我国能源效率中的产业结构变迁和技术进步效应

邹宗森+王秀玲+丁建勋

摘要：文章基于我国1980年-2014年时间序列数据，将能源消费纳入柯布-道格拉斯生产函数，把全要素生产率分解成技术进步效应和产业结构变迁效应两部分，以分析技术进步和产业结构变迁对能源效率的作用。实证研究发现，2002年之前，我国能源效率的提高主要依赖于技术进步，产业结构的作用较弱；2002年以后，技术进步对能源效率的推动作用开始降低，并逐步让位于产业结构变迁。其原因在于近年我国产业结构发生了显著变化，呈现出从“二产化”向“三产化”加快演进的趋势，而第三产业比第二产业具有更高的能源利用效率和更低的能源强度。文章研究具有重要的政策启示：加快产业结构调整，促进产业结构升级；提高科技发展水平，提升能源利用效率。

关键词：能源效率；全要素生产率；技术进步；产业结构变迁

一、 引言

改革开放后，我国经济快速增长，能源消费规模也在不断地扩大。《BP世界能源统计年鉴（2017）》显示，中国仍是世界上最大的能源消费国，占全球能源消费量的23%和全球能源需求增长的27%；煤炭仍是中国能源消费中的主要燃料，但占比已由2005年的峰值74%降为2016年的62%。尽管能源消费结构有所改善，但我国能源利用效率整体不高，与国际先进水平仍差距较大。依据世界银行数据库，按2011年不变购买力平价计算的我国2014年能源强度（即单位GDP能耗）是世界平均水平的1.38倍，是高收入发达国家的1.55倍。目前，能源供需缺口越来越大且化石能源具有不可再生和污染物排放过多等特征（朴璇和赵忠秀，2017）。能源利用效率不高已成为制约我国经济转型升级的重要问题，同时提高能源利用效率，也是解决日趋严峻的环境问题的最佳途径，对于实现我国节能减排目标具有重要意义（李国璋等，2010）。

影响能源效率的因素很多，现有研究主要集中于技术进步和产业结构变迁两个方面。其中关于技术进步影响能源效率的研究中，赵楠等（2013）将全要素生产率分解为前沿性技术进步和追随型技术进步两类，发现追随型技术进步对我国各地区能源利用效率产生正向影响，而前沿型技术进步作用不明显。杨骞和刘华军（2014）测算了省际全要素能源效率和Malmquist生产率指数并将后者分解为技术变动和效率变动，研究了技术进步对能源效率的空间溢出效应，研究结果显示中国区域全要素能源效率存在显著的空间依赖性和异质性，技术进步对能源效率具有“双刃剑”特征。白秋菊和陈建（2017）则认为带动经济增长的是技术进步而非能源消费，应通过技术进步来提升能源效率和研发新能源，以适应经济和社会发展过程中持续不断的能源需求。除了技术进步，产业结构变迁对能源效率的影响也引起高度重视，Newell等（1999）认为产业结构的变化，尤其是工业与服务业以及工业轻重结构的变化是导致能耗变化的主要因素。苏兴国（2016）对工业能源消费的分解表明，2002年～2005年，工业能源消费大幅增加主要归因于生产效应，结构效应具有一定的缓冲作用；2005～2010年，生产效应是驱动工业能源消费的主要动力，其次是结构效应。当然，也有学者同时研究技术进步和产业结构变动对能源效率的影响。符淼（2008）基于我国1953年～2004年宏观数据，利用能源消费模型考察全要素生产率和产业结构对能源效率的影响，发现全要素生产率是影响能源效率的关键因素和长期因素，产业结构是能源效率的短期影响因素。丁建勋和罗润东（2009）利用1953年～2006年时间序列数据，分析技术进步、全要素生产率、产业结构及能源价格对能源效率的影响，结果显示按重要程度从大到小依次为全要素生产率、产业结构、资本体现式技术进步与能源价格。姜磊和季民河（2011）、原毅军等（2012）认为技术进步与能源效率有显著的正向相关关系，产业结构的调整以及能源消费结构的调整对能源效率也有一定的积极影响。

