中美双边贸易结构变动对我国能源消耗的影响

李可爱 周 申 任希丽 王奎倩

（1.华侨大学 经济与金融学院，福建 泉州 362021；2.南开大学 经济学院，天津 300071；3.山东理工大学 商学院，山东 淄博 255049）

一、引言

我国对外贸易的飞速发展，极大地促进了国内经济的发展，也提升了我国的国际影响力。自2001年加入世贸组织以后，特别是近年来，在我国的进出口贸易中，中美双边贸易额大幅上升。根据美国商务部数据，2009年中国已成为美国第二大贸易伙伴、第三大出口目的地和首要进口来源地。此外，中美贸易不平衡问题由来已久，我国对美贸易一直存在较大的贸易顺差。

与此同时，伴随着经济和贸易的迅速发展，我国的能源消耗量也呈现逐年上升的趋势。截至2011年，我国能源消费总量已高达37.4亿吨标准煤①。我国的人均能源、资源相对较少，随着经济社会的迅速发展，能源紧缺的程度日益加深，成为我国经济可持续发展的重要制约因素。2007年国家先后出台了多项节能减排的相关政策，包括针对贸易领域的出口节能政策，国家“十二五”规划也明确提出，我国应深入贯彻节约资源和保护环境的基本国策。

我国对外贸易规模迅猛扩大，对外贸易结构持续动态变化，对国民经济与资源环境的影响也日益加深。在此背景下，如何在经贸活动中更好地实现节能减排，促进经济社会发展与人口资源环境相协调，其重要性不言自明。本文旨在分析中美贸易结构变动对我国能源消耗的影响。

二、文献综述

学术界关于贸易和能源消耗的研究主要有三种基本分析方法：一是利用投入产出法，二是运用结构分解分析法（structural decomposition analysis，SDA），三是采用计量模型进行回归分析。研究对象则主要分为两大类：一是多边贸易总额对能源消耗的影响，二是双边贸易对贸易双方能源消耗的影响。

有关贸易与能源关系的研究，国外很早就有学者关注。Kemp和Long将可耗竭资源作为一个重要的投入要素纳入到传统的H-O 模型中，构建了能源贸易的理论基础［1］。Lenzen研究了澳大利亚最终消费中直接和间接能源的使用量和温室气体的含量，指出商品和服务贸易中的间接能耗效应不容忽视［2］。Machado等预测了国际贸易对巴西的能源消耗和二氧化碳排放量的影响，他们运用14部门投入产出智能模型对完全能源系数与碳系数进行了估计，并结合贸易数据测算了1995年巴西进出口非能源商品中的全部能源消耗量和碳含量，结果显示，其出口的非能源商品中的耗能量和碳含量要明显大于其进口中的含量［3］。Mukhopadhyay通过分析印度贸易自由化进程中的商品贸易结构，运用投入产出法计算进出口商品中的能源和碳含量，测算结果显示，1993～1994年印度是一个能源和碳的净进口国［4］。

除此之外，还有学者考察了双边贸易对两个国家能源消耗及环境的影响，Przybylinski通过构建1995年两国的能源流量平衡表并划分空气污染的主要类型，考察了波兰和德国双边贸易对两国环境的影响［5］。Hayami和Nakamura根据双边贸易数据测算了日本和加拿大单位产值二氧化碳排放量的差异，指出可以通过技术的重新分配来改善碳排放的现状，从而减轻对环境的压力［6］。

我国本领域的研究相对较少，代表性的研究主要有，陈锡康全面介绍了完全综合能耗分析的四种计算方法［7］。陈向东和王娜对国外学者关于不同国家能耗密集部门及产品的研究成果进行了梳理和总结［8］。沈利生运用投入产出模型测算了2002～2005年我国货物进出口对能源消费的影响，结果表明进口产品的节能多于出口产品的耗能，但近年能耗效应变动趋势不利于节能［9］。李坤望和孙玮通过编制混合型能源投入产出表，测算了我国进出口贸易中的能源含量，结果表明普通非能源商品贸易中隐含的能源输入输出量远高于能源产品的直接贸易量，我国从20世纪80年代末就开始了能源的净输入［10］。

