能源价格变动对能源效率影响研究

刁心柯，唐安宝

(中国矿业大学管理学院，江苏 徐州 221116)

改革开放以来，我国经济发展取得辉煌业绩，但伴随而来的能源消耗与浪费、环境污染恶化等问题却日益威胁着我国经济与社会的可持续发展，而解决这一系列问题的核心就在于提高能源效率[1]。能源效率分为能源综合效率、能源生产效率和能源消费效率三个方面[2]。本文将能源综合效率作为衡量我国能源效率的指标，即经济产出与能源消费总量之比，以单位能耗所创造的产值衡量，其数值越大能源效率越高，其倒数则是能源强度，该数值越低能源效率越高。

经济中影响能源效率的因素很多，从不同视角出发，产业结构、就业结构、能源结构、技术进步和能源价格都会对其产生不同程度影响[3]。从我国的实际看，基于环境效益的经济增长是我们追求的目标。在特定的资源禀赋下，能源消费结构的优化是个漫长的过程，而能源领域的技术进步对进一步降低能耗强度的作用在短期内又难以显现，因此能源效率的提高应更多地依靠价格杠杆的调控[4]。基于此，本文重点分析能源价格对能源效率的影响，将能源价格划分为电力、石油和煤炭价格，实证分析三类能源价格对我国能源效率的影响效力，对充分利用能源价格手段提高能源效率提出相应政策建议。

1 国内外研究现状分析

Birol&Keppler(2000)指出提高能源价格是改善能源效率、降低能源强度的经济工具之一[5]。Comillie&Fankhauser(2004)通过对中东欧和原苏联等国家研究发现能源价格是提高能源效率的最主要趋动力[6]。Fisher Vanden(2004)实证得出能源相对价格上升在54.4%的程度上可以解释中国整体能源强度的下降[7]。Kaufmann(2004)分析发现美国能源价格对能源效率有显著影响，但在价格上涨和下降过程中表现有所差异[8]。Lan Sue Wing(2008)实证分析发现，长期内能源价格上升引起技术创新，有利于提高能源效率；短期内价格上升引起要素替代，促使能耗强度下降[9]。

从国内研究层面看，杨洋等(2008)[10]、成金华、李世祥(2010)[3]，谭忠富、张金良(2010)[1]、王治平(2011)，张宗益等(2010)[12]研究表明能源价格上升能降低能源强度，是提高能源效率长期而稳定的激励机制。杭雷鸣、屠梅曾(2006)研究表明能源相对价格上升能降低制造业总能源强度，油价和电价上升分别降低石油和电力强度，煤价上升对煤炭强度影响不显著[13]。田立新、刘晶(2010)实证表明总体能源价格上升对能源强度降低作用并不明显，电力相对价格上升对各类能源强度的影响有显著差异。

与此同时，何凌云、薛永刚(2011)指出能源价格与能源效率之间是远程关系，其可以通过影响很多变量进而作用于能源效率，两者间所表现出的显在关系是多种效应综合作用的结果；实证表明能源价格通过影响产业结构进而对能源效率产生显著正向影响[4]。这与胡宗义等(2008)[5]的研究结论相类似。然而，孔婷等(2008)研究表明，对大多数制造业行业而言，能源价格的提升并未明显降低能源强度，能源价格对于技术进步对能源强度影响的调节效应不显著，能源价格的调节效应更多地表现为促进能源消费结构转化来降低行业能源强度[16]。

综上所述，众多学者研究了能源价格与能源效率之间的关系，但结论并不一致。产业和能源结构的差异，要素替代和技术进步程度的不同，以及所使用能源价格不一致等因素进一步导致结论的不确定性。本文基于电力、石油、煤炭价格和能源效率数据，实证分析能源价格与能源效率之间的关系，测量不同能源价格对能源效率的影响效力，对利用能源价格手段改善能源效率提出相应政策建议。

2 实证分析

2.1 变量选择与预处理

本文选取电力、石油、煤炭三类能源价格，分别以各自出厂价格指数代替，用ELP、PP、CP表示；能源效率用国内生产总值除以能源消费总量计算得出，单位为万元GDP/万t标准煤，用EE表示。根据数据的可得性和有效性，样本区间为1980～2009年，三类价格数据、国内生产总值均以1980年作为基期进行折算，相关数据来源于历年《中国统计年鉴》和中经网产业数据库。相关变量变动情况如图1所示。为了便于比较，能源价格和能源效率原序列除以100。

