產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與產(chǎn)業(yè)生態(tài)化

王信敏+丁浩

摘要：使用我國(guó)22個(gè)工業(yè)部門2005～2014年面板數(shù)據(jù)，從能源消耗和污染排放兩個(gè)維度，分析產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的影響差異及演化特征。研究結(jié)果表明，我國(guó)工業(yè)部門產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出對(duì)于能耗強(qiáng)度和排放強(qiáng)度的彈性系數(shù)分別為-0148和-0198，明顯高于直接R&D投入；能源結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)于排放強(qiáng)度具有明顯的控制作用，煤炭和石油的彈性系數(shù)明顯大于天然氣和非化石能源；技術(shù)溢出和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整在不同種類工業(yè)部門的表現(xiàn)存在差異，生態(tài)化水平越低的部門效果越顯著；滾動(dòng)估計(jì)結(jié)果顯示，產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出的影響效果呈現(xiàn)逐漸增強(qiáng)趨勢(shì)，煤炭和石油的彈性系數(shù)緩慢減小，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的效果得到體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出；能源結(jié)構(gòu)調(diào)整；產(chǎn)業(yè)生態(tài)化；面板數(shù)據(jù)模型

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2017.06.03

中圖分類號(hào)：F403 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-8409（2017）06-0010-05

Technology Spillout among Industries，Energy Structural Adjustment and Industrial Ecologization

——Evidence from Chinese Industry Sectors

WANG Xinmin， DING Hao

（School of Economic and Administration， China University of Petroleum， Qingdao 266580）

Abstract： Different influences of energy structural adjustment and the technology spillout to industrial ecological level， which is divided into energy consumption intensity and pollutant emission intensity， are studied with panel data of Chinese 22 industry sectors from 2005 to 2014， then evolution features of industrial ecological level are analyzed. Results show that the elasticity coefficients of technology spillout in Chinese industry sectors are 0.148 and 0.198， which are bigger than direct R&D investment significantly. The control effect of energy structural adjustment to emission intensity is significant and elasticity coefficients of coal and oil are bigger than natural gas and nonfossil energy. There exist differences among different sorts of industrial sectors for technology spillout and energy structural adjustment， which are more efficient in lower ecological level sectors. Results of rolling estimation show that the effect of technology spillout gradually enhanced with the promotion of ecological level of individual industrial sector in the last few years， and the elasticity coefficients of coal and oil decreased slowly， which can illuminate the effect of energy structural adjustment.

Key words：technology spillout among industries； energy structural adjustment； industrial ecologization； panel data model

自Frosch和Gallopoulos提出“產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)”概念后，產(chǎn)業(yè)生態(tài)化問題逐漸引起人們關(guān)注并成為研究熱點(diǎn)。產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的目的是充分利用資源，消除環(huán)境破壞，實(shí)現(xiàn)自然、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。粗放式發(fā)展往往對(duì)資源和環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，因此要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，就必須大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平提升，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。目前，我國(guó)各產(chǎn)業(yè)部門積極致力于提高產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平，其中直接R&D投資和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是主要驅(qū)動(dòng)力量，不能忽略的是產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出也具有非常重要的驅(qū)動(dòng)作用[1]。本文將產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出作為間接R&D投入，分析技術(shù)溢出和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)于各類工業(yè)部門生態(tài)化水平影響的差異和演化特征，為我國(guó)工業(yè)部門生態(tài)化水平提升提供借鑒。

