产业结构合理化对能源强度的影响研究

姚小剑 党 静

(西安石油大学 经济管理学院，陕西 西安 710065)

0 引 言

随着我国能源供需矛盾的日益突出，节能减排、降低能源强度成为实现经济与能源协调发展的主要途径。同时，经济发展对能源依赖性不断增强的同时也直接影响着能源强度的高低。根据1978—2010年我国产业结构的相关数据，并假设中国2030年各产业部门的能源强度为2007年美日欧能源强度的最低水平，朱永彬、刘昌新等估算：2020年和2030年中国能源强度将比2007年分别降低52.2%和68.9%，其中，产业结构演变的贡献度分别达到15.44%和7.86%，[1]35-42由此可见,产业结构的调整对于能源强度降低的影响程度。为了更快地实现我国“十三五”期间控制能源消费总量、提高能源效率的目标，就必须加快我国产业结构的优化升级。然而在产业结构调整过程中，资源禀赋、要素的配置等因素在很大程度上会导致产业结构调整的滞后，使产业结构趋于不合理。因此，正确认识产业结构合理化对能源强度的影响，对于制定高效可持续发展的经济政策具有重大的现实意义。

1 相关文献综述

关于产业结构合理化对能源强度影响的研究结论尚未一致。支持产业结构合理化对能源强度有显著影响的学者认为，如果中国以过去的经济增长方式发展经济，而不顾及产业结构对于能源强度的影响，必然会导致我国能源强度的增大，进而严重破坏全球的环境。[2]99-117从短期发展来看，工业结构内部的合理调整会降低能源的消耗、减少气体排放，但长期发展应以第三产业为主，这样有利于降低能源强度。张勇认为，产业结构调整对于能源强度的下降具有重要的作用，而且在实际政策的可行性上，可以同时实现产业结构的调整和能源强度的优化。[3]90-92吴文洁、王晓娟等基于Moore指数和非径向DEA分析框架下SBM模型分别测算了产业结构升级和能源效率，认为产业结构升级对能源效率的提升有很大的促进作用，这种促进作用在东部表现更为明显。[4]119-124另外，李春霄、王晓娟等在利用泰尔指数测算产业结构合理化的基础上，分析了产业结构合理化对能源效率的影响，认为产业结构合理化对全国及东中西三大区域的能源效率均有正向的促进作用。[5]147-155刘佳骏、董锁成等认为，产业结构变动是影响区域能源效率变化的主要因素，而且在产业结构基础合理或者经济发展起步较晚的省份，产业结构变动对能源效率的提升贡献更为明显，经济基础薄弱的省份，产业结构变动对能源效率提升的贡献不明显。[6]1999-2011而罗朝阳、李雪松却认为，只有当技术水平达到一定水平时，产业结构升级才能大力促进能源效率的提升，技术进步推动型的产业结构升级才是能源效率提升的关键。[7]159-166

对于产业结构和能源效率的关系，也存在不同观点。吕明元、陈维宣基于产业结构合理化和高级化两个角度分析了产业结构对能源效率的影响，认为产业结构合理化负向作用于能源效率，而提升能源效率的因素主要是产业结构高级化。[8]67-70于斌斌则从产业结构调整质量和幅度两个角度分析了产业结构对能源效率的影响，结果表明：产业结构调整质量能够显著促进能源效率，而产业结构调整幅度对能源效率具有显著的阻滞作用。[9]86-97 [12]249刘凤朝、张鸿武认为，产业结构合理化调整的速度较慢，一般的研究时间段都在10年左右，显然用10年时间衡量产业结构的变动是不合理的，所以，很难观察到结构变动对能源强度的下降起决定性作用。[10]73-78下面在劳动和资本双要素的基础上构建产业结构合理化指标，并利用可行性广义最小二乘法，研究我国产业结构合理化对能源强度的影响以及东、中、西区域间的差异，以提高我国的能源效率。

2 指标测定及作用机理

2.1 指标测定

2.1.1 能源强度的测定

能源强度是指能源利用与经济或物力产出之比，是能源利用效率的倒数。能源强度表示单位GDP的能耗，是一个反映能源利用效率的指标。[11]112-118能耗强度越低，说明消耗的能量越少,GDP的质量就越高。见(1)式。

ei=能源消费量/GDP

(1)

