區(qū)域間工業(yè)碳排放績效差異的再檢驗——基于中國30個省市面板數(shù)據(jù)的研究

劉玉飛 ，石 奇 ，劉 聰

(1.南京財經(jīng)大學產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院，江蘇南京210046；2.南京財經(jīng)大學財稅學院，江蘇南京210046；3.南京財經(jīng)大學產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院，江蘇南京210046）

一、引言

工業(yè)能源碳排放在中國總碳排放中占據(jù)極其重要的位置,也是中國發(fā)展低碳經(jīng)濟，開展節(jié)能減排工作的重心所在。根據(jù)測算，1980～2005年年間，中國終端工業(yè)能源消費量占中國總能源消耗量的60%左右[1]，是碳排放的主要根源?？紤]到我國地域廣泛，且不同區(qū)域歷史背景、經(jīng)濟條件存在很大差異，因而不同區(qū)域之間的工業(yè)碳排放績效存在差異在所難免。基于此，筆者將中國分為東部沿海地區(qū)、中部地區(qū)、西南地區(qū)、西北地區(qū)、東北老工業(yè)基地等五大區(qū)域，探討這些區(qū)域碳排放績效水平，并在此基礎上對影響這些區(qū)域碳排放績效水平的因素進行評價和分析，以期為我國政府在各地區(qū)開展有差別的節(jié)能減排工作提供借鑒。

自20世紀70年代以來，環(huán)境的不斷惡化引起了各國的廣泛關注。近年來，關于碳排放績效問題，國內(nèi)外學者們也進行了不同程度的研究?？v觀學者們的研究成果，用于評價碳排放績效的指標有碳強度、碳排放系數(shù)、能源強度等。M i e l n i k與G o l d e m b e r g在對發(fā)展中國家的碳排放狀況進行評價時，提出了碳化指數(shù)(C a r b o n i z a t i o n I n d e x)度量法[2]。S u n則認為，評價國家能源政策和節(jié)能減排效果的理想指標是單位二氧化碳排放量[3]。然而，深入研究就會發(fā)現(xiàn)，反映碳排放績效的這些評價指標存在一定程度的片面性，從某種意義上來說，并不能真實測度碳排放績效水平。由此可見，僅考慮單一能源要素的評價指標會忽視生產(chǎn)中其他投入要素的替代效應，無法對碳排放效率作出真實、有效的測度。

目前，測量碳排放績效的主流方法是D E A(D a t a E n v e l o p m e n t A n a l y s i s),而且學者們認為將能源消費、經(jīng)濟發(fā)展以及碳排放納入考慮范圍，能使得碳排放績效的評價更全面、更合理[4]。到目前為止，按照此種思路對碳排放績效相關問題進行研究的學者們有已有Z a i m和 T a s k i n（2002）、 Z o f i o（2001）、 K o r t e l a i n e n，（2008） P.Z h o u（2010）、王群偉 （2010)等[5~8]。另外，在探討碳排放績效影響因素時，有學者以庫茨涅茨曲線為載體，研究分析了經(jīng)濟發(fā)展與二氧化碳排放的倒U形關系。目前中國正在進入以重化工業(yè)快速發(fā)展為特征的工業(yè)化中期階段，碳排放處在上升階段,工業(yè)碳排放是我國政府節(jié)能減排工作的核心?；诖耍P者借鑒前人的研究方法，將我國進行五大區(qū)域劃分，嘗試在全要素分析框架下測度這五大區(qū)域工業(yè)的動態(tài)碳排放績效水平，并在此基礎上，探討這五大區(qū)域工業(yè)碳排放績效的影響因素，以期為各區(qū)域的節(jié)能減排工作提供借鑒。

二、工業(yè)碳排放績效的測度方法

在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)出越大，對社會的負面效應越大的一類產(chǎn)品，通常被我們稱之為非合意性產(chǎn)出，碳排放就是工業(yè)生產(chǎn)中的一種非合意性產(chǎn)出(也可以稱之為“壞產(chǎn)品”)。筆者以前人研究為基礎，加入非合意性產(chǎn)出指標，測度了中國五大區(qū)域工業(yè)碳排放績效水平。

