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一、引言

能源問題已經成為我國經濟發展中的戰略問題。近年來我國經濟的快速擴張導致能源需求大幅增長，作為一個資源相對匱乏的國家，能源供給不足的約束效應日益凸顯，解決能源缺口越來越依賴于國際市場。以石油為例，2005年進口量已經達到了1.3億噸，對外依存度高達43％。這種依賴性不僅嚴重影響了能源安全，而且國際市場的劇烈波動也給國內經濟的平穩運行構成了嚴峻挑戰。與此同時，石油、煤炭等非可再生化石能源的大量消耗又是導致我國環境質量急劇惡化的直接原因。為了緩解能源約束與長期增長之間的矛盾，節能降耗、提高能源使用效率就成為當前的必然選擇。“十一五規劃”著重強調了建設資源節約型、環境友好型社會，提出通過提高整個社會利用、配置資源的效率來降低能源消耗，萬元GDP能耗降低20％也作為約束性指標提出。隨之而來的問題就是，節能降耗到底有多少潛能可挖?回答這個問題就要涉及對另一個問題的思考，即我國的能源使用效率到底處于一個怎樣的水平?產出既定條件下，有多少能源真正用于生產，而又有多少在資源的不合理配置中耗散?這些問題的答案，直接決定了節能降耗工作的遠期規劃路徑，進行深入分析很有必要。

我國能源使用效率的測度已經引起了國內外學者的研究興趣。例如，高振宇等(2006)以省級單位劃分為基礎研究了各地的能源生產率，并通過聚類分析方法將全國劃分為能源高中低效三類地區。史丹(2006)同樣以省為基礎測算了區域能源生產率，結果發現東南沿海地區的能源效率較高，內陸煤炭資源豐富、以煤炭消費為主的地區的效率最低，作者還進一步計算了各地節能降耗的潛力。這些文獻中測算能源使用效率的指標是能源生產率，又稱為單要素使用效率、能源強度等。依托全要素能源效率框架，Hu等(2006)對我國各省能源使用效率進行了DEA分解，結果發現中部地區的能源使用效率最低-。應該說，既有研究得出了一些很有價值的結論，也為判斷我國的能源使用效率提供了有益借鑒，但從中也不難發現存在著一定的不足之處。首先，國內研究多是采用能源生產率作為能源使用效率的測度指標，該指標雖然易于統計，但正如后文所述，也存在著比較明顯的缺陷，相對而言，在全要素生產函數框架下計算的能源使用效率具有更好的包容度，但這種方法的應用還不多。其次，既有研究幾乎都是以區域數據為基礎，但區域實際是一個由產業構成的加總概念，若進一步據此來制定節能規劃，不得不去面對的問題就是，區域層面下的規劃又如何在不同產業上加以具體落實?如果從更加接近實踐的角度出發，以產業為基礎進行分析同樣具有必要性，區域層面和產業層面的研究應當作為有益的補充，遺憾的是，就我們的檢索來看，后一方面的研究還未能得見。這些問題的存在也為我們的研究指出了一個可行的方向。具體而言，本文將以產業層面的經驗事實為基礎，依托全要素生產函數框架，對我國工業部門能源使用效率進行測度，并進一步對影響能效水平的關鍵因素進行初步考察。

二、能源使用效率的界定與分析方法

本文依據史丹(2006)的定義，能源使用效率即是有效的能源投入與最終產出之間的比例關系。測度能源使用效率目前存在兩種方法，一是計算單要素能源效率，即只是把能源要素投入與產出進行比較，計算某種能源投人占總產出的比重來反映能源使用效率，這一指標在既有文獻中又被稱為能源強度、能源生產率等；二是在全要素生產函數框架下計算能源使用效率。比較而言，單要素能源效率的思路簡單，易于計算，在既有研究中得到了較為廣泛的應用，但它的缺陷也是明顯的。首先，單要素能源效率指標并沒有考慮生產過程中的其它要素，如資本、勞動等，以及這些要素之間可能會存在的替代關系，這就有可能致使結果存在偏差。其次，應用單要素能源效率時，只是通過與其它單位(如區域、產業)的對比來判斷自身效率水平，指標值最低的單位往往被認為是效率最高，同時也成為其它單位的努力目標。然而這個目標是否就是各個決策單位的最優能源投人目標?各決策單位的最優決策又處于何種水平?這些問題是單要素能源效率指標所難以回答的。有鑒于此，Hu等(2006)提出了全要素能源使用效率的概念，即在全要素生產函數的框架下，借助數學規劃的方法測度各決策單位的最優能源(當然也包括其它要素)投入規模，將最優投入量與實際投入量相比，從而得出能源使用效率。相對而言，全要素能源效率的概念要更為合理，本文的研究也將基于全要素能源效率展開。出于表述的便利，后文中凡單獨使用能源使用效率均指全要素能源效率。

