环境视角下我国工业行业能源效率特征及影响因素

　　摘要:中国工业在能耗和污染排放上占据绝对主导地位,要考察中国节能减排问题,必须从工业行业污染排放与能源效率着手。本文根据我国36个工业行业的要素投入、工业产出和污染排放面板数据,测算了各行业能源效率,并对其影响因素进行了计量分析。

　　关键词:工业行业;能源效率;方向性距离函数

　　工业生产不可避免要产生污染物。随着我国经济的快速发展,环境质量不断恶化,对国民经济造成巨大损失,但考虑环境因素,从效率角度研究中国工业经济的文献仍罕见。而在当前研究中国工业生产效率的文献中,又很少采用工业行业层面数据。我国正处在工业转型时期,行业间结构变化显著,无疑影响能源效率。无论是基于国家层面还是省级层面的工业汇总数据都容易忽略中国经济的多层次性、复杂性等多元特征(P90-102)。鉴于此,本文综合环境污染因素研究中国工业行业全要素能源效率,采用1998—2007年中国36个工业行业数据和方向距离函数(DirectionalDistanceFunction),考察各行业能源-经济-环境(简称“3E”系统)的协调程度,并对行业能源效率差异的影响因素进行实证分析。

　　一、分析框架———方向距离函数

　　近年来,环境经济学对环境绩效的研究提供了有益的思路:即将污染排放作为生产过程产生的副产出纳入生产理论,借助距离函数和线性规划来直接求解出影子价格(P253-281)。此后的研究将传统的生产技术扩展为环境生产技术(P229-240),从而为DEA技术在环境领域的发展提供了理论基础,其基本思路是:P(x)为生产技术集,其中x为投入向量,(y,b)分别为好的产出和污染物。P(x)={(y,b):x生产(y,b)}(1)当产出集P(x)满足以下两个假设时可以定义为“环境技术可行集”:假设1:如果(y,b)∈P(x)且λ∈[0,1],则(λy,λb)∈P(x)。假设2:如果(y,b)∈P(x)且b=0,则y=0。其中,假设1称为弱可处置性,即好产出和坏产出同比例减少,仍然在生产可行集中。这意味着,若要减少坏产出则必须减少好产出,表明污染的减少是需要成本的,治理污染必须投入相应的设施(资源),而在投入有限的约束下这也会导致好产出的减少。假设2表明生产好产出,一定会伴随坏产出的生产,从而将环境因素纳入到分析框架中。

　　满足上述假设的环境产出集P(x)无法借助传统Shephard距离函数来计算,Chung等在Luemberger短缺函数基础上发展起来的方向距离函数,可以用来表述环境技术并进行计算,定义方向向量gt=(yt,bt),则方向距离函数可以定义为D→(yt,xt,bt;g)=sup{β|(y,b)+βg∈P(x)}(2)上式中的方向距离函数可以按照指定的方向实现污染量的最大消减以及好的产出的扩张。

　　曲线BCD所形成的包络线环境产出集,点A为观测样本点,好的产出及污染水平为(yt,bt),给定方向向量g=(gy,-gb),则A点可以朝前沿移动———污染减少的同时产出水平提高,其对应的目标前沿B点的坐标(yt+β＊gy,bt-β＊gb),这里β＊=D→0(yt,xt,bt;gy,-yb),即为正常产出增加、污染物b减少的最大可能值。如果β=0意味着在方向g上无法实现Pareto效率的改进,此时处于有效前沿上,否则这里β>0意味着存在效率损失,有进一步减少污染、扩大产出的能力。

　　可以看出,方向性距离函数是传统Shephard距离函数的一般化形式。如果令方向向量g(gy,gb),则样本点向边界上的C点移动,此时正常产出和污染物排放同方向变动,即是利用距离函数测度传统的Debreu-Farrell技术效率的思想。

　　环境绩效测度大大扩展和深化了能源效率问题的研究。当前在有关能源效率的研究中考虑环境污染的很少,如果结合方向性距离函数这一工具建立环境生产技术,则可以将目前“多投入-单产出”的能源效率模型扩展到“多投入-多产出”框架,重点考察以能源要素为基本点的综合环境因素的效率评价。

　　二、变量及数据说明

　　本文研究工业行业综合环境因素的能源效率,以1998—2007年我国36个工业行业为基本单元。按照工业划分标准,二位数的工业包括采掘业(6个)、食品加工业(1个)、制造业(29个)、电力煤气及水生产和供应业(3个),共39个行业。

　　限于统计数据可得性,研究对象为没有包含“其他产矿业”、“工艺品及其他制造业”和“废弃资源和废旧材料回收加工业”的36个工业行业。

　　自1998年我国将规模以上工业企业作为考察重点,1998—2007年我国规模以上工业企业增加值占全部工业增加值的比重平均值约为78%。因此,规模以上工业企业的污染排放与能源效率很大程度上决定着整个中国环境、能源与经济发展协调程度。

　　对于如何全面、科学表述一国或地区的环境破坏,国内外现有文献尚未给出定论。国内外相关研究普遍采用具体污染指标,特别是二氧化硫排放量指标来反映环境污染水平。这是因为二氧化硫作为一种主要的污染物,与其他污染物相比,二氧化硫既与经济发展过程密切相关,又具有统计连续性。

　　本文变量和数据来源及其处理如下:

　　(一)投入数据

　　资本存量投入量用行业固定资产净值年平均余额替代,并按照各行业工业品出厂价格指数折算成1998年不变价格,基础数据来自于中国经济信息网。由于缺乏体现劳动者时间和劳动率的统计指标,考虑到数据的可得性和可比性,以行业全部从业人员平均人数表示劳动投入,其中,1998—2003年数据来自《中国工业经济统计年鉴》(1999—2004),2003—2007年数据来自中国经济信息网。

　　使用各行业每年的能源消费量表示所投入的能源,按发电煤耗计算折算的一次能源消费总量数据来自于《中国能源统计年鉴》各年。

　　(二)产出数据

　　用工业行业增加值衡量产出指标,基础数据来自中国经济信息网,并根据其提供的分行业工业品出厂价格指数将工业值折算为1998年不变价。由于2001年工业行业分类的调整,分行业二氧化硫2001—2007年数据来自《中国统计年鉴》各年,但1998—2000年数据在《中国统计年鉴》、《中国环境年鉴》上均没有直接反映,因此针对2001年工业分行分类调整情况,对这三年的数据进行合并、分拆等处理整理得出。

　　三、我国工业行业能源效率的特征