产业结构高级化与能源强度倒“U”型关系分析

张志强，刘金平

(1．中国矿业大学 管理学院，江苏 徐州 221116；2．中国矿业大学 国土资源规划与评价研究所，江苏 徐州 221116)

自改革开放以来，经济持续高速增长，但伴随经济增长的同时能源消费也与日俱增。据据国家统计局初步核算，2018年能源消费总量46.4亿t标准煤，比2017年增长3.3%，较2009年增长38%。能源消费持续增长对生态环境造成巨大的压力，严重影响了人们生存居住的环境，能源消费引起的以温室效应为代表的诸多生态环境问题对于经济发展的制约也越来越明显[1]。如何在保持经济增长的同时减少能源消费，以实现经济和环境协调可持续发展，成为我国面临的主要问题。实践和研究表明，提高能源效率是在保持经济增长的前提下减少能源消费的可行对策，而能源强度(ei)作为能源效率的衡量指标，受到了政府和学者的广泛关注。研究发现不同产业的能源强度对于总体能源强度的影响不同[2，3]，产业结构调整也会对能源强度产生影响[4，5]。Li和Lin[6]研究了产业结构和能源强度的非线性关系，研究结果表示当产业结构低于40.4%时产业结构会对能源强度产生负向的作用。以上产业结构和能源强度之间的研究中，产业结构的衡量均采用单一产业增加值占从产值的比重来代表产业结构，但是这种衡量方式仅关注单一产业对能源强度的影响，难以反映产业之间结构变动对于能源强度的影响。同时在研究中多采用结构分解方法进行研究，采用计量方法的研究较少。本文改进以往研究中采用单一产业占比衡量产业结构的方式，进一步采用二、三产业增加值之比作为产业高级化水平的指标，运用面板计量方法研究产业结构高级化对于能源强度的影响，以期为实际能源政策和产业政策制定提供相应的参考与借鉴。

1 研究方法与数据

1.1 变量与数据说明

综合以上论述和分析，并借鉴以往学者从经济发展、能源消费结构和城市化水平等方面对能源强度影响因素的研究[7-11]，本文选取以下变量作为影响能源强度的主要因素。

1)产业高级化(indh)。以往研究多将第二产业占比或第三产业占比作为衡量产业结构的指标，这一指标只能反映某一产业对于能源强度的影响，难以判断产业结构整体变化对于能源强度的影响。本文借鉴干春晖等[12]采用第三产业产值与第二产业产值之比作为产业高级化的度量。以期有效的反映产业结构之间的关系对能源强度的影响。

2)经济发展水平(ecod)。自2008年经济危机和次贷危机之后，国际经济形势持续低迷，内部需求日益受到重视，成为经济增长的主要动力。随着内需增加经济发展，人们生活水平的提高和生活方式的转变，必然会对能源强度带来一定程度的影响，因此采用居民消费水平，即人均国内生产总值(GDP)来代表经济发展水平，研究内需提高所带来的经济发展对能源强度的影响。

3)城市化水平(urb)。采用城镇人口占年末常住人口的比重代表城市化水平。随着城市化水平的提高城市规模日益扩大，城市建设规模的扩张必然会引起能源消费的扩张，对能源强度造成影响。

4)能源消费结构(ecs)。能源消费结构指各种能源消费占能源消费的比重，新型高效能源和传统化石能源占比不同，新旧能源之间的替代作用会在整体上改善能源效率，从而改变能源强度。由于我国的资源禀赋以及当前仍以煤炭能源为主的消费特征，因此采用煤炭消费量占能源消费总量的比重代表能源消费结构。

依据数据科学性和可获得性原则，本文采用2000—2016年中国30个省市(除西藏和港、澳、台地区)的面板数据进行分析，数据均来自《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国人口统计年鉴》。其中GDP和第二、三产业增加值均采用2000年不变价进行平减，能源消费均折算为标准煤，各变量的描述性统计结果见表1。

表1 变量描述性统计

1.2 模型设定

本文旨在研究中国产业结构高级化对能源强度的影响和最优水平的存在性，并用2000—2016年30 个地区的面板数据对以上问题进行研究分析，面板数据可以控制不可观测效应减少模型的内生性问题，同时面板数据大于截面数据可以缓解模型估计的共线性问题，并对所有变量取对数以减少以异方差对于估计结果的影响。基于以上最优水平存在性的问题以及数据特征建立如下计量模型：

lneii,t=β0+β1lnindhi,t+β2(lnindhi,t)2+νi+εi,t

(1)

其中，i和t分别表示不同省份和年份，vi为个体效应，εi,t为随机扰动项，eii,t为i省t年的能源强度，indhi,t为i省t年的产业高级化水平，模型一中加入产业结构高级化的二次项以便探究在能源强度的约束下产业结构高级化是否存在最优水平。但是能源强度除了受到产业结构高级化的影响还有其他的影响，为了更好的估计产业结构高级化和能源强度之间的关系，需要控制其余影响因素，因此在模型一的基础上，引入城市化，能源消费结构等变量建立如下计量模型：

lneii,t=β0+β1lnindhi,t+β2(lnindhi,t)2+

β3lnecodi,t+β4lnurbi,t+β5lnecsi,t+νi+εi,t

(2)

