技术进步对湖北能源消费回报效应的估算

郭庆宾，刘琪

（湖北大学商学院，湖北武汉430062）

技术进步对湖北能源消费回报效应的估算

郭庆宾，刘琪

（湖北大学商学院，湖北武汉430062）

“回报效应”是能源经济学中的一个著名命题，但是在湖北尚缺乏相关的实证研究。以2000～2012年湖北省经济能源消费数据为样本，对技术进步与湖北省能源消费之间是否存在回报效应这一命题进行实证分析，结果发现，湖北省在2000～2012年这段时间确实存在“回报效应”，但是各年的能源消费回报效应存在较大差异，其中有四个年度属于逆反回报效应，一个年度属于部分回报效应，八个年度属于过度存储回报效应。在对相关原因分析的基础上提出了更好提高湖北能源利用效率的相关建议：加快科技研发，提高能源利用效率，调整产业结构，提高能源使用效率；优化能源结构，大力发展清洁能源；深入宣传，提高人们节能意识。

技术进步；能源消费；回报效应

一、引言

能源是人类社会进步和发展的重要物质基础，任何一种能源的大量消费都源于对这种能源的开发和利用技术的出现。随着技术的不断进步，人类逐渐认识自然并不断从自然界攫取所需的各种能源资源，这在一定程度上加快了经济的发展，同时也提高了人们的生活水平。但是，随着经济的快速发展和人民生活质量的日益改善，反过来又对能源的质量和数量提出了更多更高的要求。“回报效应”是能源经济学中的一个著名命题，其基本涵义是指技术进步虽然能够提高能源的使用效率进而节约部分能源，但技术进步同时也促进了经济的快速增长，从而又增加了对能源的需求，最终导致因效率提高所节约的能源被因经济快速增长带来的额外能源消耗（部分地）抵消。因此，技术进步对能源消费的“回报效应”可以说是一个能源经济学研究与争论的焦点。

大多数国家的发展实践证明，一国或地区的经济增长，特别是处于工业化发展阶段的国家或地区的经济增长多以能源大量消耗为前提，当然中国也不会例外。改革开放以来，我国经济迅速发展、科学技术不断进步，伴随而来的也是能源的巨大消耗。湖北省作为内陆省份，自改革开放以来，经济发展突飞猛进。但是，我们也必须清醒地认识到，湖北省的矿产资源明显不足，缺煤、少油、乏气是一个不争的事实。煤炭储量少，开采率低且质量也不高，每年煤炭的生产量仅1000万吨左右，不足全国总产量的百分之一。作为工业大省，湖北省用煤主要靠从外省调入。另外，具有偏重型工业结构的湖北省，能源消费量一直比较大。伴随着工业化、城市化的进一步发展，湖北省的能源消费日益增加，增长速度很快。1990～2000年，湖北省能源消费量的年平均增长率是3.8%，而2000～2012年，其年平均增长率已上升到9.7%。作为我国“中部崛起”的领头者，相信以湖北省为本文的研究对象具有重要的现实意义，故此选择九省通衢——湖北省来进行实证分析。

二、文献综述

关于“回报效应”，最早的相关研究来自Khazzoom（1980）[1]，作者首次提出能源效率的提高对能源需求的变化存在着不确定性。随后Brookes（1990）[2]认为，能源使用效率提高会导致经济增长，而经济增长会进一步带来能源需求的增加，但是能源使用效率的提高所产生的回报效应完全可以抵消节约的能量。Saunders（2000）[3]在Khazzoom和Brookes的研究基础上认为回报效应是通过技术进步提高能源使用效率

进而节约能源消费，但技术进步同时也会促进经济增长，从而对能源产生新的需求，部分地抵消所节约的能源。Greening（2000）[4]进一步提出能源回报效应的作用机制分为直接回报效应、间接回报效应和经济系统层面回报效应。Saunders（2008）[5]证明在能源使用效率的提高以及其他投入生产率的提高条件下，存在着较大的回报效应。Bentzen（2008）估算美国制造业的能源回报效应是24%。Tsani（2010）[6]对希腊家庭用电部门的分析发现，能源回报效应的短期值与长期值分别为38%与30%，空调用电的回报效应高达57%－70%。Karolina（2012）[7]认为回报效应的大小往往受到所选取的生产函数或成本函数的影响，而事先选取的要素替代弹性参数将直接决定回报效应的大小。

