基础设施投资与中国工业发展效率分析

基础设施投资与中国工业发展效率分析_纪念中国社会科学院建院三十周年学术论文集·工业经济研究所卷

基础设施投资与中国工业发展效率分析

董　利

改革开放20年，中国经济快速发展的过程表现出基础设施资本存量显著增加的特点。1985～1998年间，中国实际国内生产总值（GDP以1985年为不变价）由8964.4亿元增长到23904.0亿元，增幅为167%。同期，基础设施中电力和交通通信的实际资本存量则分别由633.15亿元和980.70亿元，增加到3740.51亿元和4554.26亿元，增幅分别高达490.78%和364.39%。同时从年平均增长率看，基础设施资本存量增长速率在各个时期均高于实际国内生产总值的增长率，而且两者表现出相同的变化趋势。据本文计算，1985～1990年中国GDP年平均增长率、电力和交通通讯设施的资本存量年平均增长率分别为6.35%、12.47%和10.27%；1990～1995年分别为11.16%、16.20%和16.76%；1995年～1998年间分别为4.9%、15.72%和9.49%。这在直观上表明基础设施和经济发展之间存在某种正相关性。世界银行发展报告（1994）研究表明：某些基础设施——电信（尤其重要）、电力、公路、安全的饮用水与人均GDP的增长之间存在十分紧密的联系。尤其对于发展中国家，基础设施变量和经济增长呈现明显的正相关性。这种观点已得到普遍证实。然而，大量经验研究并不能充分确定基础设施与经济增长之间的因果关系。因此，这种相关性也不足以成为确定适度的发展水平或基础设施投资在部门间配置的依据。基于这一相关性理论，以及中国在“十五”计划中提出的加强基础设施建设的战略规划，本文将从基础设施对工业生产率、生产成本以及成本结构的角度，实证验证基础设施投资对中国工业发展效率的影响。

一、基础设施投资收益的研究背景

有关基础设施投资收益的理论研究，国外经济学者已经做了大量工作。其中从生产成本角度分析基础设施资本对私人部门生产率和生产成本影响的研究成果主要有Auerbach（1990），Aschauer（1989，1990，1993），Hulten Munnell（1990），Anwar Shah（1988，1992）等。研究发现，在德国、日本、墨西哥、瑞典、英国和美国发展基础设施带来规模收益，大大降低生产成本；而且基础设施资本投入和私人部门的劳动、资本、中间投入间存在相互替代或相互补充的关系，这影响企业的生产决策。

这些研究结果基本上是建立一个加总生产函数的分析框架上，来检验产出或总要素生产率（TFP）和基础设施资本存量之间的关系。其主要思路是把整个基础设施的投资看作私人工业生产过程中的一种投入，而且政治过程决定基础设施供给总量，即基础设施资本存量对于私人企业来说是外生的。这样，基础设施就会直接影响企业的可变成本和利润，并进而影响企业规模。值得注意的是，在运用加总函数分析中，发现基础设施的弹性值与基础设施加总的程度呈反方向变化。

在研究方法上，生产函数或成本函数的设定直接影响基础设施投资效应。经验研究（Anwar Shah（1992）、Tybont& Westbrook（1991）、Ha& Van Wijnbergen（1992）表明采用超越对数生产函数和成本函数形式比弹性不变（CES）生产函数和相应成本函数更接近实际。

二、研究方法及模型设定

本文在研究方法上采用超越对数函数的形式。设定传统成本函数加入基础设施后，部门成本函数形式为：

这里，C是一个连续二次可微的成本函数；W是一个N-维私人投入（包括劳动、中间投入和资本）价格向量；y是工业的产量；g是一个M-维的基础设施资本存量价值向量；t是一个时间变量，代表内在技术变动。

根据中国的实际情况，我们对模型加以修正，假定企业要对所使用的基础设施支付服务费用，且服务费受政府限制。因而处于供给短缺状态的可获得的基础设施存量和管制价格就会影响企业成本。同时，假定基础设施对私人生产的影响是积极的，即基础设施的提供是有益于企业生产的。这样，基础设施对成本函数就存在两种影响效应。第一，当企业接受并从改善和增加的基础设施所提供的服务中受益时，更多（且优质）的基础设施将会降低工业产量的单位成本，这就是所谓的“生产率效应”。第二，当基础设施提供的服务是企业自身的生产要素的替代品或补充品时，企业将会依据其自身的劳动力、中间投入和资本存量来调整生产决策。这是“要素调整效应”。同时该假定说明，基础设施对私人部门要素需求的影响不可能为中性。

为估计基础设施对工业生产率和生产结构的影响，我们设定上述方程的具体形式为：

运用Shephard’s lemma，我们可以从方程（2）推导出各要素需求的方程：

这里，s_i表示总成本中第i种私人要素投入的份额。每个工业部门要素投入份额不仅取决于相对要素价格、产出和技术，而且还取决于基础设施服务。参数决定了与各种基础设施相关的要素偏差（factor-bias）效应的大小。

