环境约束下中国区域能源效率比较研究

李百华，王 刚，刘小雪，郑 忻

（河北地质大学，河北 石家庄 050031）

能源是经济社会发展的基础，是推动地区经济发展的强大动力，能源消费为全球带来工业文明的巨大进步，同时也带来了环境问题的加剧，如气候变化显著、能源贫困突出、能源安全问题等[1]。2017年，全球一次能源消费量为135.11亿吨油当量，同比增长1.9%，增速较高。在分类的能源消费统计中，2017年世界能源消费总量中，石油消费占比最高为34.21%，煤炭、天然气次之，占比分别为26.72%、23.36%。在国家能源消费统计中，2017年中国能源消费占全球一次能源消费量比例最高，为23.2%，美国、印度次之，分别占比16.5%、5.6%。

中国是世界第一能源消费大国，2010至2017年间中国经济实现了迅猛发展，国内生产总值（GDP）从412119.3亿元增长到832035.9亿元；
其经济发展背后的能源消费总量也从2010年的360648万吨标准煤升至2017年的455826.92万吨标准煤，煤炭、石油、天然气三类能源消费总量也分别提高，其中煤炭始终占能源比重最高，消费总量增幅最大（图1）。与高增长的能源消费对应的是，我国能源资源禀赋不高，煤炭、石油、天然气的人均占有量低，随着中国生态文明、绿色经济等理念的提出，能源消费开始面临挑战，一方面需满足经济社会发展的能源需求，即保证经济总量增速的能源支撑，另一方面需减少能源消耗总量、减轻能源消耗带来的环境污染问题，实现生态环境保护与经济增长的均衡发展[2]。

图1 2010-2017年间中国国内经济与能源消费变化图

目前，能源效率研究主要集中在研究方法和影响因素两方面，其中通过建立不同的评价指标体系，从而实现对能源效率的评价是一种较为普遍的研究能源相对效率的方法或途径[3]。在能源效率研究对象方面，主要以国家能源效率、区域能源效率、省际城市能源效率为主；
在能源效率评价方法方面，考虑非期望产出的数据包络模型应用居多，通过选取投入、产出指标，建立包含评价内容的投入产出指标体系，来实现不同角度对能源效率的研究[4]。

本研究以非期望产出的数据包络法为研究对象，建立包含环境约束因素的投入、产出指标体系，利用DEA-CCR、DEA-BCC及超效率模型，对中国各省份能源使用效率进行评价研究，获得中国能源消费效率整体态势及区域间能源消费效率差异，为进一步提高能源效率，促进区域内能源效率均衡发展以及协调经济发展与环境保护关系提供理论基础与决策支持。

2.1 数据

地区能源消费效率主要指能源消耗过程中的投入与产出效率，是一种相对效率，即将地区能源消费作为能源投入产出活动进行评价研究，建立投入-产出指标体系。其中能源消费投入以基础能源为主，包括煤炭、原油和天然气[5][6]。能源消费产出指地区在能源消费过程中所产出的经济效益和环境负效益，其中，经济效益以地区生产总值为主要指标；
能源消费为地区带来的环境负效益主要指在能源使用过程中所带来的各种废水、废气及固体废弃物等排放，为逆向指标（表1）。

表1 能源消费效率投入-产出指标体系

根据中国统计局各省份能源投入产出数据，由于部门省份能源统计数据缺失，本文选取2017年各省份年度指标数据，并剔除了部分未进行年度公报的省份，最终获得省、直辖市、自治区共27个评价对象，分别利用DEA的CCR、BCC、超效率模型进行能源消费效率对比分析。

2.2 数据包络法

数据包络法（Data Envelopment Analysis，简称DEA）能够利用包络线代替微观经济学中的生产函数,通过线性规划来确定经济生产上的最优点，并进一步将最优点连接起来，形成一条效率前沿的包络线，然后通过将所有决策单元(DMU)的投入、产出映射到空间中,而落在边界包络线上的DMU则是有相对有效的，否则便是无效。DEA能够直接利用评价数据与数学规划模型，以投入导向型和产出导向型两种方式，推算包含多DMU的相对有效前沿面，具有不需要人为设定变量权限的优势[7]。DEA方法可以用线性规划来判断决策单元对应的点是否位于有效生产前沿面上，对决策单元数据所选单位没有要求，同时，通过DEA可以实现对研究对象的敏感度分析、差异分析等，获得更多有用的管理信息[8]。经过多年研究与发展，DEA模型已从最初的CCR基本模型拓展为包含多模型的DEA模型簇，不同的评价模型具有不同的假设和适用条件，也往往反映不同的测评方面。本文使用的DEA模型簇主要包括CCR模型、BCC模型及超效率模型。

3.1 中国能源消费效率总体分析

以中国27个省份能源消费为研究对象，测得整体CCR结果（表2）。

表2 中国部分地区能源消费CCR模型效率值

根据模型结果可看出，2017年中国地区能源消费使用中，北京市、上海市、福建省、广东省、海南省、河南省、湖南省、广西省、云南省和青海省，共10个地区能源消费效率值为1，达到相对有效状态，其它地区均存在不同程度的能源消费无效性，其中新疆维吾尔自治区能源消费效率最低，仅为0.222。

进一步将将各企业技术创新的总体效率进一步分解为纯技术效率与规模效率，运用BCC模型，对中国各地区能源消费效率测评，将各地区能源消费纯技术效率和规模效率做比较折线图（图2）。

