中國能源與環(huán)境效率研究 節(jié)選

**章 緒 論 高質(zhì)量發(fā)展要求和“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，決定了能源和環(huán)境問題成為中國今后的重大問題，重視和解決該問題的主要方向就是節(jié)能減排和提高能源環(huán)境生產(chǎn)率。這就迫切要求對(duì)中國的能源效率水平進(jìn)行科學(xué)測(cè)度與準(zhǔn)確判斷。與此同時(shí)，中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展過程中同樣伴隨著嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，科學(xué)分析環(huán)境污染的程度及形成根源，同樣是擺在學(xué)者面前的一個(gè)重大問題。 本書*先系統(tǒng)綜述了能源效率的各種測(cè)度方法，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有文獻(xiàn)測(cè)度的全要素能源效率（total factor energy efficiency，TFEE）指標(biāo)，要么是“考慮能源投入的全要素生產(chǎn)率”，要么是“考慮非合意產(chǎn)出的全要素生產(chǎn)率”，并非真正意義上的能源效率指標(biāo)。雖然全要素框架下測(cè)度能源效率是能源效率研究進(jìn)展中的一次重大突破，但是必須能夠在全要素能源效率框架下分解出能源投入的單獨(dú)效率貢獻(xiàn)，因此，用Russell型、QFI 型、SBM 型及SBM+DDF 型的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（data envelopment analysis，DEA）測(cè)度的能源效率才可以稱為真正意義上的能源效率。其次，本書*次提出一種基于投入冗余的全要素生產(chǎn)率指數(shù)（input slack-based total factor productivity index，ISP）來重新測(cè)度和分解中國的能源生產(chǎn)率。該指數(shù)分解的能源生產(chǎn)率是真正意義上的能源效率指標(biāo)；該指數(shù)還可以遵循全要素生產(chǎn)率的分解步驟，進(jìn)一步將能源生產(chǎn)率分解為能源的技術(shù)變化與能源的技術(shù)效率變化，從而便于發(fā)現(xiàn)和挖掘能源生產(chǎn)率變化的驅(qū)動(dòng)力量；該指數(shù)結(jié)合靜態(tài)效率指標(biāo)，還可以刻畫出各個(gè)省份在能源消費(fèi)上的優(yōu)勢(shì)與不足，從而便于判斷每一個(gè)省份在節(jié)能上的方向。再次，本書指出能源效率研究的未來方向就是研究對(duì)象深入微觀、研究方法日趨融合和政策指向更加清晰。*后，在CCR模型的基礎(chǔ)上，從投入要素可調(diào)整程度、是否考慮壞產(chǎn)出以及冗余量可得性三個(gè)維度，通過改變約束條件的方式，演化得到七種全要素能源效率估計(jì)模型，剖析不同模型的演進(jìn)路徑和優(yōu)劣差異，研究發(fā)現(xiàn)SBM+DDF模型不僅從三個(gè)維度對(duì)CCR模型進(jìn)行全面改進(jìn)，而且較好地解決了由于生產(chǎn)前沿面的壓縮而導(dǎo)致的識(shí)別能力下降和能源效率高估的問題，是估計(jì)全要素能源效率的“*佳”選擇。基于SBM+DDF模型的“節(jié)能減排”分析結(jié)果表明，中國節(jié)能減排潛力巨大，重點(diǎn)在中西部省份。 作為全球*大的二氧化碳排放國之一，中國在未來幾年內(nèi)二氧化碳的減排壓力巨大。十八屆三中全會(huì)以來，中國政府開始強(qiáng)調(diào)和加強(qiáng)市場(chǎng)在環(huán)境資源配置中的地位，逐步強(qiáng)化市場(chǎng)機(jī)制在環(huán)境資源配置中的決定性作用。這表明我國的環(huán)境政策開始從傳統(tǒng)行政命令式轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌?chǎng)調(diào)控式，而這又依賴于市場(chǎng)調(diào)控式環(huán)境政策體系的建立，其中二氧化碳的影子價(jià)格測(cè)度是判斷當(dāng)前中國減排壓力和減排空間的基礎(chǔ)性工作，更可以為未來幾年減排路徑的設(shè)計(jì)提供科學(xué)方向和科學(xué)依據(jù)。為此，本書試圖建立科學(xué)估計(jì)中國工業(yè)行業(yè)二氧化碳影子價(jià)格的穩(wěn)健方法。