節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的耦合關(guān)系研究*
——以陜西省為例

唐曉靈 曹 倩

(西安建筑科技大學(xué)管理學(xué)院，陜西 西安 710055)

資源環(huán)境問題已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的瓶頸之一。在保障經(jīng)濟(jì)增長的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的雙贏，對(duì)于促進(jìn)地區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

節(jié)能減排效率可根據(jù)是否考慮污染物排放等非期望產(chǎn)出分為兩類：一類不考慮非期望產(chǎn)出；一類考慮非期望產(chǎn)出[1]。研究表明，考慮非期望產(chǎn)出的節(jié)能減排效率更符合現(xiàn)實(shí)情況[2]。本研究首先采用考慮非期望產(chǎn)出的Super-SBM模型[3]計(jì)算節(jié)能減排效率，該模型一方面可以解決投入和產(chǎn)出的松弛問題，另一方面可以解決有效決策單元(DMU)排序問題。然后，本研究選用OH[4]構(gòu)建的全局 Malmquist-Luenberger (GML)指數(shù)法計(jì)算節(jié)能減排效率增長率。

關(guān)于節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的協(xié)調(diào)關(guān)系研究中，往往將經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平只用單一的國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)來表征[5]，在研究尺度上也多基于國家或省級(jí)層面，對(duì)于更小尺度的研究少之又少。因此，本研究在對(duì)節(jié)能減排效率進(jìn)行測度的基礎(chǔ)上，綜合考慮多項(xiàng)指標(biāo)表征經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并以國家能源重要供給基地陜西省為例，研究其2005—2016年地級(jí)市尺度的節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的耦合關(guān)系，以期為陜西省乃至其他省份的經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 研究方法

1.1 節(jié)能減排效率的表征

在假設(shè)DMU規(guī)模報(bào)酬不變的情況下，運(yùn)用Super-SBM模型對(duì)節(jié)能減排效率進(jìn)行靜態(tài)分析,并且分解出純技術(shù)效率(PTE)和規(guī)模效率(SE)，方法詳見文獻(xiàn)[1]。

進(jìn)一步運(yùn)用GML指數(shù)法[6]測算節(jié)能減排效率增長率，動(dòng)態(tài)分析節(jié)能減排效率。GML指數(shù)可分解為效率變化(GMEC)和技術(shù)變化(GMTC)，GMEC可進(jìn)一步分解為純效率變化(GPEC)和規(guī)模效率變化(GSEC)，而GMTC可進(jìn)一步分解為純技術(shù)變化(GPTC)和規(guī)模技術(shù)變化(GSTC)。GPEC可以表征環(huán)境治理水平，GSEC可以表征規(guī)模經(jīng)濟(jì)水平，GPTC可以表征技術(shù)水平，GSTC則可以表征經(jīng)濟(jì)規(guī)模和技術(shù)進(jìn)步之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。

節(jié)能減排效率靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析具體在MAXDEA 7.9 Ultra軟件進(jìn)行。輸入指標(biāo)如下：

(1) 資本投入：使用張軍等[7]的永續(xù)盤存法(見式(1))計(jì)算資本投入。

Ki，t=Ki,t-1(1-δ)+Ii,t

(1)

式中：Ki,t為地級(jí)市i第t年的資本投入，億元；Ki,t-1為地級(jí)市i第t-1年的資本投入，億元；δ為固定資產(chǎn)投資折舊率，%，本研究選擇吳延瑞[8]確定的陜西省固定資本形成額折舊率，取值為3.3%；Ii,t為地級(jí)市i第t年的固定資產(chǎn)投資額，億元。

(2) 勞動(dòng)力投入：以年末城鎮(zhèn)就業(yè)人數(shù)計(jì)。

(3) 能源投入：以一次能源消耗總量計(jì)，具體由單位GDP能耗與實(shí)際GDP相乘得到[9]。

(4) 期望產(chǎn)出：以實(shí)際GDP作為期望產(chǎn)出，并利用GDP平減指數(shù)將其折算為2005年不變價(jià)格。

(5) 非期望產(chǎn)出：選取SO2排放量、CO2排放量、廢水排放量、固體廢物產(chǎn)生量，同時(shí)考慮到環(huán)境污染指標(biāo)之間的相關(guān)性，采用改進(jìn)的熵值法[10]將它們統(tǒng)一成綜合能源污染指數(shù)作為非期望產(chǎn)出[11]。

資本投入、固定資產(chǎn)投資額、年末城鎮(zhèn)就業(yè)人數(shù)、單位GDP能耗、實(shí)際GDP、SO2排放量、CO2排放量、廢水排放量、固體廢物產(chǎn)生量數(shù)據(jù)均來自2006—2017年“陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒”，其中資本投入還需要2005年的數(shù)據(jù)。

