能源价格对制造业能源强度调节效应的实证研究，本文主要内容关键词为：强度论文,制造业论文,效应论文,能源价格论文,能源论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
长期以来，中国经济高速增长产生的过高能源消耗引起了各方面的关注。能源是制造业和国民经济增长的动力，过高的能耗水平一方面产生了严重的环境问题，另一方面也制约着中国制造业未来的可持续发展。因此，如何在保持产出水平不变的情况下提高能源效率、降低能源强度成为一个亟待解决的问题。
在市场体制下，价格被认为是调节能源强度的重要因素和手段，国家相关部门多次调整能源价格的初衷也在于此。但是，制造业中的不同行业性质不同，其能源强度对价格的敏感程度也不同。因此，在通过价格杠杆对能源强度进行调节前，首先要了解不同行业在价格变动影响下能源强度的变动规律和特点。
本研究通过对1995年-2005年制造业中24个重要行业的能源数据进行计量分析，考证价格是否可以有效影响能源强度以及不同行业面对价格变动时自身的能耗调整各有什么特点。本研究根据对具体行业能耗的分析，试图突破一般能源研究模型中子部门同质化的假定，拓展研究视角；将调节效应模型引入到能源研究中，将能源价格作为调节变量，研究制造业各行业中价格对技术进步与能源强度的关系以及能源消费结构与能源强度的关系的调节效应；针对调节模型下价格对能源强度的影响分析提出相应的政策建议。
2 文献回顾
能源强度是国民经济在生产中的单位能耗水平，通常量化为生产单位国内生产总值所消耗的能源[1]，它综合反映了一个国家或地区的生产对能源的利用效率，是经济增长质量的重要指标。中国在进入新世纪后面临着严重的能源问题，从微观的能源技术到宏观的能源战略都引起了广泛的关注和深入研究。①对能源强度变迁的时间和空间维度的考察。高振宇等通过1995年-2003年各省区的数据研究省区能源生产率的分类情况及差别原因[2]。②对能源强度变化的结构分解。Hua Liao等将中国能源强度变动的原因分解为结构变动和效率改进两方面[3]；Chunbo Ma等运用LMDI技术对1980年-2003年中国能源强度变化进行了分解，研究发现工业和工业以下各部门的结构变动是导致能源强度增长的主要原因[4]。③对能源强度影响因素的实证分析，特别是对于价格这一敏感因素的讨论。Fisher Vanden等对中国企业大量的数据研究表明，能源价格上调、研发投入加大和企业所有制结构变动是导致中国能源强度下降的主要原因[5]；Leiming Hang等通过研究中国制造业中能源价格与能源强度之间的关系，认为能源相对价格的上升会对降低总能源强度、石油强度、电力强度和煤炭强度产生积极的贡献[6]。
对能源强度影响因素的研究是能源相关研究的重要组成部分，从理论上讲，有助于研究相关要素对能源这一特殊物品供需的传导机制；在实际层面上，有助于加强对能源效率的综合控制和节能减耗综合政策的提出。
目前对于中国能源强度的研究主要停留在国家层面，提出的相关政策建议也是针对整个国家层面。这样的研究视角隐含了子部门匀质化的假定，即认定组成整个经济体的子部门(行业和区域)具有相同的结构，或者忽略子部门之间结构的差异。但由于不同的行业具有不同的特点，同样的政策调整会对不同的行业产生不同的效果，因此有必要从行业层面进行研究，获取更进一步的信息。
从研究方法讲，目前对于能源强度影响因素的研究方法主要有3种。①一般OLS方法，如时间序列多元线性回归方法；②研究相关变量对能源强度长期均衡关系的协整检验方法；③建立更细致的面板数据分析。这3种研究方法要么不涉及子部门的信息，要么在使用时隐含了子部门同质化的假定，缺乏对更细致层面的考察。
现有的实证方法大多将各种因素作为独立的变量进行研究，比较各种变量对因变量的影响。实际上，影响能源强度的各种因素是互相关联、互相作用的。以价格为例，其不仅对能源强度产生直接的影响，也对能源消费结构、企业技术创新等要素有间接的作用，而现有研究大多忽略了这一点，因此本研究借鉴调节效应模型就价格对其他影响变量的调节效应进行研究。
根据上述分析，无论是从研究视角还是从研究方法，对于相关能源强度问题的理论构建都要求对细分层面影响能源强度的因素进行分析。本研究从制造业的24个行业入手，细致地研究影响具体行业能源强度的因素，并对行业进行划分，打破了研究体系上的匀质性假定，通过调节效应模型对价格的调节效应进行细致研究，加深了价格对能源强度传导机制的探索和研究。
