规模效率与配置效率_一个对中国能源低效的解释
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* 魏楚: 浙江理工大学经济管理学院 310018 浙江大学经济学院 电子邮箱: xiaochu@ zstu. edu. cn; 沈满洪: 浙 江大学经 济学院 310027。
作者感谢匿源自文库审稿人富有启发和建设性的修改意见, 法国图卢兹经济学院 胡炜博士、厦门 大学中国能源经 济研究中 心杜立民 博士后 对本文也提出了有益建议。魏楚感谢国家社科基金 ( 编号: 08B JY 066) 、国家留学基金委 中法博士生学院 项目和浙江省社 科基金 ( 编号: 07WHD D009Z) 的资助, 沈满洪感谢教育部新世纪优秀人才支持计划的资助, 当然文责自负。
世界经济* 2009年第 4期 % 86%
魏 楚 沈满洪
本文同以往文献的区别在于以下几点: 首先, 我们考虑了各种投入要素的价格信息, 在实现产出最大 化的条件下考虑成本最小化约束, 从而构建起一个包含要素配置能力的全要素能源经济效率指标, 它同 以往的全要素能源技术效率指标相比, 除了可以测度要素投入实现最小化的程度外, 还可以测度其实现 成本最小化的能力; 其次, 我们在该指标的基础上运用世界主要 35个国家 1998~ 2003年间的面板数据 进行了全要素能源经济效率的测算, 得到了一个相对的效率排名; 最后, 我们利用分解所得的规模效率以 及配置效率, 提供了一个解释中国能源利用效率低下的视角。
关 键 词 全要素能源经济效率 规模效率 配置效率 跨国比较 DEA
一 前言
巴厘岛会议终于为未来减缓全球变暖绘制了一幅大致但并不明确的路线图, 尽管中国在 共同但有 区别 的框架原则下并未被要求明确其减排量及日程, 但作为希冀在国际政治、经济舞台上扮演 负责任 大国 形象的中国而言, 其面临的外部压力日趋增加, 同时加上国内经济高速增长过程中所不断凸显的资 源、环境压力, 如何协调经济、社会与自然之间的发展已成为中国政府迫在眉睫的问题, 十一五 规划中 关于节能减排的约束性指标以及其后发布的 !中国应对气候变化国家方案 ∀可视作政府希望转变经济增 长模式、实现可持续发展道路的一个重要标志, 通过提高能源效率来保持经济适度的增长, 同时降低能源 消耗压力和 CO2排放无疑成为实施的主要手段。但有趣的是, 尽管大多数人直觉判断中国的能源效率很 低, 但也有一些证据与之相悖, # 很多研究也得出了截然相反的结论, ∃ 并由此引发对中央设定的节能目
二 文献回顾
中国能源效率的国际间比较首先要从能源效率的定义出发。能源效率一般是指用较少的能源生产 同样数量的服务或者有用的产出 ( Patterson, 1996)。那么, 我们应如何准确地定义有用的产出和能源投 入? 根据不同的投入、产出变量, 可以分为热力学指标、物理 - 热量指标、经济 - 热量指标和纯经济指标 四种 (魏楚、沈满洪, 2007a), 也有学者将之分为经济能源效率和物理能源效率 (王庆一, 2005), 但这些指 标主要存在以下缺陷: 首先对于如何衡量能源投入有一定争议, 主要是对于不同质的能源如何加总合并 以及能源投入的界定问题。此外, 在全球化分工日益深化的今天, 由于能源及能源加工品的流动, 可能导 致在出口国、进口国其真实能源投入数量产生偏误 (邱东、陈梦根, 2007)。其次, 如何测度能源产出也是 导致不同研究产生不同结论的原因所在, 其分歧包括: 能源投入生产过程中产生的污染是否该计入产出, 以及正产出的多样性问题 ( Patterson, 1996), 此外利用 GDP 作为经济产出的过程中存在着汇率法与购买 力平价法 ( PPP) 的争议 ( Re ister, 1987) 。
