趙 鑫,孫 欣，陶 然

(1.安徽財經大學 統(tǒng)計與應用數(shù)學學院,安徽 蚌埠 233030； 2.國家統(tǒng)計局 統(tǒng)計科學研究所，北京 100826)

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去產能視角下的長江經濟帶能源生態(tài)效率評價及收斂性分析

趙 鑫1,孫 欣1，陶 然2

(1.安徽財經大學 統(tǒng)計與應用數(shù)學學院,安徽 蚌埠 233030； 2.國家統(tǒng)計局 統(tǒng)計科學研究所，北京 100826)

采用考慮非期望產出的超效率SBM—DEA模型，對長江經濟帶整體及其上中下游1996—2013年能源生態(tài)效率進行評價，從三個方面測算省際間能源生態(tài)效率收斂性。結果顯示：長江經濟帶整體能源生態(tài)效率平均水平為0.936，下游能源生態(tài)效率最高，上游次之，中游最低；能源生態(tài)效率區(qū)域差異性顯著，長江經濟帶整體和中下游區(qū)域同時存在σ收斂、絕對β收斂和條件β收斂，上游只存在條件β收斂。在去產能背景下，應該更加注重長江經濟帶能源生態(tài)效率一體化發(fā)展進程，各省市結合自身能源生態(tài)效率發(fā)展狀況特點推進能源效率提升，縮小區(qū)域間能源生態(tài)效率差異，促進過剩產能消化。

去產能;長江經濟帶;能源生態(tài)效率評價;超效率SBM—DEA模型;收斂性

一、引言

中國經濟在經歷三十余年的高速增長之后,其發(fā)展進入“新常態(tài)”,各方面的資源環(huán)境壓力日益增大,國內國際市場需求量下降,僅依靠需求消化產能過剩的空間越來越小。在2016年1月召開的中央財經領導小組第十二次會議上,習近平強調,“要在適度擴大總需求的同時,去產能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板,從生產領域加強優(yōu)質供給,減少無效供給,擴大有效供給,提高供給結構適應性和靈活性,提高全要素生產率,使供給體系更好適應需求結構變化”。能否實現(xiàn)新常態(tài)下經濟增長與能源環(huán)境協(xié)調發(fā)展,改變我國當前產能過剩行業(yè)“高能耗、高污染、低效率、不協(xié)調”的粗放型生產方式,成為當前亟待解決的重大問題。長江通道是我國國土空間開發(fā)最重要的東西軸線,在區(qū)域發(fā)展總體格局中具有重要戰(zhàn)略地位。國務院印發(fā)《關于依托黃金水道推動長江經濟帶發(fā)展的指導意見》明確提出，要“打造沿江綠色能源產業(yè)帶”,將長江經濟帶建設成為我國“生態(tài)文明的先行示范帶”。2016年1月在重慶召開的推動長江經濟帶發(fā)展座談會上,習近平強調,“要依托長江水道,自覺推動綠色循環(huán)低碳發(fā)展,有條件的地區(qū)率先形成節(jié)約能源資源和保護生態(tài)環(huán)境的產業(yè)結構和消費模式”。

能源效率強調能源消耗量為人類可持續(xù)發(fā)展帶來的貢獻量[1]。生態(tài)效率是經濟與資源環(huán)境發(fā)展協(xié)調程度的測度指標,“通過創(chuàng)造有價格競爭優(yōu)勢的產品和服務來滿足人類的需求并提高生活質量,同時將其環(huán)境影響和資源利用強度控制在地球的承載力水平之內”[2]。兩者均是以更少的資源投入和更小的環(huán)境污染實現(xiàn)更大的價值產出[3]。因此,研究如何提高長江經濟帶能源生態(tài)效率,既有助于產能過剩行業(yè)去產能化的推進,促進長江經濟帶經濟發(fā)展從高能耗、高污染向低能耗、低污染轉變,也是實現(xiàn)經濟—能源—環(huán)境三者健康協(xié)調發(fā)展的客觀要求和必然選擇。

