中国人口·资源与环境2013年第23卷第9期四 AND EN\咽ONl\缸 2013 基于要素替代弹性的节能潜力测算研究韩中合l刘明浩l吴智泉2(1.华北电力大学能源与动力工程学院，河北保定071003;2.吉林大学数量经济研究中心，吉林跃春13∞21) 摘要随着.漂泊'事量的缺罐罐'是.能源问罐已成为割的畴，地区挂会经济.属的..0在....同.远程中.隙-*…，.外.更应注重能源的节"。在开展篱'可宫锦工作申.丽'由的筒.同....捆擅节..兔"纱布瓢束.，_Jt.'"‘.1J.篝窑...工作中暴警+分重要的.义。要囊..掏 节'量.力'节"到自为申的.....份。大量:_._..鑫~.*.布在·代戴军事b羡慕。通过计算区.备行业的耍，民警代..幢.-出了--雹子霉..代..俭 的....句节..为测算1r....."T~阳市2010竿的宴..掏节.精力。测算..晨.嗣z北禀币'备衍掌的..葛 .与*饱源.*事司悔之饵，在--代..，.....费量'为薯'之嗣存在'代疆军事，，~.:在·鑫.....为价..大调 Ø."5*句10.，钩..~....蜀霉事.2010.~鹏的薯..椅节能精力为583.η万t标准'路.占....捕...量的6.邸"0*a1V":细.翼'佳篇掏节…118*...现*1'''翩舍遐思量，可为区.带来+份可观的咱t.徽果。美.匍节能满为:生产要.:-代.'幢z事'价.sta.分羹号F2踊支麟'摩惧码A立...1112-21叫JIIl)…INZ-. ..:Ø/J.....1帽-21侃3IJJ…..随着我国能洒、消耗量的快速增长，能源供应和环境保均存在Hicks替代关系[3J。鉴于生产要素之间可能存在护形势日益严峻。能源、问题已成为制约我国许多地区社替代或互补的关系，通过要素结构调整可达到节能的目k经济发展的瓶颈，同时环境污染问题也日益凸显。因的。因此，本文通过计算区域各行业的价格替代弹性，提此，大力推进节能工作具有十分重要的意义，是促进社会出了一种基于要素替代弹性的节能潜力测算方法。经济又好又快发展的基本条件。在开展节能工作过程中，1 节能潜力测算的理论推导制定符合中国发展实际的节能目标与节能方案，是有效实现节能的必然要求。而节能潜力是否存在以及节能潜力 生产要素的界定的分布是节能目标规划工作中首要面临的问题。生产要素是指物质生产过程中所必需的一切要素及概括来说，节能潜力主要包括技术节能潜力、管理节其环境条件。现代西方经济学认为生产要素包括劳动力、能潜力与结构节能潜力等。结构节能潜力又可以分为产土地、资本、企业家才能四种。由于土地和企业家才能难业结构、要素结构和消费结构等的节能潜力。目前，在要以盘化，尤其是针对行业层面的研究。因此，本文主要分素替代与互补关系的研究方面已取得了大量的研究成果，析生产要素中的资本与劳动力。Bemdt and W ood根据美国1947一1971年制造业的时间序在宏观经济系统中，资本存量能够反映出最大的再生列数据研究发现，能源与劳动力之间呈现轻微的替代关产能力。而在未达到陆大生产能力时，最终的生产能力主系，而与资本之间呈现明显的互补I0 Welsch and Ochsen 要决定于技术水平、原材料资本投入量和劳动力投入量。根据德国的数据研究发现，能源、对资本、劳动力均存在替在实际生产中，原材料资本和劳动力的投入一般不会超出代关系，资本、劳动力对能源存在互补关系2J。国内学者其最大的生产能力，因此可以认为在技术水平保持不变的杨福霞等通过估算中国1978-2∞8年能源与资本、劳动情况下，最终的生产能力取决于原材料资本和劳动力的投力之间的Hicks替代弹性发现，能源与资本、劳动力之间入量。为分析要素替代的节能潜力，将原材料资本划分为收稿日期:2013-05 -15 作者简介:韩中合.博士，教授，博导，主要研究方向为能源利用与节能。通讯作者:刘rjJ:]浩，硕士生，主要研究方向为能源利用与节能。基金项目:北京市共建专项资助项目..基于节能潜力的北京市节能减排决策支持系统的研究"。.42.
