重庆市工业行业用电效率研究

高聪聪

（重庆工商大学 长江上游经济研究中心，重庆 400067）

电能在促进经济增长、创造社会财富等方面发挥了重要的作用，在国民经济发展中一直占据很高的地位。随着经济社会发展的步伐不断加快，全国部分地区电力需求持续增长，电力供应逐年紧张，“电荒”频繁出现。出现“电荒”，主要原因是用电需求增长，因此提高用电效率成为一个必须面对的课题。2016年重庆市电价“月阶梯”改用“年阶梯”，通过自行调配用电量提高用电效率。《重庆市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》指出，要健全能源保障体系，统筹重庆市电力结构调整，提高各行业用电效率是关键。重庆市作为直辖市，工业经济发展迅速，大中小企业数量众多，工业企业是重庆市用电的大客户，因此提高工业行业的用电效率是节约用电、减少电量供给、缓解电荒问题的长久之计。

一、文献综述

目前，DEA方法是研究能源利用效率的主流方法。如王群伟等人采用DEA方法测度了我国各地区电力消耗量的目标值和真实值，通过构建电力消费效率指数，比较各地区的电力消费效率水平[1]。高雪莲采用单要素生产率法、全要素DEA分析方法和能源投入冗余的EE-H&W方法，从静态方面分别比较分析我国71座城市2002—2006年的电力消费效率，并运用Malmquist生产率指数从动态效率方面进行比较和补充[2]。江兵等人构造了电能节约模型CCR-Ie和CCR-Oe，选取合肥市1492家规模以上的企业，分类测度用电效率，并分析了潜在可节约电量主营业务收入增加量[3]。钱晓燕等人针对安徽省17个主要城市运用DEA和Tobit模型分别对城市工业用电效率和影响因素进行研究，发现安徽省工业用电纯技术效率长期增长趋势明显，池州市行业用电规模效率最低[4]。钟孔露等人运用两个DEA模型比较分析我国近12年的电能利用效率和2012年17个国家的电能利用效率，认为用电效率与国家发展程度呈正比[5]。张磊考虑到影响生产单元的环境因素和松弛变量，采用SBM-DEA模型测度北京市1995—2016年电能效率，得出环境退化抑制用电效率的结果[6]。

综上所述，关于用电效率的研究多数是以区域为研究对象，具体到行业的研究较为罕见，且时间跨度较小。本文以重庆市35个工业行业为研究对象，通过DEA模型测度2003—2015年的各行业相对用电效率，对其进行横向对比分析，并从中选取了10个用电最多的工业行业，采用单要素用电效率分析法与全国的效率值进行对比，试图从中发现重庆市工业行业之间的效率差距以及与全国的差距，以期为提高重庆市工业行业用电效率指明方向。

二、模型选取及变量说明

（一）模型选取

DEA模型理论和方法建立在传统效率概念和生产函数理论之上，利用数学规划模型先确定出多个决策单元，然后对各决策单元之间的相对有效性进行测定及评价。Banker等人于1984年重新定义凸性假设条件为发展出BCC模型。BCC模型除了考虑生产投入产出组合配置外，将生产管理和生产规模等影响因素纳入其中，即综合技术效率 （TE）＝纯技术效率 （PTE）×规模效率（SE）。

BCC模型的线性规划如下：

式（1）模型的对偶规划形式为：

式（2）中，X0表示被决策单元的投入量；Y0表示被决策单元的产出量，hj表示第j个决策单元的效率指标，即纯技术效率值（PTEj），λj为j个决策单元的权重乘数；S-和S+为松弛变量。模型计算结果有以下几种情况：当θ=1且松弛变量为0时，决策单元有效；当θ=1且松弛变量不为0时，决策单元弱有效；当θ≠1时，决策单元无效。

（二）行业、指标的选取

1.行业选取。由于重庆市其他制造业、废旧资源综合利用业、金属制品机械和设备修理业三个行业数据缺失较多，没有将其列入测度行业之中。并将某些年份的橡胶制品业和塑料制品业的相关数据加总为橡胶和塑料制品业。最终确定采用年度数据，以重庆市35个工业行业为样本，样本期间为2003—2015年。