3 假设的提出
在过去20年，中国的能源强度显著下降[7,8 ]，但与发达国家相比仍处于较高的水平，很多学者将其归因于能源定价体系的不合理。中国的能源价格由国家控制，对电力产品实行管制价格，缺乏弹性；对煤实行政府指导价格，出现先放后收的情况；为了解决石油行业垄断问题，对石油实行参考国际石油市场的管制价格。因不计环境成本造成煤电价格过低，制约了其他类型能源的发展。在发电、天然气管线等领域建立了成本加回报的价格形成机制，由于成本难以监管，形成强烈的价格倒逼机制，造成价格不断攀升，市场难以接受，与加快发展天然气能源的目标相背离。可见，中国现行的能源价格管制机制并不利于能源的可持续发展，不利于能源强度的降低。张卓元认为中国高投入、高消耗、高污染、低效率的粗放型增长方式之所以难转变，是因为中国能源产品价格长期受国家管制，价格不合理[9]。Lam对国家电力公司的数据进行成本分析表明，中国的电价因为受到政府资助而远低于国际平均价格[10]。过低的能源价格使中国高经济增长与高能源消耗并存，这势必会影响中国在较长一段时期内的能源战略和产业结构调整政策，因此对能源价格政策进行调整已刻不容缓。
Stern认为价格通过生产要素的相互替代会导致能源投入的变化[11]。1920年-1973年美国实际能源价格下降，引发了能源投入对劳动力的替代，而两次石油危机后实际能源价格上升，又出现了资本、劳动力对能源的替代[12]。Birol等基于平衡经济中所有要素边际生产率相同的假设进行研究，认为提高能源价格可以通过影响要素的替代效应改善能源效率并降低能源强度[13]。Cornillie等通过对欧洲中东部和前苏联一些转型国家的定性比较认为，能源价格是提高能源效率最重要的推动力之一[14]。Fisher Vanden等对1997年-1999年中国2500多家能源密集型大中型企业的面板数据研究发现，能源使用量的降低有55％归功于价格的调整[15]。基于以上研究提出假设。
H[，1] 能源价格与各行业能源强度之间存在负相关关系。
除能源价格外，国内生产总值(GDP)、各行业产值、技术进步和能源消费结构也会对能源强度产生影响。张宏武等的研究表明，1990年后中国能源效率的提高对经济增长的贡献是呈增大趋势的[16]。同时，经济的增长对能源具有依赖性，经济增长必须具备一定的能源强度[17]，即GDP与各行业产值都与能源强度有着重要的关联。技术水平同样是能源强度的重要影响因素，新技术的应用在提高生产率的同时能降低能耗水平，技术进步是促进中国能源效率提高和工业部门能源强度下降最重要的原因[18,19]。能源消费结构调整是能源消费的重要影响因素[20]，中国能源消费结构的主要问题是煤炭所占的比重过大[21]，能源效率不高。石油相对于煤炭的效率更高，随着中国产油量的增加和产业结构的调整，石油在能源消费结构中占的比例越来越大，由此能源的利用效率越来越高。Fisher-Vanden认为，由于高效率能源对低效率能源的替代，20世纪90年代以来中国的能源强度有了明显的下降[15]。由此提出假设。
H[，2] GDP与各行业能源强度之间存在负相关关系。
H[，3] 行业产值与各行业能源强度之间存在负相关关系。
H[，4] 技术进步与各行业能源强度之间存在负相关关系。
H[，5] 能源消费结构与各行业能源强度之间存在正相关关系。
能源价格改革作为一种降低能源强度的有效手段往往不是单独起作用的[6]，价格可以通过作用于别的因素来调节能源强度的水平。技术进步和能源消费向高效率能源转移对降低能源强度有积极的影响，但是这种影响是受能源价格高低制约的。如果能源价格足够高，高于行业推进技术进步的成本或能源消费从低效率向高效率转移的成本，行业就会大力推进技术进步，加大高效率能源的消费量，降低能源强度，从而有效降低生产成本；但如果能源价格较低，不足以对行业进行技术改造或能源消费结构改进所需要的成本造成威胁，行业就会继续维持能源高消耗现状，不会采取任何改进措施以降低能源强度。所以，技术进步和能源消费结构这两个因素对能源强度的影响程度受能源价格变动的影响。能源价格越高，技术进步和能源消费结构对降低能源强度的影响越显著，也就是说，能源价格对它们的影响具有调节效应。如果因变量Y与自变量X的关系受到第三个变量M的影响，就称M具有调节效应[22]，它影响Y与X之间关系的方向(正或负)和强弱[23]。综上所述提出假设。