图2 中国部分地区能源消费BCC效率值折线图

从分解的纯技术效率、规模效率结果可看出，中国地区能源消费效率中，规模效率波动频率较大，纯技术效率的波动幅度较大，均对地区能源消费效率产生了“拖累”作用。其中，天津市、江苏省、山东省、吉林省、江西省、湖北省、内蒙古自治区、四川省、甘肃省和宁夏回族自治区为能源消费的纯技术效率有效，但规模效率未达到相对有效，资源使用存在一定的投入冗余、产出不足现象，由此影响了地区整体能源消费效率。河北省、辽宁省、浙江省、吉林省、黑龙江省、安徽省、陕西省和新疆维吾尔自治区的能源消费在纯技术效率和规模效率方面均为无效，不仅地区能源使用的技术创新水平不高，同时在能源使用过程中也存在一定的资源投入浪费现象，使得地区总体能源消费效率无法达到生成前沿面。

3.2 区域能源消费超效率比较分析

利用超效率模型进一步对能源消费效率值为1的地区进行测评，可实现对中国各地区能源效率的比较研究。将中国各地区划分为东部、中部和西部三个区域，按区域内地区能源消费效率值做比较涂色表（表3）。

表3 中国区域能源消费超效率值

根据各区域内能源消费效率涂色比较可看出，东部区域总体的能源消费效率较高，西部区域内能源消费效率较低，这可能和区域经济发展水平、技术创新水平、资源管理意识和水平有关；

东部区域内各地区能源消费效率差异较小，大部分地区能源消费效率在数值1上下波动，仅北京市超效率值为8.698，远高于其它地区，这与北京市较高的技术创新水平、较为有效的能源消费管理有密切联系。西部区域内各地区能源消费效率差异最大，最高的为青海省，为5.452，云南省、四川省次之，新疆维吾尔自治区能源效率最低，仅为0.232。

在中国东、中、西部地区的能源效率比较中，普遍存在一种现象，即各区域内北部城市能源消费效率低与南部城市，这一现象可能与地区产业结构、能源消费方式等有关，中国北部城市产业结构多以重工业为主，能源消费方式较为粗放，存在较大的投入过多，能源资源投入浪费而能效产出不足的现象。

通过利用数据包络法的多模型，建立包含环境约束因素的投入、产出指标体系，对2017年中国东部、中部、西部共25个省市的能源消费效率进行评价研究，并进一步对各城市能源消费的纯技术有效性、规模有效性及超效率进行分析，得到环境约束下中国省市能源消费效率整体情况及区域间的能源消费效率差异，据此提出提高能源效率，促进区域内能源效率均衡发展的意见或建议。

（1）环境约束下中国城市能源消费效率评价中，北京市、上海市、福建省、广东省、海南省、河南省、湖南省、广西壮族自治区、云南省和青海省共10个省市的能源消费综合效率为有效；
在进一步的效率分解评价中，北京市、天津市、上海市、江苏省、福建省、山东省、广东省、海南省、吉林省、江西省、河南省、湖北省、湖南省、内蒙古自治区、广西壮族自治区、四川省、云南省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区，共20个省市实现了能源效率的纯技术有效性，而实现规模效率的省市与综合效率有效性的省市一致，可见中国省市能源消费中能源消费规模及管理水平对综合能源效率的提升更具有重要影响性。

（2）能源投入可带来一定的能效产出，但过多的资源投入也会带来一定的资源“冗余”现象，对综合能源效率的提升会产生限制作用，因此，提高省市能源消费效率应加强对各类能源资源的投入管理，提高能源消费规模效率。

（3）能源消费效率的区域比较中，东部区域北京市能源效率最高，为8.698，远高于排名第二的海南省，为2.721；
区域内除北京市外，其它省市能源消费效率波动不大。中部区域河南省能源消费效率最高，为1.537，略高于排名第二的湖南省，1.476，区域内各城市能源消费效率水平相对稳定。西部区域青海省能源消费效率最高，为5.452，远高于排名第二的云南省，为2.721。区域内能源消费效率较高的城市多具有较高的技术创新水平或较为先进的能源消费管理模式，能够为省市能源消费获取技术有效性和规模有效性提供支持；
同时省市的产业结构也是影响能源消费效率的重要因素，多元的产业化结构能缓解城市能源消费强度，有利于提高能源使用效率。

（4）整体来看，中国能源消费效率水平不高，区域差异较大，尤其是中国北方省市，能源消费水平较低，应注重加强优化地区产业化结构、调整能源消费结构，提升能源消费技术创新水平；
在环境约束下能源消费产出过程中，能源消费与环境之间的关系也是影响省市能源消费效率的重要因素，应加强对能源使用过程中环境负期望产出的管理，提高能源消费过程中绿色技术应用水平，代替使用清洁能源，以减少能源消费对环境的影响，综合提高环境约束下的能源消费效率。以提高能源消费产出效率。

猜你喜欢 省市能源消费 国际能源署：今年清洁能源投资将再创新高节能与环保(2022年7期)2022-11-09国内消费疯狂英语·初中天地(2021年11期)2021-02-16新的一年，准备消费！小康(2021年1期)2021-01-13第六章意外的收获小学科学(2020年5期)2020-05-2540年消费流变商周刊(2018年23期)2018-11-26省市大报头版头条领导决策信息(2017年35期)2017-10-20省市大报头版头条领导决策信息(2017年34期)2017-10-20省市大报头版头条领导决策信息(2016年27期)2016-10-23新消费ABC大社会(2016年6期)2016-05-042013年1～12月中国花卉进口省市海关统计农业工程技术·温室园艺(2014年3期)2014-08-01

推荐访问:中国 约束 效率