技术进步能提高能源效率吗——基于中国工业部门的实证检验.doc
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1、技术进步能提高能源效率吗？ 中国产业发展论坛 技术进步能提高能源效率吗？ 基于中国工业部门的实证检验 李廉水 周 勇 摘要 ： 由于 技术进步对 能源消费存在 的回报 效应，使 得衡量 技术进步 对能源 效率的影 响 变得复杂。 本文以 个工 业行业为样 本，用非 参数的 生 产率方 法分解广 义 技术进步为 科技进步、纯技术效率和 规模效率 个部分 ，然后采 用面板 技术估算 了这 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，科技进 步的贡 献相 对低些 ，但 随着时 间推 移，科 技进步 的作 用逐渐 增 强
2、，技术效率的作用慢 慢减弱。 关键词 ：技术进步 能源效 率 曼奎斯特指数 科技进步 技术效率 一、引言 随着能 源问题与环境 问题的日益 突出 ， 能源效 率越来 越受到国 际社会 的重视。 （ ） 把能源效率称 为“第五类能源” ， 以突出 能源效率在节能中的重 要作用。 和 （ ） 指 出 ， 国际性的能源强度比 较近来受到科学及政 治上的注意 ， 因为国际 性比较可 以帮助了解 各国能源强度降低的潜力”。一般认为 ， 能源效率的 提高源于两类因素 ， 一是能源 从低生产率 的产业流向高生产率的产 业 （ 如农业向工业、工业 向服务业、传统工业向新 型工业 等 ） ， 简言之 ， 即产业
3、结构的调整 ； 二是 通过技术进步提高要素 利用效率。产业结构调 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 （ ， ； ， ； ， ； ， ； ， ； 史丹 ， ； 周勇 等 ， ） 和实 践所证 实。 但是 ， 技术 进步对于能源效率的影响却 极少有相关的理论和实 证分析。笔者猜测可能 有两个 原因 ： 回报效 应 （ ） 的 存在。 回报效 应最 早是 （ ） 提 出的 ， 其含 义为 “技术进步提高 能源效率而节约了能源 ， 但 同时技术进步促进经济的 快速增长又对能 源产生 新的需求 ， 部分 地抵消了所节约的能源 ”。回报效应 的存在
4、使得衡量技术进 步对能源效率 能源消费和经 济增长的比值 的影响变 得复杂了。狭义理解技术 进步和能源效率的 内涵。 能源效率 可分为物理 效率和经济 效率 ， 前者 多用于微观 层面研 究 ， 后者 多用于 宏观层 面分析 （ 李嘉 恒 ， ） 。能 源经济效率又 可分为能源 强度 （ ） 和能 源生产 率 （ ） ， 两 者互为 倒数。另 外 ， 技术 进步有 广义和狭 义两类 ， 狭义技 术进步 仅指科 技创 新 ， 广义技术进 步除了包括科技创新外 ， 还包括管理创新、制度创 新等“软”技术进步 。如果仅 限于科 技创新对能源 物理效率的 作用 ， 则会 因为结果“显 而易见 ”而失去
5、 经济研 究的价 值 ， 反 而“工程技术专 家更加关注技术对能源 效率的积极作用” （ ， ） 。本 文尝试实证分析 广义技术进步 对能源经济效率的影响。为行文方便 ， 下 文技术进步均指代广义 ， 而能源强度和 能源生产率则 根据具体需要分别应用。 研究 （ 施发启 ， ） 表明 ， 无 论用汇 率方 法还是 法 ， 我 国的 能源强 度与 发达国 家相 比还存在较大 的差异 ， 甚至低于 世界平 均水平。但 年的宏观经济战略目 标和能源严重短 缺的现实， 要求 我国必须尽快降低能源强 度。 年 中国政府工作报告和“十 一五”规划纲要 国家自然科学基金“基于资源约束与自主创新的中国制造业发
