能源效率研究方法的比較分析

趙　婷

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能源效率研究方法的比較分析

趙婷

本文通過收集大量相關文獻資料，主要針對能源效率的概念做了界定，對于兩種評價方法：單要素能源效率評價方法和全要素能源效率評價方法做了分析?？偨Y述評，為今后的研究發(fā)展提供方向。

能源效率;全要素生產率;DEA方法

隨著中國經濟的高速發(fā)展，城市化進程的進一步推進，未來面臨的主要問題將是能源和環(huán)境的問題。一方面能源供給不足，不能滿足經濟發(fā)展的需要；另一方面能源又存在能源效率低以及能源浪費嚴重的情況。因此，研究如何提高能源效率是解決上面兩個問題的關鍵所在。

對比國內外研究發(fā)現(xiàn)，國外研究作于國內，并且在能源效率的研究方面取得了一定的研究成果。從時間上看，國內的研究從20世紀90年代開始的，雖然取得了一定的研究成果，但是與國外的研究比較而言，還是存在一定的差距。因此，對能源效率研究方法的比較就顯得尤為重要。

一、有關能源效率的界定

世界能源委員會于 1995 年對能源效率進行了定義，即能源效率是為減少同樣經濟產出的能源投入。而此后，學者們的研究大都是從基本定義出發(fā)，進行拓展和補充。1997年，Bosseboeuf 等將能源效率定義為：經濟上的能源效率和技術上的能源效率，前者是指用同樣或較少的能源獲得更好的生活質量或更多產出。之后者是由于生活方式、管理的改善以及技術進步的改變等，導致某些能源使用的減少；后 Hu 和 Wang依據全要素生產率的分析框架重新定義了全要素能源效率指標。即能源效率的投入不只有能源還包括人力、資本等其他投入，能源效率的產出也同時包括經濟產出和環(huán)境影響。吳琦、武春友通過理論分析，從能源利用過程角度將能源效率解釋為綜合投入、利用效率和有效產出的結合；從產出角度將能源效率定義為能源經濟效率和能源環(huán)境效率的綜合效率。

二、基于單要素生產率框架的方法與局限

通過對文獻的分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)能源效率的研究采用的是單要素生產率方法，依據投入產出的研究框架，這類研究采用的能源效率指標包括了經濟—熱量指標、純經濟指標、物理—熱量指標和熱力學指標。其中的經濟—熱量指標是指能耗強度和能源生產率指標。這些指標的缺陷是對于能源投入和產出的觀點各不相同。對于計算能源真實產出方面：比如能源的負產出—環(huán)境污染方面也有爭議。由于投入產出指標不相同，因此研究結論差距比較大。以對中國的能源效率研究為例:如果利用單位產品能耗指標進行分析比較,2004 年我國7個行業(yè)16 種產品的能耗指標平均比國際先進水平高40%；如果采用熱效率指標進行分析比較,2002 年中國能源效率為33%,比國際先進水平(日本)低10 %左右,大致相當于歐洲20世紀90 年代初、日本20 世紀90年代中期水平；如果利用匯率法進行能耗強度的分析比較,則中國的能耗強度是日本的7—9倍,是世界平均水平的3—4倍；但如果采用PPP 法進行能耗強度比較,則中國低于美國的能耗水平,為OECD 國家平均水平的1.2-1.5倍，僅比日本高2%左右。

三、基于全要素生產率框架的研究方法與實證應用

國內關于能源效率評價的研究主要建立在2006 年 Hu 和 Wang在全要素生產率框架下能源效率指標的研究基礎上，大多采用EDA方法對我國能源效率進行了探討。

魏楚、沈滿洪運用 DEA 方法定義了一個能源效率指標，這個指標能夠反映內在技術效率的變化。師博、沈坤榮運用超效率 DEA 模型評價了我國各省的全要素能源效率，并把知識存量加入到生產函數(shù)中，并認為市場分割拉低了各省的能源效率水平。吳琦、武春友利用 DEA 方法對我國 30 個省市(自治區(qū))的能源效率進行了分析研究，在指標選取上，利用固定資產折舊、從業(yè)人員總數(shù)和能源消費總量作為投入指標，選取環(huán)境影響和經濟產出作為產出指標，來構成省域全要素能源效率評價體系。李國璋、霍宗杰運用 DEA 模型，通過 1998-2007 年中國省際面板數(shù)據評價了環(huán)境約束下中國各省市全要素能源效率，通過研究得出全要素能源效率在采樣期處于整體持續(xù)下滑狀態(tài)，并且能源效率最高的地區(qū)是東部地區(qū)，中部其次，西部最低。王喜平、汪義國、杜蕾等采用DEA方法測算了2005-2009年環(huán)境約束下河北省36個工業(yè)行業(yè)的全要素能源效率，發(fā)現(xiàn)其能源效率整體偏低。

