产业结构演变、能源效率和中国经济增长(一)——基于转换份额法和面板数据的实证分析

内容提要：部门能源效率的差异导致能源在产业间流动，以达到资源有效配置，进而促进经济可持续增长。基于上述事实，运用转换份额法将能源效率增长率分解为增长效应和结构变迁效应(静态和动态)，并在考察中国和省际的能源效率增长差异基础上对其与经济增长的关系进行实证分析。研究表明，改革开放以来中国能源效率显著提高，但仍存在较大的增长空间；第二产业能源强度的降低以及能源效率增长效应的提高是能源效率提高的主要动力，能源消费于产业间流动出现“结构负利”现象；同时我国能源流动并非能源效率差异所致，未能够达到资源优化配置。近些年来中国省级能源效率存在明显差异且有扩大趋势，多数省份的增长效应和结构变迁效应促进了能源效率的改进。对能源效率增长率与经济增长率的关系研究发现，增长效应和结构变迁效应对经济增长率提高具有积极作用，同时也存在阶段性特征。

关键词：能源效率，产业结构，增长效应，结构变迁效应，经济增长

        作者简介：杨志明，山东大学经济研究院，Email:zhiming0419@126.com，通讯地址：山东省济南市山大南路27号山东大学经济研究院。

一、引言

人口理论(Malthus，1798)的提出，可耕地面积因温室效应及沙漠化而锐减现象的产生，人们开始逐渐相信自然资源和环境问题对于长期经济增长具有重要的作用。将自然资源和环境因素纳入到经济增长的分析框架内，以解决在自然资源有限性和环境污染约束条件使得经济增长最大化问题成为学者研究重点(Nordhaus，1992；Romer，2001)。面对能源枯竭和环境污染严重等现象，重视能源、提高能源效率和改善能源强度，既有利于全要素生产率的提高，又有效地减少二氧化碳排放等环境污染问题(林伯强和孙传旺，2011)。技术进步和产业结构调整是能源效率改进的重要解释变量已被学者理论和实证所证实(周建，2008)，目前政府也就如何提高能源利用效率或降低能源消费强度，提出需要通过加快技术进步和调整经济结构等方式进行(魏楚和沈满洪，2008)。

经济结构(产业结构)变动与经济增长关系的研究，从要素角度讲，各部门具有不同的生产率水平和生产率增长率，因此当投人要素从低生产率水平或者低生产率增长的部门向高生产率水平或高生产率增长部门流动时，就会促进总体经济生产率提高，而总生产率增长率超过各部门生产率增长率加权和的余额，经济结构变化改善了生产率，进而促进了经济增长水平(Denison，1967；Maddison，1987；Peneder，2002魏楚和沈满洪，2008；于春辉和郑若谷，2009)。这种基于要素流动而形成的经济结构变化对生产率增长的贡献即是所谓的“结构红利假说”，此假说主要从劳动力和资本角度去解释要素流动对经济增长的作用(吕铁，2002；李小平和陈勇，2007；于春辉和郑若谷，2009)。在研究能源要素方面，经济结构调整(至少在部分时段)有利于能源效率的提高已经为国内外诸多研究(Samuele et al，1984；Liu et al，1992；Ang，1994；Richard，1999)和实践所证实。研究一致认为，能源从生产率低的部门流向生产率高的部门，从而有利于资源优化配置，提高能源的利用效率。但产业结构提高能源效率的作用具有明显的阶段性特征，并不是在所有的研究阶段都有利于减低能源强度。

理论上，能源效率从两个方面影响经济增长。一是技术进步和规模经济等因素，随着能源方面的科学技术水平的改变和规模效应的产生，即能源效率改变，会影响到能源与劳动和资本的相互替代，从而影响到经济增长；二是能源在产业间的流动，不同产业的能源效率差异导致能源在产业间流动，以使得资源有效配置，从而促进经济增长。两方面对研究二者关系具有重要意义，然而现有文献多从单一角度进行分析(余江和叶林，2006；2008)。王迪和聂锐(2009)虽然看出技术进步和产业结构通过能源效率影响到经济增长，但未能够将两种效应进行分离并研究其对经济增长的作用。