尽管基于 全要素生产率 的能源技术效率指标, 相较于传统的 单要素生产率 指标 & & & 能耗强度, 更客观的描绘了多要素在生产中相互配合的特性, 更能体现出在固定产出条件下节约要素投入的相对能 力, 但目前该类文献的研究均是基于市场完全竞争的假设, 即所有要素投入都可以按照边际产出获得报 酬, 不存在要素配置效率的损失。这就意味着资本、劳动和能源等要素的投入是按照其市场价格进行有 效配置的, 这与现实社会不一定相符, 我们将放松此假设条件进行一定的扩展。
规模效率与配置效率: 一个对中国能源低效的解释
的全球比较报告中建议 按照 PPP 法计算, 相对而言该方法 从可操作度和可 信度上都可以 接受 ( W orld Bank, 2007) 。
表1
各种测算中国能源效率的指标、方法及 主要结论对比
研究者 (时间 )
能源效率指标
蒋 金 荷 ( 2004 ); 王 庆 一 ( 2005); 中 国 能 源 发 展 战 略与政策研 究课题组
对于各种能源效率指标其本身是否度量了 效率 也存在争议。最常用的测度指标 & & & 能耗强度或 能源生产率, 其本身包括了大量的结构因素, 譬如经济中产业结构的变动 ( Jenne and Catte l,l 1983; W ilson et a.l , 1994)、能源与劳动、资本之间的替代以及能源投入结构的变化 ( Renshaw, 1981), 或者能源价格的 变动 ( Boyd and P ang, 2000) 等因素都将显著影响能耗强度的大小, 但这种变化实际上并不表明经济中能 源利用的内在效率发 生了变化, 因此 使用这样 的单一指 标难以 体现 效率 因素 ( P atterson and W ad sw orth, 1993) 。此外, 能耗强度指标只是衡量了能源这一单要素与经济产出之间的比例关系, 没有考虑其 他投入要素的影响 ( H u andW ang, 2006) , 而在生产中, 资本、劳动和能源是相互配合的, 最后的经济产出 是和所有投入生产的要素相关联的, 因此仅仅将能源与产出比值作为测度能源效率的一个指标存在很大 的局限性 ( Gha li and E l- Sakka, 2004) 。
# 最明显的例子是在国家发改委、国家统计局 2007 年发布的 !千家企业能源利用状况公报 ∀中, 大多工业 产品能耗强度是 接近甚至 低于国际先进水平的能耗强度。
∃ 具体数据可见表 1 中的比较, 主要体现在以能源消耗强度指标测度时, 由于汇率法和 PPP法所导致的结果差异。
世界经济* 2009年第 4期 % 84%
标准能源 (热当量 )
GDP ( PPP法 )
2000年以后, 比 日本 高 20% , 低 于美 国 ( 0. 8~ 0. 9倍 )、为 O ECD 国家平均 水平的 1. 2~ 1. 5倍
利用参数或非参数方法来测度各经济体的相对效率成为当前进行跨国研究的一个热点。其主要思 路是, 在投入中考虑了能源、资本和劳动要素的相互关联, 利用全要素生产率框架进行绩效测度和比较, 但大多研究选择的是对一国内各地区或部分行业的比较。 Boyd和 Pang ( 2000) 对美国各州之间的能源效 率进行了比较, On t和 Soner( 2006)测算了土耳其国内建筑行业的能源效率。H u和 W ang( 2006) 最先将 该方法运用于对中国的研究, 他们测算了中国各省份的相对能源技术效率, 但对于其影响因素并没有深 入分析。魏楚、沈满洪 ( 2007b)同样测算了中国各省份的能源技术效率, 并利用产业结构、政府影响和对 外贸易等变量对省级能源效率的差别进行了计量分析和解释。师博、沈坤荣 ( 2008) 将知识存量纳入传统 的生产函数中, 利用超效率 DEA模型测算了省际全要素能源效率, 并认为市场分割所导致的资源配置扭 曲是造成能源效率低下的主要原因。由于基于全要素生产率框架的分析考虑了实际生产中投入的其他 生产要素, 因此弥补了传统的 能耗强度 /能源 生产率指标中仅考 虑能源单一要素 的缺陷 ( Zhou et a.l , 2008) 。