6、展路径研究”（）项目资助。 把单位 能耗 （ 能 源强度 ） 指标 列为 国家发 展目 （ ， ） 管理世界 （ 月刊 ） 年第 期 应 用 于 生 产 率 变 化 的 测 标 ， 充分体现了政府发展 可持续经济的决心 。然而 ， 算 ， 此后与 等 （ ） 建立 的 理论相结 继续依 靠产 业结 构调 整来 提高 能源 效 率显 然难 以 合 ， 在生产 率测算中 的应用 日益广泛 。 目前 的研究 满足当前的要 求 ， 产 业结构变 化对能 源效率 的作用 普 遍 采 用 等 （ ） 构 建 的 基 于 非 参 数 的 自 世纪 年代中 期起正在 逐渐消 失 ， 甚 至产生 指数 。 负向
7、作用 （ 史丹 ， ） 。 技术 进步成 为了降 低能源 技术进 步的内涵 丰富 ， 其对能源 系统的 影响不 强度的“ 唯一依靠 ”。这就有必要深入 分析技术进步 仅仅体现在 能源应用 技术方 面 ， 而且 体现在 能源作 对能源效率 的影响 。 技术进步 是否如 一般认为 的 ， 为生 产要 素投入 经济 系统 到经 济 产出 的全 过 程之 能够提高能源效率 ？ 技术进步的各个 部分对能源效 中 。比如 运输技术的改进可以降 低能源运输过程的 率的影响是否一致 ？ 这种作用是否动态变化 ？ 应对 损耗 、先进设 备的引 进可以减 少生产 过程中的 能源 这些问题 ， 笔 者尝试以 年 中
8、国工 业部门 损耗 、管理制 度的优 化可以高 效配置 资源从 而以等 为样本 ， 应 用规范的 计量经 济方法进 行实证 检验 。 量投 入获得 更多 的产 出或 者以 更 少的 要素 投 入获 实证 的结 果不 仅仅是 对技 术进 步 与能 源效 率 关系 得等量产出 。 因此 ， 技术进 步对能源 需求以 及能源 研究的理论补 缺 ， 而 且可以细 致地了 解技术 因素和 效率的影响 是一种 全过程的 影响 ， 而 不仅仅 限于某 非技术因素对 能源效 率的作用 ， 为决 策部门 确定合 适的节能政策 措施提 供客观 的依据 ， 本文的 研究意 义也在于此。 本文基本 安排如 下 ： 第
9、二 部分对技 术进步 、能 源效率及两 者关系的 相关文献 作简单 回顾 ； 第 三部 分应用 生 产率 方法把 个 工业 行 业的 技术进步 （ 全要素生产 率 ） 分解 为科技 进步、纯 技术 效率和规模效 率 ； 第 四部分运 用面板 技术估 算了技 术进步 个部 门对能 源生产率 的影响 ； 第五 部分是 结论与启示。 二、相关文献综述 技术进步 的衡量 一直是经 济学界 的难题 ， 在没 有更好替代方 法的前 提下 ， 经 济学界 普遍使 用全要 素生 产率 （ ） 来代 表 技术 进 步 （ ， ； ， ） ， 包括科 技创 新即 “硬”技术 进步 （ 也叫 狭义 技术 进步 ）
10、和 管理 、制 度、 政策等的优化 即“软”技术进 步。近年 来 ， 西 方经济 学文献 关于全 要素 生产 率分 解的 研究颇 多 （ ， ； ， ； ， ） ， 这类文 献认为 ， 生产 率的增长由 部 分 （ 也有研究 将纯技术效率 和规模效率 合并为 技 术 效率 指数 ） 组成 ， 一是 科技 进步 （ 如 新技 术的 采 用或新 产品 的发明 ） ， 二 是纯 技术 效率 （ 如 管理 效 率的提 高和 生产经 验的 积累 ） ， 三 是规 模效 率 （ 组 建和管 理大 企业 的能 力以 及知 识 ） 。 在计 量方 法 上 ， 等 （ ） 首 先 将 曼 奎 斯 特 指 数 个
11、或某些环节 （ 图 ） 。 国内 外关 于 技术 进步 影响 能 源效 率的 研 究极 少。 （ ） 以 瑞典 为样本 ， 研究 了信 息与 提高能源消费效率的 关系。结论 是增加信息量可以 提高能源消 费效率。 该研究 认为 ， 有 两种信 息可以 提高 能源 消费效 率 ， 一是 投资 方面 的信 息 ， 即 有充 分的信息让消费者选择 最合理的投资方案。二是改 变人们消费习惯和行为的 信息。但 的研究 主要是基于生活部门。美国学者 （ ） 认 为 ， 在分析 长期 能源 需求 时 ， 必须 要分 析同 一时 期 技术进步和相关政策措 施对能源消费的影响。技术 进步对能源 效率是外 生性的
