新疆全要素能源效率与碳排放量关系实证研究

李洋

(新疆财经大学统计与信息学院，新疆乌鲁木齐830012)

一、引言

国家实施西部大开发战略以来，新疆充分发挥了国家的政策优势和资源优势，经济建设和社会事业取得了巨大成就。尤其是2010年中央新疆工作座谈会召开以来，国家给予了新疆更多优惠政策，十九省市对口援疆，新疆的经济发展步伐显著加快。然而，在经济高速发展中也暴露出以资源高污染、高消耗为特征的粗放型经济增长的问题。这不仅造成了巨大的资源浪费与效率低下，而且还严重破坏了地区环境。

面对日益严峻的能源和环境问题，政府分别从宏观和微观层面开展了一系列节能减排实践。然而，由于经济增长中存在惯性，在较短的时间内通过减少能源的消耗来降低环境的污染效果有限。因此，提高能源效率成为降低二氧化碳排放量的最有效途径。很多学者用能源强度来衡量一个地区的能源效率，但由于能源强度是一种单要素效率指标，它只衡量了能源投入与经济产出之间的一个比例关系，没有考虑其他投入要素的影响，具有明显的缺陷。而全要素能源效率是在考虑了其他投入要素的基础上来衡量能源投入与经济产出之间关系的，因此全要素能源效率具有单要素能源效率无法替代的优势。Hu和Wang(2006)引入全要素能源效率的概念，并运用DEA方法测算了1995—2002年中国各地区的全要素能源效率。徐国强(2007)采用30个省的面板数据分析1998—2005年八大经济区域全要素能源效率。庞瑞芝等(2009)利用中国工业部门35个行业1994—2007年统计数据，对转型期间工业部门全要素能源效率进行了分析。严菲、谭忠富等(2010)利用DEA方法对内蒙古的全要素能源效率进行了测算分析。

能源效率与碳排放量之间具有紧密的关系，能源效率是影响碳排放量的关键因素之一，提高能源效率能有效减少碳的排放量。但由于缺少相关实证研究，从而未能对两者的关系做出明确的解释。鉴于此，本文试图从以下几个方面对新疆全要素能源效率和碳排放量的关系进行实证研究:首先利用DEA方法测算1990—2011年新疆的全要素能源效率;其次，通过协整检验对新疆全要素能源效率和碳排放量之间的关系进行实证分析;最后做出两者之间的误差修正模型并得出结论和建议。

二、研究方法与数据处理

1.DEA方法

本文是基于数据包络分析(DEA)的基础上来测算新疆的全要素能源效率的。DEA方法是以相对效率为基础，用于评价具有相同类型的多投入、多产出的决策单元是否技术有效的一种非参数统计方法。该模型有输入导向型和输出导向型两种，本文采用输出导向型的模型。把新疆的每一年作为一个决策单元，假设每一个决策单元的投入要素为X=(K，L，E)，其中K表示资本投入，L表示劳动投入，E表示能源投入;每一个决策单元的产出要素为Y，其中Y表示新疆每一年的地区生产总值。

2.变量与数据说明

本文以1990—2011年为样本观测区间，选取各年的资本存量、劳动力、能源消费量作为投入要素，以新疆历年生产总值为产出要素来进行能源效率分析。

GDP产出:新疆历年的GDP和GDP平减指数来源于1991—2011年新疆统计年鉴，并以1990年为基期进行换算。

资本存量(K):一般采用“永续盘存法”来估计每年的实际资本存量，即以前一年的实际固定资本存量值扣除折旧，加上当年的实际固定资本投资额获得。此处主要参考了张军等人的研究成果，固定资产折旧率取9.6%。

劳动力(L):劳动力用历年全社会从业人员人数来表示，数据主要来源于历年《新疆统计年鉴》。

能源(E):能源投入量用各年的能源消耗量来表示，主要数据来源于历年《中国能源统计年鉴》和历年《新疆统计年鉴》，已经折算成标准煤。

碳排放量:碳排放量用二氧化碳排放量表征。由于统计年鉴上并没有二氧化碳排放量的数据，本文参照蒋金荷(2011)的方法测算了新疆1990—2011年各年的碳排放量，再按照二氧化碳气化系数(44:12)计算二氧化碳排放量，单位为万吨。

三、全要素能源效率的测算及与碳排放量关系分析

本文利用Deap2.1软件对新疆1990—2011年各年的全要素能源效率进行了估算。通过对1990—2011年新疆二氧化碳排放量数据的分析可知，随着经济的增长，二氧化碳排放量也在逐年增加，表明新疆的经济增长严重依赖于能源的高投入和高消耗。为了梳理出全要素能源效率与碳排放量的关系，本文选取二氧化碳排放量强度(即生产一单位GDP所排放的二氧化碳量)作为因变量来分析全要素能源效率与碳排放量的关系(见图1)。