2.指标选取。基于DEA的全要素电能效率需要明确投入产出指标，本文参考高雪莲的研究，以重庆市工业行业的电力消费量、行业从业人数和固定资产净值作为投入指标，其中固定资产净值可比价折算指数使用重庆市2000年为基期的固定资产投资价格指数；工业增加值作为产出指标，价格因素的影响用2000年为基期的工业生产者出厂价格指数平滑[2]。《重庆市统计年鉴》自2010年以后不再统计各行业工业增加值，2011—2015年的产出指标用行业总产值的差分代替。

三、实证分析

（一）重庆市2003—2015年工业用电效率评价

根据13年的统计数据，使用软件deap2.1，对重庆市全部工业行业的用电效率进行测度，得出每年工业行业的综合效率平均值，同时分解出纯技术效率平均值和规模效率平均值，结果如表1所示。

表1 重庆市2003—2015年工业用电效率

图1 重庆市2003—2015年工业用电效率分解变化趋势

从表1和图1中可以看出，自2003—2015年间，重庆市工业用电效率平均值并没有得到提高，相反，在2007年、2010年和2012年均出现下降的现象，这反映出重庆市实施的能源增效措施并没有取得成效。不过纯技术效率近年来出现上升趋势，但是增幅较小，企业内部对电力能源的利用存在技术、管理上的问题，要进一步提高。规模效率总体呈下降趋势，波动频繁且波动幅度较大，2010年和2012年两次大幅度下降直接拉低综合效率值，说明各企业在现有的资源利用能力上，工业发展的规模效应没有得到较大程度的释放。

还需注意的是，重庆市工业行业用电的综合效率、纯技术效率和规模效率距离相对效率最优都还存在一定的差距，尤其是平均综合效率，在研究年限中效率值均在40%以下，可见电力资源浪费严重，用电效率提升空间很大，需要在企业规模和企业管理上共同加强节约用电意识，改变粗放用电模式。提升综合效率关键在于纯技术效率，纯技术效率整体位于规模效率曲线下方，平均效率不到50%，提升空间较大。在重庆市工业投入产出组合中，虽然规模效率均大于综合效率和纯技术效率，但是并没有趋向最优，还需对电力资源进一步充分利用。

（二）重庆市2003—2015年工业分行业用电效率横向比较

重庆市工业规上企业分属35个行业，每个行业13年的用电综合效率平均值及排名如表2所示。

由表2可以看出，总体上烟草制品业相对其他工业行业用电效率最高，效率值超过80%，也是唯一一个效率值超过80%的行业；皮革制品业、石油天然气开采业用电效率在60%以上，排在前5名的还有通信设备制造业和文教用品制造业，相对效率值在50%以上。多数行业效率值在20%～40%之间，排在后7位的行业用电效率均低于20%，电力生产供应业与黑色金属冶炼业用电效率在19%左右，纺织、非金属矿物制品和专用设备制造业效率值仅有15%，最低的是水生产和供应业，低于10%的效率水平。

分年份来看，本文把效率值分为四个等级，分别是小于等于30%、30%～50%之间、50%～70%之间和大于等于70%。由表3可知，用电效率值在30%以下的行业居多，除2003年外，其他年份效率值低于30%的行业个数占总行业个数的一半以上，尤其是2010年和2012年，80%以上的行业用电效率严重低下。效率值30%～50%的行业数量相对来说有所减少，2003年、2006年和2010年在此区间的行业较多，均占行业总数的三分之一以上。大于70%的区间行业数比50%～70%区间的要多，但与其他区间相比还是甚少，2011年大于70%的行业有7个，但是用电效率达到有效状态的只3个，其他行业虽然效率值较其他行业高，但是均没有达到有效状态。

（三）重庆市主要行业与全国用电效率纵向比较

测算行业用电效率的方法有很多，可以根据能源效率研究的相关文献，概括为全要素用电效率法和单要素用电效率法，单要素用电效率法指一个经济体的用电总量与该经济体总产值的比值，一般用单位产值耗电量表示[7]。本文采用单要素用电效率法测度重庆市和全国主要行业的用电效率，然后进行行业纵向比较。具体公式如下：ɑ=Q/β，其中ɑ表示某行业单位产值耗电量，Q表示某行业用电总量，β表示某行业年总产值。

表2 重庆市2003—2015年工业分行业用电效率

表3 不同用电效率区间行业个数分布

通过统计2003—2015年重庆市35个行业的年用电量，选出10个主要耗电的工业行业，分别是电力、热力生产和供应业、有色金属冶炼及压延加工业、化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、交通运输设备制造业、造纸及纸制品业、通信设备、计算机及其他电子设备制造业、煤炭开采和洗选业以及橡胶和塑料制品业。由表4可以看出电力、热力的生产和供应业年总耗电量是最高的，达到637374.60万千瓦时，通信设备制造业相对来说最少，平均年耗电量为46608.40万千瓦时。