H[，6] 能源价格对于技术进步对能源强度的影响具有明显的调节效应。
H[，7] 能源价格对于能源消费结构对能源强度的影响具有明显的调节效应。
目前关于中国能源强度的研究主要是基于经济总体的能源强度进行的，经济总体的能源强度是由各行业的能源强度综合决定的。各行业的能源强度反映了其能源利用效率的高低，与各行业的能源技术装备水平和管理水平有很大关系，所以分行业研究具有很重要的现实意义。根据中国统计年鉴，可以将制造业划分为30个行业，每个行业有各自的能源强度，即各行业单位产出的能源消耗量。本研究主要探讨制造业中24个重要行业的能源价格对能源强度的调节效应。
将上述假设进行综合，可以得到各行业能源强度与国内生产总值、技术进步、行业产值、能源消费结构以及能源价格之间关系的模型，即本研究提出的概念模型，见图1。
图1 能源强度影响因素的概念模型
Figure1 Conception Model of Factors Influence Energy Intensity
4 方法和数据选择
4.1变量和数据
假设能源价格、国内生产总值、行业产值、技术进步和能源消费结构都会影响能源强度，并且能源价格对技术进步与能源强度之间的关系以及能源消费结构与能源强度之间的关系具有调节效应，模型涉及的变量主要包括以上5个影响因素和价格的2个调节效应。
在模型中，各行业能源强度由各行业能源消耗总量与其产值的比值计算得到，能源价格用燃料、动力购进指数代替，技术进步用每年的劳动生产率代替，能源消费结构用能源消费中煤所占的比重表示，价格的调节效应分别用价格与技术进步的乘积、价格与能源消费结构的乘积表示。所有的数据由历年《中国统计年鉴》整理得到，共收集了制造业中24个行业的完整数据。
4.2模型和统计方法
根据前面的假设和变量设置，本研究构建的行业能源强度影响因素和能源价格调节效应的综合评价模型为
其中，I为能源强度，GDP为国内生产总值，IO为行业产值，LP为劳动生产率，EIS为煤占能源消费的比重，P为能源价格，P·LP为能源价格对于技术进步对能源强度影响的调节效应，P·EIS为能源价格对于能源消费结构对能源强度影响的调节效应，β为系数，β的取值表示调节效应的大小，i为第i个行业。
本研究主要探讨能源价格对能源强度的影响以及对技术进步和能源消费结构的调节效应，所以采用研究调节效应最常用的层级回归方法[24]，即在回归分析的第一步放入预测变量(技术进步和能源消费结构)，第二步放入调节变量能源价格，第三步放入调节变量与预测变量的交互项。上文的综合评价模型即为层级回归第三步所使用的模型。
5 结果分析
模型的参数估计结果如表1所示。从调整后的R2来看，对各个行业模型拟合的都比较好，表1中的大部分参数在统计上具有显著性。
根据表1的参数估计结果，按照能源价格对能源强度的影响方向以及能源价格对于技术进步对能源强度和能源消费结构对能源强度影响的调节效应情况，对行业进行分组，结果如表2所示。
从表1和表2的结果可以得到以下结论。
(1)能源价格对能源强度的影响程度
大多数行业的能源强度对能源价格的变动并不敏感，只有6个行业呈现出正的显著效应，而有色金属冶炼及压延加工业呈现出所期待的负的效应，这说明在前一阶段的价格调整中，能源价格在大部分行业并未体现出有效降低能源强度的作用。一种可能的解释是，由于中国能源价格长期受国家管制，严重偏低，并未反映真实的市场供求关系，所以价格的上升并未导致明显的能源强度下降。
(2)GDP、行业产值、技术进步和能源消费结构对能源强度的影响程度
可以看到，以黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业和造纸及纸制品业为代表的8个行业随着GDP的增长，其能源强度有明显的下降；另有6个行业的能源强度与GDP呈正相关，其他行业能源强度与GDP无显著关系，H[，2]仅得到了部分证实。
以化学纤维制造业、纺织业、木材加工及木竹藤棕草制品业为代表的7个行业伴随着产值的增长，其能源强度相应的下降；另有造纸、电气机械及器材制造业和交通运输设备3个行业，行业产值与能源强度呈正相关，其他14个行业产值与能源强度无显著关系，部分证实了H[，3]。说明在行业发展、产值增大的基础上，大部分行业并没有对设备、技术等进行相关投资，以提高能源效率，行业的降耗意愿不够强烈。