全要素能源效率的一個不便之處是其計算較為復雜，一般需要借助于運籌學中的DEA，即數據包絡分析的方法，該方法的基本要義就是使用線性規劃數學模型來擬合出各決策單位的最佳效率邊界(包絡曲線)，進而測度出各決策單位的效率水平。例如，在不變規模報酬前提下，假設有N個決策單位，每個單位有K種要素投入M種產出，那么第i個決策單位的包絡線可以通過求解如下線性規劃問題得到：

Minθλθ

約束條件：-yi+Yλ≥0；θxi-Xλ≥0；λ≥0

其中，0是標量，入λ為N×1維向量。O取值在O和1之間，值越高說明決策單位越是靠近效率前沿邊界。上述規劃問題的求解過程較為復雜，具體過程可參閱CollEi(1996)的相關說明。

對上述規劃問題的求解確立了決策單位的最佳效率位置，以此為基礎即可以測度出各個投入要素的實際投入量與最佳投入水平之間的差距，進而計算出包括能源要素在內的各要素的使用效率。圖1做了更直觀的表述，折線ss’就是在產出既定條件下的最佳效率包絡線。位于A點的決策單位，其要素使用就存在無效性，在保持既定產出的前提下，要素投入可以從A點所示水平降低至A’點，AA’稱為要素使用的徑向(radial)調整。進一步，還可以在保持投入要素1(input1)不變的情況下，再次減少投入要素2(input2)的投入至c點水平，CA’被稱為松弛(slack)調整。徑向調整和松弛調整之和代表了無效的要素投入量，要素實際投入量減去無效投入即得到真正有效的要素投入，計算有效投入占實際投入的比重，即反映出要素的實際使用效率，這就是全要素框架下要素使用效率的含義。本文即是根據以上定義計算全要素能源使用效率，具體公式為，全要素能源使用效率=(實際能源投入量一徑向調整量一松弛調整量)／實際能源投入量。

三、數據來源及說明

工業是最主要能源消費部門，其能效高低直接決定著宏觀經濟的整體能效水平，因此本文的分析將針對我國工業部門。考慮到1998年起我國工業經濟統計口徑發生改變，本文將研究期定為1999--2005年。具體而言，我們將以二位數細分行業為基礎，測度各行業樣本期內的能源使用效率水平及其變動趨勢。考慮到水電煤氣的生產和供應業所具有的公用性、壟斷性及地區性的特殊性質，本文研究將這些行業剔除。我國在2003年實行了新的行業分類目錄標準(GB／T4754--2002)，前后行業劃分存在一定差異，不過根據國家統計局的說明，這次調整主要是二位數行業內部各細分三位數、四位數行業的歸并或重新劃分，對于大部分二位數行業，這種調整并不會影響前后數據的可比性。將前后兩個目錄進行對比，我們剔除了舊目錄中存在但新目錄中沒有以及新目錄中新增的細分行業，最終包括了33個細分行業。

在全要素框架下測度能源使用效率，我們需要使用產出、資本、勞動及能源投入等四方面的數據。關于產出數據，本文使用工業總產值，原始數據取自《中國工業經濟統計年鑒》、《中國統計年鑒》各期。使用歷年工業品出廠價格指數對原始數據進行平減處理，將其轉換為1999年價格水平的不變值。由于2004年數據是基于第四次工業普查得到的，與前后數據的統計口徑不一致，本文的做法是進行插值處理。進一步來看要素投入。(1)本文采用固定資產代表資本投入，具體地，我們根據永續盤存法對各行業的年末固定資產凈值進行折算：ki(t)=ki(1998)+(△ki(t)／pi(t))。其中，k；(1998)是不變價格水平的1998年末固定資產凈值，ki(t)是第t年固定資產凈值增加量，以相鄰兩年固定資產凈值的差額表示，pi(t)為固定資產價格指數。按照通常的做法，為了使資本投入數據更加準確，基礎存量(即此處的ki(1998))應該取更加久遠年份的數據，但考慮到1998年的統計口徑變更，我們也只能從1998年算起了。計算資本投入所需數據均來自《中國統計年鑒》各期。(2)關于勞動投入，本文采用年均就業人數來表示，數據來自《中國統計年鑒》各期。年鑒只是從2001年之后才開始公布這一數據的，不過，在年鑒的指標解釋部分，我們發現1999--2001年的年均就業人數，可以借助于增加值和全員勞動生產率兩個變量來獲得，具體推算公式為：年均就業人數=增加值／全員勞動生產率。(3)關于能源要素投入，我們采用經標準化處理的各行業能源消費總量，單位為萬噸標準煤，數據來自《中國統計年鑒》、《中國能源統計年鑒》各期。

