基于SBM模型的我國出口部門環(huán)境效率評價研究

許冬蘭　崔功偉

[摘 要]采用環(huán)境投入產(chǎn)出模型測算出口部門隱含“三廢”排放量，然后將隱含“三廢”、能源消費(fèi)等要素納入出口部門的效率評價體系中，運(yùn)用非徑向非角度的SBM模型，對2001—2010年我國出口部門的環(huán)境效率做評價研究。結(jié)果顯示：我國在對外貿(mào)易中承擔(dān)了巨大的環(huán)境成本，出口部門的環(huán)境效率呈現(xiàn)年均10%以上的增長速度，但水平仍相對較低。提高我國出口部門環(huán)境效率應(yīng)從貿(mào)易結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)境政策實(shí)施兩個角度采取相應(yīng)政策。

[關(guān)鍵詞]環(huán)境效率；出口部門；評價；SBM模型；投入產(chǎn)出模型

[中圖分類號]F752.62 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1671-8372（2015）01-0075-06

Abstract：Calculating the emissions of “Three Wastes” implicated in the export sectors by the model of environmental input-output， and then bringing this emissions and energy consumption into the efficiency evaluation system of export sectors， the paper evaluates the environmental efficiency of export sectors from 2001 to 2010 by using the non-radial and non-oriented SBM model. The results show that China bears enormous environmental costs in the international trade， and the environmental efficiency of export sectors increases by more than 10% annually， but it is still at a relative low level. To improve the environmental efficiency of export sectors， the corresponding policies should be taken from the trade structure adjustment and the environmental policy implementation.

Key words：environmental efficiency； export sector； evaluation； SBM model； input-output model

一、引言

我國自從2001年加入WTO以來，對外貿(mào)易持續(xù)快速發(fā)展，2008年出口貿(mào)易額突破了10萬億人民幣，2001-2010年出口貿(mào)易額增長了近5倍。對外貿(mào)易在促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)快速增長的同時，背后隱藏的資源大量消耗、環(huán)境污染不斷加劇等環(huán)境問題也日益凸顯?！疤卮蟪鞘谐休d力研究”顯示，我國單位GDP的廢水排放量比發(fā)達(dá)國家高4倍，單位工業(yè)產(chǎn)值的固體廢棄物比發(fā)達(dá)國家高10多倍，單位GDP的能耗是美國的6倍，甚至是印度的2.8倍?？焖僭鲩L的對外貿(mào)易雖然為國民積累了巨額的外匯財富，但由于其較低的環(huán)境效率，導(dǎo)致我國貿(mào)易環(huán)境逆差不斷擴(kuò)大。這種以犧牲環(huán)境為代價的貿(mào)易增長方式嚴(yán)重影響著我國出口部門甚至整個經(jīng)濟(jì)體系的健康發(fā)展。如何在保持我國出口貿(mào)易競爭力的情況下，減少污染的排放，實(shí)現(xiàn)出口貿(mào)易的綠色轉(zhuǎn)型，顯得迫在眉睫。關(guān)于出口部門環(huán)境效率的研究，有助于政府從宏觀層面把握對外貿(mào)易的政策方向，為綠色出口貿(mào)易轉(zhuǎn)型提供實(shí)證依據(jù)。

關(guān)于環(huán)境效率的評價，如何將環(huán)境污染納入評價模型是關(guān)鍵。國外文獻(xiàn)起初多把污染排放作為投入要素或生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品處理，未考慮污染物產(chǎn)出的負(fù)外部性，如Hailu&Veeman（2000）把污染變量作為投入要素，Scheel（2001）通過倒數(shù)處理將污染量作為期望產(chǎn)出等；Chung（1997）提出了基于方向性距離函數(shù)的環(huán)境分析模型，第一次把污染排放作為非期望產(chǎn)出引入生產(chǎn)函數(shù)中，較好地解決了非期望產(chǎn)出的效率評價問題；考慮到傳統(tǒng)方向性距離函數(shù)中松弛以及徑向、產(chǎn)出角度的選擇問題，Tone（2004）利用非徑向、非角度的SBM模型處理了非期望產(chǎn)出，使得環(huán)境效率更加符合經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)。