实际上，人们习惯用全要素生产率代表技术进步是一个误解，全要素生产率并不等同于技术进步（林毅夫和任若恩，2007）；全要素生产率中包含着技术进步和产业结构变迁的效应（刘伟和张辉，2008）。因此，当用全要素生产率来代替技术进步，连同产业结构一起来分析技术进步和产业结构变迁对于能源效率的影响时，实际上重合了产业结构变迁的作用，并不能真实反映两者对能源效率的影响。为了弥补这一问题，本文借助纳入能源消费的柯布——道格拉斯生产函数，运用Syrquin（1984）的方法将全要素生产率分解为技术进步和产业结构变迁以研究两者对能源效率的影响，从而真正将技术进步和产业结构变迁对能源效率的作用分离开来。

二、 实证分析

1. 模型设定。Syrquin（1984）以及刘伟和张辉（2008）的研究表明，作为广义技术进步的全要素生产率不仅包括狭义技术进步，还包括产业结构变迁。为了将两者从全要素生产率中分离出来，本文用总量水平TFP增长率和各产业部门水平TFP增长率之间的差异来表示产业结构变迁效应，而各产业部门水平的TFP增长率被视为技术进步效应。借助扩展的纳入能源消费的柯布——道格拉斯生产函数，假定规模报酬不变且技术进步为中性，经过一系列数理推导，可以得到各个产业产出与能源消费量的比值关系（公式（1））以及经济总体的能源效率增长率（公式（2））。

■=Ai（■）■（■）■（1）

G（■）=？琢G（■）+？茁G（■）+？撞？籽iG（Ai）+TES（2）

其中，E为能源消费；Y为产出；K为资本投入；L为劳动投入；α和β分别为资本和劳动的产出弹性；A为全要素生产率；G（·）为增长率；i=1，2，3分别代表第一、二、三产业；？撞？籽iG（Ai）为各产业技术进步贡献的加权平均值，称该部分为净技术进步效应；TES則被称为产业结构变迁效应，是全国总量水平的全要素生产率的增长率与各产业部门全要素生产率的加权平均值之间的差值，即：TES=G（A）-？撞？籽iG（Ai）。

2. 数据说明。本文选取我国1980年～2014年时间序列数据，实证研究中所用的实际产出和资本都是以1980年为基期。所用的资本存量采用永续盘存法估计，具体计算过程参考张军和章元（2003）以及李宾（2011）。各产业和经济总体的就业人数和能源消费以及计算产出和资本所采用的原始数据主要来源于1980年～2015历年《中国统计年鉴》《中国固定资产统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。endprint

3. 能源效率分解。进一步计算能源效率中的技术进步效应和产业结构变迁效应。首先，对公式（1）中的参数进行估计，通过对公式（1）两边取自然对数，添加随机误差项Ci，建立回归模型（公式（3））；然后，利用索罗余值法计算出总量水平和各产业部门全要素生产率的增长率；第三步，利用公式（2）分解出能源效率中的技术进步效应和产业结构变迁效应。

ln（■）=lnAi+？琢iln（■）+？茁iln（■）+ei（3）

对公式（3）进行最小二乘估计，回归结果显示经济总体和各产业回归模型的系数以及方程整体都通过了显著性检验，序列相关检验也通过，说明参数估计结果是合理的，进而可以计算出1981年～2014年我国各产业部门以及我国经济总体的能源效率中全要素生产率的增长率。表1列出了我国1996年～2014年各产业部门以及我国总体的能源效率中全要素生产率的增长率。数据显示，在经济总体以及第二和第三产业中，在2002年以前，全要素生产率增长率基本上为正值，而2002年以后，全要素生产率增长率变为负值。这意味着，全要素生产率对能源效率的作用在减弱。