(1)式中，ei为能源强度，GDP是以2010年价格作为基期计算的实际GDP。

2.1.2 产业结构合理化的测定

目前常用产业结构偏离度来测定合理化的程度，但干春晖、郑若谷等认为，此方法只是在经济处于均衡状态的情况下适用，[12]27-29然而现实的常态是经济非均衡，为此引入泰尔指数进行修正，但这两种方法都是计算劳动单要素条件下的产业结构合理化程度，而现实中的资本要素对产业结构的调整影响较大，在此借鉴吕明元、陈维宣的研究方法，将基于劳动和资本两个要素的产业结构偏离度指标列出。见(2)式。

(2)

(3)

在研究产业结构合理化与能源强度的影响之前，需要利用现实数据初步判断我国的产业结构合理化和能源强度的基本关系。下面利用2003—2016年我国30个省份(直辖市)的产业结构合理化和能源强度的平均值进行散点描述。见图1。

图1 2003—2016年我国产业结构合理化与能源强度的散点图

由图1可知，产业结构合理化和能源强度之间呈反向关系，即产业结构越合理，能源强度就越低，在此得出的结论与机理分析相吻合。

2.2 作用机理

为了更有效地降低能源强度，提升能源利用效率，下面着重分析产业结构合理化和能源强度之间的关系及其作用机制。产业结构合理化作为经济体产业结构演变的重要内容，通常依据我国科技的发展水平、能源的消费结构和政府的财政支出进行调整，以优化初始状态不合理的产业结构，使资源在各产业部门间达到最优配置，实现国民经济各产业部门之间的协调发展。产业结构的最终目标是要达成产业间的合理、各产业间的相对地位、产业间关联方式及供需数量与结构四个方面的协调。王林生、梅洪常基于资源配置论和结构动态均衡理论认为，产业结构合理化是为了提高经济效益，促使生产要素在产业间进行合理配置，从而达到产业间的协调发展状态。[13]15-16由此可见，能源的最优配置就是经济体产业结构合理化水平高的一个最好表现形式。

不同的产业对能源的需求不同，从而导致单位GDP所需的能源要素，即能源强度也有所不同，所以，产业结构的合理化必然会带来能源强度的变化。由于经济学家认为资源具有稀缺性，能源强度低、且效益好的产业会利用更多的资金去获取能源，根据“优胜劣汰”原理，市场淘汰能源强度高的产业，而会发展能源强度低的产业。随着我国市场化程度的提高，能源要素在产业间的流动也会趋于合理，这样，则会间接地降低能源强度。由此可见，产业结构合理化对能源强度的影响主要体现在能源要素的合理配置上，相应地，能源也会更多地流向那些能源利用效率高的产业，从而降低能源强度。产业结构合理化对能源强度的影响见图2。

图2 产业结构合理化对能源强度的影响

3 模型设定与数据说明

3.1模型设定

为分析产业结构合理化对能源强度的影响，下面利用有关产业结构合理化与能源强度的面板数据进行分析，并在扩大样本量的同时，控制了个体的异质性，避免了多重共线性问题。同时，为使计量结果更加准确，以产业结构合理化指数为核心解释变量，但该指标只是影响能源强度的主要因素，因此，为了更准确地检验产业结构合理化和能源强度之间的关系，根据已有研究影响能源强度的因素，[14]90-92引入以下控制变量：

(1)能源消费结构。由于我国天然气属于低能耗、高效率的燃料，而煤炭属于高能耗、低效率的燃料，因此，用天然气消费量与煤炭消费量的比重衡量我国的能源消费结构。

(2)外商直接投资占比。合理利用FDI可以有效发挥能源强度的负效应。

(3)财政支出占比。政府对于一个地区的经济参与程度必然会影响经济发展，进而影响能源强度的高低。

(4)科技创新。经济的发展离不开科技创新，能源强度的降低更离不开节能技术的发展。相关变量的名称及含义见表1。

表1 相关变量的名称及含义

下面根据表1的相关变量构建以下计量模型。见(4)式。

lneiit=αit+β1irit+β2esit+β3fdiit+β4govit+β5techit+uit

(4)

(4)式中，lneiit为i地区t年能源强度的对数，为被解释变量；irit为i地区t年的产业结构合理化指标，为解释变量；esit、fdiit、govit、techit分别代表i地区t年的能源消费结构、外商直接投资、财政支出占比、科技创新，为控制变量：αit为常数，βm为待估计系数，uit为随机误差项。

3.2 数据说明

下面以2003—2016年我国30个省(直辖市)的产业结构合理化和能源强度的相关数据为样本，并将我国30个省份分为东、中、西三大地区，以分析2003—2016年我国产业结构合理化对能源强度的影响。为了避免通货膨胀和价格因素的影响，在此以2010年为不变价对其他年份进行调整。由于部分数据缺失，样本不包括西藏、香港、澳门等地区，原始数据均来自于2003—2016年间的《中国统计年鉴》 《中国能源统计年鉴》以及我国各省(直辖市)的统计年鉴。变量的描述性统计见表2。