辈辈中食等:荔子辈革索替代弹性的节能潜力测算研究⑩ 非能摞资本与能源资本。最终，本文将生产要素界定为非 节能潜力割算能源资本、能源与劳动力。的讲格替代弹'除一般会随着要索价格 生产要素替代弹性的变动而上下被动，但搜动程度通常较低。鉴于此，本文适用超越对数成本函数可著作任意成本踊数的工阶最期要素的平均价格替代弹性系数撼算研究时间段内阁近但这一性贡[4]可将成本函数写成:价格提整而产生的节能潜力。lnC=α。十αγlnY+ I:a)nPi 节能潜力摇算的具体步，骤如下:(1)计算要索价格调整前的能摞投入总最ι。寸辛辛问lnP)nPj(i月，明(1) (2)棍据域经济、能、源、环境发展等的约束，确定要式中，K表示非能源资本技人;L表豆示赞功力投入;E素份格的最大可调整截留。表示能摞资本投入:α。遇常被认为是分布参数，蹄子度赣(3)棋据要素替代弹'性，计算不同价格调整方案下非与投入要素价格无关的成本份额;向被认为是替代参数，能草原资本、能源与劳瑞力的成本份额c用于翻度成本份额题要素价格变动而变化的情况。眼据(的计算不同拚格调整案下的能摞投入总嚣。Shephard寻|理问，成本函数关于某种生产要素价格求导，(5)运用搜索算法找出能摞投入总建最小的要索价得到相应投入要擎的需求量，tlP : 格调整方案，并记录最小的能糠投入总最ι。θC (6)要索价格谓整的最大节能潜力Ll./=ι…ι。X= ~;: (2) j ap, 最小能源投入，单最ι的具体搜索过程如嚣1荫示G式中，X为某生产要素的需求量i'P为该生产要素的i价格c初始化，PE与PL'赋初傻，取lm=lo员自备生产要素的成本份额为:X, .pδC Pac/c a i s=一一一V~…古工……z干号。)C θIP， C ap/p, al 联立式(1)与式(3)，得alnC S Z7一刊+I:aijln尺(i，j=K，L，E)(的。lnP，-, j 在宏观经济系统中，非能摞资本、能摞资本、劳动力的成本龄额可分踹表示为:SK =αK十α时l泣P+αK[，lnP今αKE1nPEKLSL =αι+αLK1nPK +αLL1nPL +αu;lnPE SE =αι+αEK1nPK +αELInPL +αu1nPE (5) 由于戚本届数对各生产要素价格具有钱性齐次髓，旦系统方程组还应满足加总法期，因此戚本份额方程还应满翻1最小能器投入总黛ι的搜索就程翻足如宇限制条件[6] S咄咄p附锵Sof the nøninuun of the tot必energyinput :己αi=1，.I;αij = ~二α:ji=0，αijα~ (6) 根据方程缝(5)和限制条件〈利，不两类璋的替代弹2 应用实倒i解究性如Aller此Jzawa菁代弹性、要素需求的拚摇弹性均可得以计算。其中，生产要掌之间的Aller叫Jza宿在辛辛代弹性可 行业划分表求为:本文~花京市为倒分析生产要素价格调整的节能潜α+SS 力。为了消除好.illt.划分菜异对分析结果的影响，本文模据σ￥=卫一」乙L(i#j) (7) S，乓J酶民经济行业分类与代码(GB/T4754 -94 )和(GB/T4754】α必+S，(Si-1) 却但)，将国民经济仔.illt.整合为衰1中的12个行业。σii = S; 数据来源与藏娃理要素需求的价格弹性可分别表示为:出式(们可知，持佑计的生产要素成本份额方程组中甜+S's所涉及的外生变蠢包插各种要素的成本份额(SK，SE，SL)如mσ#-sj mlzι( i手06j)(8) 和对应要素的价格(凡，凡，PLL其中，要素的或本{分额αü+S(Si -1 ) ιηuσ必.S‘~'U‘s e Sι等于各要素投入的成本占楚济系统总成本的这童，旦各 43