相比较国外的研究，我国相关研究起步较晚，并且由于数据的限制，国内对回报效应的估算多集中于宏观层面。周勇与林源源（2007）利用新古典三要素生产函数，以改革开放以来我国宏观经济能源消费数据为样本进行研究后发现在我国宏观经济层面上，“回报效应”在30%～80%之间波动，而且20世纪90年代的平均回报效应要低于20世纪80年代。刘源远、刘凤朝（2008）[8]利用相同的方法，但采用的是1986～2005年的省际面板数据，其结果显示，1986～2005年中国总体的平均能源回报效应为53.68%，并呈现下降趋势，且各地区间存在着一定的差异，西部地区的能源回报效应最大，中部次之，东部最小。冯烽、叶阿忠（2012）[9]利用1995～2010年省际面板数据的研究发现技术进步所导致的能源回报效应显著存在，中、西部的平均回报效应明显高于东部，全国的平均回报效应呈现上升趋势。黄纯灿、胡日东（2013）[10]通过测算发现中国1979～2009年存在明显的回报效应，其平均值为132%，因此主张通过能源价格改革及总量控制等配套政策措施来现实节能减排的目标。

从上述国内外的相关文献可以看出，技术进步对能源消费的“回报效应”可以说是一个能源经济学研究与争论的焦点，由于研究的角度和方法各异，学者们得到的结论也不尽相同。而且国内现有研究大多数都是基于国家宏观层面的数据而进行的分析，缺乏针对特定地区的研究，对解决特定地区的“回报效应”问题缺乏相应的应对之策。基于此，本文以湖北为研究对象，全面考察技术进步对湖北能源消费回报效应的具体情况。

三、实证分析

（一）模型构建及检验方法

由于考虑到能源价格的非市场性以及所需数据的不易获取，本文借鉴Saunders（2008）[5]的做法用一种替代方法来估算湖北省改革开放以来技术进步对能源消费的回报效应，基本思路及计算方法如下：

第一步，技术进步引起的能源节约量的计算：

首先设定t年某经济单位的产出为Yt，本年的能源强度为EIt，则在t＋1年中，假定技术得到大大提升，由此带来的结果是能源强度下降了，设下降为EIt＋1，而t＋1年的经济产出为Yt＋1，由此可以得出技术进步引起的能源节约量：

第二步，技术进步引起的能源回弹量的计算：

生产要素的投入会带来经济增长，除此之外，技术进步在一定程度上也会使经济得到相应的增长，设δt＋1*（Yt＋1－Yt）为t＋1年因为技术的进步而带来的经济增长，δt＋1为t＋1年技术进步对经济增长的贡献度。而技术进步引起的经济增长必定会产生新的能源需求：

第三步，全要素生产率对经济增长率的贡献度的计算：

就目前而言，经济学家们常用全要素生产率来表示广义的技术进步。再设定GY、GK、GL、GE分别为经济产出、资本投入、劳动投入和能源投入相对于上一年的增长率，故全要素生产率对经济增长率的贡献度δ为：

在本文中，将湖北省宏观经济作为经济单位，同时假定该生产函数为三要素投入：

其中，α、β和γ分别代表着资本、劳动力和能源的产出弹性。另外，因为这个生产函数会随着时间而改变，故对其取对数。应为：

再根据收集的数据，进行最小二乘估计，便可得资本、劳动力和能源的产出弹性，也就是α、β和γ的值。

第四步，回报效应的估算：

t+1年技术进步的“回报效应”为式（2）/式（1）：

上式（6）中，REt+1为t+1年的回报效应。另外从统计资料中可以直接得到能源强度和经济产出的相关数据，然而就技术进步对经济增长的贡献度这个数据而言绝非直接获取这般简单，这个数据的获取则需要通过计量分析才可以获得。也就是说，只要将技术进步对经济增长的贡献度估算出来，那么技术进步对能源消费的回报效应的估算就迎刃而解了，直接带入（6）式计算即可。并且根据学者们对回报效应系数的范围进行分析，可以对回报效应归类为：

①若REt＜-1，为逆反回报效应，表示技术进步推动的经济增长不仅完全消耗其所节省的能源，另外还消耗了新的能源。

②若REt＝-1，为完全回报效应，表示技术进步推动的经济增长刚好消耗其所节省的能源。

③若-1＜REt＜0，为部分回报效应，表示技术进步推动的经济增长部分消耗其所节省的能源。

④若REt＝0，为零回报效应，表示技术进步所节省的能源真正的节省下来。

⑤若REt＞0，为过渡存储回报效应，表示能源节约数量超过技术进步所能节约的。

（二）数据来源

全要素生产率增长率的估算需要湖北省的投入及产出数据，本文以2000～2012年湖北省资本存量、劳动力和能源消费量为投入要素，以全省各年GDP作为产出进行全要素生产率的估算，接着再估算湖北省在经济发展过程中，技术进步带来能源消费的“回报效应”。

