基于空间分析的我国能源利用效率提升途径研究

邹 洋，周 江，郭丽娟

（1．四川大学 经济学院，成都610065；2．四川省社会科学院 区域经济研究所，成都610071；3．西南交通大学 公共管理学院，成都610031）

第一次工业革命以来，能源成为社会发展的第一推动力，决定着国家的繁荣与昌盛。目前，我们所利用的能源主要是一次化石能源。而我们对一次化石能源的过度利用，打破了自然界原有的平衡，导致生态环境的持续恶化，影响到我们的生存环境；同时，一次化石能源的稀缺性，注定我们不可能进行无限度的使用。因此，世界各国开始强调对一次化石能源的集约利用，以缓解能源资源对经济社会发展的约束。建国以来，能源的开发利用，推动着我国经济社会的高速发展，并且随着我国工业化、城镇化进程的加速，对能源资源的需求必然进一步增加，限制一次化石能源的利用，将直接影响到我国经济社会的稳定发展。来自生态环境和国际社会的巨大压力，迫使我们不得不直面这一问题。我们需要探索一种合理的方式，既能够兼顾经济社会发展的需要，又能够兼顾对能源资源的集约利用。

一 加强我国能源利用效率空间研究的必要性

1．缓解我国能源资源约束的主要观点与方法

冯世良认为，发展替代能源是解决我国能源供需瓶颈、供需结构性矛盾以及减轻环境压力的有效途径［1］；国际能源机构（IEA）在2006－2007年间提出，改善能源效率是满足能源需求最便宜、最快捷、最环保的方法，在各类能源技术中，改善能源效率的技术应当最优先考虑［2］；孙涵、成金华提出，可以通过推进城市化来调整和优化产业结构，进而提高能源效率，降低经济社会发展对一次化石能源的依赖［3］。从学者们的研究来看，缓解我国能源资源约束的方法主要包括两个方面的内容：一是减少对一次化石能源的依赖，二是提高能源的利用效率。但从技术的角度出发，在短时间内，我们还难以大幅度减少对一次化石能源的依赖，因此，提高能源效率成为当前缓解能源资源约束的重要手段之一。

2．提高我国能源利用效率的观点与方法

汪克亮等运用方向性距离函数研究表明，我国能源效率整体水平较低，节能形势严峻，各省份、区域之间的能源效率差异显著，能源节约和产出增长还具有很大的潜力和空间［4］；师博和沈坤荣指出能源资源禀赋相对充足的地区，全要素能源效率偏低的根本原因在于市场分割扭曲了资源配置，阻碍了区域规模经济的形成，从而导致能源效率的损失［5］；刘佳骏等发现同一个影响因素对于不同地区能源效率的影响程度存在着较大差异，其中产业结构变化对于产业结构合理且经济基础较好的省份、对经济发展起步较晚的省份以及处于产业结构调整初期的我国中西部欠发达省份的区域能源效率提高贡献明显，而对经济基础薄弱、尚未形成主导产业的省份以及已经形成了较为合理的低端产业结构省份的区域能源效率提高贡献较少［6］；史丹等对我国能源利用效率的地区差异进行了分析，认为只有改善欠发达地区的资源配置效率，推动区域间的技术扩散，才能够有效提升落后地区的能源利用效率［7］。以上研究表明，学者们一致认同技术进步是提升能源利用效率的直接驱动力；同时，分析能源利用效率的空间差异是提升能源利用效率的另一种途径，但是目前对我国能源利用效率空间差异的研究还处于探索阶段。

二 我国能源利用效率的空间差异分析

1．研究思路及评价指标选取

能源利用效率包括能源生产效率和能源消费效率两个方面。其中，能源生产效率由能源供给侧的能源产业群决定，提高能源生产效率有助于能源的节约利用；能源消费效率由运输、生产、生活等多个方面共同决定，提高能源消费效率有助于减少能源消耗。通过生产和消费两个方面的共同作用，能够实现能源利用效率的提高，从而延长能源的使用年限。因此，能源利用效率的提升问题需要从生产和消费两个方面来共同解决。

（1）能源生产效率

能源生产效率是由能源供给侧的能源工业生产效率所决定。而能源工业又可称为能源产业，是以能源资源开采和能源加工转换为主的工业，主要包括煤炭采选业，石油天然气开采业，电力、蒸汽、热水生产和供应业，石油加工及炼焦业，煤气生产和供应业等产业。