由表2可知，我国东、中、西地区产业结构合理化和能源强度在平均值、标准差、极值上存在较大差异，只有东部的能源强度低于全国平均水平，中西部的能源强度均高于全国平均水平，由此说明，中西部地区的能源效率远低于东部地区，因此，中西部地区应适当降低能源强度。但其它地区产业结构合理化的数值刚好相反，只有东部地区的合理化指标高于平均水平，说明东部地区的产业结构合理化程度较中西部地区高，因此，应加大力度促进中西部地区的生产要素在产业之间的流动，促使中西部生产要素的协调发展。另外，各控制变量的标准差和平均值存在明显的差异，说明这些数据的波动性较强，因而描述性统计数据适合作回归样本数据。

表2 变量的描述性统计

4 实证分析

4.1 统计检验

下面利用2003—2016年我国30个省份(直辖市)的变量数据，计算其相关系数矩阵。各变量相关系数矩阵见表3。

由表3可知，个别变量之间可能存在程度较低的多重共线性，然而，对真实的经济现象而言，许多情况下变量间会存在交互作用，从而造成相关系数偏高的问题。在此，需计算变量的方差膨胀因子。相关变量的方差膨胀因子见表4。

表3 各变量相关系数矩阵

表4 相关变量的方差膨胀因子

由表4可知，最大的VIF为2.7，远远小于经验判断标准(10)；平均的VIF为1.972，也小于判断标准(2)，因此，所选回归模型的各变量之间无严重的多重共线性。

为了检验模型是否存在异方差和自相关问题，在此进行了Wald检验、Woodridge检验和Pesaran's检验，所得P值强烈拒绝不存在“组间异方差”“组内自相关”“组间同期相关”问题，因此，模型存在组间异方差、组内自相关和组间同期相关问题。异方差及相关性检验见表5。

表5 异方差及相关性检验

4.2 我国产业结构合理化对能源强度的回归分析

由于广义最小二乘估计法仅针对存在组内自相关，而未考虑组间异方差和同期相关的问题，为此，利用可行性广义最小二乘估计法进行实证研究。在回归分析中，为了观察各个控制变量对产业结构合理化与能源强度二者关系的作用效果，采用逐步回归法，即依次添加控制变量，以便逐步观察各个控制变量对产业结构合理化与能源强度关联效应的影响。回归结果见表6。

由表6可知 ，模型(1)中 ，产业结构合理化的系数约为-0.031 ，并在1%的水平上与能源强度呈显著的负相关 ，说明产业结构合理化会降低能源强度。但这并不说明产业结构合理化负向作用于能源强度 ，因此 ，还需依次加入其他控制变量 ，才能得到产业结构合理化与能源强度的综合结果 ，并据此做出最终判断。由于我国能源效率较高的天然气消费所占比重较小 ，而能源效率较低的煤炭消费却由于价格优势占将近70% ，这种能源消费结构的严重不合理是导致我国能源强度较高的主要原因[15]12-18，因此 ，在模型(2)中加入了能源消费结构控制变量 ，而产业结构合理化的系数依然为负值(-0.030) ，并在1%的水平上显著，但其绝对值有所下降，说明能源消费结构对降低能源强度的贡献在一定程度上抑制了产业结构合理化对能源强度的负效应，其原因可能是：各产业由于我国的能源消费结构在很长一段时间内都是以煤炭为主造成的。模型(3)加入外商直接投资占比变量后， 产业结构合理化的系数为(-0.029 8)，绝对值变大， 由此可以看出，外商直接投资加大了产业结构合理化对能源强度的负效应，其原因可能是当各产业之间处于一种要素配置合理、结构协调的状态时，会吸引更多的外资投入，而外商直接投资在合理利用的情况下又会降低能源强度，因此，会在更大程度上加强这种负效应。模型(4)和模型(5)的系数均为负，且绝对值逐渐变大(-0.031 7，-0.034 7)，说明财政支出占比和科技创新进一步加强了产业结构合理化与能源强度的反向关系。其原因主要是地方政府为了追求政绩，一般情况下会将更多的财政补贴投入结构较完善、能源效率较高的产业，从而促使这些产业创造出更有价值的科技创新成果，这些都对能源强度的降低起到了一定作用。由此可见，产业结构合理化能有效地促进能源强度的降低，当产业结构合理化程度每增加1%时，能源强度则降低0.034 7%。由模型(5)可知，能源消费结构的影响系数达到了1.673，相较于其他控制变量来说，能源消费结构变小，能源强度上升，但由于我国在很长一段时间内能源消费都是以煤炭为主的，加之煤炭资源的价格优势，使得我国想要通过改变能源消费结构进而降低能源强度的空间不大。同时，外资的引入打破了我国原有的封闭经济体系，为我国提供了重要的产业发展资金，加上外商直接投资的“溢出效应”，促使我国企业的自主创新能力不断提高。因此，能源强度在外商直接投资的刺激下会进一步降低。政府财政支出会加大对企业研发项目的投资，因而通过科技创新将减少在相同产出情况下所消耗的能源，这在一定程度上也会促进能源强度的降低。