二、文獻綜述

目前,國內外學者大體上從兩種視角對能源效率進行了測度研究。第一種是基于單投入要素視角的偏要素能源效率指標，如能源強度、能源生產率、能源生態(tài)效率、能源技術效率等[4-5]。隨著研究的進一步加深,偏要素能源效率指標受到質疑,單要素能源效率指標只能夠測度能源與經濟產出的比例關系,無法體現(xiàn)能源要素和其他生產要素之間的替代關系,并且能源作為一種生產投入要素,無法獨立地促進經濟增長[6-8]，這會導致對效率值的估計產生較大偏差,影響評價結果。鑒于此種方法的缺陷,Hu和Wang從能源效率的替代性出發(fā)，首次提出了基于多投入要素視角的全要素能源效率指標,從微觀經濟學全要素生產率(Total Factor Efficiency,TFP)的理論角度,給出全要素能源效率的概念,即“保持能源要素之外的其他要素不變,依據最佳生產實踐的原則,要達到一定產出所需的目標能源投入量與實際投入量的比值”[9]。對于全要素能源效率的研究,目前主要有兩種,一種是參數(shù)化的隨機前沿分析(Stochastic Frontier Analysis,SFA),另一種是非參數(shù)的數(shù)據包絡分析(Data Envelopment Analysis,DEA),兩者都是基于方向距離函數(shù)的前沿度量方法。在進行效率評價時,SFA對于模型的基本假設比較復雜,不僅需要建立生產函數(shù),而且對于技術無效率的分布形式也需要進行具體設定,使得模型的參數(shù)估計較為困難[10]。相比之下,DEA對于生產前沿的具體形式不做嚴格要求,并且對具有相同類型的多投入、多產出的決策單元(DMU)是否技術有效進行評價具有較大優(yōu)勢。本文將采用考慮非期望產出的超效率SBM—DEA模型對長江經濟帶11個省市1996—2013年的能源生態(tài)效率進行評價,進而通過比較研究長江經濟帶整體及上中下游能源生態(tài)效率的收斂性,最后從去產能的視角對提升能源生態(tài)效率提出建議。

三、長江經濟帶能源生態(tài)效率評價

(一)模型的選取

傳統(tǒng)的DEA模型,如CCR、BCC模型都是基于徑向和角度的思想,無法測算松弛變量對效率的影響,從而高估DMU的全要素生產率。Tone提出的SBM—DEA模型是基于松弛變量的非徑向和非角度的效率評價模型,不僅考慮到松弛投入和松弛產出,而且可以解決由于徑向和角度選擇的不同導致評價效率時產生的偏差。

雖然SBM—DEA模型解決了徑向及角度的選擇和松弛變量非零的問題,但是當存在多個投入和多個產出指標時,經常會出現(xiàn)多個DMU同時有效,即效率值同時為1的情況。此時,傳統(tǒng)的SBM—DEA模型就無法對DMU進一步評價,并且在實際生產活動中,“壞產出”的產生不可避免。為了解決DMU的排序和產生非期望產出的問題,Tone[11]又提出了考慮非期望產出的超效率SBM—DEA模型,數(shù)學表達式如下:

(1)

(二)評價指標體系的構建及說明

在研究國內外學者構建生態(tài)全要素生產率及能源全要素生產率評價指標體系的基礎上[12-14],本文從能源、環(huán)境和經濟三個方面構建長江經濟帶能源生態(tài)效率評價指標體系。鑒于重慶市于1996年從四川省獨立出來,依據數(shù)據的可獲得性和全面性,以1996—2013年為研究期間,將指標分為投入指標和產出指標。

選取長江經濟帶11個省市的能源消費總量來衡量能源投入;以各省市從業(yè)人員數(shù)表征勞動力投入;在衡量資本投入時,國內學者多選取資本存量作為資本投入的代理變量,本文選取固定資產投資額作為資本存量的代理變量,并以1996年為基期剔除價格因素的影響;期望產出選取以1996年為基期不變價的各省市地區(qū)生產總值;選取工業(yè)煙粉塵排放量、工業(yè)固體廢物排放量、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量及工業(yè)二氧化硫排放量五個指標,通過熵值法擬合成為綜合值作為非期望產出。所用數(shù)據均來源于相應年份的《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》及長江經濟帶各省市的《統(tǒng)計年鑒》。