*先，引入方向性距離函數(shù)與生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)包含污染物的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行建模；其次，通過構(gòu)建收益函數(shù)來刻畫經(jīng)濟(jì)個(gè)體追求利潤*大化的行為，并通過包絡(luò)定理得到二氧化碳影子價(jià)格的估計(jì)公式；再次，通過參數(shù)近似的方法表示生產(chǎn)技術(shù)，并采用參數(shù)線性規(guī)劃求解模型參數(shù)；*后，針對(duì)參數(shù)線性規(guī)劃模型無法修正樣本中存在的抽樣誤差以及無法獲得模型參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤等問題，采用自體抽樣方法獲得估計(jì)參數(shù)的抽樣分布，并在此基礎(chǔ)上對(duì)參數(shù)進(jìn)行偏差修正，進(jìn)而得到二氧化碳影子價(jià)格的穩(wěn)健估計(jì)值。在此基礎(chǔ)上，利用估計(jì)結(jié)果對(duì)我國工業(yè)行業(yè)的減排政策進(jìn)行討論。 穹頂之下，霧霾滾滾。伴隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國大范圍持續(xù)性的霧霾天氣日漸引起社會(huì)各界的關(guān)注。污染防治*先要識(shí)別造成污染的根源，那么，中國巨量霧霾的成因究竟是什么？基于成因的判斷，可以采取哪些有效措施來治理日益嚴(yán)重的霧霾？該問題的詳細(xì)探討對(duì)實(shí)現(xiàn)中國可持續(xù)發(fā)展以及切實(shí)改善國民生活質(zhì)量都至關(guān)重要。為此，本書集中探討了中國霧霾的經(jīng)濟(jì)成因和治理方式，利用Kaya恒等式（Kaya，1989）對(duì)傳統(tǒng)的IPAT（impact population affluence technology）分解方法進(jìn)行了擴(kuò)展，將霧霾濃度變化分解為人口規(guī)模、生活水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能耗強(qiáng)度及排放強(qiáng)度五個(gè)部分，并利用中國30個(gè)省份 的平衡面板數(shù)據(jù)對(duì)霧霾濃度進(jìn)行了分解，從國家層面、地區(qū)層面和省份層面三個(gè)維度對(duì)分解結(jié)果進(jìn)行了細(xì)致分析，接著還分析了治理霧霾的可能抓手、緊迫性和可能方向。 本書的主要特色體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①系統(tǒng)綜述了能源效率的測(cè)度方法、研究爭(zhēng)議及發(fā)展方向，指出現(xiàn)有文獻(xiàn)測(cè)度的全要素能源效率指標(biāo)，要么是“考慮能源投入的全要素生產(chǎn)率”，要么是“考慮非合意產(chǎn)出的全要素生產(chǎn)率”，并非真正意義上的能源效率指標(biāo)。然后提出了真正的能源效率測(cè)度方法—基于ISP指數(shù)的方法；該指數(shù)還可以遵循全要素生產(chǎn)率的分解步驟，進(jìn)一步將能源生產(chǎn)率分解為能源的技術(shù)變化與能源的技術(shù)效率變化，從而便于發(fā)現(xiàn)和挖掘能源生產(chǎn)率變化的驅(qū)動(dòng)力量。②研究了中國工業(yè)二氧化碳影子價(jià)格的穩(wěn)健估計(jì)與減排政策。從現(xiàn)有研究來看，估計(jì)二氧化碳影子價(jià)格的模型主要可以分為三大類：**類是基于專家型的二氧化碳影子價(jià)格估計(jì)模型；第二類是基于經(jīng)濟(jì)—能源模型的二氧化碳影子價(jià)格估計(jì)模型；第三類是基于微觀供給側(cè)的二氧化碳影子價(jià)格估計(jì)模型。其中，非參數(shù)方法雖然彌補(bǔ)了專家型方法具有很強(qiáng)的主觀性以及經(jīng)濟(jì)—能源模型具有較強(qiáng)假設(shè)的缺點(diǎn)，但本身也面臨著不可求導(dǎo)等問題。為此，學(xué)者通過參數(shù)化方法得到連續(xù)可導(dǎo)的生產(chǎn)前沿面，使其在現(xiàn)有研究中得到廣泛應(yīng)用。但由于參數(shù)線性規(guī)劃方法無法處理隨機(jī)干擾對(duì)二氧化碳影子價(jià)格的影響，同時(shí)也無法對(duì)得到的估計(jì)參數(shù)進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，故受到了學(xué)者的批評(píng)。