高质量发展背景下新疆工业全要素能源效率分析*

韩延玲，曹建飞

（新疆财经大学统计与数据科学学院，新疆乌鲁木齐830012）

一、引 言

党的十九大报告提出：“必须坚持质量第一、效益优先，以供给侧结构性改革为主线，推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革，提高全要素生产率。”[1]伴随着供给侧结构性改革的有力推进，中国经济已经从高速增长阶段转向高质量发展阶段，提高全要素生产率成为推动高质量发展的关键。工业化是一个国家或地区进行资本积累和提高人民生活水平的重要手段，是发展中国家实现经济增长、提升综合国力和社会经济转型的重要途径。①参见高志刚、龚维《区域新型工业化发展水平比较研究——以新疆地州区域为例》，《开发研究》，2012年第6期，第12-15页。而工业化不可避免地要消耗大量能源，如何提高工业能源效率，减少能源消耗和碳排放，是当前工业发展中的重要问题。2017 年，新疆工业增加值占GDP 的比重为29.9%，而能源消耗量占新疆能源消耗总量的73.86%②数据来源于《新疆统计年鉴》整理和计算。，在节能减排的压力下，提高工业能源利用效率是缓解新疆能源压力、减少碳排放的重要途径。本文选取2000—2017年新疆30 个工业行业为研究样本，对工业行业能源利用效率进行分析，并提出降低工业能耗的政策建议，对提升新疆工业能源效率，进而促进经济高质量发展，具有重要的现实意义。

国内外学者对能源效率展开了大量研究与探索，取得了较为丰富的研究成果，既有研究成果主要集中在能源效率的测算和能源效率影响因素两个角度。对于能源效率的测算研究，多以国家、区域和产业部门层面为研究视角，以企业层面研究的较少。在国家和省域层面，有学者对“一带一路”沿线国家的绿色全要素能源效率进行了时空分异研究③参见岳立、杨玉春《“一带一路”沿线国家绿色全要素能源效率的时空分异研究——基于超效率DEA模型和GML指数法》，《经济问题探索》，2019年第6期，第111-119页。；有学者运用DEA方法研究中国各省能源效率，认为“中国省域间能源效率差异显著”[2]；有学者运用Global Malmquist-Luenberger 指数测算了中国省际全要素能源效率④参见岳宏志、卢平《我国全要素能源效率时空分异特征研究——基于能源供给侧改革视角》，《云南财经大学学报》，2016年第4期，第35-45页。；还有学者对我国“一带一路”沿线省份的工业绿色全要素能源效率进行测算①参见许华、白晓燕、程书强《丝绸之路经济带全要素能源效率比较研究》，《生态经济》，2018年第7期，第44-49页。。在区域层面，部分学者对长江经济带全要素能源效率进行了研究②参见孙久文、肖春梅《长三角地区全要素能源效率变动的实证分析》，《中国人口·资源与环境》，2012年第12期，第67-72页；吴传清、杜宇《偏向型技术进步对长江经济带全要素能源效率影响研究》，《中国软科学》，2018年第3期，第110-119页。；部分学者对我国东部、中部、西部、东北四大区域全要素能源效率差异进行了研究③参见范秋芳、王丽洋《中国全要素能源效率及区域差异研究——基于BCC和Malmquist模型》，《工业技术经济》，2018年第12期，第61-69页；高辉、吴昊《区域工业能源效率差异研究——基于产业结构与技术进步的视野》，《贵州财经大学学报》，2014年第2期，第58-64页。。在产业部门层面，有学者用DEA方法测算了1998—2007 年中国工业行业能源效率，认为“垄断性强的行业能源效率低，而市场竞争性强的行业能源效率高”[3]；还有学者通过DEASBM模型对我国37个工业行业的能源效率测算，认为“降低我国工业行业能源效率的主要原因是出口高能耗产业产品”[4]。对于能源效率影响因素的研究，已有文献主要选取的因素如：技术进步④参见原毅军、郭丽丽、孙佳《结构、技术、管理与能源利用效率——基于2000—2010年中国省际面板数据的分析》，《中国工业经济》，2012年第7期，第18-30页。、产业结构⑤参见王明舜、纪建悦《基于SBM-Tobit 两阶段模型的中国能源效率及其影响因素分析》，《东北大学学报》（社会科学版），2014年第6期，第584-589页；魏楚、沈满洪《能源效率及其影响因素:基于DEA的实证分析》，《管理世界》，2007年第8期，第66-76页。、能源价格⑥参见李世祥、成金华《中国工业行业的能源效率特征及其影响因素——基于非参数前沿的实证分析》，《财经研究》，2009年第7期，第134-143页。等。综上，学者们选择了不同角度深入地分析能源效率问题，但是考虑高质量发展与工业全要素能源效率的研究相对较少，尤其选择新疆工业行业为样本研究更为鲜见，因此本文在既有的研究基础上，以绿色工业总产值为产出指标，采用DEA-Malmquist 生产率指数测算新疆2000—2017年各工业行业的全要素能源效率及其动态分解，挖掘影响全要素能源效率的因子，为提高能源利用效率，实现新疆经济高质量发展提出政策建议。

