中国工业行业能源消耗强度变动及影响因素的实证分析.doc
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1、第3组宏观经济增长与发展(12.8千字)中国工业行业能源消耗强度变动及影响因素的实证分析 本文得到国家自然科学基金资助,编号:70673009;国家社科基金资助,编号:06BJY012。作者简介:刘畅 女,1967年11月生,博士研究生,东北财经大学信息工程学院副教授;孔宪丽 女,1978年4月生,博士研究生,东北财经大学数学与数量经济学院讲师;高铁梅 女,1951年12月生,东北财经大学数学与数量经济学院教授,博士生导师,数量经济研究所所长。 刘畅 孔宪丽 高铁梅(东北财经大学, 辽宁 大连 116025)【摘要】本文利用中国29个工业行业的面板数据,在中观层面上对中国工业部门及其内部不同能
2、耗特征的各工业行业的能源消耗强度变动及影响因素进行了实证分析。实证结果表明,科技经费支出的增加有助于高能耗行业的能源效率的提高,这些行业通过加强节能技术的开发和利用将有很大的节能潜力;企业产权结构和出口贸易结构对工业行业的能源消耗强度有显著影响;能源相对价格的提高对工业行业的节能降耗具有明显的促进作用;电力、石油等能源产品占总能源消费比例的增加降低了工业行业特别是高能耗行业的能源消耗强度。关键词 能源消耗强度 中国工业 行业差异 panel data模型 中图分类号 F206 文献标识码 AThe Empirical Analysis on the Changes of Industrial
3、Energy Consumption Intensity and Influential Factors in ChinaAbstract: By using the panel data of Chinas 29 industrial sectors, this paper empirically analyzes the changes of industrial energy consumption intensity and influential factors from the middle layer of industrial sectors. The empirical re
4、sults show that: (1) the increase of science & technology expenditure contributes to the rising of high energy-consuming sectors energy efficiency. There are great potentials of energy-saving for these sectors by developing and utilizing energy-saving technologies. (2) The enterprise ownership struc
5、ture and export trade structure have significant influence on energy consumption intensity of industrial sectors. (3) The rising of the relative energy price helps to decline the industrial energy consumption intensity significantly. (4) With the rising of the ratio of electricity and oil consumptio
6、n to total energy consumption, the energy consumption intensity of industrial sectors, especially high energy-consuming sectors decline. Keywords: Energy Consumption Intensity; China Industry; Industrial Sector Difference; Panel Data Model一、 引 言随着中国经济的快速增长,能源需求正以前所未有的速度增长,能源对经济增长的约束性不断增强,能源效率问题已逐步成为