沈利生、李坤望和孙玮在考察贸易与能源消费之间的关系时，一是对贸易结构变动的能耗效应考察相对欠缺②，二是没有对各部门消耗的国内投入和进口投入加以区分，由于中间投入中包含进口成分，使得测算出来的国内能源消耗存在高估的缺陷。本文将在前人研究的基础上，进一步考察工业部门进出口的结构性因素所导致的能耗变动（除均衡增长以外的能耗变动），并将其分解为贸易结构变动的能耗效应、单位产出能耗实物量变动的能耗效应和投入产出系数变动的能耗效应，并对国内投入和进口中间投入进行区分，利用非竞争型投入产出模型测算贸易结构性变动对能源消耗的影响，使得测算结果更加准确。此外，目前国内考察双边贸易对我国能源消耗影响的研究较少，考虑到我国从2007年开始实施出口节能政策，我们对其政策效果在中美双边贸易中的体现进行了初步检验。

三、测算方法

为了测算双边贸易中的能源含量及双边贸易结构变动对能源消耗的影响，我们基于两个基本假设建立模型。

假设1：贸易国之间相同部门的生产函数相同，出口（进口）增加将按国内生产行业的生产技术以固定比例增加（减少）能源的使用。

假设2：出口会对出口关联行业的产量产生正面影响，产生耗能效应；进口会对进口竞争行业的产量产生负面影响，产生节能效应。

竞争型投入产出关系为：∑xij+Yi=Xi，（i=1，2，……n），其中n表示部门。我们将公式中的中间投入、最终消费和总产出区分为国内和进口，可以得到两组非竞争型投入产出均衡方程式：

根据不等式的等价变换我们可以得到：

Yd和Ym分别是最终消费中的国内部分和进口部分，D 和M 分别是各部门的国内产出向量和进口品向量，Ad和Am分别代表国内产品直接消耗系数和进口产品直接消耗系数；（I-Ad）-1和（I-Am）-1是非竞争型投入产出模型中的里昂惕夫逆矩阵，前者表示一单位最终需求对国内中间品的完全消耗量，后者表示一单位最终需求对进口中间品的完全消耗量。相应的，D=（I-Ad）-1Yd和M=（I-Am）-1Ym分别表示最终需求诱发的国内产出和进口品数量。在研究国际贸易的能源消耗效应时，由于出口量是最终消费的一个组成部分，所以可以测算出口EX 所诱发的国内产出和进口品数量，分别为DEX和MEX。

定义i部门的能源投入系数为aei=Ei／Xi，其中Ei表示i部门消耗的能源总量，Xi表示i部门的总产出。用Ae表示各部门能源投入行向量，将其与DEX相乘就可以得到各部门出口所带动的国内耗能量。为了进一步将出口所带来的耗能效应和进口所带来的节能效应进行区分，我们将其分别表示为：

我们引入动态时间因素，于是当期和下一期出口耗能量和进口节能量可以分别表示为：

进一步测算贸易结构变动对能源消耗的影响，我们假设贸易结构不发生变化，即各部门出口和进口都按照相同的比例均衡增长，其增长比例可以分别用出口和进口的当期和上一期比率表示，即λEX=EXt+1／EXt，λIM=IMt+1／IMt。

于是在单位总产出能耗实物量和投入产出系数不变的条件下，当期至下一期出口耗能量和进口节能量的成比例扩展值（即均衡增长量）可以分别表示为：

各部门的下一期出口值和进口值与各自成比例扩张值或均衡增长量之间的差额可表示观察期内出口结构和进口结构的变动，而下一期出口耗能量和进口节能量的实际值与各自成比例扩张值或均衡增长量之间的差额则可表示观察期内除均衡增长以外的能耗变动（结构性因素所导致的能耗变动），可以分别表示为：