表6 我国产业结构合理化对能源强度的影响回归结果

注：括号中的数值为t值：*、**、和***分别代表10%、5%、1%的显著性水平。

4.3 我国东中西部产业结构合理化对能源强度的回归分析

由于我国各地区的发展水平差距较大，为更清晰地了解东、中、西三大地区的产业结构合理化对能源强度的影响，在此分别对我国三大地区的产业结构进行实证分析。我国东、中、西部产业结构合理化对能源结强度影响的回归结果见表7。

表7 我国东中西部产业结构合理化对能源强度影响的回归结果

注：括号中的数值为t值：*、**、和***分别代表在10%、5%、1%的显著性水平。

由表7可知，产业结构合理化对于我国东中西部地区能源强度的降低都通过了显著性检验，而且，西部地区的产业结构合理化对能源强度的系数绝对值(-0.038 8)高于我国平均水平(-0.034 7)，东中部地区均低于全国平均水平,说明西部地区产业结构的合理化程度对能源强度的影响最大，由此可从以下两个方面解释这种现象：一是虽然西部能源较东中部丰富，但西部的能源利用效率较低，说明在降低能源强度方面还有很大空间，从而使两者的负向关系更为明显；二是东中部的产业结构合理化水平较西部高(表2显示：东部和中部合理化平均水平分别为3.092、1.996，而西部的合理化平均水平为1.383)，所以，在降低能源强度的途径和方法上，产业结构合理化的贡献相对较小。因此，应大力促进西部地区产业结构的合理化，优化资源配置，提高生产要素的配置效率。

由能源消费结构、政府财政支出占比和科技创新系数均为负可知，东、中部地区有利于能源强度的降低，且东、中部外商直接投资变量的系数为负值，说明加大对外开放力度，吸引更多外资，可以降低东、中部的能源强度，但西部地区的能源强度系数为正，表明西部地区对外开放不仅没有降低能源强度，反而提升了能源强度，因此，对于西部地区能源强度的降低，应该加大力度促使产业结构的合理化，并通过科技创新带动我国相关产业的进一步发展。

5 结论与具体措施

5.1 结论

利用2003—2016年我国30个省份(直辖市)的统计数据，以及可行性广义最小二乘法探讨了产业结构合理化对能源强度的影响。结果发现：

(1)产业结构合理化会在很大程度上促进能源强度的降低。从我国30个省(直辖市)产业结构合理化对能源强度的实证分析结果来看，产业结构合理化会在很大程度上促进能源强度的降低，且控制变量的加入会逐渐增强这种负效应。

(2)产业结构合理化对能源强度的影响在地区间存在差异。西部地区产业结构的合理化对能源强度的影响程度略高于东中部地区，外商直接投资不但没有降低西部地区的能源强度，反而提升了西部地区的能源强度。

5.2 具体措施

基于上述结论，在此提出降低我国能源强度的具体措施：

(1)继续推进产业结构的调整，并不断加大产业结构的优化力度。在部门结构方面，从劳动密集型向资本和技术密集型转化；在产品生产方面，从初级产品向中间产品和最终产品转化，从而提升能源的利用效率，降低能源强度。

(2)从劳动和资本要素的角度优化产业结构。西部地区较东中部地区更应注重产业结构的合理化，从劳动和资本要素的角度优化产业结构，促进资本存量与劳动力在产业间及产业内转移，改善资本和劳动要素的配置结构。

(3)加大各地区研发投入的力度。在优化产业结构的同时，应注重产学研的合作效率，以增强研发成果向生产技术转化的能力，适当扩大财政支出，以促使产业结构的进一步合理化，从而为降低能源强度提供资金支持。