四、T業部門能源使用效率的測算

在全要素生產函數框架下，我們借DEA模型考察在既定產出下工業部門能源使用效率，這又被稱為投入導向的DEA分析。分析之前還需要確定生產函數的規模報酬特征。DEA分析包括規模報酬不變(CRS)和可變規模報酬(VRS)兩種情況，根據既有關于中國工業的研究文獻，我們認為CRS假設基本符合中國工業的實際情況。例如，樊瀟彥(2004)的研究就發現規模報酬不變的CD函數對于工業行業是可行的選擇，胡永泰(1998)、李京文和鐘學藝(1998)、張軍(2005)等也都認為中國工業經濟的規模報酬不變。從計算方法的角度來看，采用CRS假設也有一個優勢，即無論是以產出為導向，還是以投人為導向進行DEA分析，所得到的效率值具有一致性，故本文最終選擇在CRS假設下進行分析。考慮到不同行業在能源消費方面具有一定的差異，我們將33個二位數行業進一步劃分為三組，即采掘業、輕工業和重工業(不包括采掘業)(具體劃分方法參見表1)。計算結果在表1中給出。

總體而言，我國工業全要素能源使用效率并不算高，32個兩位數行業的效率均值在樣本期中基本維持于50％至60％水平之間，而且在樣本期內沒有顯著變化。較低的能源使用效率同時也表明我國工業部門節能降耗具有較大的潛能，“十一五規劃”所提出的萬元GDP能耗降低20％的目標，不僅具有現實性及合理性，事實上也已經為今后的節能工作留有了一定的余地。進一步觀察各行業數據，不難發現，不同行業的能源效率存在著較大的差異性。首先將采掘業、輕工業、重工業三大組別進行比較，就很容易看出三組的能效均值存有不小的差異。其中，采掘業的能源使用效率是三者中最高的，該指標在樣本期中基本維持在70％至80％之間；輕工業組別的平均能源使用效率在2004年之前一直高于重工業，但在2005年出現了趨勢逆轉，重工業組別的能效水平首次超過了輕工業，然而從效率指標絕對值來看，這兩組行業的能效水平均不算高，樣本期里基本維持于40％至50％之間的水平。進一步比較各兩位數細分行業，不難發現行業間的差異性更大。在采掘業中，石油和天然氣開采業、有色金屬礦采選業的能效達到或接近了前沿效率水平，并在總體上提高了該組別的能效均值，但煤炭采選業的能源效率值卻低出不少，例如在1999年只有28％。根據史丹(2006)的研究，內陸煤炭資源豐富省份的能源效率最低，這一結論也可以從本文的分析中得到進一步的印證。與之相似，輕工業和重工業組別內部各細分行業的能效水平也存在較大差異，在一些行業達到或接近效率前沿面的同時(如輕工業組別中的煙草加工業、服裝制造業、儀器儀表文化辦公用機械制品業等，重工業中的化學纖維制造業、電子及通信設備制造業、電氣機械及材料制造業等)，也有一些行業的能效水平基本維持在很低水平上(如輕工組別的紡織業、造紙及紙制品業等，重工業組別的化學原料及制品業、非金屬礦物制品業等)。

圖2是上述計算結果的更直觀反映，其中(a)圖反映的是全部行業及采掘業、輕工業、重工業三組行業的效率均值，(b)圖反映的是相應組別的標準差。從(a)圖中可以看出，工業部門總體效率均值不高，分組別來看，采掘業要高于其它兩組，這在前文中已有說明。從演變軌跡來看，我們發現了一個有趣的現象，即2002年似乎明顯成為輕工業的拐點，因為在此之后該組別的能效值出現了較大幅度的下降，而這一變化趨勢也帶動了總體效率的走低。也正是在2001年11月，中國正式加入了世貿組織，這是否導致了輕工業組別的效率下降?應該說，這種可能性是存在的，因為市場開放度和競爭強度的提高，在一定程度上會降低企業利潤水平以及節能減排投入的激勵。當然，由于我國加入世貿的時間并不很長，其對我國經濟的深入影響還未能得到充分反映，上述解釋只是作為假說提出，同時希望能夠在以后的研究中得到更為深入的思考和驗證。