針對(duì)這些問題，本書擬通過自體抽樣方法來克服確定性模型無法處理隨機(jī)干擾和無法進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)的問題，并在此基礎(chǔ)上對(duì)參數(shù)進(jìn)行偏差修正，進(jìn)而得到二氧化碳影子價(jià)格的穩(wěn)健估計(jì)值，在此基礎(chǔ)上，利用估計(jì)結(jié)果對(duì)我國工業(yè)行業(yè)的減排政策進(jìn)行討論。③利用Kaya恒等式對(duì)IPAT方法進(jìn)行擴(kuò)展，分析了中國霧霾污染的經(jīng)濟(jì)成因。現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)我國霧霾的經(jīng)濟(jì)成因作出了大量探索性研究，歸納起來，主要有以下幾個(gè)方面：人口因素、生活水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)和使用效率。但是這些文獻(xiàn)在處理這些影響因素時(shí)，多數(shù)是基于某一個(gè)視角的回歸分析，該做法在分析霧霾污染經(jīng)濟(jì)成因時(shí)會(huì)造成“遺漏變量偏差”問題，不僅導(dǎo)致估計(jì)結(jié)果可信度降低，有“盲人摸象”之嫌，而且導(dǎo)致不同研究結(jié)論之間無法進(jìn)行比較，難以更科學(xué)地為治理霧霾提供系統(tǒng)性政策建議。此外，由于沒有將這些影響因素放入統(tǒng)一框架下進(jìn)行分析，故無法對(duì)不同影響因素的重要性進(jìn)行排序比較，直接導(dǎo)致治理霧霾的政策建議針對(duì)性和有效性大打折扣，既可能產(chǎn)生“顧此失彼”的情形，也可能造成“撿了芝麻丟了西瓜”的困局。因此，本書采用Kaya恒等式對(duì)IPAT方法進(jìn)行擴(kuò)展，借助該分解方法從經(jīng)濟(jì)意義上系統(tǒng)識(shí)別我國大范圍持續(xù)霧霾的經(jīng)濟(jì)成因和治理方向。 全書總共包括七章。**章是緒論；第二章是能源效率測(cè)度方法：演變、爭(zhēng)議與未來；第三章是基于ISP指數(shù)的中國能源生產(chǎn)率再測(cè)度與分解研究；第四章是中國能源效率穩(wěn)健估計(jì)及節(jié)能減排潛力分析；第五章是中國能源效率的影響因素研究；第六章是中國工業(yè)二氧化碳影子價(jià)格的穩(wěn)健估計(jì)與減排政策；第七章是中國霧霾經(jīng)濟(jì)成因分解研究。 第二章 能源效率測(cè)度方法：演變、爭(zhēng)議與未來 在能源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)問題日益凸顯的背景下，提高能源效率成為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，而如何測(cè)度能源效率則是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性研究工作。為此，本章*先分析能源效率測(cè)度方法的演變過程，其次指出現(xiàn)有文獻(xiàn)在能源效率認(rèn)識(shí)上的優(yōu)勢(shì)與缺陷，*后指出能源效率研究未來的發(fā)展方向。本章認(rèn)為：①單要素能源效率方法由于沒有考慮其他要素投入的影響而存在致命缺陷，但是在國別比較研究與政策目標(biāo)設(shè)定等方面仍然具有比較優(yōu)勢(shì)。全要素能源效率方法隨著全要素框架的設(shè)定、假定的放松和新技術(shù)的引入，其中基于DEA的估計(jì)方法也經(jīng)歷了從徑向到非徑向再到基于冗余模型，從距離函數(shù)到方向性距離函數(shù)再到基于冗余的方向性距離函數(shù)，逐步將經(jīng)濟(jì)、能源與環(huán)境問題納入統(tǒng)一的分析框架，越來越具有接近現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)情況與政策含義明確等優(yōu)勢(shì)。②方向性距離函數(shù)與隨機(jī)前沿分析法（stochastic frontier approach，SFA）的結(jié)合，以及單要素指數(shù)分解方法（index decomposition analysis，IDA）與距離函數(shù)的結(jié)合所產(chǎn)生的基于生產(chǎn)理論框架的分析方法（production-theory decomposition analysis，PDA）在能源效率測(cè)度方面的應(yīng)用，更加快了各種方法之間交叉融合的發(fā)展趨勢(shì)。