图1 1980～2009年能源价格及能源效率变动趋势

可以看出，样本区间内，我国能源效率、能源价格呈持续上升趋势；30年间能源效率增长2.16倍，电力、煤炭、石油价格分别增长5.16倍、10.61倍和21.42倍。1992年之前，三类能源价格长期保持较低水平，且发展状态高度一致，究其原因，与政府对各类能源价格严格管制密不可分；这一时期，能源效率在缓慢上升。1992年之后，三类能源价格走势开始出现明显差异，石油价格不断走高，其波动幅度最为明显；煤电价格在2004年出现明显分化，煤价逐步摆脱电价，上升趋势日益显著。与之相对应，能源价格与能源效率表现出更加明显的同向变动关系。在整个样本期内，电力、石油、煤炭与能源效率的Pearson相关系数达到了0.98、0.89、0.89，表明能源价格与能源效率之间存在较强相关关系。基于此，本文进一步实证分析能源价格与能源效率之间的关系，分析三种能源价格变动对能源效率有无影响，效力如何，并通过原因分析，对充分发挥能源价格手段提高能源效率提出政策建议。

根据实证分析的需要，为消除异方差，对各变量取对数，电力、煤炭、石油价格，能源效率变量分别记为LNELP、LNCP、LNPP、LNEE，为检验数据序列的平稳性，本文通过ADF平稳性检验表明，五个时间序列均为I(1)序列。

2.2 能源价格对能源效率影响的实证分析

2.2.1 长期均衡关系分析

根据ADF平稳性检验结果，各变量均是I(1)序列，说明它们之间可能存在协整关系。基于此，本文采用Johansen协整检验，对变量LNELP、LNCP、LNPP、LNEE进行长期均衡关系分析。Johansen协整检验结果如表1所示。

采用Johansen协整检验，表2结果表明，变量间在5%显著水平上至多存在2个协整关系。对协整检验的残差进行平稳性检验，检验结果显示，残差序列是平稳的，故进一步验证了变量间存在协整关系。这表明，能源价格与能源效率之间存在长期均衡关系。

2.2.2 因果关系分析

在变量间存在长期均衡关系基础上，利用Granger因果关系检验考察能源价格与能源效率的因果关系。Granger因果检验是假定在包含了变量X、Y过去信息的条件下，若变量X有助于解释Y将来变化则认为其是Y变化的Granger原因，它可以在一定程度上说明变量间统计意义上的因果关联。结果如表2所示。

表1 能源价格和能源效率Johansen协整检验结果

注：“*”表示5%显著水平下拒绝原假设；根据AIC和SC准则确定滞后期为3。

表2 能源价格与能源效率间的Granger因果检验结果

注：“*”表示5%显著水平下拒绝原假设，“**”表示10%显著水平下拒绝原假设。

表2显示，能源价格与能源效率之间存在显著的Granger因果关系，具体而言，电力、煤炭价格在滞后1期和2期是能源效率Granger原因的概率分别达到99.63%、96.59%和96.72%、96.82%，石油价格在滞后2期是能源效率Granger原因的概率达到92.53%。说明三类能源价格变动会引起能源效率变化，它们之间有着内在的因果联系。基于此，本文进一步构建模型，定量测算能源价格变动对能源效率的影响效力。

2.2.3 能源价格对能源效率影响效力实证分析

基于上文的理论分析与实证检验，建立直接效应模型，测量不同能源价格对能源效率的影响效力。直接效应模型如式(1)所示：

LNEE=α+β1LNELP+β2LNCP+β3LNPP+ε

(1)

式中，LNEE、LNELP、LNCP、LNPP为能源效率、电力、煤炭、石油价格；βι(ι=1,2,3)为常数项和相应的系数。

通过测算发现，电力与煤炭、石油，以及石油与煤炭的Pearson相关系数0.978、0.985、0.993，模型变量间关联性大，因而不可避免的存在多重共线性。岭回归能很好的解决多重共线性问题，所以本文采用岭回归方法对模型进行估计。估计结果如表3所示。

表3 能源价格变动影响能源效率的直接效应模型结果

注：通过判断岭迹图确定步长K=0.3。

可以看到，直接效应模型中三类能源价格与能源效率正相关，说明提高能源价格能够促进能源效率。从影响效力来看，从大到小依次为电力、石油与煤炭价格。能源效率对石油、电力和煤炭价格弹性均为正值，可以通过能源替代，实现能效提高，从本文来看，这种作用非常稳定。