國內(nèi)研究大多圍繞省級或工業(yè)的環(huán)境效率展開。楊?。?010）運(yùn)用包含污染物排放的環(huán)境DEA 模型對我國1998—2007年省際環(huán)境效率進(jìn)行了測算；李勝文（2010）在隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)基礎(chǔ)上估算了中國1986—2007年省級水平的環(huán)境效率；張友國（2009）基于投入產(chǎn)出模型，以單位污染物的產(chǎn)值為依據(jù)對出口部門的生態(tài)效率進(jìn)行了評價，但未綜合考慮投入、產(chǎn)出因素。國內(nèi)環(huán)境效率的測算，主要以DEA距離函數(shù)為主，胡鞍鋼（2008）在考慮了環(huán)境因素情況下，運(yùn)用方向性距離函數(shù)，對我國省級“技術(shù)效率”進(jìn)行了重新排名；涂正革（2008）運(yùn)用方向性環(huán)境距離函數(shù)，根據(jù)我國30個省市地區(qū)要素資源投入、工業(yè)產(chǎn)出和污染排放數(shù)據(jù)，計算了各地區(qū)的環(huán)境技術(shù)效率；王兵（2010）運(yùn)用SBM方向性距離函數(shù)測度了中國30個省份1998—2007 年的環(huán)境效率，并對影響環(huán)境效率的因素進(jìn)行了實(shí)證研究。

綜上所述，目前對國內(nèi)行業(yè)或省際的環(huán)境效率研究已相對成熟，但出口部門環(huán)境效率的研究文獻(xiàn)相對較少，研究方法也不夠全面。本文選取非徑向非角度的SBM模型對我國出口部門的環(huán)境效率進(jìn)行綜合評價。為了更加全面反映生產(chǎn)過程中的環(huán)境因素，文章將能源消費(fèi)量和基于投入產(chǎn)出模型測算得到的隱含“三廢”排放量分別作為投入和產(chǎn)出要素引入到出口部門的效率評價體系中。

二、模型與數(shù)據(jù)說明

（一）SBM模型

其中，S表示投入、產(chǎn)出的松弛變量；是權(quán)重向量。目標(biāo)函數(shù)是關(guān)于嚴(yán)格遞減，并且。對于特定的被評價單元，當(dāng)且僅當(dāng)，即時是有效率的。SBM與傳統(tǒng)CCR和BCC模型的不同之處在于松弛變量直接放入了目標(biāo)函數(shù)中，解決了投入產(chǎn)出松弛型問題的同時，解決了非期望產(chǎn)出存在下的效率評價問題。SBM模型屬于DEA模型中的非徑向和非角度的度量方法，從而避免了徑向和角度選擇差異帶來的偏差和影響，因此，從這個意義上來講，它比其他模型更能體現(xiàn)效率評價的本質(zhì)。

（二） 出口部門隱含“三廢”排放量的測算方法

本文選取出口部門的能源消費(fèi)量和隱含“三廢”排放量作為效率評價中的環(huán)境要素。隱含“三廢”是指出口產(chǎn)品上游加工、制造、運(yùn)輸?shù)热^程所排放的總“三廢”量，隱含污染物量要大于產(chǎn)品在最終加工環(huán)節(jié)所排放的污染物量，更能全面反映出口部門生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響。我國出口各部門隱含“三廢”基于投入產(chǎn)出法測得。投入產(chǎn)出法是一種研究國民經(jīng)濟(jì)體系中各部門之間投入與產(chǎn)出依存關(guān)系的數(shù)量分析方法，模型的基本方程為：

其中，X表示經(jīng)濟(jì)中各部門的總產(chǎn)出矩陣，AX表示生產(chǎn)Y的最終需求所需要的中間投入矩陣，Y表示各部門的最終需求矩陣；A表示直接消耗系數(shù)矩陣，其中元素代表生產(chǎn)單位j部門產(chǎn)品所要求直接投入的第i部門的量，表示j部門的總產(chǎn)出；稱為里昂惕夫逆矩陣。

由于我國是典型的出口加工型貿(mào)易，出口產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中不僅需要國產(chǎn)的投入產(chǎn)品，也有相當(dāng)數(shù)量的進(jìn)口原材料、半成品等進(jìn)口中間投入，為準(zhǔn)確估算我國對外貿(mào)易中出口隱含污染物的量，有必要對生產(chǎn)過程所需的中間投入品進(jìn)行區(qū)分，故本文將直接消耗系數(shù)矩陣A區(qū)分為國產(chǎn)部分和進(jìn)口部分，即