（一）環(huán)境技術的測度

查閱相關文獻會發(fā)現(xiàn)，合意性產(chǎn)出、非合意性產(chǎn)出和要素投入之間的技術結構關系通常被學者們稱之為“環(huán)境技術”，例如F a r e等人[9]。分別令向量yd、yu與x表示合意性產(chǎn)出、非合意性產(chǎn)出與投入要素，矩陣X∈R+為投入矩陣，矩陣Y∈R+為產(chǎn)出矩陣，則產(chǎn)出矩陣Y可以表示為:

式（1） 中，合意性產(chǎn)出用O×N矩陣Yd代表，非合意性產(chǎn)出用S×N矩陣Yu代表。因而，環(huán)境技術可表示為 （2） 式：

式（2）中，閉合、有界、凸性特征及投入要素和期望產(chǎn)出的強可處置信（We a k D i s p o s a b i l i t y)及“零結合”性(N u l l－j o i n t n e s s)在環(huán)境技術中均成立[10]。設有N個決策單元，i=1,…，N，（xi,yid,yiu）為投入產(chǎn)出向量，參照Z h o u(2010)[11]可以構造出兩種不同規(guī)模報酬特性下環(huán)境技術的表達式。

在規(guī)模報酬不變(C R S)條件下的環(huán)境技術：

在規(guī)模報酬變化(V R S)條件下的環(huán)境技術：

(二)碳排放的S h e p h a r d投入距離函數(shù)與碳排放績效指數(shù)

由于碳排放為非合意性產(chǎn)出，在用D E A測算其排放績效時，需要在傳統(tǒng)方法的基礎上取倒數(shù)，借鑒T y t e c a的方法，碳排放績效指數(shù)即為非合意性產(chǎn)出的S h e p h a r d投入距離函數(shù)的倒數(shù)[12]。由此，碳排放的S h e p h a r d投入距離函數(shù)定義為：

式(5)中，x、yd分別表示投入要素與合意性產(chǎn)出，c為碳排放(即非合意性產(chǎn)出yu）。此時，就可以用碳排放的S h e p h a r d投入距離函數(shù)來估算績效指數(shù)。碳排放績效的變動進度依據(jù)M a l m q u i s t碳排放績效指數(shù)(M C P I)來測度：

式（6） 中，t與t+1為兩個時間段，D M U t在t，(t+1)時期相對于當期技術前沿的碳排放的S h e p h a r d投入距離函數(shù)分別為，D M Ui在t，（t+1） 時期相對于t+1(t)技術前沿的碳排放的S h e p h a r d投入距離函數(shù)分別為。M C P Ii(t,t+1)測度了D M Ui以時期t為基期t+1期的碳排績效變化率。根據(jù)以上測量方法，若M C P Ii(t,t+1)>1，表示D M Ui的碳排放績效在提升，反之，若M C P Ii(t,t+1)<1，則表示D M U i的碳排放績效在下降。M C P I i(t,t+1)與M a l m q u i s t生產(chǎn)率指數(shù)相同，可以分解為技術效率變化（effchi(t，t+1)）與技術進步

式(7)與式(8)是在規(guī)模報酬不變情況下對M C P I i(t，t+1)的分解結果。因此，最終技術效率與技術進步的乘積表示碳排放績效變化率。

三、區(qū)域工業(yè)碳排放績效結果及分析

(一)數(shù)據(jù)來源及變量界定

筆者在評價與分析中國五個區(qū)域工業(yè)碳排放績效時，以全要素分析框架為基礎，以2005~2010年中國30個省市（不包括西藏、香港、澳門和臺灣）的工業(yè)為樣本?？紤]到能源消耗是一種中間投入，最終，合意性產(chǎn)出指標用區(qū)域工業(yè)總產(chǎn)值（以2005年為基期進行了平減）表示，非合意性產(chǎn)出指標用工業(yè)能源碳排放量表示，勞動投入指標用當年工業(yè)從業(yè)人員年平均數(shù)表示，資本投入指標用固定資產(chǎn)凈值年平均余額（以2005年為基期平減）表示，能源投入指標用終端能源消費量表示。以上各指標數(shù)據(jù)均來源于《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國能源統(tǒng)計年鑒》以及中經(jīng)網(wǎng)和國研網(wǎng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫。另外，區(qū)域工業(yè)能源碳排放量指標數(shù)據(jù)是依據(jù)公式：

