能源回弹效应下降与节能减排目标的完成建议研究

能源回弹效应下降与节能减排目标的完成建议研究

能源是国家在经济发展过程中必不可少的组成部分，传统的化石能源在地球上的存储量有限且不可再生，历经几百年的发展，现存的能源存储量大大减少，所以煤炭、石油及等传统化石能源面临枯竭的危险，同时中国水能、风能及太阳能等新能源的应用范围和供应量尚不能满足经济发展的需要，存在很大的缺口，不能解决燃眉之急而且会严重威胁中国社会的可持续发展。改革开放以来，中国的能源消耗量急剧增长，由此对生态环节造成了严重的影响，例如雾霾、沙尘暴和河流污染等现象对居民的生产生活造成了致命威胁。所以，在不影响经济稳定增长的基础上，使得中国能源消耗量降低且能够合理有效的使用现存的能源对节能减排政策实现至关重要。工业部门的能源消耗总量占中国能源消耗总量的70%，降低工业部门的能源消耗就能直接影响到中国的能源消耗水平。“十三五”规划中提出了节能减排政策减少中国能源消耗总量，技术进步对能源消耗的减少具有最直接的作用。因此，有必要从理论和是实证上，对技术进步对能源消耗变动影响展开深入研究。

首先，本文对国内外研究技术进步与能源效率、能源消耗和回弹效应关系的文献进行整理。然后介绍回弹效应测算的理论模型，然后建立测算回弹效应的理论模型，根据能源强度将15个行业分成高能耗行业、中能耗行业和低能耗行业三类，并以1999-2017年中国工业行业的工业总产值为产出变量，以职工人数、固定资本存量及能源消耗量为投入变量，使用DEA-Malmquist法测算工业15个行业广义技术进步率，并分析广义技术进步率的计算结果。接着将上述数据代入回弹效应模型中，得到技术进步带来的能耗减少量和增加量，进而测算中国工业行业的回弹效应，并从行业间比较分析和变化趋势分析两方面分析回弹效应计算结果。最后，针对当前工业部门存在的问题，提出使能源回弹效应下降并完成节能减排预期目标的政策建议。

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研究背景与意义

研究背景

能源是国家经济发展的关键之一，是经济发展的原始动力，也是决定生活质量的关键因素。自改革开放来，中国的国内生产总值（GDP）持续快速增加，经济总量快速跃居至世界第二，同时能源消耗总量也到达世界最高。2017年的中国能源消耗总量高达44.9亿吨标准煤，相比于1978年，增加了将近８倍。高能耗的重工业和廉价的能源投入要素促使中国经济加速发展，所以自然而然地出现高经济增长伴随高能源消耗的现象。随着全球气候变化和能源安全等环境问题的日益严重，提高能效、降低能耗已经迫在眉睫。国务院发布的《“十三五”节能减排综合方案》提出要采取积极有效的措施，将能源消耗总量控制在50亿吨标准煤以下。因此，研究能源利用状况与节能降耗水平对推进实施国家整体节能减排战略具有重大意义。

通常认为，改善能源利用效率能够降低能源消耗量，但实际观察到的通常是能源利用效率随着经济增长在逐年提升，与此同时能源消耗量也在不断增加。用能源强度下降来衡量能源效率的提升，如图1-1所示，全国能源强度从1999年的1.55不断下降到2018年的0.52，说明能源效率稳步提高，能源消耗总量从1999年的140569万吨标准煤逐年攀升至2018年的464000万吨标准煤，由此可见，能源消耗总量并没有如预期那样随着能源效率的提高而相应的下降。出现该现象的原因可能与能源回弹效应密不可分。如图1-2所示，能源消耗量增速的下降幅度明显，从2004年开始，其增长率一直小于同期国内生产总值增速，说明技术进步在促进经济增长的同时有效提高了能源效率，具体表现为同等产量下，所需能源量减少。结合图1-1和图1-2来看，中国能源消耗量可能存在回弹效应，但该回弹效应的数值小于１，即还未达到回火效应的程度，说明能源效率提高的总体效果是节约能源的。

