結構升級對長江經濟帶能源效率的作用存在一重門檻和雙重門檻效應，門檻效應與總量GDP存在一定關系。單重門檻值為11482.2998億元，雙重門檻值為15046.4502億元。

在經濟高質量發(fā)展的現(xiàn)實要求下，促進產業(yè)結構升級與提高能源效率協(xié)調發(fā)展具有重要的政策涵義。主要有以下幾點：

（1）合理調整產業(yè)結構，積極探索產業(yè)結構升級與能源利用的良性機制，產業(yè)結構調整應該與能源行業(yè)形成良性互動，降低信息不對稱和交易成本；（2）提高長江經濟帶上中下游的能源產業(yè)銜接程度，加大中游地區(qū)能源產業(yè)升級的驅動力，引進先進技術、資金與人力資本要素，著力提升中游地區(qū)能源產業(yè)的能源效率。另外也要注意合理規(guī)避匯率波動以及出口貿易環(huán)境惡化對能源行業(yè)產生的不利沖擊；（3）進一步擴大長江經濟帶經濟增長總量，通過規(guī)模經濟作用帶動其產業(yè)升級轉換，通過產業(yè)結構升級進一步提高長江經濟帶能源效率，加速推動長江經濟帶建設綠色化和生態(tài)化。