與輕工業組別不同的是，由于國家節能降耗政策對于重工業部門的特別關注，重工業組別的能效逐漸提高，但從(a)圖中不難看出，效率增幅比較平緩，說明節能降耗工作確實存在著不小的難度。再來看(b)圖，這反映了全部行業以及各組別效率值的標準差。容易發現，輕工業組別的效率標準差波動最大，同樣是在2002年，該組別的效率標準差由此前的下降，逆轉為大幅上升，說明行業間的效率差異逐漸擴大。重工業組別和采掘業的效率標準差在樣本期內出現了較為明顯的下降趨勢。然而從總體來看，各行業能源使用效率的標準差則是沿著一條上升軌跡變化的，表明行業間能源使用的效率差異在逐漸擴大，并沒有出現行業間能源使用效率趨同。

概括而言，中國工業的能源使用效率具有這樣兩個基本特征，一是能效水平總體不高，且在樣本期內沒有明顯的改進，二是行業間存在著較大差異，沒有出現能效水平的行業趨同。中國工業的發展目前仍然是以高能耗為基本特征，存在著較大的節能潛力，但要實現節能降耗的規劃目標，確實存在著不小的難度。

五、能源使用效率影響因素的初步考察

進一步借助計量方法考察哪些因素影響著能源使用的效率水平。根據相關研究以及產業經濟學的一般理論，我們主要考慮了這樣一些因素。首先是企業的規模，這一點并不難理解。能源是與資本、勞動一樣的投入要素，也存在著規模收益的問題。隨企業規模的擴大，設備使用潛能的發揮，能源使用效率應該也會得到提高。第二個因素是市場結構。一般而言，市場上的競爭者越多，企業就會越有激勵去提高能源使用效率，然而，高強度的市場競爭同時卻也可能降低企業的利潤水平，這又會制約企業實施節能降耗的相關技術改造、設備更新。市場結構對能源使用效率的影響方向，最終還要取決于兩種效應的力量對比。第三個是國有企業因素。國有企業往往被認為存在預算軟約束問題，進而存在不合理配置資，源的擔憂。第四個是外資因素。無疑，外資進入已經成為我國工業經濟發展中的一個顯著特征，外資的影響較為復雜，它既可能通過競爭效應降低內資企業節能改造的經濟基礎，同時也有可能通過示范效應推動內資企業的節能改進。

對上述變量的數據來源進行說明。企業平均規模(sL)由工業總產值除以企業個數得到，其中工業總產值為1999年價格水平的不變值。在產業組織的相關研究中，市場結構(NF)一般采用行業集中度、赫芬達爾指數等指標來表示，但已有的數據還無法支持這些指標的計算。作為次優解決方案，我們選取了企業數量作為替代，數量多寡可以間接反映出市場競爭的強弱。國有企業因素(sOE)采用國有企業產業占工業總產出的比重來表示。外資因素(FDI)由外資企業產出占工業總產出比重表示。上述變量的數據來源為《中國統計年鑒》、《中國工業經濟統計年鑒》及中國資訊行數據庫。回歸方程的被解釋變量為各行業的能源使用效率EE，數據來自表1。

為了確保檢驗結果的穩健性，我們采用了多種計量方法，結果見表2。我們首先利用固定效應和隨機效應模型進行實證分析，由于豪斯曼檢驗最終確定選擇固定效應模型，故表2中只列出了固定效應模型的檢驗結果。考慮到本文研究樣本包含行業較多，行業間存在一定差異性，可能存在異方差問題。進一步地，我們又在只考慮異方差以及同時考慮到一階自相關兩種情況下，分別使用廣義最小二乘法(FGLS)進行了檢驗。此外，由于效率取值均位于0和100之間，這種有截取(truncated)變量取值是否會導致分析結果出現偏差也是需要考慮的。因此，我們最后還采用了面板數據環境下的Tobit模型對數據進行了檢驗。不過，從對多種方法的計量結果來看，結論并沒有發生顯著的改變。

