我国工业能源效率与全要素生产率分析

刘晓歌

[提要] 本文基于Hicks-Moorsteen指数方法，对中国工业39个细分行业的能源效率进行测算分析。研究表明：我国工业能源效率总体水平较低，但在考察期内呈现波动上升趋势；我国工业能源生产率呈现增长的态势，技术进步、技术效率和范围效率的改善是我国大部分工业行业提高能源生产率的主要源泉，而规模效率变化对生产率增长的贡献则较小；基于效率-全要素生产率矩阵分析表明，我国39个工业行业中仅有8个行业能源效率较高，且增长潜力较大。

关键词：全要素能源效率；Hicks-Moorsteen指数

中图分类号：F061.5 文献标识码：A

原标题：基于Hicks-Moorsteen指数的中国工业能源效率研究

收录日期：2016年12月15日

能源是经济社会得以生存和发展的重要物质基础，提高能源效率对实现经济的可持续发展具有举足轻重的作用。“十二五”规划中，我国政府明确提出要“坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点”。在资源与环境约束日趋强化的背景下，工业行业能否有效地利用能源，对我国能否建成资源节约型和环境友好型社会起着至关重要的作用。因此，本文拟从全要素生产率视角研究中国工业行业的能源效率。

一、能源效率评价方法

按照投入与产出数量的不同，能源效率被分为单要素能源效率和全要素能源效率。在单要素分析框架下，一般利用生产活动中的有用产出和能源投入之比来衡量能源效率。这种设计方法的好处是简便、易操作，在国际能源效率比较分析以及国家、部门能源效率研究中应用较多，但这种方法忽略了要素之间的相互影响，可能导致能源效率的估计不够准确。在全要素分析框架下，能源效率还考虑了除能源之外的其他生产要素，比如资本、劳动力等对产出的影响，弥补了单要素框架下仅考虑能源投入的缺陷。因此，本文采用全要素能源效率来衡量能源效率。

全要素能源效率指的是在一定的能源投入下，实际产出可能达到的最大程度，它的取值范围是0～1，其值与1越接近，表示能源的利用效率越高。测度全要素能源效率的常用方法有两种：一是参数法，其中最具代表性的常用方法是随机前沿分析（SFA）；二是非参数法，其中最典型的常用方法是数据包络分析（DEA）。ODonnel（2008）提出了一个新的用以测算效率和全要素生产率的Hicks-Moorsteen指数，这个指数基本可以满足与经济相关的所有指数公理和检验，和其他指数相比，具有一定的优越性。本文利用Hicks-Moorsteen指数对我国工业行业能源效率和全要素生产率进行测度分析。

Hicks-Moorsteen指数可以分解成具有完全乘法特征的理想化的TFP指数，这里仅对效率和全要素生产率的分解做简单介绍。各行业的能源效率是指行业的实际能源利用水平与同一时期的最大可能能源利用水平之间的比值，以投入导向为例，能源效率（E）可以分解为技术效率（ITE）、表示规模经济水平的规模效率（ISE）以及表示范围经济水平的范围效率（ISC），即效率可以被分解为如下式子：

对应地，效率变化（△E）可以分解为技术效率变化（ITE）、规模效率变化（△ISE）以及范围效率变化（△ISC），即Hicks-Moorsteen指数的分解公式可以表示为：

二、指标选取和数据说明

考虑到数据的可得性，本文所考察样本为工业部门的39个工业行业，时期跨度为2005～2011年，用于测算全要素能源生产率的各指标及其定义如下：

（一）经济产出。选取各行业的主营业务收入作为产出指标，并用工业品出厂价格指数将其折算为2005年不变价。

（二）劳动力投入。选取年平均从业人数作为劳动力投入指标，相对于年末从业人数来说，年平均从业人数更能代表一年中企业生产经营活动的物质基础。

（三）资本投入。企业用以生产的资本投入一般通过年平均固定资产余额来反映，但考虑到数据的可得性，2005～2008年资本投入指标选取年平均固定资产余额，而2009～2011年选取为固定资产净值，并用固定资产投资价格指数对其进行平减。