本文“两步走”，意在回答两个问题。第一是能源的增长效应和结构变迁效应对能源效率提高具有何种影响。第二是能源效率增长率及其分解因素对经济增长的影响情况。能源是重要的生产要素投入，能源效率的改善对经济增长的提高具有重要意义。现有文献关注劳动和资本在产业间的变化及其生产率，而较少从能源角度为出发点，通过剥离增长和结构效应分析能源效率及其与经济增长的关系，本文则弥补了这一点，着重考虑能源效率在产业间的产业结构效应，从静态和动态角度分析能源效率的增长和结构效应，并将其纳入到经济增长模型中，运用计量的方法讨论其对经济增长的作用，洞察现有能源产业间配置情况及对经济增长的影响，从而为当前资源稀缺和环境污染的中国产业结构调整提供有益的政策建议。据此本文余下部分安排：第二部分是文献综述和理论分析。第三部分分解能源效率，分析中国及地区能源效率差异情况；第四部分通过经验数据考察能源效率及其分解因素与经济增长的关系；第五部分给出结论和政策建议。

二、文献综述

近些年来，我国经济一直保持较快的增长速度，然而能源消费速度减缓甚至出现负增长，以及能源效率的提高缓慢等现象着实令人担忧。随着经济结构转型的迫切压力，经济持续增长背景下能源消费与产业结构能否协调这一问题引起了相关研究者极大的兴趣。

关于产业结构、能源效率和经济增长的关系研究中，很多文献从不同的研究视角进行了分析。首先，能源效率影响因素众多，其中包括经济增长或人均生活水平(高振宁和王益，2006；齐绍州和罗威，2007；周建，2008)、技术进步(王玉潜，2003；周勇和李廉水，2006；周建，2008；樊茂清和任若恩等，2009；杨冕等，2011)、经济结构(史丹，2003；王玉潜，2003；高振宁和王益，2006；吴巧生和成金华，2006；魏楚和沈满洪，2007；周建，2008)、贸易开放程度(史丹，2006；魏楚和沈满洪，2007；许启钦等，2011)、经济制度(史丹，2002；董利，2008；刘畅等，2008；师博和沈坤荣，2008)，从投资情况、能源价格、人口数量、能源结构和资本深化程度等方面研究的文献还有高振宁和王益(2006)、杨冕等(2011)Fisher-Vanden等(2006)、涂正革(2008)等。

能源技术进步和结构调整是能源效率最为重要的影响因素，研究一直认为技术进步或规模效应等是能源效率提高或能源消费强度下降的主要原因(Huang，1993；Sinton and Levine，1994；Lin and Po lenske，1995；Garbaccio，Mun and Jor genson，1999；齐志新和陈文颖，2006；吴巧生和成金华，2006)。但是，产业结构动态变化对能源效提高或能源消耗强度降低的影响方向存在较大争议，因研究对象、研究方法、研究口径等因素呈现不同的关系。大体上有几种观点：学者认为产业部门结构变动对能源效率提高有正的影响(吴巧生，2010)；一类学者认为产业结构或工业结构变化对能源效率影响并不显著(周鸿和林凌，2005；史丹，2006)；另一类学者认为结构调整对能源效率提高产生负面影响(王玉潜，2003；韩智勇和魏一鸣等，2004；吴巧生和成金华，2006等)；还有的学者认为经济结构变化对能源效率提高的影响效果正逐渐变小或消失(史丹，1999；史丹和张金隆，2003；王海建，2001)。