12、 影响 ， 对 于长期 能源需 求 ， 新技术 的发明的 影响要 大于现有 技术的 扩散。 总体而言 ， 技术进步 通过直 接或者间 接作用 于能源 系统 ， 能够 有效的提 高能源 使 用效 率。但又 因为技 术进步促进 经济的快 速增长 而消耗 更多的能 源 ， 即 所谓回报效 应的存在 ， 技术 进步对于 能源效 率的影 响变得复杂了。 技术进步能提高能源效率吗？ 中国产业发展论坛 本 文 的 基 本 思 路 是 采 用 非 参 数 的 时 期到 时 期第 个工 业行 业全 要素 生产 率的 指数 方法 ， 将 中国工 业部门 的全要 素生 变化 ， 需要计算如下 个基 于 的距离 函数
13、 ： 产率分解为 科技进 步 、 纯技 术效率和 规模效 率 ， 并 以分解得到 的 个部 分的值 作为自变 量 ， 应 用面板 数据 （ ） 模型估 算技术 进步不 同部分 对能 源效率的影响 ， 从而获得 有价值的结论。 三、技术进步的分解 （一）曼奎 斯特指数方法说明 等 （ ） 和 等 （ ） 详细 介 绍 了 生产率指数的计量 方法。从 时期到 时期 ， 度量全要素 生产率增长 的 指数可 以表示为 ： 式 （ ） 中 ， （ ， ） 和 （ ， ） 分 别表示 （ ） 时期 时期 技术 为 参 照 ， 时期 和 时 期 （ ） 的 距离 函 数。 以 时 期 技 术 为 参 照 ，
14、 基 于 产 出 角 度 的 指数可以表示为 ： 类似地 ， 以 时 期技术 为参 照 ， 基 于产出 角度的 指数可以表示为 ： 为避免时 期选择 的随意性 可能导 致的差异 ， 仿 照 理 想指数的构造 方法 ， 等 （ ） 用 式 （ ） 和式 （ ） 的几何 平均值即 （ ） 式 ， 作为衡量 从 时期到 时期 生产率 变化的 指 数。该 指数大于 时 ， 表 明从 时期 到 时期全 要素生 产率是增长的。 根据上述处理 得到的 指数具 有良好 性质 ， 它可 以分解为 不变规 模报酬假 定下技 术效率 指数 （ ） 和 科技进步指数 （ ） ， 其分 解过程如下 ： （ ） 其中 ，
15、 技术效率指 数还可进一步 分解为纯 技术 效 率指数 （ ） 和规模效率指 数 （ ） 。 度量 生产率指数 ， 需要借助线性规划 方法来计算有关投入和产 出的各种距离函数。对于 利用 指数度量 全要素生产率 增长具 有 个方 面的优 势 ： （ ） 无 需要素价 格信息 和经济 均衡假设 ， 从而避 免了较强 的理论 假设约束 。这对 实证分析特 别重要 ， 因 为 ， 一 般情况下 ， 相关 投入和 产出的数量 数据比较 容易得 到 ， 而要 素价格 等信息 的获取通常比较困难 ， 有 时甚至不可能。 （ ） 可以将 全要 素生 产率分 解为 技术 效率 与 科技 进步 变 化两 部分
16、， 其中技 术效率 还可以 进一步分 解为纯 技术效 率和规模效 率 ， 从而 提供更 全面的全 要素生 产率信 息。 （ ） 可 以对多个样本跨时期的 研究 ， 即适用于面 板数据的样本分析。 （二）变 量及数据说明 本文以工业部门为研究样 本 ， 分析 年 个 工 业行 业 的 技 术进 步 与 能 源 生 产率 的 关 系。按照工 业划分 标准 ， 二 位码的工 业包括 采掘业 （ 个行 业 ） 、制造 业 （ 个 行 业 ） 、电力 煤气 及 水生 产供应业 （ 个行业 ） ， 共计 个行业。受资料限制 ， 本文研究对 象为除 了“其他 矿采选业 ”、木 材及竹 材采 运业 ”、其 他
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- 技术进步 提高 能源 效率 基于 中国 工业部门 实证 检验
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