由方程（2）和（3）得各行业基础设施的弹性公式：

基础设施的生产率效应：

这里，s代表资本，h是不同工业的标记。

基础设施的要素调整效应：

当从基础设施中受益的企业其要素的成本份额提高、降低、或不变时，基础设施的类型就是要素使用型、要素节约型或中性。

上述两种效应求和，即得到了基础设施投资对投入需求的总效应：

假定仅有劳动力和资本两种要素投入，则有：S_ih+ S_jh= 1，i，j为劳动力或资本投入。

当总效应为正、负或零时，则基础设施资本与要素投入问分别是互补、替代或者不相关的关系。

三、数据来源和估计方法

本文所有数据均来自历年《中国工业统计年鉴》、《中国劳动工资统计年鉴》和《中国统计年鉴》，并参照中国国民经济核算的账户口径，对《中国统计年鉴》或《中国工业统计年鉴》中统计的36个工业行业类别进行了归类合并，共加总为10个部类：采掘业、食品和烟草业，纺织业、家具木材业、造纸印刷业、石油化工业、医药业、建筑材料及其他非金属矿物制品业、冶金工业、机械设备制造业。基础设施部门则根据数据的可得性，主要考察电力蒸汽热水生产供应业、交通运输和通信业。

估计方程（2）和（3），需要得到各工业部门的如下数据：产量、成本、工资和劳动力投入量。这里，产量用部门工业生产总值的不变价（以1985年为基期）衡量；成本用部门增加值的不变价；工资用消费物价指数（以1985年为基期）平减各期年平均工资，即实际工资；劳动力投入量使用各期部门就业数据。

估计中关于基础设施部门，本文用部门固定资产净值^[1]来表示相应基础设施的部门资本投入数据，并用价格指数平减为不变价（以1985年为基期）；以银行的年平均贷款利率近似代替资本成本。很明显，这是一种非常粗略的估计，因为它假定了所有部门具有相同的资本成本，事实当然并非如此。但由于受资料限制，我们也无法作出更为具体的分析。此外，需要说明的一点是，由于缺少有关基础设施生产能力利用系数，我们假定基础设施资本100%的被利用，从而可以将基础设施的名义资本存量作为方程的解释变量。

关于模型的估计，我们使用似不相关（SURR）估计方法。这种系统估计的方法优于单方程估计法（OLS），因为联合估计可以使用更多的信息。我们可以根据成本函数的特点对参数增加限定条件。

四、实证估计结果

从估计结果看，运用超越对数生产函数对数据拟合较好，由于成本函数和劳动力需求份额方程的调整可决系数R²分别为0.937和0.832。方程参数的估计结果详见表1和表2。需要说明的是，由于超越对数生产函数中包含的某些变量同时出现在多个方程中，故而不能用传统回归的t－统计量作为检验标准。

表1　加总部门的价格投入和产出变量的估计系数

注：括号内为t-统计量。资料来源：根据计算所得。

表2　生产结构系数估计值

注：括号内为t-统计量。资料来源：根据计算所得。

首先，我们看表3，它反映了在基础设施资本存量变化时，各部门边际成本的变化情况。即方程中的估计系数ψs^t。结果显示：增加电力蒸汽热水供应部门的基础设施存量将会促使工业生产边际成本下降，而交通运输和通信部门则会促使边际成本上升。也就是说，电力能源是成本节约型，交通通信是成本增长型。

其次，我们考察各部门在基础设施资本存量变化时，其生产成本（生产率）、要素需求的变化情况。为此，根据上述估计结果和方程（4）、（5）、（6），分别计算了各工业部门对不同种类基础设施存量变化的生产成本弹性，劳动力需求弹性和资本需求弹性。结果详见表4、表5、表6。

表3　各部门对基础设施的边际成本弹性

注：各部门边际成本对基础设施的变化，括号内为t-统计量。

资料来源：本文计算所得。

表4　基础设施的成本弹性

注：该表数据为1989～1998年间各部门的平均弹性，η_csh=əlnC_h/əlng_s。

资料来源：本文计算所得。

表5　要素对基础设施的需求弹性

注：本表数据表示1990～1998年间相应部门的劳动力弹性，η_Lsh=əLnx_Lh/əlng_s和资本弹性η_Csh=əlnx_Ch/əlng_s。

资料来源：根据计算所得。

关于基础设施对生产成本的效应，由表5可见：增加电力部门基础设施将减少全部工业部门的生产成本；而增加交通运输和通信部门基础设施，则增加除食品&烟草、纺织业和非金属矿物业以外的大部分工业部门总生产成本。且前者的绝对效应水平整体上大于后者，故其总效应是倾向于降低生产成本。这里，单就电力、交通通信对工业成本的总体影响效应看，该结果与Jarque（1988）^[2]与Andrew Feltenstein（1995）和Jiming Ha（1995）对墨西哥的经验研究结果相似。