其中，i和t分别表示不同省份和年份，vi为个体效应，εi,t为随机扰动项，eii,t为i省t年的能源强度，indhi,t为i省t年的产业高级化水平，ecodi,t、urbi,t、ecsi,t分别代表i省t年的经济发展水平、城市化水平和能源消费结构。

2 实证分析

本文采用面板个体固定效应模型(fe)进行估计，估计结果见表2。由表2可知，模型一和模型四估计的系数差异较大，说明采用混合效应模型和采用固定效应型之间的差异较大。观察到F检验的检验结果151.03在0.01%的水平下显著的拒绝混合效应模型，另外固定效应模型更加有效的利用了面板数据所提供的有效信息，因此模型四的估计结果优于模型一。模型二和模型四的估计结果差别也比较大，这主要是由于模型二仅仅包含产业高级化这一个指标，极容易产生遗漏变量造成估计的偏差和非有效，因此相较于仅仅包含产业高级化的模型二，模型四的估计结果更加稳健可靠。模型三相较与模型二加入了经济发展水平这一指标，明显的减少了模型二的有漏变量偏差。模型四估计系数与模型三的差异较小，区别仅在于加入更过的控制变量，两者之间差异较小说明模型四的估计结果是稳健的，模型四因为加入更过的解释标量，因此对于能源强度的估计更加全面。综和以上比较的结果，本文以模型四作为估计结果，并进行进一步分析。

表2 模型估计结果

通过估计结果可以发现经济发展水平对于能源强度的影响是负向的，经济发展水平对能源强度具有抑制作用。这一结果同解学梅[13]经济发展最终带来能源强度减小的结论是一致的。从生产投资的角度看，经济发展越快，资本运转、设备更新和新技术引进和利用也就越快，更多更加高效的设备和生产方式被利用在一定程度上降低了能源强度[14]。社会因素也会对人的消费行为产生影响，绿色、低碳消费已经成为当今社会的主流消费观念，在这种观念的影响下，人们的消费行为也会向节能消费的方向转变，这又进一步对于能源强度起到抑制作用。

城市化水平对能源强度具有促进作用。随着城镇人口的增加，城镇化水平的不断提高，城市建设规模也在不断扩大，2004年中国城市建设用地30781.28km2，2017年为55155.47km2，年均增长率为4.2%。城市建设中的建筑、公路交通建设是众所周知的高耗能行业。因此在城市规模不断扩张和基础设施升级的过程中，不可避免的伴随着能源的大量使用，从而导致了能源强度的提高。

能源消费结构对能源强度具有正向的促进作用。煤炭资源相比较核能和天然气等新型清洁能源效率较低，即使与同为化石能源的石油相比效率也较低，因此在能源消费总量中煤炭消费占比越大的能源消费结构能源效率越低。能源强度作为衡量能源效率的主要指标，能源效率相对较低的能源消费结构势必会促进能源强度的增加。

从估计结果可以看出产业高级化水平的一次项和二次项系数均显著，且二次项系数为负，说明产业高级化水平和能源强度之间存在倒“U”型关系。同时可以看出产业结构高级化对于能源强度的影响为负，即产业结构高级化会对能源强度起到抑制作用。这主要是因为随着产业结构高级化，经济中第三产业占比会逐渐提高，经济发展会从主要依靠第二产业带动转变为主要依靠第三产业。而第三产业对于能源的依赖程度远远低于第二产业，因此随着产业结构高级化水平不断提升，能源强度会减小。

通过对于估计结果的换算可以得出，在产业结构高级化水平达到0.644时倒“U”型曲线达到拐点。即在此水平之前随着产业高级化水平提高会对能源强度起到促进作用，而在此水平之后高级化水平会对能源强度起到抑制作用。但这一估计是对于国家层面的平均估计，由于中国地域辽阔，各地区自然条件和资源禀赋也不尽相同，因此研究不同地区的产业高级化水平和测算的水平之间大小关系，有助于更好的认识各区域当前的产业高级化水平和更好的把握今后产业调整的方向。中国30个省份2016年的产业高级化水平如图1所示。

图1 2016年各省产业高级化水平

由图1可见，截至2016年天津、内蒙古等九个省份的产业高级化水平低于测算的拐点值0.644。这些省份应当致力于提高产业高级化水平早日超越拐点，通过发展产业高级化来降低本地的能源强度水平。同时发现以上省份多集中在我国西部和北部地区，这与我国西北地区在经济水平和产业结构方面比东南地区水平低的情况相一致。

3 结论与对策

本文主要研究了我国能源强度与产业高级化之间的联系，并加入经济发展水平和城市化水平等因素，分析了各因素对能源强度的影响。结果表明：①产业高级化和能源强度之间存在倒“U”型关系；②经济发展水平对能源强度具有抑制作用，城市化水平和能源消费结构对能源强度具有促进作用。

针对于以上分析结果对于降低我国今后的能源强度提出以下建议：①优化产业结构，产业结构高级化水平低于拐点水平的省份提高产业结构高级化水平尽快越过拐点水平，产业结构高级化水平越过拐点的省份进一步提高产业结构高级化水平，并应更加注重产业结构合理化水平的提高；②维持经济增长，高质量的经济发展可以减少能源消费[15，16]，进而提高能源效率降低能源强度；③优化城市发展质量和能源消费结构，发挥城市化的集聚效应，倡导消费新型清洁能源减少消费传统能源。