（四）能源投入。选取工业能源消费总量为能源投入指标。

以上指标选取数据来自2006～2012年《中国统计年鉴》以及《中国工业经济统计年鉴》。

三、实证分析

（一）我国工业能源效率分析。经测算得到39个工业行业在2005～2011年间的能源效率。总的来看，我国工业整体能源效率较低，年均效率值在0.31～0.41之间，这说明我国工业行业总体能源节约的潜力还比较大，在产出规模不变和不考虑技术进步情况下，通过管理水平的提高，工业行业总体能源最大节约量可达到60%～70%。从时间纵向维度来看，工业行业总体全要素能源效率在2005～2010年呈波动上升趋势，其中2010年下降幅度最大，但2011年又上升，总体上呈现N型发展趋势。

从各个细分行业的角度来看，能源效率水平比较高的前五个行业是烟草制品业，皮革、毛皮、羽毛（绒）及其制品业，仪器仪表及文化、办公用品制造业，家具制造业以及废弃资源和废旧材料回收加工业，2005～2011年间这五个行业的能源效率的年平均值依次为0.814、0.722、0.695、0.677和0.659。能源效率水平最低的三个行业是煤炭开采和洗选业、水的生产和供应业以及其他采矿业，这三个行业的能源效率的年平均值均低于0.20。虽然煤炭开采和洗选业的能源效率较低，但总体上呈上升趋势，上升速度较慢；2005～2011年间水的生产和供应业的能源效率一直在低位变动，变动幅度较小；而其他采矿业的能源效率却出现下降趋势。

（二）我国工业能源全要素生产率分析。由式（2）可知，Hicks-Moorsteen TFP指数可以被分解为四项：表示生产前沿面移动的技术进步指数（△Tech）、表示决策单元向前沿面移动的技术效率指数（△ITE）、表示在前沿面上移動以取得规模经济的规模效率指数（△ISE）以及表示调整产出比例以获得范围经济的范围效率指数（△ISC）。输入面板数据，可以计算得到2005～2011年各年Hicks-Moorsteen TFP指数及其分解情况。

从工业行业总体角度来看，2005～2011年工业行业能源全要素生产率年均增长9.46%，技术进步年均增长2.31%，而技术效率年均增长3.27%，快于技术进步增长速度。规模效率年均增长0.61%，范围效率年均增长2.96%。由此可以看出，技术进步、技术效率变化和范围效率变化是我国工业部门能源生产率提高的主要原因，而规模效率变化对全要素生产率增长的贡献则较小。

从工业的各个细分行业来看，在2005～2011年间，除了其他采矿业，其余行业的能源生产率都呈现不同程度的增长。能源生产率增长较快的行业有燃气生产和供应业、电力、热力的生产和供应业、交通运输设备制造业、家具制造业，这4个行业的能源生产率年均增长幅度较大，均在14%以上。其中，技术进步和技术效率的改善是燃气生产和供应业生产率指数提高的主要源泉，技术进步是电力、热力的生产和供应业生产率指数提高的主要原因，规模效率和范围效率的改善则是交通运输设备制造业生产率指数提高的主要源泉，而技术进步、技术效率和范围效率的改善共同促进了家具制造业生产率指数的提高。