折算而來，（9）式中,C單位為萬噸，表示碳排放量；Ej單位為萬噸標準煤，表示能源消費量；Kj單位為噸/噸標準煤，表示第j種能源的碳排放系數(shù)。

根據(jù)能源消費量測算碳排放量,最關鍵的是確定碳排放系數(shù)。從現(xiàn)有的研究來看,確定碳排放系數(shù)較為常見的方法是使用I P C C的數(shù)據(jù)。本文中的碳排放系數(shù)是借鑒《低碳經(jīng)濟發(fā)展中的碳排放驅(qū)動因素實證研究——以浙江省為例》 （葉曉佳，2011）中的數(shù)據(jù)，以此為基礎測算各種能源的工業(yè)碳排放量[13]。

（二）實證結果與分析

表1 能源碳排放系數(shù) 噸/噸標準煤

表2 投入導向下2005～2010年中國區(qū)域工業(yè)碳排放效率DEA評價結果

由于靜態(tài)碳排放績效不能很好地說明問題，因而筆者以規(guī)模報酬不變?yōu)榛A，測度M a l m q u i s t碳排放績效指數(shù)，以反映區(qū)域工業(yè)動態(tài)碳排放績效水平。筆者在規(guī)模報酬不變的情況下，以投入產(chǎn)出指標數(shù)據(jù)為基礎，依據(jù)方程（5～8）計算出中國區(qū)域工業(yè)碳排放的績效變化值，最終得到的結果如表2所示。

圖1 中國30個省市工業(yè)碳排放績效變化均值

圖1為中國30個省市工業(yè)碳排放績效在2006~2010年共5年時間內(nèi)的績效變化均值。根據(jù)圖1可知，全國大多數(shù)省區(qū)市的工業(yè)碳排放績效都呈上升勢頭，其中海南省最為突出，增長幅度最大，增長率超過14%；另外，北京、天津、江蘇、江西和四川增長幅度也較大，增長率超過9%；此外，山西、內(nèi)蒙古、山東、貴州、云南和甘肅5省工業(yè)碳排放呈下降趨勢。圖中還可以看出，上海、浙江的節(jié)能減排工作初具成效。

圖2 中國五大區(qū)域工業(yè)碳排放績效變化均值

從圖2可以看出，工業(yè)碳排放在中國五大區(qū)域1分布存在差異。其中，東北老工業(yè)地區(qū)碳排放績效增幅高于東部沿海地區(qū)、西北地區(qū)、西南地區(qū)以及中部地區(qū)。中部地區(qū)工業(yè)碳排放績效增幅最弱。

圖3 全國各省市區(qū)平均工業(yè)碳排放績效指數(shù)

從時間層面上來看，2006~2010年全國各省區(qū)市平均工業(yè)碳排放績效指數(shù)分別為1.075、1.060、1.031、1.040、0.985。由圖可見，我國整體工業(yè)碳排放變化在波動中呈逐漸下降狀態(tài)，說明節(jié)能減排工作發(fā)揮了一定的作用。

四、各區(qū)域工業(yè)碳排放績效的影響因素分析

上文評價分析了中國五大區(qū)域工業(yè)碳排放績效的動態(tài)變化情況，接下來，筆者將進一步探討影響區(qū)域工業(yè)碳排放績效的因素，這也是我國各區(qū)域工業(yè)碳減排工作的基礎。筆者借鑒相關學者的研究文獻，以相關理論為基礎，總結提煉了可能影響我國區(qū)域工業(yè)碳排放績效的因素，最終得到可能的影響指標及對應含義如表3所示。

表3 工業(yè)碳排放績效影響因素變量定義與說明

為了保證數(shù)據(jù)的完整性與可靠性，筆者以2005～2010年為樣本區(qū)間。與此同時，將上述的可能影響因素指標作為自變量，因變量則采用M a l m q u i s t工業(yè)碳排放績效指數(shù)的累計值，最終得到回歸方程如下:

表4 全國范圍內(nèi)Malmquist工業(yè)碳排放績效影響因素回歸結果

表5 中國五大區(qū)域Malmquist工業(yè)碳排放績效影響因素回歸結果

式(10)中，M a l m q u i s t工業(yè)碳排放績效指數(shù)的累計值用J X Z H L J表示；G Y F Z、G Y G M、G Y C Q、Q Z G Y、N Y J G、N Y Q D和S Z G Y分別表示地區(qū)工業(yè)發(fā)展水平、工業(yè)規(guī)模結構、工業(yè)產(chǎn)權結構、輕重產(chǎn)業(yè)結構、能源結構、能源強度和“三資”工業(yè)企業(yè)份額。為緩解異方差性和序列相關性，筆者選用廣義最小二乘法(G L S)對模型進行估計。另外，根據(jù)H a u s m a n檢驗結果，采用固定效應模型對M a l m q u i s t工業(yè)碳排放績效進行回歸更有效。最終得到的回歸結果如表4、表5所示。