1.产出数据。

一般来讲，衡量国民经济整体产出的指标应该是按可比价格计算的GDP或GNP，这两项指标都可以直接从有关统计资料中获得。本文采用GDP作为衡量经济增长的基本指标，并按照2000年不变价格对2000～2012的GDP数据进行平减，折算成实际GDP序列，其中基础数据取自历年《湖北省统计年鉴》。

2.劳动力要素投入数据。

严格来讲，在估算全要素生产率的过程中，投入数据应当是一定时期内要素提供的“服务流量”，也就是说劳动力要素投入既与要素投入量有关，还与劳动要素的质量、要素的利用效率等因素密切相关。要素投入量指的是在生产过程中劳动量的实际投入数据，通常用标准劳动强度的劳动时间来衡量的。不同的国家有自己独特的经济体制，就市场经济国家而言，劳动的时间、强度和质量通常与该国的收入水平相关联的。众所周知，我国目前处于计划经济体制向市场经济体制过渡阶段，目前还缺乏完善的市场调节机制，相关统计资料也不是特别齐全，故在本文中的数据直接采用历年《湖北省统计年鉴》中的社会从业人数来代替。

3.能源投入数据。

一般的统计资料均列出了煤炭、石油、天然气和电力四种能源，为方便计算，本文使用湖北省各年的能源消费量来表示所投入的能源，全部按热量折算成吨标准煤，数据取自历年《湖北省统计年鉴》。

4.资本要素投入数据。

从理论上来讲，资本要素不仅包括提供服务的固定资产，而且也包括流动资产。但是由于目前我国关于资本租赁价格体系的研究并不是那么的完善，最重要的是这一数据在实践中几乎不可能获得，所以本文采用资本存量数据来替代本文研究所需要的资本要素投入数据。

由于目前的统计资料中尚未对资本存量的指标进行过系统地统计。鉴于此，本文暂且就运用一种国

际上普遍认同的方法——永续盘存法来对湖北省的资本存量进行相关地计算。需要说明的是，本文最后是将资本存量折算为以2000年为不变价格的实际资本存量。其相关的估算方法为：

上式中，It为t年固定资本形成总额，Kt为t年的实际资本存量，Kt－1为t－1年的实际资本存量，δ为固定资本折旧率，需要说明的是，在本文中选取的资产折旧率为9.6%。而估算中所涉及到的数据选取主要参考张军、施少华（2003）[11]的研究成果，并根据其估算方法将资本存量序列扩展到2012年。

（三）模型检验及分析

从前面的模型构建和检验方法可知，对回报效应的计算首先需要对公式（5）进行检验，以得出资本、劳动力和能源的产出弹性值，运用OLS对公式（5）的结果为：

从结果可以看出，R2为0.980293，说明回归的效果很好。接下来将公式（8）中检验得到的资本、劳动力和能源的产出弹性值代入公式（3）得到全要素生产率对经济增长率的贡献度δ，然后再将其他数据一起代入公式（6），从而估算出在2000年～2012年技术进步对湖北省能源消费的回报效应，具体结果如表1所示：

（表1）2000～2012年湖北省能源回报效应的估算结果

表1显示：湖北省自2000～2012年，有四个年度属于逆反回报效应，分别为2000、2001、2003和2005年；一个属于部分回报效应，即2009年；七个属于过度存储回报效应，分别为2002、2004、2006、2007、2008、2010、2011和2012年。从中可以发现，仅仅在2000、2001、2003和2005技术进步推动的经济增长所引起的能源消费量增加的部分大于技术进步所带来的能源节约量，但是近几年来技术进步对湖北能源消费的回报效应整体来看，大多属于过度存储回报效应，说明技术进步推动的经济增长所引起的能源消费量增加的部分要小于技术进步所带来的能源节约量，并且技术进步不再是提高能源效率、降低能源需求的唯一手段，其他手段也有助于节约能源消费。因此我们要结合技术进步、产业结构调整和政府的管制等手段来共同作用，真正实现能源节约。

四、结论与政策建议

通过对2000～2012年以来湖北省宏观经济层面的实证分析，本文验证了技术进步对湖北能源消费确实存在“回报效应”这一命题，并从中得到如下几点结论：一是湖北省在2000～2012年这段时间确实存在“回报效应”，并且各年的能源消费回报效应存在较大差异；二是根据学者对回报效应系数范围的分

析，湖北省自2000～2012年，有四个年度属于逆反回报效应，一个年度属于部分回报效应，八个年度属于过度存储回报效应；三是由于能源回报效应的存在，技术进步不再是提高能源效率、降低能源需求的唯一手段。总之，“仍以外延式的增长模式为主，技术进步和福利进步对经济增长的贡献明显不足”[12]。