影响我国能源产业的因素有很多，包括能源工业投资、能源生产结构、能源固定资产投资、能源进口、劳动力、排放等诸多因素。从效率评价的角度来看，影响能源生产效率的因素包括两大类，即：投入和产出。从投入因素的角度来看，影响效率的能源产业因素包括能源固定资产投资、能源工业投资、劳动力投入等。能源固定资产投资虽然是反映能源生产能力的重要因素，但从数据的可获取性来看，能源固定资产的资本存量难以计量，同时从数据系统性的角度来看，能源工业投资更能够反映出能源从勘察到开发再到生产和研发等全过程的投入情况。从产出因素的角度来看，能源产业的产出就是生产可供消费的能源产品，既包括直接的一次能源产品，也包括间接的能源加工转化产品。而从数据可获取性的角度来看，一次能源生产量和能源加工转化量能够反映这些产出的数据，而加工转化量又表现为火力发电量和集中供热量。

基于对能源生产效率影响因素的分析，结合评价指标建立的原则，评价我国能源生产效率的指标主要包括投入性指标和产出性指标两类。其中，投入性指标反映我国能源工业投资和劳动力水平；产出性指标反映我国一次能源生产量及火力发电量和集中供热量。

（2）能源消费效率

衡量能源消费效率的指标有很多，包括单位总产值能耗、单位增加值能耗、单位产品能耗、工序能耗、单位GDP能耗等，在这里我们采用最为常用单位GDP能耗，即经济产出与能源投入的比值。单位GDP能耗又称为能源强度，是能源利用与经济产出的比值。

（3）Mal mquist指数模型

Mal mquist指数模型是基于数据包络分析方法（Data Envelop ment Analysis，DEA）的非参数生产前沿函数模型，具有不要求特定的生产函数形式和条件假设等特点，适用于多个区域跨时期样本的效率分析，能够清晰地反映出我国能源产业全要素生产率（TFP）的变化情况及原因，是生产效率分析较为理想的数据模型之一。因此，本文采用Mal mquist指数模型对我国能源生产效率进行评价。

2．实证分析

（1）基于Mal mquist指数模型的能源生产效率测算与分析

用于模型计算的主要计算指标，包括投入性指标（能源工业投资、能源工业历年年末职工数）和产出性指标（一次能源生产量、火力发电量、集中供热量）两部分。为了便于计算，本文根据2014年《中国能源统计年鉴》所提供的“各种能源折标准煤参考系数”，对所涉及到的能源投入（产出）指标的计量单位进行了统一折算。其中，一次能源生产量采用发电煤耗计算法的标准煤作统一单位，对火力发电量、集中供热量通过折算以后，均采用万吨标准煤作为统一单位。

以DEAP软件为计算工具，采用Mal mquist指数模型，以投入导向和规模报酬可变为基础，对我国不同区域和省份能源生产的技术效率、规模效率和全要素生产效率的2003－2013年变动情况进行了测算，结果见表1。

表1．2003－2013年我国四大经济板块能源Mal mquist生产率指数及其组成

从全要素效率变化指标看，2003－2013年我国东部、中部和西部三大经济板块的能源生产效率呈现出逐年增长趋势，仅东北地区出现下滑。结合技术效率变化指标、技术变化指标、纯技术效率变化指标和规模效率变化指标看，东部和中部地区能源生产效率的提升主要来自于技术进步；西部地区的能源生产效率大幅增长，除技术因素外，还受到规模效益的正面影响；东北地区生产效率的下滑，则是由于技术水平相对落后、生产规模不合理等多方面因素导致。

从我国30个省（直辖市、自治区）2003－2013年的Mal mquist生产效率指数来看，山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、海南、湖北、湖南、陕西、青海、新疆、云南、贵州、内蒙古、广西16省（直辖市、自治区）的全要素效率变化指标均大于1，说明这些省份的能源生产效率呈现出增长态势，其余14省为下降态势。从技术变化指标、纯技术效率变化指标和规模效率变化指标反映出来的情况来看，上述16省（直辖市、自治区）综合技术生产效率的提升来自于多方面因素的共同影响，但技术进步和规模优化依然是推动其综合效率提升的主要因素（见表2）。

表2．2003－2013年我国各省能源Mal mquist生产率指数及组成

数据来源：采用DEAP软件，根据国家统计局能源统计司《中国能源统计年鉴》2003－2013年相关数据计算得到。

（2）基于单位GDP能耗的我国能源消费效率测算与分析

本文以1978年为基期，分别对2003－2013年我国四大经济板块和2013年30个省（直辖市、自治区）的单位GDP能耗进行了计算（见表3）。从2003－2013年四大经济区的单位GDP能耗情况来看，整体上，四大区域的单位GDP能耗均呈现出提高的态势，即能源消费效率有所提升。东部地区的单位GDP能耗水平一直保持在相对较低的水平，是四大区域中能源消费效率最高的区域。东北和中部地区处于中间层，近年来中部地区的单位GDP能耗有所上升，能源消费效率出现下降，在较大程度上是由于中部地区在承接产业转移的时候，承接了部分由东部地区转移出来的高耗能产业所造成。西部地区是我国能源消费效率最低的地区，一方面由于西部地区多为我国能源富集区和能源生产区，高耗能产业相对较多；另一方面由于相对丰富的能源供给也造成了区域内对能源资源相对粗放的利用方式；此外，与中部地区一样，西部地区近年来能耗水平出现上扬，也是受到承接产业转移的影响。