运量中黯人口·资源与环镜2013年第9期与Ma串tal[9]采用的方法类缸，劳动力总成本采用劳褒l行业的划分动者报酬表示。劳动者报酬指劳动者菌从事生产活动所Tab. 1 Division of sector 获得的全部报鳞，该数据来摞子投入产出漠中增加告支部分代码行业代码行业的劳动者报酬。劳动力投入赣南通过用劳动者报酬除以Number Sector Numher SeClor 平均劳动价格获得。为了保证统计白径的一致性，同时考l 农业7 批发与零繁业虑到数据的可获取性，本文采m各有业职工的平均工资作2 采矿~在房地产业为该行业舵平均劳动传艳，其中各行业职工的平海工资数3 创造业? 科学研究、技术服务与地质勘查业据来掘子历年的统计年鉴，同时棋据本文的有.ill'划分进行4 电热气水生产供应业10卫生、社会保障和社会福利业合并处理。5 建筑业11金融保险业北京市统计局公布了1997，2∞0、2002，2∞'5，2007与6 交通运输与仓储邮电业12其它服务业2010年的投入产出衰，其中1997与江阴年的投人产出表为40个行业，即其它年份的投入产出表均为42个行业。要素的投入成本等于要素的清耗慧与要索价格的乘积。为了消除行业组j分差异对分析结果的影响，本文按照表1因此，在应用计章经济模型系统方程进行参数估计时，吉普的行业划分标准对各年度的投入产出表进拧了整理处理。夜取非能激资本的投入量与价格，能裸的投入量与检格，报据能摞投入量C与能摞价格PE ，~F.能摄资本量CK，E劳动力的投入量与价格等数据。与非能源资本价格PK，、劳动力投入Cι与平均劳动如格 能源投入爱与能源价格尺，可按照式(的计算各行业的资本、能漉与劳动力对于存在能源加丁二转换的行业，能襟使用最=终端消拇戚本份赣。费量+损失量十加工转换投入最;部对于其它行业，能源SK 使用量与能i即自程量区别不大[73O北京市历年的统计年￡鉴中公布了各行业能摞的消辑总量。各行业能摞投入蠢FU ’L fLV p fu p FLM P (9) + iT k VA ru ’tu E E 的确定方式如下:帝tl造业的能摞投入量为该行业的能摞消揭量、琼f践使用最和炼焦煤使用赣之和;电热气水生产与‘一<'E由CKP今K供TJL业的能摞投入量为该行业主要能摞使用量之和;其它计算得到资本、能草原、劳动力在1997、2∞0、2∞1行业的能摞使用最均等于琦应行业的能掠烧起量。能摞2∞5，2007与2010年内的平均成本份额分布情洗如图2价格的确定方式如下:①确定各种能摞2011年的平均椅所示。从黎{本投入来辛苦，资本投入占比最大，为%, 格，其中成品楠、天然气、掖化石榴气、电力和热力的价格劳动力投入次之，为%，能摞投入占比最小，为来源于~t京市发展和改革委员会，煤炭、焦炭和燃料撞的% 0从分行业来看，科学研究、技术报务与地段勘查份格来摞于市场均怜。主才于北京地区，天然气椅格分为居民用气价格、工商业用气价格勒发电用气扮棒，电力价格姐资本.能源口劳动力%100 分为居民用电拚格、农业生产用电价格和工商业用电椅90 格。②根据北京市周年的工业生产者鹅进价格指数中的80 70 燃料、动力类价格指数ìt算其它年度各种能摞的平持价60 格。③根据各抒业使用不同种类能握的比偌和对应能源50 40 的价格计算出各行业单位综合能摞的价格，不同种类能源30 按照阁家统计周公布的挺标煤系数统一街算为标准媒。20 非能源资本投入萦与非能源资本价格10 6 非撞撞草资本投入量等于资本投入总量减去能源资本行业代码Sect时削酷ber投入量。其啦，能源、资本投入量等于能摞投入量乘以能摞制2不阿衍业的要素成本份额分布情况价格，资本投入总量为投入产出表中各行业的中i商投入总Fig. 2 Distribution of factor cost share in 对于资本价格，若以赞值形式而非实物影式衡量时，different sector 注:行业代码:1.农业;2.采矿业;3.制造业;4.电热气水生产其市场价格成为l{810瘤子本文中的非能源资本是以给供应业;5.建筑业;6.交通运输与仓储邮电~;7.批发与零售~;值形式衡最，因此可认为非能摞资本的传格为108.房地产业;9.科学研究、技术服务与地质勘查业;10卫生、社会保障和社会福利业;11.金融保险业;12.其它服务业。 劳动力投入量与劳动价格. 44 .