(三)能源生態(tài)效率分析

本文通過軟件MaxDEA6.0得到長江經濟帶11個省市1996—2013年能源生態(tài)效率值,如表1所示。

表1 長江經濟帶省際及其上中下游能源生態(tài)效率值

從表1可以看出,長江經濟帶11個省市1996—2013年能源生態(tài)效率變動規(guī)律有如下特征。(1)從長江經濟帶省際視角來看,能源生態(tài)效率最高的為上海,均值達到1.143,在1996—2013年間均位于生產前沿面上,江蘇、江西和重慶的能源生態(tài)效率也處于領先地位;浙江、安徽、四川和貴州的能源生態(tài)效率處于中等水平;能源生態(tài)效率較低的為湖南、湖北和云南,1996—2013年的能源生態(tài)效率均值低于0.8。(2)長江經濟帶各省市間能源生態(tài)效率存在一定差異。對于一直處于生產前沿的上海來說,能源生態(tài)效率呈現(xiàn)不斷下降的趨勢,由1.600降低到1.095,其能源生態(tài)效率提升空間不大;對于能源生態(tài)效率水平居中的安徽來說,其能源生態(tài)效率從1996年的0.765提高到2013年的1.042；對于能源生態(tài)效率水平較低的湖北,從1996年的0.539上升到2013年的0.624,它們的能源生態(tài)效率則具有一定的提升空間。對于長江經濟帶11個省市來說,各省市年均能源生態(tài)效率值的標準差為0.189,能源生態(tài)效率最高與最低之間相差0.582,表明各省市間能源生態(tài)效率具有較大差異性。

四、長江經濟帶能源生態(tài)效率的收斂性分析

通過對能源生態(tài)效率變動規(guī)律特征的分析可以看出,長江經濟帶各省市及各區(qū)域之間存在差異性,對地區(qū)間能源生態(tài)效率差異性做出合理有效的測度,既有利于長江經濟帶產能過剩行業(yè)去產能化,也有助于對長江經濟帶經濟—能源—環(huán)境的協(xié)調發(fā)展做出更加全面的把握。本文分別從σ收斂、絕對β收斂及條件β收斂三個角度對能源生態(tài)效率差異變動趨勢進行深入分析。

(一)收斂性分析方法

1.能源生態(tài)效率σ收斂反映各區(qū)域能源生態(tài)效率的斂散程度。σ收斂可以由下式表示:

(2)

其中,Ei(t)為第i個評價區(qū)域在t年的能源生態(tài)效率評價值,N為評價區(qū)域的數(shù)目。

2.能源生態(tài)效率絕對β收斂是指隨著時間的推移,能源生態(tài)效率水平較低的區(qū)域對水平較高區(qū)域存在“追趕”的趨勢,最終各區(qū)域的能源生態(tài)效率趨同,達到一個相同的穩(wěn)定值。根據Barro和Sala-I-Martin的研究[15],能源生態(tài)效率的絕對β收斂檢驗方程可以用下式表示:

(3)

其中,Ei,t和Ei,t+T分別表示第i個區(qū)域第t期即基期和t+T期的能源生態(tài)效率評價值;ln(Ei,t+T/Ei,t)/T表示第i個區(qū)域從第t期到第t+T期的年均能源生態(tài)效率增長率;a為常數(shù)項;b為基期能源生態(tài)效率的系數(shù);μi,t為隨機誤差項。若b顯著為負,即意味著各區(qū)域能源生態(tài)效率的增長速度與初始值成反比,能源生態(tài)效率較低地區(qū)對較高地區(qū)有“追趕”的趨勢,存在絕對β收斂;反之,則不存在。

3.能源生態(tài)效率的條件β收斂指的是各個區(qū)域的能源生態(tài)效率不僅取決于該區(qū)域初期水平,同樣受到區(qū)域差異的影響,最終會憑借自身特征收斂于各自的穩(wěn)定狀態(tài)。由Xavier X和Sala-I-Martin的研究[16]給出能源生態(tài)效率條件β收斂的檢驗方程為:

(4)