进一步根据Djetzenbacher和Los提出的两极分解法（two polar decompositions）［11］，我们可以将上述差额分解为：

（11）式的右边第一项为出口结构变动的能耗效应，第二项为单位产出能耗实物量变动的能耗效应，第三项是投入产出系数变动的能耗效应，这三项构成了总的结构性因素所导致的能耗效应，（12）式进口同理。

四、中美双边贸易对能源消耗的经验分析

（一）数据说明

1.本文的经验研究选择OECD 网站公布的我国1997年、2000年、2002年和2005年投入产出表作为部门技术参数。我们将投入产出表、《中国统计年鉴》和OECD 双边贸易的行业统一整理为20个行业并进行编码③。

2.能源数据来源于《中国统计年鉴》能源消费项目下的分行业能源消费量，我们统一使用实物标煤量。

3.中美双边贸易数据来源于OECD 双边贸易数据库，其中，OECD 双边贸易数据只统计了20个细分行业的数据，我们将其整理归类为17个部门，分别对应20个行业中编码为1～17的行业。

4.本文在测算能源消耗系数时用到的产值数据来源于中经网，并以1998年为基期对其进行了价格处理。

（二）中美双边贸易的基本情况

根据OECD 网站STAN 双边贸易数据库提供的统计数据，1998～2011年间，中国对美出口和进口在我国对外贸易中的比重整体上呈现出下降的变动趋势，其中，中国从美国进口在中国总进口中所占的比重从12.04%下降到7.06%，而中国对美国出口在中国总出口中所占的比重从20.66%下降到17.12%，但总体来看，美国的确是我国非常重要的对外贸易伙伴。同时，1998～2011年间中国对美国进出口的中间产品所占的比重变动幅度不大，其中，中国从美国进口的中间品所占比重基本在70%左右浮动，而中国对美国出口的中间品所占比重基本在30%左右浮动，这表明我国是加工贸易大国。

（三）经验分析结果

1.2000年、2002年和2005年各部门单位最终产品能源消耗实物量

我们测算了2000年、2002年和2005年单位最终产品能耗实物量，为了便于比较，我们以1998年为基期用居民消费价格指数（数据来源于《中国统计年鉴》）进行价格处理，得到表1的可比数据。从表1的测算结果来看，20个细分行业的单位最终产品能耗实物量基本呈现下降的变动趋势（个别行业2002年的单位最终产品能耗实物量比2000年稍微偏高，但2000年到2005年所有细分行业的单位最终产品能耗实物量的总体变动趋势是下降的），说明从总体来看，我国的节能技术在不断进步。此外，我们看到不同部门之间单位最终产品能源消耗实物量差别很大，而且随着时间的变化，不同部门之间单位最终产品能源消耗实物量的变动幅度差别也很大。

2.1998～2009年中美17部门双边贸易的能耗效应

从表2的数据可以看出，1998～2009年间④，在中美双边贸易中我国一直是能源净输出国，而且以2006年为界其变动趋势发生了转折——1998～2006年我国对美国出口带动的能源输出量、进口带动的能源输入量和能源净输出量基本呈逐年上升趋势，2007～2009年我国对美国出口带动的能源输出量、进口带动的能源输入量和能源净输出量呈逐年下降趋势。需要说明的是，自2007年国家推出节能减排政策以来，能源节约的效果逐渐显现。此外，从占比数据我们可以看出，出口输出能源占工业总耗能和全国总耗能的比重比进口输入能源占工业总耗能和全国总耗能的比重高。