司董/韩I=J:I食等:~陈子要策替代弹性的节能潜力掷，事研究业，金融保险业的能摞投入占比极缸，仅为%与大。% ;电路气水生产供应业的能摞投入占比较高，达到(2)能掠。能摞自价椅弹性在不同行业之间存在较了%0 大的禁异。农业、采矿业、电热气水生产供应业、交通运输 生产要重建替代弹搜测算与仓储邮电业、批发与零售业、卫生、桂会保撑租社会福利根据方程组〈们和陆翻条件(6)，运用最小二乘四师业的能漉白价格弹性为负，即能源栓格上涨将降能这些行业秀才能源的需求量;然而，其它行业的能摞自份格弹性表对方程中的参数进行估计。具体计算过程为:①从方程组(5)中得到需要估计的磐数，共12个:②根据跟制条件，可现为正。从能糠价格对需求量影响的程度来看，能摞价格每上涨lq奋，采矿业能草草需求量将降低%，负向影响以得到jαE=l-αL屿，αKK=αKLαKE,a=α鼠，αLE=LK 最为明显z金融保险业能草草需求赣将增加%，向影一αKLαLL.αEK黑-αKKα施，αKK=一αKLαLL，a直K= 响最为确援。在能摞自价格弹性表现为脏的行业中，金融α戴-α缸，部此，最终强立的参数只有5个:每〉针对这5个强立的参数，结合方程坦(5)和收集的资本、劳动力与能糠保险业、科学研究、技术服务与地质勘蜜业、建筑业平均的能揉成本价额分别为%、%和%，对能糠的的数据，在每个行业均可得到18组样本数据;④运用最小工乘阻挡求解各仔业中上述5个强立的参数。各行业的怯赖程蜜非常低。房地产业和其它服务业对能糠的那性回归模型均能递过1~毛主在著水平的赞体方兼F检段，拟需求较大，随着能摞价梅的提高，投入的能源戚本皮陆会合纯度按验古董民2均接近1，表明回归模蟹的参数千古计结上升。果较佳。(3)劳动力。除房地产业外，其它所有行业劳动力的根据医阳系数，结合式(7)程式(8)，可计算出各行业自扮格弹性均为负，说明劳动力价格上涨将减少其需求资本、旁动力与能撼的平均价格替代弹性，结果汇总兑表20囊。其中，来矿业劳动力需求的价格弹性最大，说明该行根据表2中各行业资本、劳动力与能摞要素的平均价业的势动力需求最对费动力价格变动最为敏感。酣由格替代弹性可得:房地产行业对劳动力的捕'黠需求较大，随着劳动力椅格的提高，诙行业的劳动力投入成本反而会升高。(1)资本。对所有行业商言，资本的自传格弹性为负:(4)资本叩能摞。各行业的资本主否能摞之间均存在即资本费格升离，将导致资本需求量薛假。其中，电热气蕃微弱的替代关系c其中，替代关系相对较为明显的是电水生产供应业的价格弹性最高，资本价格每上升1%，将导敖该行业资本的成本份额宇降%;房地产业的街热气水生产供应业和制造业，这两个行业的能螺成本价额相对较高;其官行业由于能耀成本份额较纸，导致这些行格弹性最筒，资本价格每上升1%，将组导致资本的成本业中资本主否能摞之间的替代关系非常微廓。份额降低%，说确该行业对资本的剧性需求相对较表2资本、劳动力与毒草嚣的平均价格替代弹性 Av erage price sub剑itutionelasticity of capi时，labor and energy factor 行业代码η踹ηLL ’Y/EE 勾KLηLK ηKE ηEK ηLE ηEι Sector numher 叫. 17岳3。，仪)() O.∞05 2 2 -0髦5090 1. 2583 。. O.侃到()1 O.∞1 2 O.∞64 3 由∞7叫 叩.饭后 O.∞1 3 O.∞95 啻明。.∞094 甲 。. 也ωO.∞50 O.仪)()OO.创始2叩 1 5 2 6 岳 一 1 O.锁页。4。.∞∞5 O.仪沁 7 ? ∞O 争a ∞l O.∞10 ? ω O.仪)()O-1. 488 1 0 ∞1 。，似)()310 叩 叫O.∞61 O.∞00 叩O.∞ O O.创始211 …O.∞48 如.α)()5 1. 220 0 O.锁)()OO.创始412 由O.∞90叩 4 注:行业代码:1.农业;2.采矿业;3.制造业;4.电热气水生产供应业;5.建筑业;6.交通运输与仓储邮电业;7.批发与零售业;.科学研究、技术服务与地质勘王蒙主{t;1O.卫生、社会保障和社会福利jt;ll.金融保险业;12.其它服务业。 45