二、新疆工业能源消耗的现状分析

2000—2017年，新疆工业能源消费量从1 860.26万吨标准煤上升到12 845.27 万吨标准煤，年均增长率为12.04%，高于全国年均增长率5.71 个百分点，与其他行业同期相比，比农林牧渔业、建筑业和第三产业的能耗年均增长率分别高6.30、6.41和2.36个百分点。⑦数据来源于《中国统计年鉴》，同期其他行业数据均来源于《新疆统计年鉴》。从2000年到2017年的工业能耗增长率与新疆能源消费总量增长率的对比中发现，两者的增长率变化趋势大体一致(见图1)，同时新疆工业能耗占总能源消耗的比例从2000 年的56.10%上升到2017 年的73.86%，并仍有继续上升的态势，说明新疆工业能源消耗量的变化直接影响着新疆整体的能源消耗总量。因此，在高质量发展的背景下，迫切需要解决新疆的节能降耗问题，也有必要测算新疆工业行业全要素能源效率。

图1 新疆工业能耗增长率与能耗总量增长率的关系

从新疆各行业的能源消费来看，能源消费量的行业差异非常明显，大部分行业的能源消费量都比较低。如果选取全部行业的能耗平均值为界限，大于能耗平均值被认为是高能耗行业，在新疆36个工业行业中，高能耗行业有8个，分别为煤炭开采和洗选业、石油加工炼焦及核燃料加工业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、化学原料及化学制品制造业、石油和天然气开采业、电力热力的生产和供应业、非金属矿物制品业，这8 个行业的能源消费总和占了工业能源消费总量的91.95%(见图2)，因此，新疆未来的节能降耗政策将主要集中在这些行业。研究工业行业的能耗效率变动及如何降低工业行业能耗是一项迫在眉睫的任务，是实现新疆新旧动能转换的关键，也是促进新疆经济高质量发展的重要路径。

图2 2017年新疆主要工业行业能源消耗比重

三、研究方法、变量选择与数据来源

按照统计年鉴的标准分类法，工业被分为36个行业，考虑到DEA-Malmquist 生产率指数的估计原理，产出越大，其生产率指数越高，负的产出会严重影响模型的测算结果，因此，本文剔除了考察年度中存在负产出的一些行业①虽然石油加工、炼焦及核燃料加工业受2008年国际金融危机的影响，其工业增加值为负，但考虑到其能源消费量在新疆工业行业里具有举足轻重的地位，故将它2008年的负产出作为异常值，用前后两年的平均值替代来处理。，如化学纤维制造业、皮革毛皮羽毛(绒)及其制品业和专用设备制造业。同时，由于部分行业的能源消费量过小，本文把考察年度中能源消耗在100 吨标准煤以下的行业也予以剔除，如工艺品及其他制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业、通信设备计算机及其他电子设备制造业。这样，本文总共剔除了这6个行业，最终得到的是30个行业。根据2000—2017年的30 个行业的面板数据，采用DEA-Malmquist 指数进行全要素能源效率及分解指标分析。

（一）Malmquist指数理论

Malmquist 指数是一种针对面板数据的生产率测算及分解的方法，可以估计出不同个体的全要素生产率变化，并将其分解为技术进步率和技术效率变化率(包括纯技术效率和规模效率变化)。产出指标的度量函数如下：

Farrell 将技术效率测度变成经济增长理论的一个重要领域，提出计算Malmquist指数需要引入距离函数，δ为输出效率，x是输入变量矩阵，y为输出变量矩阵，P(x)为可能的生产集合。②See Farrell M J.The Measurement of Productive Efficiency.Journal of Royal Statistical Society,1957,Vol.120, Iss.3,pp.253-290.基于产出变量全要素生产率指数可以用Malmquist 指数表示：

