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电力产业是一个国家工业发展的基础，而中国的电力产业以火电产业为支柱。在当今气候问题、环境恶化与节能减排的严峻形势下，中国的火电产业面临着调整、升级的局面。要素替代包括能源间替代和生产要素间替代，火电产业的产业升级的关键可以归结为在有偏技术进步下，实现资本、劳动对能源的要素间替代以及清洁能源对煤炭的能源间替代。 本文研究目的是从有偏技术进步与要素替代相结合的角度对中国火电产业升级路径提出有实践意义的政策。本文构建了包含有偏技术进步的超越对数成本函数，基于中国火电产业2000-2015年数据进行回归，计算要素间、能源间的MES、AES替代弹性，进而估算出技术进步的偏向性。此外，运用数据包络分析方法测算技术进步和要素替代分别对火电产业能源效率的贡献度。结果表明，中国火电产业的资本与能源、天然气与煤炭呈现替代关系，且技术进步能够节约能源。因此，必须促进对研发、技术改造和引进先进机组、环保设备的投入，以减少能源消耗。