7、众人关注的焦点。由于中国正处于工业化进程中,工业部门是中国能源消耗的大户,其能源消耗占全国总能源消耗的比例不断上升。目前工业能源消耗占全国能源消费量的比重已达到71.1%左右,对中国能源需求变化起着支配性的作用,因此,工业部门的能源效率问题更值得关注。衡量工业行业能源效率的主要指标是单位产值能耗,也称为能源消耗强度,用单位工业增加值的能源消耗量来表示。 工业能源消耗强度=工业能源消费量 / 工业增加值,单位为吨标准煤/104元。工业增加值按2000年价格进行平减。本文所用的数据均来自中国经济信息网、中国统计年鉴(1995-2007)、中国能源统计年鉴(1996-2006)、中国工业经济统计年鉴
8、(2003-2004)、中国科技统计年鉴(1995-2007)。 能源消耗强度越小,则能源效率越高,反之亦然。图1给出了19802006年间,中国工业部门及其它国民经济部门如交通运输业、建筑业和零售业等的能源消耗强度的时间变动趋势。从图1可以看出,20世纪80年代初期,中国工业部门的能源消耗强度远高于其它国民经济部门,随后受内部结构升级调整及技术进步的影响,工业部门的能源消耗强度持续下降,与其它部门能源消耗强度的差距逐步缩小。然而,在2001年以后,由于产品需求增长导致了钢铁、水泥、电解铝、石化等高耗能工业行业的产能快速扩张,使得工业部门的能源消耗强度呈现出止降反升的态势。中国工业部门能源消耗
9、(吨标准煤/万元)图1 各部门能源消耗强度比较 (2000年不变价)强度变动的这一特征表明,从80年代初开始,中国工业部门的能源效率得到了持续快速的提高,到2000年虽仍显著低于其它国民经济部门,但差距已明显缩小。然而在2001年后,中国工业部门的能源效率却表现出逐步降低的迹象。究竟是哪些因素影响着中国工业部门能源消耗强度的变动,工业部门内部具有不同生产特征和技术水平的各工业行业的能源消耗强度之间是否存在较大差异,各自的影响因素又有哪些?这些问题的研究,对于相关部门和机构更好地把握中国工业行业未来的能源消耗特征,制定有效提高工业部门能源效率的产业政策,促进节能减排目标的实现具有重要的现实意义。
10、近年来国内外学者对工业能源消耗问题进行了大量的研究。A.Miketa(2001)用19711996年间39个国家的10个制造业行业的数据分析了部门经济活动、资本形成额以及工业能源价格对能源消耗强度的影响,研究结果表明:能源强度受资本形成额的影响,而且这种影响随着部门产出的增加而加强。Michael. L. Polemis(2007)使用协整方法研究了希腊工业能源需求,发现工业能源消耗在短期和长期都没有弹性,但是石油和电力是可以相互替代的。Adeyemi and Hunt (2007) 利用15个OECD国家的面板数据研究了节能技术变化和价格对工业能源需求的影响。对中国工业能源消耗强度的实证研究
11、也较多,按所用方法可将其分为两类,一类使用因素分解方法对中国工业部门能源消耗强度变动进行研究,如齐志新、陈文颖(2006)使用拉氏分解法研究了19932003年中国36个工业部门的能源效率变化,得出技术变化是工业部门能源消耗强度下降的主要原因。另一类采用计量经济模型进行研究,如王少平,杨继生(2006)研究了中国12个工业行业的能源消费与行业总产值之间的综列协整关系;杭雷鸣、屠梅曾(2006)利用时间序列数据研究了能源价格对中国制造业能源强度的影响。已有的对中国工业能源消耗强度的研究多数是从总体或平均的角度对工业部门能源消耗强度变动的影响因素进行分析,而从中观层面对工业部门内部各工业行业的能源