其中，(xt,yt) 表示第t期的投入产出量，(xt+1,yt+1)表示第t+1期的投入产出量，D0t(xt,yt)和D0t+1(xt+1,yt+1)是分别表示某一决策单元以时期t和时期t+1为参照生产点与前沿面技术相比较得到的输出距离函数，D0t(xt+1,yt+1)和D0t+1(xt,yt)分别表示某一决策单元以时期t和时期t+1为参照生产点在混合期间同前沿面技术相比较得到的输出距离函数。①See Fare R,Grosskopf S,Norris M,et al.Productivity Growth,Technical Progress, and Efficiency Change in Industrialize Countries.American Economic Review,1994,Vol.84,Iss.1,pp.66-83.

将定向输出的Malmquist指数由两个Malmquist生产率指数的几何平均值，避免了参照技术选择的随意性导致的差异，表达式如下：

将（4）式分解为纯技术效率变化和规模效率 变化：

其中，Sech(scale efficiency change)表示规模效率变化，Pech(pure efficiency change)表示纯技术效率变化，是假定规模报酬可变下的技术效率变化；Techch(technical change)表示技术进步率，Effch(efficiency change)表示技术效率变化，为规模效率和纯技术效率的乘积。如果TFP＞1，表示当年全要素生产率比上年提高了，如果TFP＜1，表示与上年相比，本年的全要素生产率下降了；如果TFP 的分解指数大于1，表示其促进了TFP 的上升，反之对TFP则是抑制作用。

（二）数据来源与处理

1.产出端

本文选用绿色工业总产值为产出指标②参见杨恺钧、闵崇智《高质量发展要求下工业绿色全要素能源效率——基于中国“一带一路”沿线省份的实证》，《管理现代化》，2019年第4期，第114-117页。。为了适应高质量发展要求，使用工业总产值减去工业污染治理项目完成投资额作为产出，并使用工业大类分的工业品出厂价格指数，将30 个行业用相应的大类工业品出厂价格指数进行统一折算为2000年的价格水平。

2.投入端

本文选用资本存量、劳动力和能源消费量为投入指标。资本存量以各行业的固定资产净值年平均余额为替代指标③参见李胜文、李大胜《中国工业全要素生产率的波动:1986—2005——基于细分行业的三投入随机前沿生产函数分析》，《数量经济技术经济研究》，2008 年第5 期，第43-54 页；涂正革《区域经济和谐发展的全要素生产率研究——基于对1995—2004年28个省市大中型工业企业的非参数生产前沿分析》，《经济评论》，2008年第5期，第29-35页。由于2009—2017年的分行业工业企业只统计了固定资产原值，为了得到各行业的固定资产净值年平均余额，本文假定资本折旧是稳定的，先取各行业每年的固定资产净值年平均余额占固定资产原值的比例，再运用移动平均法对2009—2017 年进行估计。同时也选用其他方法，比较发现这种方法计算出的数据的标准方差更小，表明其计算结果较为稳健，结果更可信。此外，根据固定资产投资价格指数剔除价格因素，换算成以2000年为基年的可比价固定资产净值年平均余额。；劳动力选取各行业的全部从业人员年平均人数为替代指标，能源消费量选取各行业的能源消费总量。

根据以上方法得到新疆30个工业行业投入产出数据的描述性统计，见表1。

表1 新疆30个工业行业投入产出数据的描述性统计

四、实证结果及分析

为了考察“十五”到“十三五”中期的国民经济和社会发展规划对工业行业能源效率的影响，工业部门内各行业的能源效率又如何，节能降耗政策是否对工业的全要素能源效率产生影响，提高新疆工业能源利用效率具体措施有哪些？为了回答这些问题，本文将研究的时间序列分为四个时段，即2001—2005 年、2006—2010 年、2011—2015年和2016—2017 年，分析不同规划时期工业行业的全要素能源效率的动态变化过程，选用投入和产出指标，通过DEAP Version2.1软件对工业30个行业的全要素能源效率进行测算，计算结果见表2 和表3。