（三）數(shù)據(jù)說明

本文根據(jù)中國國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)，將海關(guān)HS分類下的22大類商品部門整合為16個部門大類，選取2001—2010年16個出口部門的面板數(shù)據(jù)為樣本，對出口部門的環(huán)境效率進(jìn)行評估。環(huán)境效率測算中SBM模型所需要的投入要素為資本存量、行業(yè)就業(yè)人數(shù)、能源消費(fèi)量，而產(chǎn)出要素包括期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出，以各部門的出口額作為期望產(chǎn)出而以出口部門背后隱含的“三廢”排放量作為非期望產(chǎn)出。相關(guān)數(shù)據(jù)來自于《中國統(tǒng)計年鑒》《中國環(huán)境年鑒》《中國能源年鑒》《中國貿(mào)易外經(jīng)統(tǒng)計年鑒》《中國對外經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計年鑒》。

三、實(shí)證分析

（一）出口部門的隱含“三廢”排放量分析

基于投入產(chǎn)出模型測算的2001—2010年我國出口部門隱含“三廢”排放總量分別為：廢水832.60億噸，廢氣123.98萬億標(biāo)立方米，固廢5011.77萬噸。2001—2010年我國出口貿(mào)易中隱含廢水、隱含廢氣、隱含固廢呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。出口部門隱含廢水排放量整體呈現(xiàn)先升后降的趨勢，2001—2005年出口貿(mào)易中隱含廢水的排放量以年均20%的速度增長，2005年出口貿(mào)易中隱含廢水排放總量達(dá)到了10年中的最高值，但2005年以后隱含廢水的排放量增速開始放緩，但絕對量依舊保持在100億噸以上，2008年金融危機(jī)以后出口隱含廢水排放量有一個明顯的回落。相較于廢水的先升后降，出口部門的隱含廢氣排放量除在2008年前后小幅波動外，呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，峰值為2007年184832.13億標(biāo)立方米。隱含固廢排放量是隱含“三廢”當(dāng)中數(shù)量級最小的一個，2001—2005年出口中的隱含固廢緩慢增長，但2005—2010年下降趨勢明顯，這也源于經(jīng)濟(jì)需求疲軟，鋼鐵等金屬制品遭遇全球性產(chǎn)能過剩，導(dǎo)致金屬礦采業(yè)、金屬冶煉及壓延、金屬制品業(yè)等固廢排放系數(shù)較高的部門出口額的下降。

（二）出口部門的環(huán)境效率分析

基于出口部門隱含“三廢”的數(shù)據(jù)，測得的2001—2010年我國出口部門的環(huán)境效率變化趨勢如圖1所示。2001—2010年我國出口部門環(huán)境效率呈現(xiàn)逐年改善趨勢，環(huán)境效率以年均10%以上的速度增長。2010年基于隱含廢水測算的我國出口部門的整體環(huán)境效率值是2001年效率值的3.096倍，而基于隱含廢氣、隱含固廢測算得到相應(yīng)增幅分別為2.467倍、3.429倍。2001—2003年出口部門的整體環(huán)境效率改善速度緩慢，而環(huán)境效率的較快增長始于2004年，作為“十五”節(jié)能減排計劃的重要年份，國家加大了產(chǎn)業(yè)升級改造和環(huán)境污染的治理力度，落后低效產(chǎn)能的淘汰促進(jìn)了我國產(chǎn)業(yè)部門環(huán)境效率的改善。2006年以后隨著新“十一五”節(jié)能減排計劃的實(shí)施，出口部門的整體環(huán)境效率持續(xù)提高。雖然2008年受世界金融危機(jī)的影響，我國對外貿(mào)易增速放緩，環(huán)境效率的改善勢頭有所減弱，但隨著大量出口小企業(yè)清算破產(chǎn)，具有發(fā)展?jié)摿Φ拇笾衅髽I(yè)通過兼并、轉(zhuǎn)型升級，出口競爭力進(jìn)一步提高，2010年基于隱含廢水、隱含廢氣、隱含固廢測算的我國出口部門環(huán)境效率同比增長了23.1%、17.8%和37.9%，經(jīng)歷了10年里最大的一次漲幅。雖然出口部門的環(huán)境效率在這10年間不斷改善，但整體效率水平仍相對較低，2001—2010年基于隱含廢水測算的出口部門的環(huán)境效率均值僅為0.427，基于隱含廢氣測算均值為0.471，基于隱含固廢測算的均值僅為0.398。2001—2010年我國出口貿(mào)易總量雖然實(shí)現(xiàn)了386.6%的增長，但較低的環(huán)境效率意味著10年間激增的對外貿(mào)易背后隱藏著巨大的資源環(huán)境成本。