1.2 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的表征

參考孫姍姍等[12]、孫東琪等[13]、蓋美等[14]的指標(biāo)選取原則，同時(shí)考慮指標(biāo)的科學(xué)性、代表性及可得性，從經(jīng)濟(jì)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)增長潛力3個(gè)角度選取12個(gè)三級(jí)指標(biāo)多維度反應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(見表1)，三級(jí)指標(biāo)參考文獻(xiàn)[15]的方法進(jìn)行歸一化處理。

運(yùn)用變異系數(shù)法計(jì)算各三級(jí)指標(biāo)權(quán)重(見式(2))，并通過線性加權(quán)法得出各地級(jí)市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)，一般認(rèn)為，<0.15為滯后型、0.15～<0.30為中等型、0.30～<0.89為較發(fā)達(dá)型、0.89～1.00為發(fā)達(dá)型[15]。

表1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)指標(biāo)體系

(2)

式中：wm為指標(biāo)m的權(quán)重；Vm為指標(biāo)m的變異系數(shù)，%。

1.3 耦合關(guān)系表征

借鑒耦合度協(xié)調(diào)模型(見式(3))，分析節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合關(guān)系[16]。

(3)

式中:C為節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的耦合度，取值范圍為0～1，C=1為最佳耦合狀態(tài)，C=0為無序發(fā)展?fàn)顟B(tài)；u為節(jié)能減排效率；v為經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)；k為調(diào)節(jié)指數(shù)，兩個(gè)系統(tǒng)的耦合通常取2。

2 結(jié)果與分析

2.1 節(jié)能減排效率分析

2.1.1 節(jié)能減排效率的靜態(tài)分析

由表2可以看出，陜西省各地級(jí)市歷年的節(jié)能減排效率均值均小于1，表明陜西省的投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)不是很合理。從分解效率來看，歷年來的SE均小于1，約為0.80，呈現(xiàn)出規(guī)模不經(jīng)濟(jì)狀態(tài)；而歷年來的PTE均大于1，表明技術(shù)進(jìn)步對(duì)節(jié)能減排效率的提升具有促進(jìn)作用。

表3進(jìn)一步從規(guī)模報(bào)酬角度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，陜西省規(guī)模報(bào)酬遞減的城市個(gè)數(shù)呈上升趨勢(shì)，而遞增的城市個(gè)數(shù)呈下降趨勢(shì)，說明陜西省即將進(jìn)入受要素邊際報(bào)酬遞減規(guī)律制約的階段。至2016年，陜西省規(guī)模報(bào)酬遞增城市占比為70%，增加投入是它們提高節(jié)能減排效率的主要策略；而西安市、寶雞市和榆林市進(jìn)入規(guī)模報(bào)酬遞減階段，未來需減少投入的冗余量。因?yàn)閺睦碚撋现v，在規(guī)模擴(kuò)大初期，會(huì)帶來顯著的規(guī)模效應(yīng)，促進(jìn)節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升，但是受要素邊際報(bào)酬遞減規(guī)律制約，隨著規(guī)模的繼續(xù)擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平難以保持增長態(tài)勢(shì)。

2.1.2 節(jié)能減排效率的動(dòng)態(tài)分析

從表4可以看出，2005—2016年，陜西省節(jié)能減排效率增長率均值為1.004，其中GPEC、GPTC、GSEC也均大于1，而GSTC小于1，由此說明提高陜西省節(jié)能減排效率主要需協(xié)調(diào)好技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)規(guī)模之間的關(guān)系。

其中，安康市、延安市、渭南市等的節(jié)能減排效率增長率較大，結(jié)合經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平分析，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高地區(qū)其節(jié)能減排效率較高，但增長率會(huì)相對(duì)較小。從GMEC來看，咸陽市的GPEC較低，西安市、延安市的GSEC較低；從GMTC來看，各地級(jí)市的差異較大，其中漢中市、咸陽市的GPTC和GSTC都較低，進(jìn)一步說明經(jīng)濟(jì)規(guī)模與技術(shù)進(jìn)步之間呈現(xiàn)不協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

表2 2005—2016年陜西省各地級(jí)市歷年的節(jié)能減排效率均值

表3 2005—2016年陜西省各地級(jí)市規(guī)模報(bào)酬情況

表4 2005—2016年陜西省節(jié)能減排效率增長率均值

2.2 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平分析

2005—2016年，陜西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)如表5所示。從陜西省各地級(jí)市均值的時(shí)間變化來看，2005—2016年陜西省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)，總體上為緩慢增長。從各地級(jí)市歷年均值的空間分布來看，各地級(jí)市間并未呈現(xiàn)輻射帶動(dòng)現(xiàn)象：發(fā)達(dá)型城市只有西安市1個(gè)，寶雞市、延安市和榆林市為較發(fā)達(dá)城市，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)遠(yuǎn)低于西安市，咸陽市、銅川市為中等型城市，其他地級(jí)市均為滯后型城市，說明西安市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展并未對(duì)周邊區(qū)域形成輻射帶動(dòng)作用，反而可能會(huì)吸收周邊區(qū)域的各類生產(chǎn)要素，造成較大層級(jí)差別。