（一）时间维度分析

从总体的时间维度上来看，2000—2017 年新疆工业行业全要素能源效率的平均增长率为2.7%，其中，技术进步贡献率为1%。总体上，与其他地区的研究相比，新疆工业行业的全要素能源效率增长比较缓慢，比如周迪等选取1994—2010 年新疆工业行业数据测算全要素能源效率，并与29个省市进行比较发现，新疆工业行业全要素能源效率仅仅高于山西；①参见周迪、程慧平《新疆工业全要素能源效率研究》，《新疆财经》，2013年第4期，第52-60页。李春发等同样采用Malmquist指数分解的方法，得到天津工业36个行业1998—2008 年期间的全要素能源效率平均增长率为11.2%。②参见李春发、谭洪玲、王澜颖等《天津市工业行业全要素能源效率变动的影响因素分析》，《中国人口·资源与环境》，2012年第4期，第156-162页。从新疆工业全要素能源效率的指数分解来看，技术进步低于技术效率对全要素能源效率的贡献，规模效率对于技术效率的提高发挥了主要作用，表明新疆工业行业在科技研发和新技术的使用上有明显的增加，但是技术进步作用未能充分发挥；规模经济取得一定的成效，但纯技术效率对技术效率提高的促进作用不足，表明新疆还需在地区经济结构、市场秩序、制度安排、管理水平和企业员工素质等非能源使用技术方面加大改进力度。全要素能源效率不仅依赖于产品的生产技术、工艺流程，还需要制度优化、管理水平、人员素质的提高，即对技术以外的其他因素对先进技术能否发挥最大经济效益引起重视。另外，2000 年以来，除2000—2011 年、2001—2012 年、2004—2005 年和2008—2009 年外，新疆工业的技术进步指数都大于1，技术进步对全要素能源效率的提高发挥了重要的促进作用，虽然增长较为缓慢，但呈现出逐步增强的趋势。其主要原因是随着经济体制改革向纵深发展，产业结构不断优化、管理水平逐步提高、制度安排更加完善，技术效率的改进空间减小，经济增长逐渐转向以科技进步为主的发展道路。①参见李廉水、周勇《技术进步能提高能源效率吗？——基于中国工业部门的实证检验》，《管理世界》，2006年第10期，第82-89页。因此，从长远来看，提高技术水平才是提高新疆能源利用效率的根本途径。

表3 30个行业的全要素能源效率及其分解

分时期来看，从“十五”至“十三五”中期，新疆工业全要素能源效率稳步提高，自2000 年西部大开发战略的实施，工业全要素能源效率逐渐上升，“十一五”比“十五”时期工业全要素能源效率提升了0.9个百分点；伴随着19个省市对口援疆和第二轮西部大开发战略的实施，以及新疆作为丝绸之路经济带的核心区，“十二五”期间，新疆工业行业的全要素能源效率显著提高，年平均增长率为11.5%，较“十一五”提升了9.9 个百分点；到“十三五”中期，新疆工业行业的全要素能源效率年平均增长率达到15.6%。表明新疆的节能降耗政策对工业能源效率的提高起到了显著的促进作用，而这种作用主要表现在技术进步上，各工业行业更加注重节能技术的开发和利用，或者引进国外先进的生产技术，从而达到单位工业增加值能耗的下降。

（二）行业维度分析

分行业来看，在2000—2017年间，有5个行业的全要素能源效率指数小于1，分别为煤炭开采和洗选业、黑色金属矿采选业、烟草制品业、化学原料及化学制品制造业、有色金属冶炼及压延加工业，其中，煤炭开采和洗选业、化学原料及化学制品制造业、有色金属冶炼及压延加工业是高耗能行业。从技术进步指数来看，有21 个行业的技术进步指数都大于1，表明超过三分之二的行业技术水平都有显著提高，但是技术进步指数都小于1的9个行业中有4个高耗能行业，分别为煤炭开采和洗选业、化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业和有色金属冶炼及压延加工业。从技术效率指数来看，有21 个工业行业的技术效率指数大于1，说明这些行业在制度安排、管理水平和企业员工素质等方面显著提高，对全要素能源效率的提高表现出促进的作用，而技术效率指数小于1的9个行业中有3个高耗能行业，分别为煤炭开采和洗选业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业。从纯技术效率指数来看，有17个工业行业的技术效率指数大于1，而纯技术效率指数小于1的13个行业中有6个高耗能行业，分别为煤炭开采和洗选业、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、有色金属冶炼及压延加工业、电力热力的生产和供应业。从规模效率指数看，有22 个工业行业大于1，而高耗能的8个行业规模效率指数均大于1，说明这些行业具有一定的规模经济效应，同时也表明了规模经济对于提升新疆工业行业全要素能源效率依然占据主导地位。