基于隱含“三廢”測算的2001—2010年出口部門環(huán)境效率的平均值中，基于隱含廢氣得到的效率均值（0.471）最高，基于隱含廢水測算的均值（0.427）次之，基于隱含固廢測算得到的效率均值（0.398）最小，但三者的效率變化幅度排名卻截然相反。2001—2010年基于隱含固廢測算的出口部門環(huán)境效率提高了3.429倍，效率值由2001年0.224提升到2010年的0.768，是“三廢”測算的環(huán)境效率提升幅度最大，這從側(cè)面反映了部門對工業(yè)固體廢棄物排放的有效控制以及其回收處理率的提高。基于隱含廢氣測得的效率增長幅度卻是三者中最小的，2001—2010年僅提高了2.467倍，年均增長速度也相對較小，這與我國以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，短期內(nèi)難有改善。2001—2010年基于隱含廢水測算的我國出口部門環(huán)境效率均值由0.240上升至0.743，提高了3.096倍。2001—2004年基于隱含廢水測算的環(huán)境效率4年僅提高了0.070，但2004年以后，我國對外貿(mào)易快速增長的同時，環(huán)境效率逐年改善，基于隱含廢水測算的我國出口部門環(huán)境效率每年平均提升0.070。

2001—2010年我國出口部門中環(huán)境效率較高的部門可分兩大類：第一，輕工業(yè)部門，主要集中在紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)、食品制造及煙草加工；第二，高新制造業(yè)，包括計算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)。環(huán)境效率較差的出口部門主要有煤炭和石油開采化工業(yè)、造紙文體印刷業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、紡織行業(yè)4大類。2001—2010年出口份額占比較大的5個行業(yè)分別為紡織業(yè)（14.0%）、服裝鞋帽皮革羽絨制品業(yè)（4.6%）、化學(xué)工業(yè)（7.4%）、通用專用和電氣機(jī)械及器材制造業(yè)（18.9%）、通信設(shè)備和計算機(jī)及其他帶電子設(shè)備制造業(yè)（23.4%），其中除服裝鞋帽皮革羽絨制造業(yè)、計算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)的環(huán)境效率較高外，其他三部門的環(huán)境效率很低，在整體部門效率排名中靠后，但三部門貿(mào)易額卻占我國出口貿(mào)易總額的40.3%，這也導(dǎo)致出口部門的整體環(huán)境效率長期處于較低水平。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科技不斷進(jìn)步，生產(chǎn)部門的整體環(huán)保工藝水平也顯著提升，出口各部門的環(huán)境效率改善明顯。2001—2010年基于隱含廢水、隱含廢氣、隱含固廢測算值的16個出口部門環(huán)境效率平均增長幅度為246.4%、184.2%、269.5%，而其中環(huán)境效率提高幅度最大的兩個部門是金屬冶煉及壓延工業(yè)、非金屬礦及其他礦采選業(yè)。我國出口部門環(huán)境效率的改善除源于環(huán)保工藝水平的提升，也得益于出口貿(mào)易商品結(jié)構(gòu)的改變，2001—2010年我國出口貿(mào)易中，輕工業(yè)的比重不斷下降，由2001年的40.1%下降到2010年的24.7%，相反重工業(yè)出口份額不斷攀升，僅通用、專用和電氣機(jī)械及器材制造業(yè)以及通信設(shè)備和計算機(jī)等電子設(shè)備制造業(yè)兩部門就占到出口貿(mào)易總額的44.3%，通信設(shè)備和計算機(jī)等電子設(shè)備制造等相對高效的高新制造業(yè)的大量出口，導(dǎo)致出口部門整體環(huán)境效率的穩(wěn)步提升。

四、結(jié)論及政策建議

本文選取了2001—2010年相關(guān)數(shù)據(jù)，首先利用投入產(chǎn)出模型測算了我國出口部門的隱含“三廢”排放量，并在基礎(chǔ)上加入能源消費(fèi)要素，利用SBM模型針對我國出口部門的環(huán)境效率進(jìn)行了評價分析，得出如下結(jié)論：