3.1998～2001年中美17部门双边贸易能耗效应的结构分解

我们对1998～2001年间⑤中美17部门双边贸易能耗效应的结构进行分解。根据式（11）和式（12），我们分别对贸易结构变动的能耗效应、单位产出能耗实物量变动的能耗效应以及投入产出系数变动的能耗效应进行了测算。从表3的测算结果来看，1998～2001年中美17部门双边贸易中的结构性因素变动在总体上是净输入能源的，且这种净能源输入主要是由单位产出能耗实物量变动带来的，而贸易结构变动和投入产出系数变动却是净输出能源的。结构性分解的结果说明，这种净输入能源效应主要来自于生产过程中节能技术水平的不断提高，而不是中美双边贸易结构的优化。

表2 1998～2009年中美17部门双边贸易的能耗效应 （单位：亿吨标准煤、%）

表3 1998～2001年中美17部门双边贸易能耗效应的结构分解 （单位：万吨标准煤）

4.2001～2007年中美17部门双边贸易能耗效应的结构分解

表4对2001～2007年间⑥中美17部门双边贸易能耗效应的结构进行了分解。从表4的测算结果来看，2001～2007年中美17部门双边贸易中的结构性因素变动在总体上也是净输入能源的，且这种净能源输入主要是由单位产出能耗实物量变动和投入产出系数变动带来的，其中单位产出能耗实物量变动带来的净输入能源数量占了绝大部分，而贸易结构变动却是净输出能源的。结构性分解的结果再次说明，这种净输入能源效应主要来自于生产过程中节能技术水平的不断提高，而不是中美双边贸易结构的优化。从测算的具体数值来看，2001～2007年贸易中结构性因素变动的总输入能源量高达5 066.57万吨标准煤，说明该期间我国的节能技术在不断进步。同时，2001～2007年（时间跨度为7年）贸易结构变动净输出能源为133.33万吨标准煤，而1998～2001年（时间跨度为4年）该数值为132.11万吨标准煤，说明贸易结构变动的净输出能源幅度在减小。

表4 2001～2007年中美17部门双边贸易能耗效应的结构分解 （单位：万吨标准煤）

5.2007～2009年中美17部门双边贸易能耗效应的结构分解

表5对2007～2009年间中美17部门双边贸易能耗效应的结构进行了分解。从表5的测算结果来看，2007～2009年中美17部门双边贸易中的结构性因素变动在总体上也是净输入能源的，且这种净能源输入主要是由贸易结构变动和单位产出能耗实物量变动带来的，其中单位产出能耗实物量变动带来的净输入能源数量占了绝大部分。跟前两个阶段相比，2007～2009年贸易结构变动带来的能源消耗效应是净输入能源，说明在节能技术水平不断提高的同时，中美双边贸易结构也在朝着节能方向发展。另外，从中美17部门双边贸易能耗效应结构分解的具体测算数值来看，1998～2001年单位产出能耗实物量变动所带动的净输入能源量为5 599.17万吨标准煤，而2001～2007 年和2007～2009年该数值分别为3 964.41万吨标准煤和1 835.71万吨标准煤，说明研究期内我国的节能技术有了迅速的发展，但是随着时间的推移节能技术的节能空间在逐渐缩小。

表5 2007～2009年中美17部门双边贸易能耗效应的结构分解 （单位：万吨标准煤）

五、结论

本文运用非竞争型投入产出模型、两极分解法等定量分析方法测算了1998～2009年中美双边贸易结构变动对我国能源消耗的影响。其中将贸易结构性因素的能耗效应进一步拆分为贸易结构变动的能耗效应、单位产出能耗实物量变动的能耗效应和投入产出系数变动的能耗效应。结果显示，1998～2009年中美17个细分行业的双边贸易是净输出能源的，而贸易中结构性因素变动总体上是朝着节约能源的方向发展的。自2007年以来，双边贸易结构变动朝着净输入能源的方向发展，说明2007年实施的出口节能政策对中美双边贸易结构变动起到了非常好的引导作用，使其朝着有利于节能降耗的方向演变。