从技术进步来看，在2005～2011年间，39个工业行业中有19个行业技术进步的年均增长率为负值，其中最低的是橡胶制品业，年均增长率为-7.48%；技术进步指数增长最快的3个行业是通信设备计算机制造业、电器机械及器材制造业以及金属制品业，其年均增长率依次为19.72%、15.60%和15.29%。从技术效率变化来看，在2005～2011年间，39个工业行业中只有金属制品业和电力、热力的生产和供应业这两个行业技术效率呈负增长，其他行业都表现出增长的态势，其中增长最快的三个行业为其他采矿业、化学原料及化学制品制造业、木材加工制品业，它们的年均增长率依次为9.21%、9.07%和8.25%。从规模效率变化来看，在2005～2011年间，39个工业行业中有12个行业规模效率的年均增长率为负值，其余27个行业均呈现增长态势，其中增长速度最快的3个行业是文教体育用品制造业、纺织业、烟草制品业，它们的年均增长率为7.79%、7.09%和6.33%。从范围效率变化来看，在2005～2011年间，39个工业行业中大多数行业范围效率变化都大于1，表现出增长态势，只有9个行业的范围效率是负增长的，其中增长最慢的行业是电气机械及器材制造业，其年均增长率为-7.56%。

（三）基于效率—全要素生产率矩阵的综合分析。以工业能源效率和全要素生产率的均值为界，将工业各细分行业划分为效率（或全要素生产率）大于整体平均值的H组和效率（或全要素生产率）小于整体平均值的L组，那么39个工业行业将被归入以下4个方阵：第一方阵用H/H表示，其中所含行业的能源效率和全要素生产率变化均大于对应的平均值，表明所含行业不仅当前效率水平较高，而且增长速度较快；第二方阵用L/H表示，其中所含行业的能源效率小于平均值，而全要素生产率大于平均值，表明所含行业目前效率水平较低，但是具有较大的增长潜力；第三方阵用H/L表示，其中所含行业的能源效率大于平均值，而全要素生产率小于平均值，表明所含行业的能源效率较高，但是增长乏力；第四方阵用L/L表示，其中所含行业的能源效率和全要素生产率变化均小于对应的平均值，表明所含行业不仅目前效率较低，而且增长潜力也比较小。

根据上述定义和分类，分析39个工业行业在能源效率和全要素生产率方面的优势和缺陷。发现处于第一方阵（H/H）的行业有8个，这些行业分别是烟草制品业、木材加工及木竹等制品业、家具制造业、石油加工炼焦及核燃料加工业、化学纤维制造业、有色金属冶炼及压延加工业、废弃资源和废旧材料回收加工业、电力、热力的生产和供应业，这8个行业不仅能源效率较高，而且其增长速度也较快。处于第四方阵（L/L）的行业有3个，分别是造纸及纸制品业、化学纤维制造业和其他采矿业，这3个行业不仅目前能源效率较低，而且其增长的潜力也较小。其余行业都属于第二方阵（L/H）或第三方阵（H/L），它们要么目前能源效率较高但发展后劲不足，容易被其他行业赶超，比如黑色金属矿采选业、食品制造业等；要么当前能源效率较低，但是具有增长潜力，比如非金属矿采选业、饮料制造业等。

四、结论

本文利用我国39个工业行业2005～2011年的面板数据，对我国工业行业的全要素能源效率进行分析，得出如下结论：第一，我国工业行业整体能源效率水平不高，但在考察期内呈现变动上升的趋势；第二，我国工业整体能源生产率呈现增长的态势，技术进步、技术效率和范围效率改善是我国大部分工业行业提高能源生产率的主要动力，规模效率变化对生产率增长的贡献则较小；第三，我国39个工业行业中，大多数行业要么目前能源效率较高但发展后劲不足，要么当前能源效率较低，但是具有增长潜力，能源效率和全要素生产率都处于优势的行业则较少。

主要参考文献：

[1]姜永宏，蒋伟杰.中国上市商业银行效率和全要素生产率研究——基于Hicks-Moorsteen TFP指数的一个分析框架[J].中国工业经济，2014.9.

[2]王秋彬.工业行业能源效率與工业结构优化升级[J].数量经济技术经济研究，2010.10.

[3]魏楚，沈满洪.能源效率与能源生产率：基于DEA方法的省际数据比较[J].数量经济技术经济研究，2007.9.