# 这一争论的逻辑是, 2006、2007 年两年中国大多省份都没有完成当年节能目标, 这可能是由于中国当前 能源效率同世界 先进水平 差距没有想象的那么大 & & & 其节能改善的空间可能小于中央预设的 20% 水平, 从而导致了各省市无法完成降低能耗的任务。
世界经济* 2009年第 4期 % 85%
对中国的跨国能源效率比较的研究很少, 主要是 H u和 Kao( 2007) 将全要素生产率框架扩展到国家 层面, 对 17个亚太经合组织 ( APEC ) 经济体在 1991~ 2000年的能源效率进行了测算, 并估计出各经济体 相对的节能潜力, 其中 中国的能源技 术效率在所有 样本中最低, 节能潜力也 是最大的。魏 楚、沈满 洪 ( 2008)利用全球 96个主要国家 (地区 ) 在 1980~ 2003年间的宏观数据测算了能源技术效率, 其结果显 示, 尽管中国在所有样本国家 ( 地区 ) 中的能源技术效率改善速度是最快的, 但直至 2003年其能源技术效 率仍处于倒数第 5的落后位置。
由于各种研究采用的定义、方法不同, 加上指标本身存在的缺陷, 使得研究结论相差很大, 我们对主 要的热量效率指标、产品能耗指标和能耗强度指标进行了对比 (见表 1)。
在这些研究中, 热量效率指标目前由于测度范围有限, 只用于部分电器产品的微观比较。采用微观 数据进行的单位产品能耗比较所反映的结果较为真实, 因为可以测度出各国的生产企业在实际运用能源 要素过程中体现出的生产能力和技术水平, 但由于微观数据采集较为困难, 同时没有第一、第三产业的数 据, 我们只能据此进行部分产品或部门的跨国能效比较, 无法形成一个宏观的能源效率指数来进行各国 的宏观能源效率评估。采用经济产出指标则主要涉及各国 GDP 是利用汇率法还是 PPP法进行比较的问 题, 由于汇率法受各国经济结构与消费水平影响较大, 多数研究认为不宜采用汇率法计算的能源生产率 作为能源效率的单一指标 ( 戴彦德、朱跃中, 2005; 韩晓平, 2007; 何祚庥、王亦楠, 2004); 世界银行在最新
规模效率与配置效率:
一个对中国能源低效的解释
魏 楚 沈满洪*
内容提要 本文构建了一个考虑要素价格信息的全要素能源经济效率指标, 以测度不同经济体 在实现 产出最大化 和 成本最小化 两个维度上的相对效率, 并分解出规模效率和配置效率; 在此 基础上利用世界 35个主要国家 (地区 ) 1998~ 2003年的面板数据进行测算。结果显示, 在所有样本 中, 卢森堡的全要素能源经济效率最高, 印度尼西亚最低, 中国的平均排名为第 31位, 其能源利用低 效主要是由较低的规模效率和要素配置效率所致。其所蕴含的政策含义在于: 一方面需要通过优化 投资质量和完善要素市场等方式来提高规模效率; 另一方面, 短期内可以通过提高能源价格来改善 要素配置效率, 长期来看加强人力资本投资、提高劳动生产率则更符合中国的现实需求。
( 2004)
热量效率 指标
中国能 源 发 展 战 略 与政 策 单位产品
研究课题组 ( 2004)
能耗指标
投入指标 热量
标准能源 (热当量 )
产出指 标 热量
实物产 品 指标
研究结论
中国 2002 年 的能 源 效 率为 33% , 比 国际先进水平 (日本 )低 10% 左右, 大 致 相当 于欧 洲 1990年 初、日 本 1970 年中期水平
2000年 8大 行业 产 品能 耗平 均 比国 际先进水平高 47% 2004年 7个行业 16种 产品的 能耗指 标平均比国际 先进水平高 40%
朱 训 ( 2003 ); 王 庆 一 能耗强度
( 2005) ; 施发启 ( 2005)
指标
标准能源 (热当量 )
GDP (汇率法 )
2000年以后, 是日本的 7~ 9倍, 是世 界平均水平的 3~ 4倍
魏 楚 沈满洪
标是否科学可行的争论。# 这主要是由于对能源效率的定义以及如何进行国际间数据的比较存在较大 分歧, 本文基于此探讨以下两个基本问题: 首先, 中国的能源效率同其他国家比较处于什么样的水平? 其 次, 如果的确存在较大差异的话, 是什么原因造成的?