(二)能源生態(tài)效率的σ收斂、絕對β收斂及條件β收斂

由圖1可以看出,長江經濟帶整體能源生態(tài)效率在1996-2013年間表現(xiàn)出一定的收斂態(tài)勢,σ值從1996年的0.327下降至2013年的0.204 4。同時,通過σ值可以看出,上中下游區(qū)域的能源生態(tài)效率表現(xiàn)出不同的斂散性,特征如下:(1)下游區(qū)域三個省市之間能源生態(tài)效率差距最小,且1996—2013年間的每一年差異均小于長江經濟帶整體能源生態(tài)效率差異,這主要是由于上海、江蘇和浙江均具有較高的能源生態(tài)效率,研究期間的差異不明顯;(2)中游區(qū)域能源生態(tài)效率σ值呈現(xiàn)較大波動狀態(tài),由1996年的0.457 6下降到1997年的0.164 4,再上升到1999年的0.366 6,最終達到2013年的0.200 8,表明中游區(qū)域四個省市之間能源生態(tài)效率差異變動趨勢較為明顯;(3)上游區(qū)域能源生態(tài)效率σ值呈現(xiàn)波動上升趨勢,由1996年的0.240 5小幅度增加至2013年的0.263 7,表明上游四個省市之間的能源生態(tài)效率差距逐漸擴大,主要原因在于云南省的能源生態(tài)效率顯著低于重慶、四川和貴州三個省市?？傮w來說,從長江經濟帶整體及其上中下游三個區(qū)域來看,長江經濟帶整體及中下游區(qū)域能源生態(tài)效率呈現(xiàn)出較為明顯的σ收斂特征,上游區(qū)域能源生態(tài)效率未表現(xiàn)出σ收斂趨勢。

圖1 長江經濟帶整體及其上中下游能源生態(tài)效率的σ收斂結果

表2給出長江經濟帶整體及其上中下游絕對β收斂檢驗結果。從長江經濟帶整體層面看,系數(shù)b的估計值為-0.140 9且十分顯著,說明初始時期能源生態(tài)效率水平與其增長率成反比,長江經濟帶能源生態(tài)效率整體上呈現(xiàn)出絕對β收斂,區(qū)域能源生態(tài)效率趨于一個穩(wěn)定水平。從長江經濟帶各流域的角度觀察,上游區(qū)域能源生態(tài)效率回歸系數(shù)b雖然為負,但未通過10%水平下的顯著性檢驗,意味著上游區(qū)域未表現(xiàn)出顯著的絕對β收斂趨勢。中下游區(qū)域能源生態(tài)效率呈現(xiàn)出顯著的絕對β收斂,表明中下游區(qū)域中能源生態(tài)效率較低的省市對能源生態(tài)效率水平較高的省市有“追趕”效應。這與能源生態(tài)效率的σ收斂結果一致,表明長江經濟帶能源生態(tài)效率協(xié)調發(fā)展有進一步提升的空間。

表2 長江經濟帶整體及其上中下游絕對β收斂檢驗結果

注:*,**,***分別表示10%,5%,1%的顯著性水平;括號內為t統(tǒng)計量。

表3給出長江經濟帶整體及其上中下游區(qū)域能源生態(tài)效率面板數(shù)據的固定效應(FE)和隨機效應(RE)條件β收斂回歸結果,并利用Hausman檢驗來確定模型應該選用固定效應還是隨機效應模型。

根據Hausman檢驗結果顯示,長江經濟帶整體及其上中下游都應該采用固定效應模型的估計結果。從固定效應模型回歸系數(shù)b顯著為負能夠看出,長江經濟帶整體及其上中下游均存在條件β收斂的特征,即長江經濟帶整體及其上中下游區(qū)域最終會憑借自身特征收斂于各自的穩(wěn)定狀態(tài)。綜上所述,長江經濟帶整體和中下游區(qū)域同時存在σ收斂、絕對β收斂和條件β收斂,表明這些區(qū)域的能源生態(tài)效率穩(wěn)固提升,并且趨向一個共同水平,其原因可能在于中下游區(qū)域地理位置優(yōu)越,經濟較發(fā)達,擁有較為先進的技術和豐富的管理經驗,能夠吸引更多的外來投資,對能源生態(tài)效率的提高具有推動作用;上游區(qū)域只存在條件β收斂而不存在σ收斂和絕對β收斂,表明上游區(qū)域能源生態(tài)效率沒有趨向于一個共同的穩(wěn)態(tài),而是由于各省之間的差異趨向于自身的穩(wěn)態(tài),這可能是由于上游區(qū)域所處的地理位置較為封閉,經濟發(fā)展水平相對落后,因此難以在技術進步上得到有力的資金支持,容易出現(xiàn)“能耗大、效益差、污染高”的狀況,使得上游區(qū)域能源生態(tài)效率較低。