③雖然全要素框架下測(cè)度能源效率是能源效率研究進(jìn)展中的一次重大突破，但是必須能夠在全要素能源效率框架下分解出能源投入的單獨(dú)效率貢獻(xiàn)，因此，用Russell型、QFI型、SBM型及SBM+DDF型的DEA測(cè)度的能源效率才可以稱為真正意義上的能源效率。本章研究對(duì)科學(xué)認(rèn)識(shí)能源效率內(nèi)涵、合理測(cè)度能源效率水平以及建立規(guī)范細(xì)致“節(jié)能減排”績(jī)效評(píng)估框架與政策體系具有重要的理論價(jià)值和指導(dǎo)意義。 一、引 言 隨著資源與環(huán)境問題在中國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中的重要性與緊迫性的提高，能源效率的研究大量興起。縱覽能源效率的研究文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)能源效率研究主要包括兩個(gè)方面：能源效率評(píng)價(jià)與能源效率影響因素研究。能源效率評(píng)價(jià)是通過采用各種測(cè)度能源效率的方法來開展的，而能源效率影響因素研究則是在能源效率測(cè)度基礎(chǔ)上，通過計(jì)量回歸分析進(jìn)一步揭示影響能源效率高低與變化的主要因素。由此可見，能源效率評(píng)價(jià)，即如何科學(xué)又合理地測(cè)度出能源效率水平是能源效率研究的*要問題。 筆者在大量閱讀與梳理研究能源效率的文獻(xiàn)后，“喜憂參半”。“喜”的是研究能源效率的方法已經(jīng)非常豐富，既有單要素能源效率方法（能耗強(qiáng)度），又有全要素能源效率方法（基于DEA發(fā)展起來的各種變體）；既有參數(shù)方法（SFA），又有非參數(shù)方法（DEA）；既有只考慮合意產(chǎn)出的效率分析方法（如能耗強(qiáng)度、全要素能源效率），又有考慮非合意產(chǎn)出的效率評(píng)價(jià)方法[如環(huán)境全要素能源效率（ecological total factor energy efficiency，ETFEE）]。“憂”的是能源效率評(píng)價(jià)方法的豐富造成的問題比解決的問題更多，具體體現(xiàn)在：①經(jīng)驗(yàn)判斷差異大。單要素能源效率方法測(cè)度的中國能耗強(qiáng)度直線下降（史丹，2002），但是全要素能源效率方法測(cè)度的中國能源效率情況則沒有這種特征，有的發(fā)現(xiàn)是“U形”變化趨勢(shì)（范丹和王維國，2013），有的卻發(fā)現(xiàn)是“倒U形”（Hu and Wang，2006；魏楚和沈滿洪，2007a），還有個(gè)別研究發(fā)現(xiàn)，中國能源效率的變化趨勢(shì)呈波浪式，僅有局部時(shí)間段是“倒U形”特征，而且不同測(cè)度方法的結(jié)論差異很大，不可比較。②方法選擇欠斟酌。基于DEA發(fā)展起來的各種全要素能源效率測(cè)度方法可謂“五花八門”（具體詳見本章后面綜述），但是學(xué)界在采用這些方法研究時(shí)，大多將各種新發(fā)展起來的方法應(yīng)用于中國樣本的研究，而對(duì)于不同方法之間的邏輯發(fā)展過程、適用條件及識(shí)別能力等，大多數(shù)研究并沒有仔細(xì)考量與謹(jǐn)慎選擇，這也客觀上造成各種研究結(jié)論爭(zhēng)議不斷，差異很大。③盡管能源效率評(píng)價(jià)上差異較大，學(xué)者仍然基于不同方法測(cè)度的能源效率水平來設(shè)定計(jì)量分析模型，進(jìn)一步分析能源效率的影響因素，而在設(shè)定計(jì)量分析模型時(shí)，控制變量的引入也存在很大的隨意性，不同研究的控制變量設(shè)定差異很大，有的研究認(rèn)為能源價(jià)格、技術(shù)進(jìn)步等是影響能源效率的主要因素（傅曉霞和吳利學(xué)，2010），而有的研究認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等是影響能源效率的主要因素（魏楚和沈滿洪，2007b）。此外，對(duì)外開放、能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、制度因素等對(duì)能源效率也有著重要影響（史丹，2002；魏楚和沈滿洪，2007b）。由此可見，這些新產(chǎn)生的問題迫切需要學(xué)界對(duì)各種能源效率方法進(jìn)行詳細(xì)論證與綜述。 學(xué)術(shù)界對(duì)能源效率水平的