本文结构安排如下: 第二部分是对以往文献研究方法的评述; 第三部分为方法介绍以及数据说明; 第 四部分是对各国全要素能源效率的测算以及对规模效率、配置效率的分解; 最后是主要结论。
作者感谢匿源自文库审稿人富有启发和建设性的修改意见, 法国图卢兹经济学院 胡炜博士、厦门 大学中国能源经 济研究中 心杜立民 博士后 对本文也提出了有益建议。魏楚感谢国家社科基金 ( 编号: 08B JY 066) 、国家留学基金委 中法博士生学院 项目和浙江省社 科基金 ( 编号: 07WHD D009Z) 的资助, 沈满洪感谢教育部新世纪优秀人才支持计划的资助, 当然文责自负。
世界经济* 2009年第 4期 % 86%
魏 楚 沈满洪
本文同以往文献的区别在于以下几点: 首先, 我们考虑了各种投入要素的价格信息, 在实现产出最大 化的条件下考虑成本最小化约束, 从而构建起一个包含要素配置能力的全要素能源经济效率指标, 它同 以往的全要素能源技术效率指标相比, 除了可以测度要素投入实现最小化的程度外, 还可以测度其实现 成本最小化的能力; 其次, 我们在该指标的基础上运用世界主要 35个国家 1998~ 2003年间的面板数据 进行了全要素能源经济效率的测算, 得到了一个相对的效率排名; 最后, 我们利用分解所得的规模效率以 及配置效率, 提供了一个解释中国能源利用效率低下的视角。
关 键 词 全要素能源经济效率 规模效率 配置效率 跨国比较 DEA
一 前言
巴厘岛会议终于为未来减缓全球变暖绘制了一幅大致但并不明确的路线图, 尽管中国在 共同但有 区别 的框架原则下并未被要求明确其减排量及日程, 但作为希冀在国际政治、经济舞台上扮演 负责任 大国 形象的中国而言, 其面临的外部压力日趋增加, 同时加上国内经济高速增长过程中所不断凸显的资 源、环境压力, 如何协调经济、社会与自然之间的发展已成为中国政府迫在眉睫的问题, 十一五 规划中 关于节能减排的约束性指标以及其后发布的 !中国应对气候变化国家方案 ∀可视作政府希望转变经济增 长模式、实现可持续发展道路的一个重要标志, 通过提高能源效率来保持经济适度的增长, 同时降低能源 消耗压力和 CO2排放无疑成为实施的主要手段。但有趣的是, 尽管大多数人直觉判断中国的能源效率很 低, 但也有一些证据与之相悖, # 很多研究也得出了截然相反的结论, ∃ 并由此引发对中央设定的节能目
二 文献回顾
中国能源效率的国际间比较首先要从能源效率的定义出发。能源效率一般是指用较少的能源生产 同样数量的服务或者有用的产出 ( Patterson, 1996)。那么, 我们应如何准确地定义有用的产出和能源投 入? 根据不同的投入、产出变量, 可以分为热力学指标、物理 - 热量指标、经济 - 热量指标和纯经济指标 四种 (魏楚、沈满洪, 2007a), 也有学者将之分为经济能源效率和物理能源效率 (王庆一, 2005), 但这些指 标主要存在以下缺陷: 首先对于如何衡量能源投入有一定争议, 主要是对于不同质的能源如何加总合并 以及能源投入的界定问题。此外, 在全球化分工日益深化的今天, 由于能源及能源加工品的流动, 可能导 致在出口国、进口国其真实能源投入数量产生偏误 (邱东、陈梦根, 2007)。其次, 如何测度能源产出也是 导致不同研究产生不同结论的原因所在, 其分歧包括: 能源投入生产过程中产生的污染是否该计入产出, 以及正产出的多样性问题 ( Patterson, 1996), 此外利用 GDP 作为经济产出的过程中存在着汇率法与购买 力平价法 ( PPP) 的争议 ( Re ister, 1987) 。
尽管基于 全要素生产率 的能源技术效率指标, 相较于传统的 单要素生产率 指标 & & & 能耗强度, 更客观的描绘了多要素在生产中相互配合的特性, 更能体现出在固定产出条件下节约要素投入的相对能 力, 但目前该类文献的研究均是基于市场完全竞争的假设, 即所有要素投入都可以按照边际产出获得报 酬, 不存在要素配置效率的损失。这就意味着资本、劳动和能源等要素的投入是按照其市场价格进行有 效配置的, 这与现实社会不一定相符, 我们将放松此假设条件进行一定的扩展。