国内许多学者针对技术进步和结构效应对能源效率或能源强度的影响展开了研究。研究主要针对能源强度进行分解，Zhang(2001)在研究中发现，1980～1990年，制造业部门结构的变动，或者从第一产业转向第二、三产业的变动对能耗强度贡献仅为6.69%且不持续，而部门能源效率的提高才是能耗强度下降的主要动力。吴巧生和成金华(2006)运用Divisia方法对1980～2004年六个主要工业部门能耗强度进行分解，结果也表明产业部门结构变动的影响很小。在能源效率分解中较为常见的方法是非参数DEA-Malmquist生产率指数，其是由技术效率变动指数(相对效率的变化指数)和技术进步变动指数共同决定。如李廉水和周勇(2006)以1993-2003年35个工业行业为样本将对能源效率影响的技术进步分解为科技进步、纯技术效率和规模效率3个部分，然后采用面板技术估算了这3个部分对能源效率的作用，结果表明，技术效率(纯技术效率与规模效率的乘积)是工业部门能源效率提高的主要原因，技术进步的贡献相对低些，但随着时间推移，技术进步的作用逐渐增强，技术效率的作用慢慢减弱。孙立成、周德群和李群(2008)测算了1997-2006年12个国家的能源利用效率及变动指数，研究发现，能源利用技术进步增长率的下降是中国能源利用效率未得到提高的主要原因。王群伟和周德群(2008)分解1993-2005年我国28个省分的全要素生产率变动，并回归分析了各个因素与其之间的关系，研究发现，能源效率具有明显的阶段性和区域性特征，技术效率比技术进步更有助于能源效率的改善。屈小娥(2009)基于实证测算了1990-2006年省级全要素能源效率及技术进步和技术效率指数，结构调整和技术进步提高对全国及区域能源效率改进具有积极作用，工业化水平对全国及东西地区具有促进作用，对中部有抑制作用。王霄和屈小娥(2010)测算了2001-2007年制造业28个行业全要素能源效率，结论指出技术进步是促进全要素能源效率提高和引起行业间差异的主要原因。

齐志新和陈文颖(2006)应用拉氏因素分解法，探究了1978-2004年宏观和工业部门能源效率下降的原因，研究结果表明，结构调整和技术进步两因素中后者是能源效率提高的决定因素。齐志新等(2007)应用同样方法研究1993-2005年工业部门内部轻重结构变化对能源消费和强度的影响，研究发现工业轻重部门变化对工业能源强度影响小于部门强度，且其重工业比重增加对能源强度影响较大。周勇和李廉水(2006)采用适应性加权迪维西亚指数分析方法(AWD)对我国1980-2003年能源强度变化因素进行分解，结果表明，产业结构和部门能源强度因素对总能源强度下降具有阶段性特征，前者影响为正向且减弱趋势，后者影响为正向且逐渐加强。史丹(2002)采用结构指数分析1980-2000年我国产业结构变动对能源消费强度的影响，其结果表明，改革开放以来产业结构变动整体上使得能源消费强度增长了5.2%，且呈现阶段性特征。魏楚和沈满洪(2008)将经济结构因素扩展(产业结构、工业结构、产权结构、要素禀赋结构和能源消费结构)，基于1995-2006年省级面板数据计量分析发现，以“退二进三”为主导的产业结构调整和以“国退民进”为主要方向的国有产权改革在一定程度上能够改善能源效。

上述文献中，多将能源效率进行分解，将分解因素对其回归，属于循环分析。研究能源效率最终目的是促进经济增长，能源效率与增长的关系尤为重要。关于能源增长效应和结构效应对经济增长的影响的文献凤毛麟角。

三、产业结构演进与能源效率及其分解

(一)能源效率及其分解

依据研究问题需要，能源效率具有不同种划分方法，如为了研究技术进步在能源效率中的作用，将能源效率划分为能源技术进步效率^①和能源经济效率^②(周建，2008)，本文则从能源与产业结构视角出发将能源效率增长率划分为三部分，包括能源效率增长效应、静态和动态结构变迁效应，后两者称为结构变迁效应。

Fabricant(1942)率先提出了“转换份额法”，Fagerberg(2000)、Timmer(2000)、Peneder(2003)运用该方法测算新兴市场和转轨国家生产率的增长效应和结构变迁效应，李小平和卢现祥(2007)、刘伟和张辉(2008)、张辉和王晓霞(2009)、李国璋和戚磊(2011)、苏振东等(2012)运用该种方法测算劳动生产率的增长效应和结构变迁效应，本文将该方法与研究能源效率的增长效应和结构变迁效应的目的相结合，构造如下能源效率分解：