2.3 節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的耦合關(guān)系分析

由表6可見，2005—2016年，陜西省各地級(jí)市的節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的耦合度總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，向著更好的耦合狀態(tài)發(fā)展。不同地級(jí)市之間耦合度差別較大，其中西安市的耦合度最高，歷年均值為0.900，商洛市最低，歷年均值為0.171。西安市一直處于較佳耦合狀態(tài)，其原因在于西安市作為陜西省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展增長極，在發(fā)展的過程中吸收了較多的人才、資金、技術(shù)流入，使得其經(jīng)濟(jì)發(fā)展與節(jié)能減排之間趨于協(xié)調(diào)；銅川市盡管節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)均較低，但相互之間的耦合度較佳；榆林市、延安市的耦合度也較佳，這兩個(gè)地級(jí)市是陜北地區(qū)資源型城市，主要依靠石油、煤炭開采拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)，因此耦合度低于西安市；漢中市、安康市、商洛市位于陜南地區(qū)，耦合度較低，因?yàn)殛兡系貐^(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)滯后，與節(jié)能減排效率發(fā)展不匹配。

2.4 節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的相互影響關(guān)系探究

為了進(jìn)一步明確節(jié)能減排效率、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及兩者之間耦合度的關(guān)系，進(jìn)行多元線性回歸，如式(4)所示。

表5 2005—2016年陜西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)

表6 2005—2016年陜西省節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的耦合度

C=α+β1u+β2v

(4)

式中：α、β1、β2分別為常數(shù)項(xiàng)、節(jié)能減排效率項(xiàng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)項(xiàng)系數(shù)。

對(duì)2005—2016年陜西省各地級(jí)市的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，結(jié)果如表7所示。由表7可見，R2為0.866,各項(xiàng)系數(shù)P均為0,說明擬合效果較好。β1為負(fù)，說明節(jié)能減排效率的提升反而會(huì)使耦合度下降。β2為正，說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高會(huì)使耦合度上升。

表7 節(jié)能減排效率、經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)和耦合度的回歸分析結(jié)果

具體分析對(duì)耦合度具有促進(jìn)作用的經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)與耦合度的關(guān)系(見圖1)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)與耦合度之間呈倒“U”型分布，說明隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，耦合度也將提高，但超過拐點(diǎn)之后，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，耦合度會(huì)趨于下降。目前，陜西省除西安市外，總體處于倒“U”型的左側(cè)階段。陜西省要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平協(xié)調(diào)發(fā)展，還要繼續(xù)大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，增強(qiáng)西安市對(duì)周圍地級(jí)市的輻射帶動(dòng)作用，轉(zhuǎn)變西安市經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，提高其資源配置效率，走集約型經(jīng)濟(jì)增長道路。

圖1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)與耦合度的關(guān)系Fig.1 Relationship between economic development index and coupling degree

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

(1) 2005—2016年，陜西省各地級(jí)市歷年的節(jié)能減排效率均值均小于1，說明陜西省的投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)不是很合理，呈現(xiàn)出規(guī)模不經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，技術(shù)進(jìn)步對(duì)節(jié)能減排效率的提升具有促進(jìn)作用。節(jié)能減排效率增長率均值為1.004，主要需協(xié)調(diào)技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)規(guī)模之間的關(guān)系。

(2) 2005—2016年陜西省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)，總體上為緩慢增長。西安市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展并未對(duì)周圍地級(jí)市形成輻射帶動(dòng)作用。

(3) 陜西省各地級(jí)市的節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平耦合度總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，趨于協(xié)調(diào)方向發(fā)展，其中西安市的耦合度最高，商洛市最低。節(jié)能減排效率提高會(huì)使耦合度下降，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高對(duì)耦合度起促進(jìn)作用，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)與耦合度之間呈倒“U”型分布，超過拐點(diǎn)之后，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，耦合度會(huì)趨于下降。

3.2 建 議

建議陜西省繼續(xù)大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，增強(qiáng)西安市對(duì)周圍地級(jí)市的輻射帶動(dòng)作用，同時(shí)轉(zhuǎn)變西安市經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，提高其資源配置效率，走集約型經(jīng)濟(jì)增長道路，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的協(xié)調(diào)發(fā)展。