规模效率与配置效率: 一个对中国能源低效的解释
的全球比较报告中建议 按照 PPP 法计算, 相对而言该方法 从可操作度和可 信度上都可以 接受 ( W orld Bank, 2007) 。
表1
各种测算中国能源效率的指标、方法及 主要结论对比
研究者 (时间 )
能源效率指标
蒋 金 荷 ( 2004 ); 王 庆 一 ( 2005); 中 国 能 源 发 展 战 略与政策研 究课题组
对于各种能源效率指标其本身是否度量了 效率 也存在争议。最常用的测度指标 & & & 能耗强度或 能源生产率, 其本身包括了大量的结构因素, 譬如经济中产业结构的变动 ( Jenne and Catte l,l 1983; W ilson et a.l , 1994)、能源与劳动、资本之间的替代以及能源投入结构的变化 ( Renshaw, 1981), 或者能源价格的 变动 ( Boyd and P ang, 2000) 等因素都将显著影响能耗强度的大小, 但这种变化实际上并不表明经济中能 源利用的内在效率发 生了变化, 因此 使用这样 的单一指 标难以 体现 效率 因素 ( P atterson and W ad sw orth, 1993) 。此外, 能耗强度指标只是衡量了能源这一单要素与经济产出之间的比例关系, 没有考虑其 他投入要素的影响 ( H u andW ang, 2006) , 而在生产中, 资本、劳动和能源是相互配合的, 最后的经济产出 是和所有投入生产的要素相关联的, 因此仅仅将能源与产出比值作为测度能源效率的一个指标存在很大 的局限性 ( Gha li and E l- Sakka, 2004) 。
# 最明显的例子是在国家发改委、国家统计局 2007 年发布的 !千家企业能源利用状况公报 ∀中, 大多工业 产品能耗强度是 接近甚至 低于国际先进水平的能耗强度。
∃ 具体数据可见表 1 中的比较, 主要体现在以能源消耗强度指标测度时, 由于汇率法和 PPP法所导致的结果差异。
世界经济* 2009年第 4期 % 84%
标准能源 (热当量 )
GDP ( PPP法 )
2000年以后, 比 日本 高 20% , 低 于美 国 ( 0. 8~ 0. 9倍 )、为 O ECD 国家平均 水平的 1. 2~ 1. 5倍
利用参数或非参数方法来测度各经济体的相对效率成为当前进行跨国研究的一个热点。其主要思 路是, 在投入中考虑了能源、资本和劳动要素的相互关联, 利用全要素生产率框架进行绩效测度和比较, 但大多研究选择的是对一国内各地区或部分行业的比较。 Boyd和 Pang ( 2000) 对美国各州之间的能源效 率进行了比较, On t和 Soner( 2006)测算了土耳其国内建筑行业的能源效率。H u和 W ang( 2006) 最先将 该方法运用于对中国的研究, 他们测算了中国各省份的相对能源技术效率, 但对于其影响因素并没有深 入分析。魏楚、沈满洪 ( 2007b)同样测算了中国各省份的能源技术效率, 并利用产业结构、政府影响和对 外贸易等变量对省级能源效率的差别进行了计量分析和解释。师博、沈坤荣 ( 2008) 将知识存量纳入传统 的生产函数中, 利用超效率 DEA模型测算了省际全要素能源效率, 并认为市场分割所导致的资源配置扭 曲是造成能源效率低下的主要原因。由于基于全要素生产率框架的分析考虑了实际生产中投入的其他 生产要素, 因此弥补了传统的 能耗强度 /能源 生产率指标中仅考 虑能源单一要素 的缺陷 ( Zhou et a.l , 2008) 。
# 这一争论的逻辑是, 2006、2007 年两年中国大多省份都没有完成当年节能目标, 这可能是由于中国当前 能源效率同世界 先进水平 差距没有想象的那么大 & & & 其节能改善的空间可能小于中央预设的 20% 水平, 从而导致了各省市无法完成降低能耗的任务。
世界经济* 2009年第 4期 % 85%