第一，2001—2010年我國在對外貿(mào)易中承擔(dān)了巨大的環(huán)境成本。出口貿(mào)易中隱含“三廢”的排放呈現(xiàn)出不同的變化趨勢：隱含廢水前期排放增速較快，但金融危機(jī)以后回落趨勢明顯，整體呈現(xiàn)先升后降的趨勢；隱含廢氣除在危機(jī)影響的年份里排放量有所下降外，一直保持著較快的增長速度，長期增長的趨勢不變；隱含固廢排放量是三者中增速最慢的，2005年以后排放量逐年降低。

第二，我國出口部門環(huán)境效率呈現(xiàn)逐年改善的趨勢，以年均10%以上的速度增長。如此快速的環(huán)境效率提升可以歸咎于兩方面的貢獻(xiàn)：一是我國出口各部門環(huán)保工藝水平的提高；二是貿(mào)易結(jié)構(gòu)的調(diào)整，通信設(shè)備和計算機(jī)等電子設(shè)備制造相對高效的高新制造業(yè)的大量出口，導(dǎo)致出口部門整體環(huán)境效率的改善。雖然環(huán)境效率增長幅度較大，但目前整體水平依舊偏低。

針對如何提高出口部門的環(huán)境效率，建議如下：

第一，調(diào)整各部門出口貿(mào)易方式，提升貿(mào)易核心競爭力。

1.出口輕工部門環(huán)境效率的改善，應(yīng)堅持走規(guī)?；?、品牌化的道路。通過企業(yè)兼并重組，提高輕工企業(yè)的規(guī)模。規(guī)模的提升一方面有助于企業(yè)升級改善技術(shù)設(shè)備水平，更新環(huán)保工藝，另一方面有助于企業(yè)加強(qiáng)自己的品牌競爭力。海外品牌實(shí)力的加強(qiáng)，意味著更少的污染可換取更大的利潤，加速出口輕工企業(yè)結(jié)束代加工的低端制造模式，實(shí)現(xiàn)出口部門環(huán)境效率的提升。

2.低效的重化工業(yè)出口部門，應(yīng)通過跨國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)升級改造。重化工業(yè)的傳統(tǒng)高污染、高耗能產(chǎn)品直接出口貿(mào)易方式應(yīng)向國外“就地取材就地生產(chǎn)銷售”轉(zhuǎn)變，通過跨國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，平穩(wěn)削減國內(nèi)傳統(tǒng)的落后產(chǎn)能，同時加大重化工業(yè)高端升級改造技術(shù)及設(shè)備的引進(jìn)，加強(qiáng)與國外戰(zhàn)略投資者的合作，提升我國出口重化工行業(yè)的環(huán)境效率。

3.通信、計算機(jī)等電子設(shè)備制造業(yè)作為我國出口中環(huán)境效率較高的部門，是我國綠色貿(mào)易轉(zhuǎn)型的主導(dǎo)性出口行業(yè)。政府應(yīng)以產(chǎn)業(yè)政策鼓勵扶持，高新制造行業(yè)持續(xù)不斷的研發(fā)投入，保持其競爭力的不斷提升。同時鼓勵高新制造企業(yè)“走出去”，加強(qiáng)高新制造業(yè)的全球化產(chǎn)業(yè)布局。

第二，為提高出口部門的環(huán)境效率，遏制污染，出口政策應(yīng)“有保有壓”。

1.對高污染、高環(huán)境風(fēng)險產(chǎn)品的出口以及加工貿(mào)易取消退稅優(yōu)惠，繳納環(huán)境污染強(qiáng)制責(zé)任保險；而對環(huán)境友好工藝項(xiàng)目，實(shí)施鼓勵性的產(chǎn)業(yè)政策，予以信貸支持和稅收鼓勵，達(dá)到以環(huán)境保護(hù)倒逼技術(shù)升級、優(yōu)化出口貿(mào)易結(jié)構(gòu)的目的。

2.編制出口部門環(huán)境保護(hù)綜合名錄，通過對產(chǎn)品、工藝、設(shè)備進(jìn)行深入分析、科學(xué)論證，來反映其對環(huán)境的影響，通過有差別化的政策，將資源稀缺程度和生態(tài)價值內(nèi)化為企業(yè)內(nèi)部成本，強(qiáng)化出口企業(yè)的生態(tài)環(huán)境責(zé)任。

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[責(zé)任編輯 張桂霞]