综合以上研究结论，我们认为，为更好的发挥技术进步对湖北能源消费的回报效应，为两型社会建设作出贡献，可以从以下几个方面的措施进行应对：（1）加快科技研发，提高能源利用效率。毫无疑问的是湖北省确实是培养人才的大省，每年政府都会加大对研究与发展经费的支出，这在一定程度上增大了科研人员的比例。作为全国高校最集中的省份之一，湖北省拥有强大的科研创新能力。因此，我们建议政府加大对新能源、清洁能源的研发投入，一方面引导企业、高校、研究所大力发展新型能源技术和节能新技术；另一方面也要积极推广成熟技术的应用，达到不断提高能源的利用效率的目的。（2）调整产业结构，提高能源使用效率。由于技术进步不再是提高能源效率、降低能源需求的唯一手段[13][14]，所以可以从其他方面如加快产业结构的调整来应对。就目前而言，一方面，湖北省应尽快对本省的工业布局进行调整，进一步使得行业产业链不断地延伸；另一方面，还应大力发展第三产业和高新技术产业，应该时刻铭记这一句话：科学技术是第一生产力。另外，作为能源输入大省，湖北省还应大力发展循环经济，提高能源的使用效率。（3）优化能源结构，大力发展清洁能源。首先，湖北省应大力发展清洁能源与节能减排相结合，加大能源技术的研发投入强度；其次，还应积极地引进清洁能源，在一定程度上控制煤炭的消费量，扩大清洁能源，如天然气、电力在终端消费所占的比例；第三，为实现水资源利用的最大化效用，应加快优化水电运行方式。（4）深入宣传，提高人们的节能意识。“资源节约型”和“环境友好型”两型社会的建设，是湖北人民的共同责任，故此需要动员全社会的力量积极参与。一方面，可以通过不同的宣传手段或者是常用的大众传媒工具，广泛进行宣传，让人们实时了解基本国情省情，并且明白建设节约型社会的重大意义；另一方面，则可以让湖北省的节能减排工作走上一条法制化的道路，做到有法可依，有法必依。最重要的是要扩大公众参与的渠道，鼓励每一位公众积极参与到“两型社会”的建设中，最终达到提高人们节能意识的目的。

［附注］本文还得到了湖北大学青年科学基金项目（095194）资助，特此致谢！

[1]Khazzoom J.Energy Savings Resulting from the Adoption of More Efficient Appliances[J].Energy Journal，1987，8（2）.

[2]Brookes L.Energy Efficiency and Economic Fallacies[J].Energy Policy，1990，19（2）.

[3]Saunders H.D.Does Predicted Rebound Depend on Distinguishing between Energy and Energy Services?[J].Energy Policy，2000，28（6－7）.

[4]Greening L.A.Greene，D.L.and Diglio C.Energy Efficiency and Consumption－the Rebound Effect－a Survey[J].Energy Policy，2000，28（6－7）.

[5]Saunders H.D.Fuel Conserving（and using）Production Functions[J].Energy Economics，2008，30（5）.

[6]Tsani S.Z.Energy consumption and economic growth：Acausality analysis for Greece[J].Energy Economics，2010，32（4）.

[7]Karolina S.Modeling the Rebound Effect in Two Manufacturing Industries[J].Technological Forecasting and Social Change，2012，79（6）.

[8]刘源运，刘凤朝.基于技术进步的中国能源消费反弹效应[J].资源科学，2008，（9）.

[9]冯烽，叶阿忠.技术溢出视角下技术进步对能源消费的回弹效应研究[J].财经研究，2012，（9）.

[10]黄纯灿，胡日东.技术进步、能源效率及反弹效应[J].宏观经济研究，2013，（4）.

[11]张军，施少华.中国经济全要素生产率变动：1952－1998[J].世界经济文汇，2003，（2）.

[12]肖卫国，刘杰.前瞻性、后顾性与混合型泰勒规则政策效果的动态模拟[J].金融经济学研究，2014，（5）.

[13]高志英.偏好、替代性与技术进步——对可持续发展实现途径的思考[J].湖北大学学报：哲学社会科学版，2010，（5）.

[14]Zhang W.，Yang S.The Influence of Energy Consumption of China on Its Real GDP from Aggregated and Disaggregated Viewpoints[J].Energy Policy，2013，（6）.

［责任编辑：李严成］

F206

A

1001－4799（2014）06－0120－05

2014－06－21

国家社会科学基金资助项目：11BJL047、14CJL037；湖北省教育厅人文社会科学研究资助项目：14Y002

郭庆宾（1984－），男，山东莒县人，湖北大学商学院讲师，经济学博士，主要从事技术经济学、区域经济学研究；刘琪（1992－），女，湖北荆门人，湖北大学商学院2014级硕士研究生。