对中国的跨国能源效率比较的研究很少, 主要是 H u和 Kao( 2007) 将全要素生产率框架扩展到国家 层面, 对 17个亚太经合组织 ( APEC ) 经济体在 1991~ 2000年的能源效率进行了测算, 并估计出各经济体 相对的节能潜力, 其中 中国的能源技 术效率在所有 样本中最低, 节能潜力也 是最大的。魏 楚、沈满 洪 ( 2008)利用全球 96个主要国家 (地区 ) 在 1980~ 2003年间的宏观数据测算了能源技术效率, 其结果显 示, 尽管中国在所有样本国家 ( 地区 ) 中的能源技术效率改善速度是最快的, 但直至 2003年其能源技术效 率仍处于倒数第 5的落后位置。
由于各种研究采用的定义、方法不同, 加上指标本身存在的缺陷, 使得研究结论相差很大, 我们对主 要的热量效率指标、产品能耗指标和能耗强度指标进行了对比 (见表 1)。
在这些研究中, 热量效率指标目前由于测度范围有限, 只用于部分电器产品的微观比较。采用微观 数据进行的单位产品能耗比较所反映的结果较为真实, 因为可以测度出各国的生产企业在实际运用能源 要素过程中体现出的生产能力和技术水平, 但由于微观数据采集较为困难, 同时没有第一、第三产业的数 据, 我们只能据此进行部分产品或部门的跨国能效比较, 无法形成一个宏观的能源效率指数来进行各国 的宏观能源效率评估。采用经济产出指标则主要涉及各国 GDP 是利用汇率法还是 PPP法进行比较的问 题, 由于汇率法受各国经济结构与消费水平影响较大, 多数研究认为不宜采用汇率法计算的能源生产率 作为能源效率的单一指标 ( 戴彦德、朱跃中, 2005; 韩晓平, 2007; 何祚庥、王亦楠, 2004); 世界银行在最新
规模效率与配置效率:
一个对中国能源低效的解释
魏 楚 沈满洪*
内容提要 本文构建了一个考虑要素价格信息的全要素能源经济效率指标, 以测度不同经济体 在实现 产出最大化 和 成本最小化 两个维度上的相对效率, 并分解出规模效率和配置效率; 在此 基础上利用世界 35个主要国家 (地区 ) 1998~ 2003年的面板数据进行测算。结果显示, 在所有样本 中, 卢森堡的全要素能源经济效率最高, 印度尼西亚最低, 中国的平均排名为第 31位, 其能源利用低 效主要是由较低的规模效率和要素配置效率所致。其所蕴含的政策含义在于: 一方面需要通过优化 投资质量和完善要素市场等方式来提高规模效率; 另一方面, 短期内可以通过提高能源价格来改善 要素配置效率, 长期来看加强人力资本投资、提高劳动生产率则更符合中国的现实需求。
( 2004)
热量效率 指标
中国能 源 发 展 战 略 与政 策 单位产品
研究课题组 ( 2004)
能耗指标
投入指标 热量
标准能源 (热当量 )
产出指 标 热量
实物产 品 指标
研究结论
中国 2002 年 的能 源 效 率为 33% , 比 国际先进水平 (日本 )低 10% 左右, 大 致 相当 于欧 洲 1990年 初、日 本 1970 年中期水平
2000年 8大 行业 产 品能 耗平 均 比国 际先进水平高 47% 2004年 7个行业 16种 产品的 能耗指 标平均比国际 先进水平高 40%
朱 训 ( 2003 ); 王 庆 一 能耗强度
( 2005) ; 施发启 ( 2005)
指标
标准能源 (热当量 )
GDP (汇率法 )
2000年以后, 是日本的 7~ 9倍, 是世 界平均水平的 3~ 4倍
魏 楚 沈满洪
标是否科学可行的争论。# 这主要是由于对能源效率的定义以及如何进行国际间数据的比较存在较大 分歧, 本文基于此探讨以下两个基本问题: 首先, 中国的能源效率同其他国家比较处于什么样的水平? 其 次, 如果的确存在较大差异的话, 是什么原因造成的?
本文结构安排如下: 第二部分是对以往文献研究方法的评述; 第三部分为方法介绍以及数据说明; 第 四部分是对各国全要素能源效率的测算以及对规模效率、配置效率的分解; 最后是主要结论。