上文直接效应模型的参数估计仅能反映能源价格对能源效率的静态平均作用效力。改革开放以来，由于能源价格市场化改革、能源政策调整、各种各样的外界冲击等因素不断的影响着能源效率，基于此，本文采用状态空间模型，以充分反映不同能源价格对能源效率的动态时变作用效力。模型估计结果如图2所示。

从图2可知，电力、煤炭、石油价格对能源效率表现出持续正向作用效力；波动区间分别为0.4254～0.4922、0.4007～0.4741、0.1111～0.2323；在效力整体增强的同时，也表现出显著的波动起伏，在1988年、1996年、2002年前后均出现明显的波峰和波谷。

图2 电力、煤炭、石油对能源效率的动态时变作用效力

3 结论与建议

第一，能源价格与能源效率存在长期均衡关系，它们之间有内在因果联系；价格上升会改善能源效率，其程度为电力0.3225、石油0.2973、煤炭0.2703，但效力并不明显，仅在0.3左右。电力与国计民生密切相关，调整电价对各类经济主体影响最为直接和广泛，对经济主体节约能源消费、提高效率有着最为明显的促进作用。能源效率对三类能源价格弹性均为正值，表明可以通过能源替代小幅提高能效，这种影响在样本期内非常稳定，这也说明通过优化能源消费结构来提高能效是一个长期过程。当前仅通过价格手段提高能源效率还存在较大困难。

第二，伴随经济发展和市场化改革，能源价格对能源效率的促进作用在整体上升，但出现明显波动起伏。改革开放初期，我国技术水平、产业结构、能源消费结构等因素对于提升能源效率贡献较小，只有能源价格上升才能促进能源效率提高，因此从1980～1988年，其对能源效率的作用效力在持续上升。电力领域，1992年政府开始规范电价管理、改革电价形成机制，2003年国务院推出《电价改革方案》，进一步推进电力市场价格体系建设，2008年再次上调电价；煤炭领域，1994年取消计划价格，除电煤以外的大部分煤炭实行市场价格，2002年取消电煤政府指导价，2006年电煤价格完全市场化；石油领域，1994年取消价格双轨制，1998年原油和成品油定价参考新加坡价格，2001年改为参考亚、欧、北美三个主要市场价格，2007年上调成品油、汽油、柴油、航空煤油价格。能源市场化改革使能源价格对能源效率的促进作用得到显著提升[17]。与此同时，经济快速发展、居民生活水平迅速提升，政府对基础设施投入的加大、高耗能行业的扶持以及出口贸易的鼓励等众多影响因素，也造成了能源的过度消耗，弱化了能源价格对能源效率的促进作用，使得其对能源效率的作用效力在较长时间内明显减弱。

基于上述结论与原因分析，为充分发挥能源价格手段促进能源效率提升，本文提出以下政策建议：

首先，深入推进能源价格形成机制改革，构建合理能源价格体系。本文实证表明电价对能源效率提升作用最为明显，而研究发现，电价同油价、煤价相比，相对偏低，基于此，要加快电价体制改革，建立基于市场化的电价形成机制，合理反映电力使用成本，充分发挥电力价格对于能源效率的促进作用。合理有效的电价形成机制还能推动风电、核电、太阳能电力等高效清洁能源的推广与使用。近年来我国能源价格显著提高，但同国际水平相比仍然较低，基于此，要继续推进石油、煤炭等相关能源的市场化改革，真正使得能源价格能够反映能源稀缺程度和能源安全、环境外部性等特征，形成有效约束激励，构建合理能源价格体系以引导经济主体能源效率的选择。

其次，采取措施，充分利用价格手段提高能效。适当提高能源价格，实行差别能源价格政策，对于高耗能行业，提高其能源使用价格，减少能源浪费，促使其转变生产方式、进行节能降耗技术研发，提升其能源效率。对于高耗能、高污染的资源性产品进行征税，减少这种产品的生产与使用，以抑制由此带来的环境污染和能源浪费。政府通过税收优惠、财政补贴等形式合理降低经济主体使用新能源成本，利用价格手段刺激新能源开发和供给，推动清洁高效能源推广利用。利用价格手段保证新能源使用效率不断优化，同时提高传统能源价格，形成合理的能源相对价格，使得新能源和传统能源的使用效率的能够得到整体提升。

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