DEA方法评价我国工业能源论文

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一、研究方法及指标选取

（一）能源效率的研究方法及框架

数据包络分析（dea）是运用线性规划和对偶理论构建观测数据的非参数分段曲面或前沿，通过比较决策单元与DEA前沿面的距离来评价它们相对有效性的一种方法。根据规模报酬是否可变的不同假设，DEA发展成CCR模型和BCC模型，CCR模型假设决策单位都处于固定规模效率，该方法计算出的技术效率被称为综合效率，BCC模型假设规模报酬可变（递增或递减），该方法计算的技术效率被称为纯技术效率，以及两者的比值即为规模效率。纯技术效率反映在现有管理和技术等因素下行业的投入产出水平，规模效率衡量企业是否处于最适度规模，综合效率衡量生产单元是否达到了技术与规模同时有效。Tone(2001)提出的非径向、非角度的SBM模型，有效的将非期望产出纳入到数据包络分析的相对效率的评价当中来，这种包含非期望产出在内的产出与能源及其他要素投入之间的综合效率被称为能源效率。对于有n个决策单元的评价系统，假设有m种类型的投入，记作X=（x1，x2，…，xn）∈Rm*n且xi＞0；s种类型的产出，其中，s1种期望产出yg∈Rs1，Yg=（y1g，y2g，…，ygn）∈Rs1*n，s2种非期望产出yb∈Rs2，Yb=（y1b，y2b，…，ybn）∈Rs2*n,且ygi>0,ybi>0，包含非期望产出的生产可能性集为P=（{x，yg，yb）|x≥xλ，yg≤ygλ，yb≥ybλ，L≤eλ≤u，λ≥0}，非径向非角度的SBM非期望产出模型的基本形式为:式中，s-、sb分别为投入和非期望产出的冗余，sg是期望产出的不足。Ρ*为要计算的能源效率，取值区间为[0，1]。当Ρ*=1，i.e.，s-、sg、s-全部等于0时，表明决策单元有效；当Ρ*≤1时，表示生产单元存在效率损失，可以通过优化投入量和产出量来改善能源效率。

（二）样本、变量和数据

本文选取中国工业行业中具有代表性的14个行业为研究对象，分别为煤炭采选业、石油和天然气开采业、食品饮料烟草加工、纺织业、造纸业、石油加工及炼焦、化学原料及制品制造业、橡胶与塑料制品业、非金属矿物制品、金属冶金及压延、金属制品业、机械工业、交通运输设备制造业、电力热力的生产和供应，因为这14个行业的能源消费总量分别占2003年工业能源消费总量的91%和2011年的92%。并以工业行业的资本存量、就业人数以及能源消费总量为投入指标，工业产出为期望产出指标，污染排放为非期望产出指标，样本期间为2003-2011年。资本存量数据由固定资产净值年平均余额来度量，使用固定资产价格指数以2003年为基期对各期数据进行平减；劳动力投入数据，以工业各行业全部从业人员年平均人数来度量；能源投入指标将各行业消费的煤炭、油品和电力等折算成标准煤数量来度量。期望产出为规模以上工业企业总产值，使用工业品出厂价格指数以2003年为基期对各期数据进行平减。非期望产出指标选取工业废气排放量来度量。统计数据均来源于《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》《中国工业经济统计年鉴》以及《中国环境统计年鉴》。

（三）能源效率测算结果与分析

根据上述基于非径向、非角度的SBM-UndesirableDEA模型的能源效率的测算方法，运用DEAsolverpro5.0软件，对考虑能源投入和非期望产出的工业能源效率进行了估算，测算结果如表1。表12003-2011年工业各行业平均能源效率及其分解从表1中可以看出，2003-2011年间中国工业14个行业的平均能源效率为0.45，总体工业能源效率较低，距离前沿面还有较大的改进空间，最根本的原因是我国工业行业总体技术水平还比较低且科技和企业研究开发投入不足。从行业细分来看各行业的差异较大，14个行业中能源效率最高的五个行业分别为：石油加工及炼焦、交通运输设备制造业、机械工业、食品饮料烟草加工、金属冶金和压延，能源效率最低的五个行业分别是：煤炭采选业、造纸业、非金属矿物制品、橡胶与塑料制品业、石油和天然气开采业。中国工业行业能源效率的高低与我国的行业结构具有显著的相关性，能源效率较高的行业大都为清洁密集型行业，该行业具有高技术、低污染、低能耗，能源利用效率高的特点，而能源效率低的行业是过度依赖高能源投入增长的污染密集型行业，生产投入冗余和环境污染严重造成了能源效率的下降。比较能源效率增长的分解指标，各行业纯技术效率变动的幅度范围要大于规模效率的变动，说明纯技术效率在推动工业行业能源效率变动差异中占主导地位，即纯技术效率解释了清洁密集型行业与污染密集型行业能源效率之间的差异大部分原因，清洁密集型行业能源效率高主要来自于纯技术效率贡献，这与该行业技术高，能耗少的特点相符合。中国工业能源效率主要是由规模效率决定，2008年之前工业能源效率逐步提高，主要的拉动力来自于纯技术效率；2008年之后其能源效率的停滞则是主要是由于规模效率的下降导致。究其原因，中国工业是典型的以高要素投入拉动经济增长的方式，工业规模较短时间内扩张，但又由于各地区经济社会发展水平上的巨大差异及受激励机制驱动产生了地方保护和市场分割，地方政府为了保护本地企业的生存和获利能力，会使用行政手段限制本地禀赋丰裕的能源流出，造成资源配置扭曲使得能源效率受损。世界金融危机发生后，我国国内市场严重分割的现象加剧，严重扭曲了市场为基础配置资源的原则，难以实现规模经济,从而拉低了我国工业能源效率。

二、结论与政策建议

本文利用SBM-DEA模型从能源综合效率、纯技术效率和规模效率三个方面对我国工业行业的能源使用效率进行了分析，得到如下结论：总体上来讲，我国工业行业的能源效率较低，大多数行业的能源使用效率还处于DEA的非有效阶段，且存在着较大的改进空间。在样本期间内，纯技术效率较规模效率变动的幅度范围较大，较好解释了目前各行业能源效率的差异来源，能源效率较低的污染密集型的行业应以提高能源的纯技术效率为改善能源效率的主要方法，2008后能源效率的下降源自于规模效率的下降，主要原因是地方政府的分割管理，地方保护主义的加剧。因此，具体探寻工业各行业DEA无效的原因，针对性制定各行业提升能源使用效率的措施。

（一）从总体上而言要以市场为主导

积极淘汰落后的生产技术、工艺和技术标准,大力推广先进的生产技术和节能技术。并且政府和企业应加大清洁技术的科研投入并运用多种手段促进能源技术的进步。

（二）污染密集型行业能源效率的提高

要从改善纯技术效率入手，通过调整能源投入结构，大力发展新能源与可再生能源，深化能源价格改革，有效利用市场配置资源降低能源的无谓浪费，增强能源资源的优化配置及使用效率。

（三）打破各地区的行政垄断

充分协调好地方利益关系，加快建设全国统一市场，最大程度发挥市场配置资源的基础性作用，保证商品及生产要素的自由流动，实现规模经济。

作者：赵丽君 单位：江苏师范大学讲师