多個模型的檢驗結果均表明，企業規模是決定能源使用效率的一個顯著正相關因素。能源使用同其它要素一樣存在著規模收益特征，企業規模的擴大、能源消費的增加，有助于設備潛能的發揮以及能源更加集約化的使用。那么，如果企業規模過大是否反而會導致能源使用的非經濟性?事實上，我們也曾在模型中引入該變量的平方項，最終結果也確實證明存在一個規模上限，但這個上限值已經大大超過了企業的現有規模，從而不具有現實意義。因而在本文的研究期內，企業規模對能源效率的提高具有穩定的正向作用。再來看市場結構指標，結果顯示，企業數量也是能源效率的重要影響因素。多個檢驗模型中，該變量的系數估計值均顯著為負，這說明企業數量增加以及由此代表的產業競爭強度的提高，并不利于能效水平的提高。這很有可能是競爭強度的提高，削弱了企業的利潤基礎，從而不利于其技術改進及規模效應的實現。盡管競爭強度提高會激勵企業去更有效地使用要素，但顯然在我們的研究中，這種激勵效應并不足以抵消競爭效應。相對而言，國有企業因素的影響要復雜一些。盡管表2第3列的結果卻表明國企因素具有負向作用，但多數模型的檢驗結果都顯示該變量的估計系數為正，不過，除了Tobit模型外，其余模型的檢驗結果均表明該變量并不顯著。盡管現代產權理論認為國有企業往往存在預算軟約束的問題，進而存在不合理配置資源的可能，但這里的結果卻顯示這種擔憂是并不成立的。國企預算約束的逐漸硬化、國有企業總量的減少，這些都是減少國企資源誤置的可能原因。關于外資變量，其估計系數顯著為正，表明外資比重的上升有利于能效提高。但需要指出的是，這里的結果也只能揭示出這一結論，至于外資進入是因為示范效應促進了內資企業能效水平的提高，進而導致行業能效的全面提高，還是僅僅由于能效水平較高的外資比重上升導致表面上提高，這還需要進一步的分析，但由于無法得到進一步的數據支持，這一工作也只能留待后續研究中去完成。

六、結束語

本文對我國工業部門的全要素能源使用效率進行了測算，并對能效水平的影響因素作了初步考察，得出了如下結論。(1)考察期內全部樣本行業的能效水平均值基本維持在50％至60％水平之間，這意味著僅有50％至60％的能源投入真正用于生產，能源使用效率不高；(2)能源使用效率存在著顯著的行業間差異，采掘業的能效水平均值要高于輕工業和重工業組別，而具體到每一組別，各細分行業的能效水平也存在較大差異；(3)總體能效水平出現了先上升后下降的變化軌跡，具體來看，采掘業的能效水平在樣本期內有所波動，但基本能夠維持在相對較高水平，重工業呈緩慢上升態勢，而輕工業則在2002年以后出現了大幅下降，并顯著影響了工業部門的總體軌跡。進一步計算標準差，我們也未發現能效水平出現行業趨同；(4)企業平均規模的擴大、市場競爭強度的降低、外資規模擴大對行業能效提高具有積極影響。

本文的研究表明，我國工業部門節能降耗工作還存有很大的潛力，“十一五規劃”中提出的節能目標不僅具有現實合理性，事實上也為節能工作留有了一定的回旋余地。不過，從能效水平變動軌跡來看，提高能源使用效率水平將會是一個長期、而且面臨諸多困難的過程，任重而道遠，持續、穩定的政策推進十分必要。近年來，我國著重加強了對重化工行業節能降耗工作的管理，以關閉“小火電”、“小水泥”、“小鋼鐵”等高能耗企業為重點的政策推進取得了部分成效，重工業能效水平已經出現了穩步上升的趨勢。然而近年來輕工業能效水平的降低成為一個新的情況，在今后的節能降耗工作中，加強對于輕工業的政策引導和調控很有必要。要特別強調的是，在分解節能目標時，不能搞一刀切，既要看到不同地區的不同能耗情況，同時還要考慮到各個行業間的差異性。實踐層面，我們認為在行政調控的同時，還要借助市場化的手段促使企業產生主動的節能激勵，作為可能的選擇措施，可以考慮對節能技術、節能設備的采購實行價格補貼，在會計實務上準許實行加速折舊。另外，我們也可以考慮借鑒排污權市場交易的做法，將節能指標也納入市場化交易，讓企業真正產生節能的主動激勵。