锺\;中国人口·资源与环楼2013年第9期(5)劳动力-能摞。对于农业、采矿业、交通运输与仓储邮电业、批发与零售业、科学研究、技术服务与地肆勘查表3各行业要素替代的节能潜力 Energy savi吨potentialof factor 业，劳动力与能裸之间存在微弱的替代关系，部随着能摞sub栩栩tionin each sector (劳动力)价格上涨，将导致劳动力(能、源)需求量上升。板对节能节能潜力而对于其它行业，劳动力与能摞之间存在微弱的互补关行业调委主前调整后{万t标煤〉潜力(%) 代码(万t标煤〉〈万t标煤〉系，郎随着能草原(劳动力)价格上涨，将导致劳动力〈能源)En;;~'" Relative Secto主Befo陀After saving ener宫Y需求量挎憬。number adjusted adjusted savmg potential potential pot怨η:Ì1(的资本~劳动力。对于所有仔业，资本与劳动力之间埠存在相互替代的关系，即随着资本(劳功力)价格上1∞.25 10. 14 涨，将导致劳动力〈资本)需求量上升。7 仨业节能潜力满算3 3404.但3 291. 81 报据表2中的要素替代弹性，下面对北京市2010年4 1 3争 各行业的耍絮结构节能潜力进行那算。首先需确定生产去 165‘岳61. 35 要素拚格的可调擦边罔，本文假定能源价格的最大涨幅为6 1 1 5%，最大降幅为0，劳动力拚格的最大涨辅为10%，? 1苦 降幅为0，并且各行业能蘸与劳动力价格的涨幅保搏一自38<主. 1. 14 致。然后根据表2中的要素替代弹性，运用章节中的9 岳1.在岳1. 52 具体步辘，计算得到把京市2010年要索价格替代恙的节10 6岳.8763.岳 能潜力为万t标准:碟，占~年能翻使用总擎的11 ω 向1罄。% ，此时能源和劳动力价格的涨瞄分别为10%与0，12 847. 71 各衍业的节能潜力见号是30注:行业代码:1.农业;2.采矿业;3.创造业;4.电热气*生产供表3鼓盐，要素替代节能潜力最高的分别是采矿业和应业;5.建筑业;6.交通运输与仓储邮电业;7.批发与学傍.!I立;惠，房地农业，相对节能潜力均超过了10%，这些衍业的能草草需求产业;9坠科学研究、技术服务与地质勘查业;10.卫生、社会保障牵引社又才能源价格较为敏感，能游、价格上涨能晓主主薛挺能摄的需会福利首1'.;11.金融保险飞11'.;12舍其它服务业。求量。靠tl景是业、电热气水生产供应业、交通运输与仓储邮电业、采矿业由于能掠使用总最较大，节能潜力均在50差异。其中，劳动力与能模在农业、采矿业、交通举输与仓t 储邮电业、批发与零售业、科学研究、技术服务与地质勘查标准;堪J;，(上。而金融业的能据消耗总最随着能攘的份榜的.!lk存在散弱的替代关系;商在其它行业存在徽弱的互补关上涨，能源投入的总最市现了弱散前增长。这主要是由于该行业文才能攘的依赖程度较假，而且对能摞的限性需求大。系。(的在假定北京市2010年能摞份格与劳动力价格最3结论大漉赞幅度分别为5%与10锐的情景下，北京市2010年的赘素替代节能潜力为万t标准;壤，占当年能源生产要素之间存在份格替代或互补关系已被许多学费用总嚣的%。者论证并应用。对于存在要索价格替代的行业，可通过谓提据本文的研究可知，递过钱化旗赘要絮结构，整要素价格的方式，实现非能捷生产要素对能在累的替代，现在域能掘的节约。因此，在结攘的研究中可建立惠于要达到j节能的吕的。本文通过计算区域各行业的要素替代素结构节能潜力的节能兢揣摸型，为应竣节能工作的开展弹性，提出了…种基于要素替代弹性的节能潜力测算方提供播导。法，并运用该方法阔算了花京市2010年各行业的要素结(编辑:常勇)梅节能潜力，结论如下:参考文献(Ref.εrences)(1)棋据要素替代弹'控，科ffl规划算法可以黯算这域[1] Berndt应鼠，Wood D O. Technology, Prices, and the Derived 的要素赞代节能潜力。Demand for Energy [J]. Review of Economics and Stat˝stics, 1975 , (2)花京市各行业能源与资本要索之间存在徽弱的57 (3): 259叩2岳8替代关系，其中，电热气水生产供蓝业和制造业两者的替[2] Welsch页，Ochsen C. The Detenn˝nants of A在gregateEnergy U树in代关系相对明援。West Germany: Factor Substituti脯，Technological Chan萨，and (3)能草草与劳动力之阔的替代关系存在明显的行业Trade [J]. Energy Econom˝cs, 2005, 27 (1 ) : 93 -111. . 46 .
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