表3．2003－2013年我国四大经济板块单位GDP能耗（单位：吨标准煤／万元）

通过对我国30个省级行政区不同时间段单位GDP能耗排序后发现，2013年，单位GDP能耗排名前十的省份中，除四川省以外，其他9省在十五、十一五期间的单位GDP能耗水平均在全国处于前十，它们是北京、上海、海南、广东、浙江、天津、福建、江苏、江西9省；而排名靠后的十个省中，河南、陕西两省在2013年的单位GDP能耗出现较大幅度的增长，从位于中游的10省行列中跌入能耗较高的10省行列，排名靠后的十省为黑龙江、河南、陕西、云南、甘肃、河北、新疆、贵州、内蒙、山西、宁夏。

（3）基于面板数据的能源利用效率分析

根据我国四大经济板块能源生产与消费的排名情况来看（见表4），东部、中部和东北地区的能源利用效率水平相对均衡，而西部地区的能源生产和消费效率出现较大程度的差异。在四大区域中，西部地区的能源生产效率位于第一，能源消费效率位于四大区域之末，说明西部地区在能源消费方面还有很大的改善空间，主要可以通过节能减排、优化能源消费结构、改变能源利用方式等措施推动能源消费效率的提升，从而实现能源利用效率的整体提升。

表4．我国四大经济区能源生产与消费效率排序

我们以2003－2013年全国30个省级行政区的平均水平作为衡量基准，对全国各省级行政区的能源利用效率进行了分析（见表5）。首先，能源生产效率和消费效率均高于平均水平的省份有9个，分别为浙江、湖北、陕西、江苏、福建、上海、广西、湖南、海南。这些省份基本位于东部和中部地区，这些区域的产业发展需要利用较好的产业基础，进一步优化产业结构，发展产品附加值更高、能耗相对偏低的高端产业，成为推动我国能源、经济可持续发展的先行区和示范区。其次，能源生产和消费效率均低于平均水平的省份有5个，分别为甘肃、宁夏、山西、河北、辽宁五省。这些省份需要从生产和消费两方面共同提高能源利用效率。特别是作为我国主要能源生产地的西部和东北地区，需要进一步改善能源生产的装备技术水平，并加快对落后产能的淘汰等。第三，能源生产效率高于平均水平、能源消费效率低于平均水平的省份有5个，全部位于西部地区，包括青海、内蒙、云南、贵州、新疆。这些地区均为能源富集区，是我国当前和未来的主要能源生产区。随着我国产业结构的调整，东部和中部的高耗能产业逐渐向西部转移，导致了西部区域能源消费效率的下降；同时，相对充足的能源供给，也在本区域内形成了相对粗放的能源消费方式。因此，在未来的发展中，西部地区需要进一步加强节能减排，优化产业结构和消费结构。第四，能源生产效率低于平均水平、能源消费效率高于平均水平的省级行政区域有11个，包括山东、广东、安徽、河南、天津、北京、江西、四川、重庆、黑龙江、吉林。其中，作为东部的山东、广东、天津、北京等省（市），能源产量较少，多用于补充本区域内的生产和消费，其能源利用效率的提升需要通过规模优化和技术进步来完成；位于中部的安徽、河南两省则需要通过进一步引进学习相对先进的能源生产技术或装备提高能源利用效率；西部的四川省和重庆市则需要通过提高能源生产管理水平、更新技术装备、加快对能源生产技术的消化吸收等举措来推动能源利用效率的提升；东北地区的黑龙江和吉林两省则需要通过更新能源技术装备、淘汰落后产能、调整产业规模等方式实现能源利用效率的提升。

表5．我国能源利用效率的区域差异

3．主要结论

通过对我国四大经济板块和各省级行政区能源生产效率、能源消费效率和能源利用效率的分析，我们可以得出以下结论。

虽然我国能源利用效率在逐年稳步提升，但是依然面临自主创新能力不足的问题。从整体情况来看，我国能源利用效率的提升主要是通过引进和使用较为先进的技术和装备实现，而对先进技术的消化、吸收情况并不理想。从省级行政区的情况来看，技术装备落后和不合理的生产规模是导致我国14个省能源利用效率降低的主要原因。从四大经济板块的情况来看，东部地区主要依靠引进先进技术、装备，通过产业转移、淘汰落后产能，提升了能源利用效率；东北地区随着能源资源的减少，设备和技术的老化，产能下降，结构和规模的矛盾逐渐显现，亟待调整；西部地区由于能源资源丰富，粗放的能源利用方式转变缓慢；中部地区因为承接东部地区的产业转移，面临着能源利用效率的下降。