四、有關能源效率評價方法的研究

當前對能源效率的評價方法，主要分為單要素能源效率評價法和全要素能源效率評價法。前者在評價能源效率時，只考慮能源要素和產出，沒有將其他生產要素納入考量；后者被稱為多要素能源效率評價法，在評價能源效率時往往考慮多種投入要素，認為能源效率產出是由多種投入要素共同作用的結果。當前被廣泛接納的是根據 Farrell提出的非參數(shù)估計和參數(shù)函數(shù)估計兩種確定效率前沿的方法演化而來的。本項目主要采用的是非參數(shù)方法,即數(shù)據包絡分析(data envelopment analysis DEA)。DEA是一種評價多投入多產出的非參數(shù)分析法，由美國著名運籌學家A.Charnes和W.Cooper等人于1978年提出的評價具有多個輸入和多個輸出的決策單元(DMU)相對有效性的方法。由于不需要預先估計參數(shù)，因此，在避免主觀因素和簡化運算、減少誤差等方面有著不可低估的優(yōu)越性，本文主要介紹和采用CCR模型進行能源效率的衡量。是 DEA 方法的第一個模型，用于技術效率評價，是一種規(guī)模報酬不變的DEA模型?；谕度雽虻腃CR-DEA模型表達式為：

θ*=minθ

λj≥0，j=1,2,…,nsi-≥0,sr+≥0

θ為決策單元DMU0的技術效率值(θ≤1)，λj為相對于DMU0在重新創(chuàng)建的一個有效DMU組合中，任意第j個決策單元DMUj的組合比例。si-,sr+分別為w種投入和q種產出的松弛變量。模型含義為：如果θ=1且si-=0,sr+=0，說明該決策單元為DEA有效單元，并且同時達到技術和規(guī)模有效，規(guī)模效益不變；如果θ<1且si-≠0,sr+≠0，說明該決策單元為DEA無效單元，可能是技術無效或規(guī)模無效。如果決策單元無效時，可以通過si-,sr+的水平來判斷決策單元的投入冗余量和產出不足量，即該決策單元對于一定的投入x0可以減少為si-而保持產出y0不變，同樣可以在投入x0不變的情況下將產出y0提高sr+。相對應的，基于產出導向的CCR—DEA模型，表達式為：

η*=maxη

λj≥0，j=1,2,…,nsi-≥0,sr+≥0

五、今后研究趨勢

今后研究的主要趨勢是針對能源效率的影響因素的分析。這一分析涉及很多變量、哪個變量將是最根本的影響因素將是問題的關鍵。有些文獻認為，能源價格是最關鍵的因素，價格的變動可導致各個要素之間的替代。但在F sher-Vanden 等學者看來，市場改革帶來結構調整和技術進步。所以，如何運用理論模型和技術分析工具找出最重要和最根本的影響因素就會避免出現(xiàn)解釋變量多而缺乏有力的證據現(xiàn)象。這樣分析也是實證研究的一個好的方向。

另一方面的研究趨勢將是對于環(huán)境與經濟增長之間的關系研究、污染物指標的選取以及構建能源與經濟增長的關系模型，并在此基礎上尋求可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。既能解決能源供應不足、能源消費過渡，又能解決環(huán)境惡化和經濟發(fā)展之間的關系問題。(作者單位：西安職業(yè)技術學院經濟管理系)

基金來源：西安職業(yè)技術學院2016年度青年基金課題：基于DEA的陜西省能源效率評價研究，課題編號：2016QN03

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趙婷(1983—)，女，漢，陜西咸陽人，講師，碩士研究生，西安職業(yè)技術學院，研究方向：資源與環(huán)境經濟學。