图1 1990—2011年新疆二氧化碳强度与全要素能源效率趋势

由图1可以看出，1990—2011年新疆全要素能源效率总体上变动比较平稳并呈现上升的趋势，而二氧化碳排放量强度呈现总体下降的趋势，两者之间在总体上呈反向变动趋势。进一步观察可以发现，全要素能源效率在1994—1996年这三年出现了快速上升，与此相对应的二氧化碳强度在这三年出现了快速下降;全要素能源效率在2000年和2009年分别出现了下降，二氧化碳强度在这两年正好略微上升了一定幅度。这说明碳排放量与能源效率之间不仅存在密切的联系而且存在一定的反向变动趋势关系，能源效率的提升可以在相当程度上减少二氧化碳的排放，相反能源效率的降低也可以在相当程度上增加二氧化碳的排放。

四、全要素能源效率与碳排放量关系的实证研究

为了进一步分析新疆全要素能源效率和二氧化碳排放量之间的关系，下面通过建立计量经济模型来进行探究。在计量模型变量的选择上，以二氧化碳排放量强度为被解释变量，以每年的全要素能源效率作为解释变量，并对上述数据取对数，分别记为LnC和LnTfee，以避免回归模型中可能出现的异方差问题。其一阶差分分别记为△LnC和△LnTfee。

1.单位根检验

在对时间序列数据进行协整分析之前，首先要对时间序列数据进行单位根检验，否则进行的估计就会出现“伪回归”的可能性。本文主要运用ADF检验法对变量进行平稳性检验，检验结果见表1。

表1 LnC和LnTfee的单位根检验

从表1的检验结果可以看出，LnC在5%和10%的显著性水平下都是平稳序列，但在1%的显著性水平下是非平稳序列;LnTfee在1%、5%和10%的显著性水平下都是非平稳序列。两者的一阶差分△LnC和△LnTfee都是平稳序列，因此满足进行协整检验的条件。

2.协整检验

协整检验从检验对象上可以分为两种:一种是基于回归系数的协整检验，如Johansen协整检验;另一种是基于回归残差的协整检验，如DF检验、ADF检验等。本文主要采用第二种方法进行协整检验。

首先对LnC和LnTfee进行OLS回归，得到如下回归方程:

从回归结果可以看出，LnC和LnTfee回归方程的总体F值及各回归系数的检验值都是统计显著的。其次对上述回归模型的残差序列进行单位根检验，此处选择无截距项、无趋势项的ADF检验，最终由检验结果可以看出残差序列的t统计量是显著的，由此可以得出残差序列是平稳的序列，进而LnC和LnTfee之间存在协整关系。从经济意义上来讲，新疆的碳排放强度和全要素能源效率之间存在长期稳定的均衡关系，即全要素能源效率的提高可以在一定程度上减少二氧化碳的排放。

3.ECM模型

前文中的协整检验表明了二氧化碳排放量强度与全要素能源效率具有长期的均衡关系，为了考察二氧化碳排放与全要素能源效率之间的动态关系，现通过建立误差修正模型来进一步分析两者之间的动态关系。

根据协整检验的回归模型(1)，以其残差序列作为误差修正项ecm，建立如下的误差修正模型:

由模型(2)可以看出被解释变量的动态特征可以分为两部分，一部分是短期波动的影响，一部分是偏离长期均衡的影响。模型中的△LnTfee部分反映了变量的短期波动影响，在短期内全要素能源效率的变化将引起二氧化碳排放量强度的反方向变化，LnTfee提高1%将引起LnC降低1.265033%，由此可见全要素能源效率的短期波动对二氧化碳排放强度的影响较大。

在模型(2)中ecm项是误差修正项，它反映了LnC关于LnTfee的短期偏离。误差修正项的系数为负数，说明长期均衡趋势的偏离具有收敛性，其大小反映了模型对偏离长期均衡方程的调整力度。根据估计的结果可知，ecm的估计系数大小为0.34662，反映了对偏离长期均衡的修正，但是修正强度相对较小，t统计量值不显著，这说明制定减少二氧化碳排放的长期政策执行效果不明显。

五、结论与政策建议

从整体上来看，新疆全要素能源效率和碳排放量强度之间确实存在反向关系，即随着全要素能源效率的提高新疆碳排放量强度会相应降低，随着全要素能源效率的降低碳排放量强度又会相应提高。

通过对全要素能源效率和碳排放量强度进行协整检验分析得出:新疆全要素能源效率和碳排放量强度之间确实存在长期的均衡关系，即从长期来看，新疆全要素能源效率的提高能有效减少二氧化碳的排放。

通过误差修正模型可以得出，全要素能源效率的短期波动对碳排放量强度的影响较大，而对偏离长期均衡的调整力度较小，所以减少二氧化碳排放的长期政策不如短期政策执行效果明显。

由以上结论提出如下建议:

一是能源效率的提高对降低二氧化碳的排放确实具有积极的促进作用，这意味着在碳排放约束下实现节能减排目标和经济可持续发展的有效途径是提高能源效率。

二是由于减少二氧化碳排放的长期政策执行力度不够，因此新疆自治区政府部门应该进一步完善相关法律法规，提升碳排放政策的长期执行能力，转变经济发展方式并引导产业结构的转型升级，提高新疆的全要素能源效率，有效降低二氧化碳的排放。

三是虽然提高全要素能源效率是二氧化碳减排的有效途径，但也离不开其他因素的共同作用，因此要想实现新疆经济的可持续发展除了要提高全要素能源效率，还要积极发挥减排政策的引导作用，促进能源消费结构的转型升级。

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