工业对中国经济增长做出了巨大贡献，但不可否认其同时也是我国最主要的高耗能、高污染部门。因此在回弹效应视角下探究技术进步如何影响能源消耗水平，为节能减排政策的实现提供具有针对性的解决方法使含有重要的研究意义的。 研究的意义

本文研究的主要目的是利用回弹效应模型分析技术进步对中国工业行业能源消耗的影响程度，并根据分析结论为工业行业实现“十三五规划”提出的节能减排任务，实现工业行业经济持续健康的发展，有目的性地提供政策建议。

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在理论上，本文从能源回弹效应的理论模型出发，使用DEA-Malmquist法分析工业行业的广义技术进步率。将回弹效应理论应用到工业行业能源消耗领域，用以研究工业行业技术进步的回弹效应。

在现实意义上，针对工业行业能耗状况的不同有目的性地提出合理的政策建议。该研究有利于工业内部产业结构的优化，促使中国工业行业产业结构优化升级提速；有利于提高企业的能源效率，减少企业的生产成本，进而降低企业的能源消耗量，完成节能减排任务。

文献综述

技术进步对能源效率的影响研究

国内外的学者从国家及地区层面和行业整体层面等角度技术进步与能源效率的关系进行了研究，认为技术进步能够使能源效率得到提高，具体分类如下。

（1）国家及地区层面

Stern和Ma等（2007)发现能源密度下降最重要的原因是技术进步，而结构变化在部门层面和产业层面提升了中国的能源密度[1]。冯烽（2015）在内生性视角下利用中国升级数据分析能源效率及其影响因素[2]。研究发现：“软”技术进步对能源效率具有明显的促进作用，但“硬”技术进步对能源效率的影响在统计意义上不显著。余康（2017）在市场完全竞争的假设条件下，采用静态固定效应模型进行研究，发现：在控制了产业结构、能源结构、贸易依存度、投资结构和经济规模等变量后，技术进步及市场化程度能显著提高中国省际能源效率[3]。邹宗森等（2017）基于C-D生产函数，把全要素生产率分解成产业结构变迁效应及技术进步效应两部分。实证研究发现，2002年之前，技术进步对我国能源效率的提高起主要的作用，产业结构的作用相对较弱；2002年之后，技术进步对能源效率的刺进作用逐渐下降，并慢慢弱于产业结构变迁的作用[4]。

（2）行业层面

Fisher和Jefferson等（2006)利用企业数据研究发现能源价格的提高和技术进步的上升是能源效率提高的决定性力量[5]。段文斌等（2011）认为与规模效率比较，只有在充满技术竞争的行业中，技术进步对能源效率提高所起的作用才会大于规模效率[6]。韩一杰等（2011）对中国各地区钢铁行业的能源效率进行研究，认为只有提高技术水平才可实现我国钢铁行业“节能减排”[7]。曲晨瑶（2017）研究环境约束条件下的制造业的能源效率及其影响因素。研究发现：技术进步及

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行业内竞争对制造业能源效率的影响是正向的，环境规制、对外开放以及能源结构对制造业能源效率的影响是负向的[8]。廖茂林等（2018）从有偏技术进步偏着手，构建双层嵌套型CES生产函数估算有偏技术进步，并利用向量自回归模型探究制造业有偏技术进步和能源效率及能源价格的关系。研究发现有偏技术进步对能源效率存在短期和长期的正向影响[9]。 技术进步对能源消耗的影响研究

（1）国家层面

有些学者从国家层面研究技术进步对能源消耗的影响。

董锋等（2010）以协整检验两步法和灰色关联方法作为分析工具，研究发现第三产业比重和科研经费支出与中国能源消耗量负相关，所以，降低能耗量的重要切入点是提高第三产业比重和技术进步[10]。Tao Aixiang（2011）运用灰色关联理论对技术水平、教育水平及能耗量的关系进行分析，认为科技进步和教育是减少能源消耗量的主要因素[11]。聂锐等（2011）认为产业结构调整和技术进步是影响节能减排最主要的影响因素，而后者的节能减排效果最好[12]。张永军（2011）认为碳生产率提高的主要因素是技术进步，而在提高碳生产率中能耗结构的改变所起的作用较弱[13]。肖德等（2015）采用1953-2012年的经济数据进行实证研究发现，技术进步对能源消耗有明显的正向推进作用[14]。仓定帮[14]（2019）认为在技术水平不断进步及经济转向高质量增长的背景下，我国化石能源消耗最大值将在短期中出现。