将回归系数、每个产业GDP占我国GDP的份额以及表1的数据代入公式（2），可以求得能源效率中技术进步效应和产业结构变迁效应（表2）。

表2显示，产业结构变迁效应和技术进步效应都存在较为明显的波动，且呈现出此消彼长的关系。2002年以前，产业结构变迁比技术进步对能源效率提高的推动作用要小，能源效率的提高更多地依赖于技术进步，产业结构效应很多年份呈现出负值；2002年以后，技术进步对能源效率的提升作用逐渐减弱，技术进步效应甚至变为了负值。究其原因，技术进步可以降低能源强度，提高能源效率，促进经济增长，但同时技术进步也存在反弹效应，它在促进产出增长的同时又将引起能源需求的增长。如果反弹效应超过了节能降耗的效应，上述情况就会出现。此外，我国产业结构变迁效应正逐步变强，并日益成为提高能源效率的主要途径，出现这种情况的原因在于，从我国自身经济发展特别是经济发展阶段的演进看，我国正处于经济转型时期，必然会带来产业结构的变动，产业结构变动也必然会对能源强度产生影响，而近年来我国能源效率的变动态势就与产业结构变动密切相关。

根据传统的产业结构理论以及能源效率演变规律的研究，在工业化进程中，人们的需求引致能耗高的第二产业逐渐取代了能耗低的第一产业的优势位置，工业内部结构也逐渐由能耗低的轻工业向能耗高的重工业转变，从而导致能源强度上升，能源效率降低；随着工业社会向后工业化社会迈进，人们对第二产业产品需求渐趋饱和，高能耗的第二产业份额开始下降，更高层次的需求使低能耗的服务业份额持续上升，经济转型迈向服务经济，于是经济将有更低的能源强度，更高的能源效率。学者们对能源强度变动规律的研究也为上述论断提供了支持，Medlock和Soligo（2001）利用世界银行1995年83个国家的数据考察了产业结构变动与能源强度变动的关系，结果显示，随着产业结构从低级形态向高级形态转变，能源强度呈现出先升后降的态势。

近年来，我国的产业结构发生了显著变化。如果以价值指标来衡量产业结构，则我国第一产业产值比重不断下降，从占GDP的30%左右下降到目前的10%左右；第二产业产值比重处于波动下降状态之中；第三产业产值比重迅速提高，从20%上升到45%左右，2013年超过了第二产业。因此，我国产业结构演进的“三产化”趋势，成为提高能源效率、降低能源强度的重要因素。

三、 主要结论及启示

本文基于我国1980年～2014年时间序列数据，利用含有能源消费的柯布—道格拉斯生产函数，把全要素生产率分解成技术进步效应和产业结构变迁效应两部分，以分析技术进步和产业结构变迁对能源效率的作用。研究发现，2002年之前，我国能源效率的提高主要依赖于技术进步，产业结构的作用较弱；2002年以后，技术进步对能源效率的推动作用开始下降，并逐步让位于产业结构变迁，其原因在于我国产业结构已逐渐从“二产化”向“三产化”演进，第三产业比第二产业具有更高的能源利用效率和更低的能源强度。

本文研究结论具有重要的政策启示：首先，应加快产业结构调整，促进产业结构升级。一方面，加快能源消费结构的调整，提高清洁能源使用占比；另一方面探寻更好地工业化发展道路，逐步淘汰落后产能，调整工业内部结构，均衡重轻工业比重，同时注重优化和调整产业结构，不断发展能源效率较高的第三产业，强调技术创新对产业结构转型升级的推动作用，以创新驱动促进产业结构调整。其次，提高我国科学技术发展水平，提升能源利用效率。政府层面应加快落实创新驱动发展战略，加大投资力度支撑能源领域的技术研究，推动节能减排技术的研发，加快建立产学研相结合的技术创新体系；企业层面应在积极引进、消化和吸收先进技术的同时，培养自主创新能力，提升技术水平，推动产品向低能耗、高附加值方向发展。

参考文献：

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基金项目：国家社会科学基金一般项目“汇率不对称变动、异质性传导与中国对外贸易结构演进研究”（项目号：16BJL087）。

作者简介：邹宗森（1979-），男，汉族，山东省五莲县人，山东大学经济学院博士后，中国社会科学院经济学博士，研究方向为产业结构与贸易政策；王秀玲（1993-），女，汉族，山东省潍坊市人，青岛理工大学经贸学院硕士生，研究方向为经济统计；丁建勋（1971-），男，汉族，山东省胶南市人，青岛理工大学经贸学院教授、硕士生导师，南开大学经济学博士，研究方向为能源与消费经济。

收稿日期：2017-10-16。endprint