根据本文对中美双边贸易中的结构性因素的分解和测算结果，我们认为，我国节能技术的推广对于能源节约起到了至关重要的作用，但随着时间的推移，节能技术的节能空间可能将逐渐缩小，所以应该更加重视贸易结构的优化和调整，充分挖掘贸易结构变动的节能潜力。从政策的制定和实施角度，出口节能政策确实能够起到一定的正面引导作用，所以应该继续实施相关的节能激励产业政策和贸易政策，使双边贸易结构朝着节能降耗的方向发展。

注释：

①根据国家统计局网站统计公布的2011年度能源消耗数据计算整理。

②例如沈利生用出口耗能强度和进口省能强度的变化作为衡量贸易结构变动的指标，未能将贸易结构变化、单位出口耗能实物量变动的因素分解出来以进行细致考察。

③投入产出表、《中国统计年鉴》和OECD双边贸易的具体行业对照关系可向作者索要。行业编码对照：1.农林牧渔业；2.采矿业；3.食品制造及烟草加工业；4.纺织业和服装鞋帽皮革羽绒及其制品业；5.木材加工及家具制造业；6.造纸印刷及文教体育用品制造业；7.石油加工、炼焦及核燃料加工业；8.化学工业；9.非金属矿物制品业；10.金属冶炼及压延加工业；11.金属制品业；12.通用、专用设备制造业；13.仪器仪表及文化办公用机械制造业；14.电气机械及器材制造业；15.交通运输设备制造业；16.交通运输设备制造业；17.其他制造业、废弃回收；18.电力、燃气和水的生产和供应业；19.建筑业；20.第三产业。

④本文所用到的投入产出表分别为1997年、2000年、2002年和2005年，考虑到投入产出表的时效性，即假定5年内技术不变或投入产出系数不发生变动是合理的，为了保证测算结果的准确性，将研究区间只延伸到2009年。

⑤我国2001年加入WTO，为了考察“入世”前后中美双边贸易结构变动的能耗效应，我们选择2001年作为一个分界点。

⑥我国从2007年1月份开始陆续出台多项节能减排政策，包括出口节能政策，为了检验政策效果我们将2007 年作为一个分界点。

［1］Kemp，M.，Van，N.The Role of Natural Resources in Trade Models［C］.Handbook of International Economics.B.V：Elsevier Science Publishers，1984，（I）：367—417.

［2］Lenzen，M.Primary Energy and Greenhouse Gases Embodies in Australian Final Consumption：An Input-output Analysis［J］.Energy Policy，1998，26（6）：495—506.

［3］Machado，G.，Schaeffer，R.，Worrell，E.Energy and Carbon Embodied in the International Trade of Brazil：An Input-output Approach［J］.Ecological Economics，2001，39（3）：409—424.

［4］Mukhopadhyay，K.Impact of Liberalized Trade on Energy Use and Environment in India［J］.JEnv EcolManag，2004，1（1）：75—104.

［5］Przybylinski，M.Bilateral＇Pollution Flows＇between Poland and Germany［Z］.Paper Presented at the 14th International Conference on Input—Output Techniques Held at UQAM，Montreal，Canada.2002.

［6］Hayami，H.，Nakamura，M.CO2Emission of Alternative Technologies and Bilateral Trade between Japan and Canada：Technology Option and Implication for Joint Implementation［Z］.Paper Presented at the 14th International Conference on Input—Output Techniques Held at UQAM，Montreal，Canada.2002.

［7］陈锡康.完全综合能耗分析［J］.系统科学与数学，1981，（1）：69—76.

［8］陈向东，王娜.国际贸易框架下出口国能耗—环境成本问题分析［J］.国际贸易问题，2006，（3）：118—121.

［9］沈利生.我国对外贸易结构变化不利于节能降耗［J］.管理世界，2007，（10）：43—50.

［10］李坤望，孙玮.我国进出口贸易中的能源含量分析［J］.世界经济研究，2008，（2）：3—7.

［11］Dietzenbacher，E.，Los，B.Structural Decomposition Techniques：Sense and Sensitivity［J］.Economic System Research，1998，10（4）：307—323.