表4 重庆市主要用电工业行业

由于《中国统计年鉴》2012年以后不再公布工业总产值指标，本文选择以2011年为例，以2011年全国相应行业的用电量和工业总产值的基础数据为参照，通过计算出重庆与全国10个主要行业的单位产值用电量之比，对重庆市与全国同一行业的用电效率进行比较评估，如表5所示。2011年重庆市乃至全国主要行业中通信设备制造业用电效率是最高的，每万元工业产值分别耗电60.7千瓦时和115.7千瓦时，用电效率最低的电热力生产和供应业，每万元工业产值用电量分别是1505.5千瓦时和1375.2千瓦时。

从重庆市与全国主要行业的单位产值用电量之比中可知：β1/β2>1，表示全国相应行业的用电效率高于重庆；β1/β2<1，表示重庆市该行业的用电效率高于全国水平。表5中，重庆市有色金属冶炼及压延业、交通运输设备制造业、橡胶和塑料制品业，还有通信设备制造业的单位产值用电量与全国相应行业的比值小于1，说明重庆市这4个行业的用电效率高于全国平均水平。但是，重庆市10个用电量最多的行业中有6个行业用电效率低于全国均值，其中化学原料及化学制品制造业比值为1.73，用电效率远低于全国效率水平，比值在1以上的还有电热力生产和供应业、非金属矿物制品业、煤炭开采和洗选业、造纸及纸制品业。

表5 2011年重庆市与全国主要行业单位产值用电量比较

四、结论与启示

通过运用全要素DEA分析方法对2003—2015年重庆市35个工业行业的用电效率进行测度和比较分析，得出以下结论：重庆市工业行业整体用电效率不高，纯技术效率变动平缓且有上升趋势，规模效率波动较大，整体呈下降趋势。水的生产和供应业相对用电效率最低，烟草制品业相对用电效率最高。在对重庆市10个重点用电行业与全国相应行业对比中，发现有6个行业低于全国用电效率水平，其中化学原料及化学制品制造业与全国均值差距最大；电热力生产和供应业、非金属矿物制品业年平均电力消费量位居所有行业第1、2名，用电效率却远低于其他行业，也没有达到国家均值水平；造纸及纸制品业、煤炭开采和洗选业、黑色金属冶炼及压延加工业同样存在用电浪费问题。

通过测度重庆市工业行业用电效率，得到以下启示：第一，重庆市工业经济较为发达，应从提高工业技术效率的角度出发，加大高新技术引进力度，提高科技创新能力，使能源利用最优化。第二，企业职工的资源节约意识需要提高，需要加强企业节能意识宣传和激励的力度，以提高职工对节能减排的重视程度。第三，政府相关部门应尽快完善工业节能用电奖惩与补贴机制。对于能源消耗超过国家限额标准的企业，加大惩罚性电价实施力度；对于实施节能技术的企业，政府相关部门应安排一定数额的补助、奖励资金，缓解工业企业优化升级带来的资金压力。第四，可以调动传统工业企业改造低效旧设备的积极性，以加快重庆市工业用电技术改革进程。

参考文献：

[1]王群伟，周德群，张柳婷.基于DEA方法的全要素电力消费效率分析[J].工业技术经济，2008（3）：53-55.

[2]高雪莲.我国城市工业用电效率的比较研究[J].青岛科技大学学报（社会科学版），2009（4）：7-13.

[3]余承智.合肥市规上工业企业电能投入产出效率研究[D].合肥：合肥工业大学，2012.

[4]钱晓燕，朱立冬，方叶兵.安徽省主要城市工业用电效率及影响因素分析：基于DEA及Tobit两阶段模型[J].铜陵学院学报，2014（2）：19-24.

[5]钟孔露，赵文会，毛璐，等.基于DEA模型的中国全要素电能利用效率分析[J].上海电力学院学报，2014（5）：491-494.

[6]张磊.基于SBM-DEA模型的北京市电能效率评价[J].能源与节能，2016（6）：4-5，79.

[7]刘秋华，许昆.南京主要行业用电效率研究[J].企业经济，2014（5）：152-155.