五、研究結論及啟示

從動態(tài)績效變化上看，樣本期間全國工業(yè)碳排放績效大體上處于上升狀態(tài)，平均增幅為3.9%，與2003~2008年的數(shù)據(jù)相比有所下降。就區(qū)域?qū)哟味裕瑬|北老工業(yè)地區(qū)工業(yè)碳排放績效增幅高于東部沿海地區(qū)、西北地區(qū)、西南地區(qū)以及中部地區(qū)，其中中部地區(qū)工業(yè)碳排放績效最弱。東部沿海地區(qū)、東北老工業(yè)地區(qū)、西北地區(qū)、西南地區(qū)以及中部地區(qū)技術進步累計增加值分別為80.3%、19.8%、10.3%、9.4%、9.7%，而五大區(qū)域的技術效率累計增幅分別為-25.3%、-2.1%、7.7%、2.4%、5.9%。由此可見，技術進步對各區(qū)域工業(yè)碳排放績效有一定的推動作用，其中西北地區(qū)表現(xiàn)得最為明顯。而技術效率對各區(qū)域的推動作用相對較小，其中東部沿海地區(qū)以及東北老工業(yè)地區(qū)的技術效率累計值為負。因而，在進行節(jié)能減排的過程中，應注意經(jīng)驗、制度安排等方面的交流擴散，以提升節(jié)能減排的效率，從而實現(xiàn)節(jié)能減排的整體目標。

在全國范圍內(nèi)，工業(yè)碳排放績效影響因素中工業(yè)產(chǎn)權結構（即地區(qū)國有及國有控股工業(yè)比重）、“三資”工業(yè)企業(yè)份額（即地區(qū)“三資”工業(yè)比重）有顯著的正面影響，即在其他因素相對不變的情況下，國有及國有控股工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值與工業(yè)總產(chǎn)值的比值、“三資”工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值與工業(yè)總產(chǎn)值的比值每增加一個百分點，將導致工業(yè)碳排放績效分別提高0.9227、0.7609個百分點。而工業(yè)規(guī)模結構（即地區(qū)大型工業(yè)企業(yè)比重）、輕重工業(yè)結構（即地區(qū)重型工業(yè)企業(yè)比重）具有顯著的負面影響，即在其他因素相對不變的情況下，大型工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值與工業(yè)總產(chǎn)值的比值、重型工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值與工業(yè)總產(chǎn)值的比值每增加一個百分點，將使得工業(yè)碳排放績效分別降低0.0043、1.1058個百分點。

此外，從全國五大區(qū)域來看，各變量的影響效應存在很大差異。例如，在西部地區(qū)和東部地區(qū)，工業(yè)結構對工業(yè)碳排放具有顯著的正效應。在東部沿海地區(qū)、東北老工業(yè)基地和中部地區(qū)，工業(yè)規(guī)模對工業(yè)碳排放具有顯著的負效應，尤其，對于東北老工業(yè)基地而言，工業(yè)規(guī)模每增加一個百分點，工業(yè)碳排放就減少3.54個百分點，由此可見，規(guī)模效益得到充分發(fā)揮。工業(yè)產(chǎn)權結構在西南地區(qū)對工業(yè)碳排放有顯著的負效應，而在東部沿海地區(qū)則對工業(yè)碳排放具有顯著的正效應。三資工業(yè)比重在西南地區(qū)和中部地區(qū)對工業(yè)碳排放具有顯著的正效應，而在東部沿海地區(qū)對工業(yè)碳排放具有顯著地負效應。能源結構在東北老工業(yè)基地和西南地區(qū)對工業(yè)碳排放具有顯著的正效應。

從區(qū)域差距來看，不同地區(qū)變量的顯著性不同，說明在實行節(jié)能減排政策時，不能一概而論，而應該根據(jù)地區(qū)間的差異有區(qū)別地實施。近年來，我國的節(jié)能減排工作重心在重型工業(yè)，由以上分析知，重型工業(yè)比重對碳排放績效有負面影響，這說明了節(jié)能減排初見成效，此外，還應在同樣對工業(yè)碳排放績效有負面影響的大型工業(yè)企業(yè)上下工夫，從而在低碳經(jīng)濟背景下走工業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展之路。

利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)的實證結果，分析在不同地區(qū)間實行有差別的節(jié)能減排政策，將是筆者未來的研究方向。

[1]Liu L C，F(xiàn)an Y，Wu G.Using LMDIMethod to Analyze the Change of China’s Industrial CO2Emissions from Final Fueluse:An Empirical Analysis［J］.Energy Policy，2007，35(11):892－900.