（2）省级区域层面

洪丽璇等（2011）通过研究中国地级以上城市的工业部门能源消耗，认为抑制中国工业部门能源消耗持续增加的重要因素是技术进步[15]。田园宏等（2011）认为技术效应是影响上海市能源消耗的关键因素之一[16]。马恒运等(2010)认为改变技术进步的方式是引起河南省能源消耗降低的一个重要的举措[17]。秦腾等（2015）认为技术进步对中国省际能源消耗的影响存在明显的济门槛效应，当经济发展水平大于门槛值时，虽然技术进步仍会引起能源消耗量减少，但其拉升作用会逐渐变弱[18]。王笑天等（2016）采用IPAT等式对河南省能耗的影响因素进行定量研究，结果表明，技术进步对能源消耗总量起重要的抑制作用[19]。 回弹效应视角下技术进步与能源消耗的关系研究

一些学者认为技术进步具有“回弹效应”，即技术进步在提高能源效率的同时也会提高生产效率，增加对能源物质的需求，以至于无法正确估计技术进步对

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能源效率的影响。

（1）测算宏观经济层面的回弹效应

Berkhout等（2000）认为荷兰历年的回弹效应在0-30%之间波动，虽然技术进步使能源消耗减少了，但能耗减少的部分被价格下降等因素带来的能耗增加量在一定程度上抵消了[20]。刘源远、刘凤朝 (2008)指出中国能源消耗的回弹效应存在下降趋势，1986-2005年中国总体的平均回弹效应为53.68%，东部地区的回弹效应最小，其次是中部地区，西部地区的回弹效应最大[21]。Hanley等（2010）通过建立CGE模型发现苏格兰的能源效率提高会引致能源消耗量增加和单位GDP中CO2的释放变差[22]。李强、魏巍等（2014）认为技术进步带来的能源效率提高能使能源消耗量减少，但能源回弹效应明显存在，中国能源回弹效应处于9-75%之间[23]。张江山等（2014）发现中国总体能源平均回弹效应值为85.89%，东部、中部和西部分别为87.24%、88.66%和82.35%，提高能源效率导致的节能效果绝大部分并未实现[24]。章恒全等（2018）发现技术效率和技术进步表现出较为显著的地域特征，技术进步主要在东部地区引致能耗减少量增加，而技术效率则对西部地区的能源消耗呈现出明显的抑制作用[25]。高明等（2018）发现技术进步虽然会通过促进能源低碳化减少能源消耗，但也会通过加剧市场竞争和加速城市化扩张增加能源需求，产生回弹效应[26]。

（2）测算行业层面的回弹效应

Bentzen（2004）利用动态OLS方法，基于1949-1999年美国制造业部门的时间序列数据，测算出在不对称的能源价格调整下美国制造业部门的回弹效应值为24%[27]。Anson和Turner（2009）探究在技术进步外生发生的情况下，能源的供需变化。他们认为，在所研究的时期里，西班牙商贸运输行业的能源效率提升了5%以上，以石油为基础的能源商品就会产生能源回弹效应[28]。国涓等（2010）分别以两种模型为基础测算我国工业企业能源回弹效应，总变化呈递减状态，整体呈现出能源消耗减少量增加的特征，但两种模型得出的结论存在一定差别，分别为39.48%和46.38%[29-30]。陈凯等（2011）测算出我国钢铁行业的能源回弹效应高达130.47%，认为不能仅把技术进步作为提高钢铁行业能源效率从而解决能源限制问题的唯一手段，适当的政策管控手段是非常必要的[31]。Wang等（2012）发现研究1993-2009年的时间段时，直接回弹效应为45%，而研究2002-2009年的时间段时，直接回弹效应则降低到35%，表明香港客运行业的直接回弹效应在降低[32]。肖序等（2012）发现技术进步是中国电解铝行业提高能源效率的关键因

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