以木材加工及木竹藤棕草制品业、通信设备计算机及其他电子设备制造业和饮料制造业为代表的11个行业，技术进步显著降低了能源强度；另有食品制造业和专用设备制造业2个行业，其技术进步与能源强度为正相关关系，其他11行业技术进步与能源强度无显著关系，部分验证了H[，4]。
以纺织业、食品制造业和烟草制品业为代表的10个行业随能源消费结构中煤比例的降低，其能源强度有显著的下降；而交通运输设备制造业的能源消费结构与能源强度负相关，其他13个行业能源消费结构与能源强度之间无显著关系，部分验证了H[，5]。大部分行业能源消费结构与能源强度之间不存在显著正相关，主要原因在于，中国能源消费结构中煤炭所占比重一直维持在70％左右[25]，因此能源消费结构的变动过于微弱，无法对能源强度形成有效的作用。此外，中国能源消费结构中煤的比重下降，多是由于石油消费水平提高而产生的替代作用，而水电等可再生的高效能源的供给和消费水平偏低，能源消费只有结构变动而缺乏明显的结构优化。
(3)能源价格对于技术进步对能源强度影响的调节效应
在18个行业中，能源价格对于技术进步对能源强度的影响产生显著的调节效应。烟草制品业、石油加工炼焦及核燃料加工业、纺织业、专用设备制造业和通信设备计算机及其他电子设备制造业5个行业的调节效应系数为负，说明随着能源价格的提高，技术进步对降低能源强度的积极影响也在不断加大，即在能源价格变化的情况下，技术水平提高越快，行业能源强度水平越低；13个行业的调节效应系数为正，情况恰好相反。而24个行业中其余6个行业，能源价格对于技术进步对能源强度影响的调节效应不显著，部分验证了H[，6]。结论显示，对于大部分行业，提升能源价格并未有效加大各行业中企业以降低能耗水平而进行技术改造和技术创新的动机，能源价格并未起到应有的负向调节效应。
(4)能源价格对于能源消费结构对能源强度的影响的调节效应
在15个行业中，能源价格对于能源消费结构对能源强度的影响产生显著的调节效应，其中家具制造业、有色金属冶炼及压延加工业、通信设备计算机及其他电子设备制造业3个行业的调节效应系数为正，其他12个行业调节效应系数为负，说明能源价格的提高促进了能源消费结构从高能耗向低能耗方向转移，从而加大了能源强度降低的力度。而24个行业中其余的9个行业能源价格对于能源消费结构对能源强度影响的调节效应不显著，部分验证了H[，7]。结论显示，对于大部分行业，目前能源价格的提升可以通过促进能源消费结构中煤所占比重的降低而有效地降低能源强度水平，这与中国原有的高能耗行业比重过大有关，提高能源价格可以促使这些行业使用高效率的能源，同时提高能源利用率。
6
结论及政策含义
本研究结果表明，对于不同的行业，影响能源强度因素将产生不同的影响效果，而价格不但对能源强度存在直接影响，对于其他变量也存在显著的调节效应。由具体研究变量的分析结果可以得出以下结论。
(1)从长期趋势看，能源价格的变化并未直接导致大部分行业能源强度的显著下降，这说明在目前情况下通过能源价格的调节并不能有效的实现每个行业能源强度的下降，能源价格对能源市场上供求关系的调节作用有限。
(2)从技术进步的角度看，在大多数行业中，价格的提升对促进技术进步以降低能源强度并未产生有效的调节效应，这说明目前通过能源价格的市场调节并未使企业有足够的动机从技术的角度降低能源强度水平。要进一步从技术的角度降低能源强度，一方面需要给予能源价格更大的浮动空间，另一方面需要非市场因素的调节。
(3)价格对于能源强度的调节更多表现在对能源消费结构的调节效应上，能源价格促使大部分行业进行由使用低效率能源向高效率能源的消费结构转变。
(4)能源价格对不同行业能源强度的影响作用不同，因此在制定能源政策时不能一概而论，应该针对不同行业的特点制定稳定有效的政策，保证行业的正常发展。
综上可以看出，国家通过对能源价格的调控来实现对能源强度水平的控制，仅在很少一部分行业中有效，而钢铁、有色金属、造纸等典型的能耗大户并未实现有效的能源强度下降。从技术进步的角度，价格的提升也未对技术进步降低能源强度产生明显的调节效应，价格调节的效果主要表现在价格对能源消费结构的调节而产生对能源强度的控制。
数据分析结果表明，能源强度水平的下降，特别是通过技术改造实现能源使用效率的提升，不仅要通过价格的浮动手段进行调控，还应该从法律法规、审批制度、财务制度、税收政策等各个环节给予共同的关注和管制。