12、消耗强度变动差异及各自影响因素的实证研究比较少见。然而由于中国工业部门内部的诸多工业行业在生产过程及能源利用方式上均存在较大的差异,从而使得这些工业行业各自的能源效率及其变动机制不尽相同。基于此,本文利用中国29个工业行业的面板数据,在中观层面上对中国工业部门及其内部不同能耗特征的各工业行业的能源消耗强度变动及影响因素进行具体的实证分析,在实证分析中不仅研究了能源价格及技术进步对中国工业行业能源消耗强度的影响,还结合中国现有国情,在影响因素中考虑了高耗能产品出口贸易结构、产权结构以及能源替代等重要因素。本文的内容安排如下:第二部分对比分析中国工业部门及其内部行业能源消耗强度的变动特征;第三部分
13、建立工业行业能源消耗强度变动的理论模型;第四部分对中国工业部门及其内部不同能耗特征的各工业行业的能源消耗强度变动进行实证分析;第五部分给出结论并提出政策建议。二、 中国工业部门内部行业能源消耗强度的变动特征由于工业部门内部的诸多工业行业在生产过程、行业内部产品结构、技术进步及能源利用方式上均存在较大的差异,从而使得这些工业行业各自的能源效率及其变动机制不尽相同。按照国家统计局2002年的最新行业分类标准,中国工业被划分为39个具体的工业行业。鉴于数据的可得性,本文的数据样本选择19942006年的年度数据,从39个工业行业中剔除了4个数据缺失行业(非金属矿采选业、其他采矿业、工艺品及其他制造业
14、、废弃资源和废旧材料回收加工业)和6个垄断性行业(石油和天然气开采业、烟草制品业、石油加工炼焦业、电力热力生产供应业、燃气生产供应业及水的生产供应业)后, 缺少非金属矿采选业的工业品出厂价格指数数据及1998-2002年工艺品及其他制造业工业增加值数据。 最终选取29个行业来研究工业行业的能源消耗强度变动及其影响因素。所选取的29个行业既包括轻工业如服装鞋帽,也包括高耗能、高污染的重化工业如黑色金属冶炼、化学原料制造,还包含了高技术行业如医药制造业、电子通信设备制造业等。1各工业行业能源消耗强度比较(吨标准煤/万元)电服电皮仪文印交家专饮通塑金医食木纺食橡有造黑化煤有非化黑子装气革器教刷通具用
15、料用料属药品材织品胶色纸色学炭色金学色通鞋机制仪体业运制设制设制制制加加业制制金业金纤开金属原金信帽械品表育 输造备造备品品造工工 造品属 属维采属矿料属制 制 制 制 矿 矿 洗冶制制冶造 造 造 造 选 选 选炼品品炼图2 各行业能源消耗强度差异(AVG(*)表示各行业1994-2006年的平均值)为了研究各工业行业的能源消耗强度变动特征,本文对29个工业行业按照其19942006年的平均能源消耗强度进行分组,把能源消耗强度小于1的称为低能源强度行业组,14之间的称为中能源强度行业组,高于4的称为高能源强度行业组。 低能源强度行业组:电子通信设备制造业、服装鞋帽制造业、电气机械制造业、皮革
16、制品业、仪器仪表机械制造业、文教体育用品制造业、印刷业、交通运输设备制造业、家具制造业;中能源强度行业组:专用设备制造业、饮料制造业、通用设备制造业、塑料制品业、金属制品业、医药制造业、食品加工业、木材加工业、纺织业、食品制造业、橡胶制品业、有色金属矿采选业;高能源强度行业组:造纸及纸制品业、黑色金属矿采选业、化学纤维制造业、煤炭开采和洗选业、有色金属冶炼及压延业、非金属矿物制品业、化学原料及化学制品业、黑色金属冶炼及压延业。其中家具制造业的能源强度为1.1,更接近低能源强度行业组的交通运输设备制造业(1.06),因此将其划入低能源强度行业组。图2给出了1995年、2006年各工业行业能源消耗
17、强度及19942006年的各工业行业平均能源消耗强度曲线图,图中阴影部分为中能源强度行业组。从图2可以看出,各行业的能源消耗强度差异非常显著,高能源强度行业组对工业部门能源消耗强度的影响最大,其能源消耗强度占工业部门的能源消耗强度接近70%,2006年能源消耗强度最高的黑色金属冶炼压延加工业是能源消耗强度最低的电子通信制造业的32.1倍,是有色金属矿选业的5.76倍。图2的平均能源消耗强度曲线能够很好地反映各行业之间的能源消耗强度差异,表明本文的工业行业分组方法是合理的。2.各行业组的能源消耗强度变动特征按照前面的划分,图3给出了三个行业分组的19942006年能源消耗强度的直方图。从图3可以