表3 長江經濟帶整體及其上中下游條件β收斂檢驗結果

注:*,**,***分別表示10%,5%,1%的顯著性水平;括號內為t統(tǒng)計量。

五、政策啟示

根據上述結論,可以得到如下政策啟示。(1)加快長江經濟帶能源生態(tài)效率區(qū)域一體化建設。長江經濟帶能源生態(tài)效率具有區(qū)域差異,下游地區(qū)能源生態(tài)效率最優(yōu)，上游能源生態(tài)效率次優(yōu),中游能源生態(tài)效率較低,長江流域能源生態(tài)效率總體水平有待提高。因此，應該加強各區(qū)域間人才、技術和資金流動,促使先進的流域管理和流域生態(tài)等理念從下游區(qū)域向中上游區(qū)域轉移,推進“自上而下”式長江流域能源生態(tài)效率發(fā)展規(guī)劃,通過下游區(qū)域的高能源生態(tài)效率帶動中上游區(qū)域能源生態(tài)效率的提高。區(qū)域一體化的建設必然要求減小長江經濟帶能源生態(tài)效率省際差異,這就需要消除各流域省市間的同質競爭,加強經濟合作與平臺共享。長江經濟帶實現(xiàn)能源生態(tài)效率一體化能夠為經濟、能源和環(huán)境協(xié)調發(fā)展提供良好的政策環(huán)境,促進產能過剩行業(yè)消化過剩產能。(2)各省市應結合自身實際發(fā)展狀況推進能源效率的提升。遵循“分區(qū)推進、適度開發(fā)、協(xié)調發(fā)展”的原則,從各省市的能源發(fā)展特點出發(fā),對于經濟發(fā)達且擁有較高能源生態(tài)效率的省市(它們擁有相對有力的財政支持和較為先進的技術支撐),我們需要注重其經濟—能源—環(huán)境協(xié)調發(fā)展的可持續(xù)性;對于欠發(fā)達地區(qū),不應該片面追求能源生態(tài)效率的提升,優(yōu)化資源配置、改善生產力空間布局、推進資源環(huán)境可承載的特色產業(yè)發(fā)展是首要任務。

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(編輯：趙樹慶)

Energy Eco-efficiency Evaluation and Convergence Analysis of the Yangtze River Economic Belt from the Perspective of Capacity Reduction

ZHAO Xin1， SUN Xin1， TAO Ran2

(1.SchoolofStatisticsandAppliedMathematics,AnhuiUniversityofFinanceandEconomics,BengbuAnhui233030,China;2.InstituteofStatistics,NationalBureauofStatisticsofChina,Beijing100826,China)

This paper uses the super efficiency SBM-DEA model with the consideration of unexpected outputs to evaluate the energy eco-efficiency of Yangtze River Economic Belt as a whole and that of its upstream, midstream and downstream from 1996 to 2013 and to calculate the convergence of the inter provincial energy eco-efficiency from three aspects. The results show that the average level of energy eco-efficiency of Yangtze River Economic Belt is 0.936, and that the energy eco-efficiency of its downstream is the highest, followed by that of its upstream and midstream. The regional differences of energy eco-efficiency is significant. The Yangtze River Economic Belt and its midstream and downstream haveσ-convergence, absoluteβ-convergence and conditionalβ-convergence, and its upstream only has conditionalβ-convergence. In the context of the capacity reduction, we should pay more attention to the integration development process of the energy eco-efficiency of Yangtze River Economic Belt. The provinces and cities should promote their energy efficiency in accordance with their own characteristics of the development of energy eco-efficiency, narrow the regional differences of energy eco-efficiency and contribute to the digestion of excess capacity.

capacity reduction; Yangtze River Economic Belt; energy eco-efficiency evaluation; super efficiency SBM-DEA model; convergence

2016-07-05

國家自然科學基金項目“面向大數(shù)據的環(huán)境績效評價理論、方法及其應用研究”(71471001)，“綠色氣候基金融資責任分攤機制研究”(71503001)，“基于涵蓋誤差的我國周期性普查數(shù)據質量評估方法:理論與應用研究”(71301033)；國家社科基金項目“環(huán)境約束、空間外溢效應與我國企業(yè)技術創(chuàng)新效率”(14CGL065)；安徽省高等學校自然科學項目“新常態(tài)下長江經濟帶生態(tài)文明發(fā)展評價研究”(KJ2006A004)

趙 鑫(1993- ),男,安徽六安人,安徽財經大學碩士生,主要從事資源環(huán)境統(tǒng)計、數(shù)量經濟研究;孫 欣(1973- ),男,安徽廬江人,安徽財經大學副教授、碩士生導師,主要從事資源環(huán)境統(tǒng)計、數(shù)量經濟研究。

F424.1

A

1009-5837(2016)05-0045-06