无论能源生产还是能源消费都受到资源禀赋、产业基础、交通设施条件等多方面因素的影响。我国幅员辽阔，资源分布不均，不同区域的特点突出，差异较大。之前，由于能源生产与消费的主要区域相对集中，通过实施简单的能源管理政策，就能够实现管理目标。但随着我国经济快速发展，西部大开发战略的不断推进，国土空间布局、产业布局的逐渐合理，单一的能源政策方式无法体现能源利用的空间特点和差异性，不利于能源利用效率的进一步提升，不再适应当前的发展模式，能源管理政策针对性有待进一步提高。

三 提升我国能源利用效率的措施与建议

1．提高能源装备技术的自主创新能力，增强对先进技术的消化吸收能力，提升能源利用水平

我国能源产业对能源装备的依赖较大，生产效率的提升大多是因为使用先进装备的结果。然而，我国的能源生产效率虽然依靠技术进步取得了提升，但自身的技术水平却没有得到提高，说明我国能源产业并没有对技术和装备形成较强的消化和吸收能力，我国能源产业自身的自主创新能力依然不足。在我国能源对外依存度日益提高的情况下，如果我们不能在能源装备制造以及能源勘测、采掘、生产等方面尽快提升，我国能源产业发展将面临资源和技术的双重约束。因此，我们要加强在能源领域的基础性研究，以企业为主体加快对前沿新技术的研发，促进科研院所与能源企业的合作，将处于实验室中的理论技术转化为能够推动能源产业发展的适用新技术，加快构建以企业为主体、市场为导向的能源科技创新体系。

2．实施差异化的能源政策，发挥不同区域的能源优势，推进整体能源利用效率的提升

差异化的能源空间发展模式有助于能源利用效率的提升。从东部和中部地区来看，能源产业规模基本处于饱和状态，吸收消化能源技术的动力不够。并且我们应清楚地认识到，能源生产技术水平的低下也是导致当前能源产业规模饱和的主要原因之一。因此，东部和中部地区应当充分发挥区位优势、产业优势，在当前的基础上加快能源自主创新能力的提升，改变以技术引进为主的能源产业发展模式，致力于能源技术的原始创新能力和集成创新能力以及高端装备制造能力的提升，尽快改变当前单纯依靠技术引进提高能源生产效率的局面，真正实现依靠自主创新实现能源产业技术的进步和能源生产效率的提升，并通过技术进步和技术效率改变形成能源生产新的增长点。从西部地区来看，该地区具有较好的能源产业发展潜力和发展基础，一方面可以加大对能源产业的投资力度，加快生产规模的扩张；另一方面要充分利用东部和中部地区提升能源产业技术的机遇，加强与东、中部地区的交流与合作，从而利用自主创新能力的提升，实现区域内能源产业的跨越式发展；同时，还要制定有利于能源科学发展的政策措施，在西部地区进一步推动新的能源产业集群的形成，发挥西部地区能源资源的优势、体现能源产业集群的优势，提高能源生产效率。从东北地区来看，东北地区应当加快能源产业调整与升级，尽快淘汰落后产能，加快新技术、新装备的更新换代。

［1］冯世良．我国新能源发展现状与开发前景［J］．中国石油和化工经济分析，2007，（16）：26－31．

［2］国际石油经济编辑部．洞察中国和印度的能源前景——国际能源署《世界能源展望2007》要点介绍［J］．国际石油经济，2007，（11）：6－11．

［3］孙涵，成金华．中国工业化、城市化进程中的能源需求预测与分析［J］．中国人口·资源与环境，2011，（7）：7－12．

［4］汪克亮，杨宝臣，杨力．基于 DEA和方向性距离函数的中国省际能源效率测度［J］．管理学报，2011，（3）：456－463．

［5］师博，沈坤荣．市场分割下的中国全要素能源效率：基于超效率DEA方法的经验分析［J］．世界经济，2008，（9）：49－59．

［6］刘佳骏，董锁成，李宇．产业结构对区域能源效率贡献的空间分析——以中国大陆31省（市、自治区）为例［J］．自然资源学报，2011，（12）：1999－2011．

［7］史丹，吴利学，傅晓霞，吴滨．中国能源效率地区差异及其成因研究——基于随机前沿生产函数的方差分解［J］．管理世界，2008，（2）：35－43．