五、结论与建议

本文基于DEA-Malmquist生产率指数分解方法分析了2000—2017 年间新疆30 个工业行业全要素能源效率的分解及动态变化过程，研究发现：一是从总体上看，2000—2017 年新疆工业的全要素能源效率平均增长率为2.7%，技术效率指数对工业全要素能源效率贡献最大，规模效率指数是提升技术效率指数的核心驱动力；二是分行业来看，有25个行业全要素能源效率指数均大于1，占总行业数的83.33%，表明超过八成行业全要素能源效率处于上升状态，全要素能源效率指数小于1的行业中60%为高耗能行业，虽然技术进步指数和技术效率指数大于1 的行业有21 个，但是技术效率指数高于技术进步指数，主要原因是有8个高耗能行业规模效率指数均大于1 拉动了技术效率指数，表明工业行业规模效率明显，纯技术效率指数小于1有13个行业且有6个高耗能行业，表明纯技术效率对技术效率拉动力不足，而技术进步指数都小于1的9个行业中有4个高耗能行业，使得技术进步未能充分发挥作用；三是分时期来看，“十五”至“十三五”中期，新疆工业全要素能源效率呈显著的递增态势，表明伴随西部大开发、产业援疆和丝绸之路核心区的建设，新疆工业全要素能源效率正在逐渐提高，但是总体上全要素能源效率增长比较缓慢，虽然技术进步的创新效应和规模效率能够提升新疆工业全要素能源效率，但是还没有完全发挥作用，经济高质量发展要求注重创新的投入产出效率，不断提高劳动生产率和全要素生产率、节能降耗绿色可持续的发展，鉴于此，在经济高质量发展背景下发展工业，提出以下几点建议：

一是加大技术创新，强基固本彰显高质量发展。科技进步是提高能源效率的根本途径，先进技术能够提高能源的开采效率、转换效率和储运效率，还可以提高设备的工作效率。对于新疆的工业企业，自主研发能力与发达省份有较大差距，应坚持“引进为主，自主研发为辅”的原则，积极引进国内外先进的技术，并进行消化吸收，提升能源利用效率。

二是抓住援疆机遇，以“外力”推动经济高质量发展。首先，依托援疆省份人才优势，与援助省份实现优秀人才的共享，将高素质企业管理人才和高级技术人才“引进来”，结合新疆企业实际情况，提高企业的组织管理水平；同时，让新疆企业管理人员和技术人员“走出去”，学习先进的企业管理制度和技术，为企业培养本土高级管理人才，提升自我的内生动力；其次，充分发挥援疆省份直接投资和技术转移的作用，立足本地区的矿产和人力资源等优势，培育和发展区域特色产业，优化产业结构，形成东中西部的产业互补；最后，积极承接东中部高新技术企业落户新疆，控制高耗能、高污染工业企业的转移，避免由此造成资源环境压力过大、单位产值能耗难以降低的恶性循环。

三是促进绿色低碳协调发展，适应经济高质量发展的要求。首先，积极发展绿色金融，满足企业绿色信贷的资金需求，鼓励能源产业从高碳型转变成低碳循环型，将能源资源优势转化为经济优势；其次，重视制度创新，充分发挥市场的决定性作用，创新能源体系，采用新能源利用技术，优化能源要素在部门间的合理流动，降低碳排放水平；最后，政府要通过经济、法律、技术和必要的行政手段，建立健全激励约束机制，优先发展高质量带动型的核心技术，确保传统重化工产业实现节能降耗。

四是加快新旧动能转换，优化调整能源结构，促进工业绿色增长。首先，支持企业技术改造，提高能源利用效率，加快新旧动能转换，着力发展工业节能、煤炭清洁高效开发利用、优化石油天然气供应；其次，大力发展风能、太阳能、地热能、干空气能等清洁能源，逐渐改变以煤炭为主的高污染、低效率的能源消费结构，提升清洁能源在能源消费中的比重，促进能源结构多元化；最后，建立清洁能源开发利用技术服务体系，加强对清洁能源关键技术的研究和应用，从源头上提高能源的利用效率，促进工业绿色增长。