Y_j^t是第t时期总产出或第j(j=0,1，2，3)行业产出^③，E_j^t是第t时期能源消费总量或第j行业能源消费量。EP_j^t=Y_j^t/E_j^t是第j行业能源效率，其中EP₀^t=Y₀^t/E₀^t是总能源效率(总产出与能源消费总量比率)，S_j^t=E_j^t/E₀^t是第j行业能源所占份额，其中S_0t=1是能源整体。定义第t时期的总能源效率是：

(1)

第t时期相对于基期(t=0)总产出能耗增长率是：

(2)

第一项是能源效率的增长效应，它衡量各行业的能源份额不变(即以基期行业能源份额为衡量标准)情况下，各行业能源效率改变对总能源效率的影响，它是由各行业内部技术进步、规模经济和技术效率变化导致的能源效率提高的部分。

第二项是能源效率的静态结构变迁效应，它衡量各行业能源效率不变(即以基期各行业能源效率为衡量标准)情况下，各行业能源份额改变对总能源效率提高的影响。

第三项是能源效率的动态结构变迁效应，它衡量的是能源效率增长较快的产业配置能源逐渐增多，能源效率增长较慢的产业配置能源逐渐减少的情况下，总能源效率提高的部分。

结构变迁效应包括动态和静态，若结构效应符号是正，则被称之为结构红利假说。

(二)中国能源效率分析

运用1980～2009年中国有关能源数据，计算能源效率增长率及其分解指标，得到表1，据此得到一些结论：

表1 转换份额分析的结构变迁效应矩阵

注：将研究时期定为中国1980年到2009年统计数据。能源的产业间分配、国内生产总值及产业产值来源于《中国统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。能源消费数据经过能源折算标准系数处理。以1980年为基期运用GDP平减方法将名义GDP调整实际GDP，产业产值调整方法同GDP平减。居民能源消费难以用产值消耗衡量，在分析时并未考虑居民能源消费。

(1)在分析区间内，我国能源效率明显提高，能源效率提高主要是第二、三产业能源效率提高的结果，其中第二产业是影响的主导因素。具体表现，依据转换份额法计算的1980～2009年能源效率增长率是223.78%；行业能源效率增长率中第一产业贡献率是负数(-3.67%)，第二、三产业贡献率都是正数(73.09%和30.58%)，第二、三产业对能源效率提高贡献大于第一产业(1.6355+0.6844＞0.0821)，导致总能源效率增长率是正。具有以下含义：首先，中国能源效率得到了大幅度提高，但相比其他发达国家而言，中国能源效率增长缓慢，仍存在较大增长空间^④(吴巧生和成金华，2006；吴巧生，2010)，其原因在于工业化结构和能源消费结构，我国依靠粗放型和高耗能的工业化的经济结构模式发展，降低了能源效率增长水平，2009年，中国经济结构比重是10.3∶46.3∶43.4，而1999年，美国和日本经济结构比重分别是1.62∶24.93∶73.45和17.63∶49.42∶32.95，相比美国和日本两国而言中国工业化比重仍较高；另一方面，我国能源消费过度依赖于煤炭能源的结构特征对能源效率提高具有消极作用，2009年，我国能源消费强度是1.1174，按照不同能源消费种类煤炭、石油、天然气和电力分别是1.5873、2.0358E-05、0.0001和8.5114E-10，煤炭作为能源消耗强度高的能源种类，中国消费比重65.9%，它拉低了总体的能源消费强度。其次，第一产业对能源效率增长贡献率为负的根本原因在于第一产业生产总值增长率(284.26%)小于能源消费增长率(428.04%)^⑤，造成这一现象原因有二，一方面农业附加值低、生产总值增长速度较慢，另一方面工业对能源消费增长迅速。最后，能源效率改善和提高仍主要依托第二、三产业，尤其第三产业能源效率仍然存在较强的增长空间，这与韩智勇和魏一鸣等(2004)结论一致，鉴于第三产业的能源消耗特征，即消耗少产值高，应极力提高第三产业能源效率。

责任编辑：夏雨