[2]Michio Watanabe，Katsuya Tanaka.Efficiency Analysis of Chinese Industry:A Directional Distance Function Approach［J］.Energy Policy，2007，35:6323－6331.

[3]Sun JW.The Decrease of CO2 Emission Intensity is Decarbonization at National and Global Levels［J］.Energy Policy，2005，33:975－978.

[4]Ramanathan R.Combining IndicatorsofEnergyConsumption and CO2Emissions:Across Country Comparison［J］.International Journal of Global Energy Issues，2002，17:214-227.

[5]Zaim O，Taskin F.A Kuznets Curve in Environmental Efficiency:An Application on OECD Countries［J］.Environmental and Resource Economics， 2000， 17:2-36.

[6]Zofio J L，Prieto A M.Environmental Efficiency and Regulatory Standards:the Case of CO2Emissions from OECD Industries［J］.Resource and Energy Economics，2001，23:63－83.

[7]Zhou P,Ang BW,Poh K L.Measuring Environmental Performance under Different Environmental DEA Technologies［J］.Energy Economics，2008，30:1－14.

[8]王群偉，周鵬，周德群.我國二氧化碳排放績效的動態(tài)變化、區(qū)域差異及影響因素［J］.中國工業(yè)經(jīng)濟，2010，1:45－54.

[9]Fare R，S Grosskopf，A Carl，Pasurka.Environmental Production Functions and Environmental Directional Distance Functions［J］.Energy，2007，32:1055－1066.

[10]MichioWatanabe，Katsuya Tanaka. Efficiency Analysisof Chinese Industry:A Directional Distance Function Approach[J].Energy Policy，2007，35:6323－ 6331.

[11]Zhou P，Ang BW，JY Han.Total Fator Carbon Emission Performance:A Malmquist Index Analysis［J］. Energy Economics，2010，32:194－201.

[12]Tyteca D.Linear ProgramingModels for theMeasurementof Environmental Performance of Firms－concepts and Empirical Results[J].Journal of Productivity Analysis，1997，8:183－197.

[13]葉曉佳，孫敬水，董立鋒.低碳經(jīng)濟發(fā)展中的碳排放驅(qū)動因素實證研究——以浙江省為例[J].經(jīng)濟理論與經(jīng)濟管理,2011(4):13-23

[14]IPCC.2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories,Vol.2 Energy［EB/OL］.http://www.ipccnggip.iges.or.jp/public/2006gl/pdf/2_volume2/v2_1_Ch1_Introduction_pdf,2006－12－17.

[15]查建平，唐方方，傅浩.產(chǎn)業(yè)視角下的中國工業(yè)能源碳排放Divisia指數(shù)分解及實證分析［J］.當代經(jīng)濟科學，2010，32(5):88－94.

[16]王兵，吳延瑞，顏鵬飛.中國區(qū)域環(huán)境效率與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長［J］.經(jīng)濟研究，2010(5):95-109.

[17]龐瑞芝，李鵬.中國新型工業(yè)化增長績效的區(qū)域差異及動態(tài)演進［J］.經(jīng)濟研究，2011(11):36-47.

[18]楊俊,邵漢華.環(huán)境約束下的中國工業(yè)增長狀況研究——基于Malmquist-Luenberger指數(shù)的實證分析[J].數(shù)量經(jīng)濟技術經(jīng)濟研究，2011（9）:64-78.

[19]劉瑞祥.資源環(huán)境約束下中國經(jīng)濟效率的區(qū)域差異及動態(tài)演進[J].產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究，2012（4）：43-52.

[20]查建平，鄭浩生，唐方方.中國區(qū)域工業(yè)碳排放績效及其影響因素實證研究[J].軟科學，2012，26（4）：1-6.