对于该结果，我们可以很直观的理解电力设施对生产成本的消减效应，但却难于解释为什么交通通信会增加生产成本，确切的说是交通运输部门。因为国外在有关研究在分析基础设施时，交通、通信是分列的，其研究结果表明通信设施倾向于减少部门生产成本的，但影响较小，交通与通信设施两者的累加效应倾向于增加生产成本。这与我国的情况相同。对这一现象大致有两种解释：一种可能是由于使用数据的适用性引起的，比如高估基础设施的利用率；另一种解释（Jarque，1988）是由于交通运输部门经常是政府进行干预，解决就业的最后一个求助窗口，因而基础设施支出的提高很大程度上是无效率的，而且会导致税收负担的加重，最终造成公共部门交通设施支出增加，企业生产成本增加。

表5中列出了各部门对于基础设施的劳动力需求弹性。总体上说，在工业生产过程中，电力基础设施的提供与劳动力供给是相互替代的，这一规则适用于全部工业行业。但是，交通运输和通信设施供给与劳动力需求之间的关系，对于大部分工业部门来说是相互补充的，纺织业和非金属矿物业除外。这一结果的解释是显而易见的，因为假如发展交通运输的公路，那么公路的增加就会导致劳动力需求相应增加。这部分可能性源于增加公路设施供给引起工业生产中使用更多的劳动力，如司机和搬运工人等。

最后，我们看表5中工业生产过程中资本对基础设施的需求弹性。结果表明：资本对电力设施供给的弹性全部为正，也就是说，对全部工业部门，电力和资本需求之间也是呈相互替代关系，但小于对劳动力的替代作用。对交通运输和通信设施对资本需求之间的替代性随时间推移逐步加强。

上述关于我国劳动力、资本对基础设施的需求弹性结果，与美国（Bernder and Wood，1975，1979）和墨西哥（Andrew Feltentein and Jiming Ha，1995）国家关于电力能源经验性研究略有异同。国外研究结果显示，在美国和墨西哥电力和劳动力互为替代，资本和电力设施互为补充。关于这种差异的解释，本文认为主要由于中国电力设施供给相对不足，大量企业拥有自己的发电设备，且设备利用率不充分，这无疑增加了企业的生产成本。因此，政府增大基础设施供给必然会显著替代私人相应资本的投入。

五、结论

上文中我们在一个特定的成本函数框架中，即生产成本取决于工资、资本成本（以利率表示）和基础设施资本存量价值，实证地考察了基础设施对工业生产的影响，得出如下结论：①一般地，电力设施供给的增加将会减少工业生产的成本，而交通运输和通信则倾向于增加工业部门生产成本。②就电力设施而言，基础设施的供给是工业生产中劳动力和资本要素的替代品。但交通运输和通信设施则比较复杂，它与劳动力是互为补充，而与资本互为替代。

由上述结论，我们不难看出：如果我们增加电力设施的公共支出，则必然会提高企业生产率，降低生产成本；但增加交通通信的公共支出实际上对企业生产可能产生一种负面影响。这就需要政策制定者在制定有关发展交通通信基础设施政策时谨慎对待，注意将政府公共设施支出保持在一个适度的范围内，特别是要制定出合理的价格税收系统和投资政策。由于一般地一个国家税收模式显著地影响着它吸引或鼓励工业活动的能力；当政府关于大力发展基础设施的政策不当时，那么负效应就会超过基础设施投资所提供服务的价值。

参考文献：

［1］世界银行著，毛晓威等译：《1994年世界发展报告——为发展提供基础设施》，中国财经出版社，1994年。

［2］Andrew Feltenstein and Jiming Ha，1995，“A Rloe of Infrastruc ture in Mexican Eco nomic Reform”，The world Bank Economic Review，May 1995，Vol 9.

［3］Anwar Shah，1992，“Dynamics of Public Infrastructure，Industrial Productivity，and Profitability”，Review of Economic and Statistics 74（February）.

［4］Winston，C.M.1991，“Efficient Transportation Infrastructure Policy.”Journal of Economic Perspectives 5（1，Winter）.

［5］L.Jay Helms，1985，“The Effect of State and Local Taxes on Economic Growth：A Time Series-Cross Section Approach.”The Review of Economic and Statistics.

［6］Ernst R.Berndt and David O.Wood，1979，Engineering and Econometric Interpret at ions of Engery-Capital Complementarity”The American Economic Review，June，Vol 69.

（原载《经济管理·新管理》2001年第4期）

【注释】

[1]受资料所限，交通运输和通信业的固定资产净值仅为国有部分。

[2]Jarque分析了能源、交通和通信三种基础设施对地区经济的影响。