18、看出,各行业组之间能源消耗强度相差较大,中、低能源强度行业组的能源消耗强度比较接近,而高能源强度行业组比中、低能源强度行业组的能源消耗强度高很多,2006年低、中、高能源强度行业组的能源消耗强度之比为1:2.95:16.47。各行业组的能源消耗强度都呈明显的下降态势,高能源强度行业组下降最为显著。20世纪90年代以来,中国工业产业结构的发展战略为从高加工化向技术集约化转变。工业企业通过调整企业结构、规模结构和产品结构,加强能源管理,提高了能源效率。图3 各行业组能源消耗强度比较(吨标准煤/万元)低能源强度行业组中能源强度行业组高能源强度行业组 这一期间,国家还发布了一系列节能政策和法规,如19
19、96年国家计委发布了中国节能技术大纲,1998年国务院颁布实施了节约能源法。这些法规和政策鼓励企业充分发挥后发优势,引进国外先进的节能技术和设备;支持企业开发推广节能技术,实施节能技术改造,淘汰能耗高的老旧技术、工艺和设备,促进企业节能和产业升级。进入21世纪以后,国家为抑制高耗能行业的投资过热,相继出台了一系列调控措施,如对高耗能产业实行差别电价政策,利用价格杠杆淘汰落后产能。这些措施极大地提高了企业特别是高耗能企业的能源效率。中国主要高耗能产品的单位能耗逐年下降,如重点企业的吨钢综合能耗从1995年的976 kg标准煤,降到2006年的645.12 kg标准煤,每吨水泥综合能耗从1995年
20、的199.2 kg标准煤,降到2006年的142 kg标准煤。 1995年吨钢和吨水泥综合能耗数据的数据来自中国能源统计年鉴(2006),2006年的数据来自国家发展和改革委员会工业司。三、中国工业行业能源消耗强度模型的建立在社会主义市场经济条件下,以追求利润最大化为目标的企业已逐步成为市场行为的主体,而行业是其内部企业的中观集合,行业能源消耗强度是其内部企业能耗特征的综合表现,因此,可以从企业能源消耗强度的决定模型入手对行业能源消耗强度变动的主要影响因素进行研究。1.企业能源消耗强度模型企业在决定能源需求时是把能源看成一种投入要素,其生产者根据成本最小化原则在能源和各种非能源投入之间分配支出
21、。K.Fisher-Vanden(2004)从微观的层次,利用成本函数法研究了中国2500家企业19971999年的能源消耗强度变化。本文在Fisher-Vanden 的研究基础上进行扩展,分析工业行业能源效率的影响因素。假设规模报酬不变,根据微观经济学中的要素需求方程可以得出与Cobb-Douglas型生产函数相对应的成本函数: (1)其中,Q是产出,A表示技术变化因素,PK 表示资本投入的价格,PL表示劳动力投入的价格,PE 表示能源投入的价格,PM表示原材料投入的价格,K 、L 、E 、M 分别表示资本、劳动力、能源和原材料的价格弹性。根据谢泼德引理(Shephards Lemma)可知
22、,某一种生产要素的投入数量等于成本函数对该要素价格的偏导数,设能源需求量为E,因此由式(1)可得: (2)设EI表示能源消耗强度,则由式(2)进一步可得: (3)其中 ,表示企业产出价格。可见,企业生产的最终能源消耗强度主要受其技术水平及其产品的相对价格的影响。2.中国工业行业能源消耗强度模型的建立技术水平的度量一直是经济学界的一个难题,多数学者均用技术创新水平来反映其变化。考虑到中国目前正处于经济转轨时期,企业产权的逐步清晰和多元制发展是中国市场化改革的一个重要内容,企业产权结构的变革在一定程度上影响着企业的管理水平、技术水平和生产效率,从而使得中国工业行业生产技术水平除受该行业的技术创新程
23、度影响之外,还有可能受行业内部企业的产权结构的影响。因此,本文在建立中国工业行业能源消耗强度模型时,将式(3)中技术水平变量设定为如下形式: (4)其中,ST代表行业技术创新水平,OWN代表行业内部企业的产权结构,exp()表示指数函数算子。进一步考虑到煤、电、油、天然气等不同种类能源产品的效率之间存在较大的差异,其中,煤炭的效率较低,而石油、电、天然气的效率较高,行业的能源消费结构直接影响着行业的最终能源消耗强度。同时,随着经济全球化的演进,中国逐步融入到国际分工和国际产业转移体系中,中国的贸易出口结构也在逐步地发生着变化,而高耗能初级产品的出口意味着隐性出口了大量能源,贸易出口结构中高耗能
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