1文獻(xiàn)綜述

有關(guān)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化問題的研究成果較多，主要包括三類：第一類是產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的概念、歷史、系統(tǒng)構(gòu)建、實(shí)現(xiàn)途徑等方面的研究，這類研究主要采用定性研究方法，以描述性研究為主。第二類是產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平和生態(tài)效率評(píng)價(jià)研究，產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平評(píng)價(jià)主要采用綜合評(píng)價(jià)方法[2，3]，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)的不同而有所差異。生態(tài)效率的研究涵蓋了不同產(chǎn)業(yè)生命周期的各個(gè)階段，其核算方法主要采用經(jīng)濟(jì)/環(huán)境單一比值法[4]、指標(biāo)體系法[5]、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法[6]和生態(tài)拓?fù)浞╗7]等，其中指標(biāo)體系法與生態(tài)化水平綜合評(píng)價(jià)方法相同，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法在我國(guó)使用較為廣泛。第三類是產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平與影響要素關(guān)系方面的研究，這類研究往往僅針對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的某一方面，如能源效率、碳排放等，而影響要素的選取則較為廣泛。例如，F(xiàn)isher等人研究了我國(guó)能源強(qiáng)度的影響因素，發(fā)現(xiàn)企業(yè)研發(fā)投入和人員培訓(xùn)對(duì)能源強(qiáng)度有較大作用[8]；師博、沈坤榮研究了政府干預(yù)、經(jīng)濟(jì)集聚因素對(duì)于能源效率的影響[9]；劉傳江等將產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的影響因素分為投入、占用、產(chǎn)出與排放四類，分析了我國(guó)工業(yè)部門生態(tài)化轉(zhuǎn)型演化特征[10]。

從上述研究成果可以發(fā)現(xiàn)，生態(tài)化的影響因素中科技進(jìn)步具有重要作用，科技進(jìn)步除了直接動(dòng)因R&D投資之外，技術(shù)溢出也是重要的因素，技術(shù)溢出對(duì)于生態(tài)化的影響逐漸為人們所關(guān)注，陳夕紅等研究了技術(shù)空間溢出對(duì)全社會(huì)能源效率的影響[11]，劉亦文等研究了能源技術(shù)空間溢出效應(yīng)對(duì)省域能源消費(fèi)強(qiáng)度的差異[12]。除空間技術(shù)溢出外，產(chǎn)業(yè)間同樣存在技術(shù)溢出現(xiàn)象，潘文卿等研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出的生產(chǎn)率彈性高出各產(chǎn)業(yè)直接R&D投入[13]。產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出對(duì)于產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的研究目前尚未見諸文獻(xiàn)，因此本文將產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出作為產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平的影響因素之一，重點(diǎn)分析產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出、能源結(jié)構(gòu)對(duì)于產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的影響。

2模型構(gòu)建

技術(shù)溢出效應(yīng)的存在意味著產(chǎn)業(yè)部門的生產(chǎn)投入要素不僅包括資本、勞動(dòng)、知識(shí)等，同時(shí)還應(yīng)包括產(chǎn)業(yè)間的間接R&D投入，結(jié)合Los的生產(chǎn)函數(shù)的構(gòu)造方法[14]，將產(chǎn)業(yè)間間接R&D投入作為一項(xiàng)投入要素，同時(shí)借鑒Romer將自然資源納入生產(chǎn)函數(shù)的構(gòu)造方法[15]，部門的產(chǎn)出可以表示為R&D投入、間接R&D投入、各類能源消耗、資本、勞動(dòng)的函數(shù)：

Yi=c·RDαi·IRDβi·Ecγ1i·Eoγ2i·Egγ3i·Enγ4i·Kμi·Li （1）

其中，Yi表示第i部門的產(chǎn)出，RDi表示直接R&D投入，IRDi表示間接R&D投入，間接R&D投入可以通過投入產(chǎn)出表及產(chǎn)業(yè)間的相似度水平進(jìn)行測(cè)度[18]，Eci、Eoi、Egi、Eni分別表示煤炭、石油、天然氣和非化石能源消耗量，Ki表示固定資產(chǎn)總量，Li表示勞動(dòng)總量，c 表示各投入要素之外其他投入的影響系數(shù)，α、β、γ1、γ2、γ3、γ4、μ、分別表示各投入要素的產(chǎn)出彈性。

由于經(jīng)濟(jì)規(guī)模、科技水平是能源消耗量的主要影響要素，因此按照生產(chǎn)函數(shù)的構(gòu)造方法，能源消耗函數(shù)可以構(gòu)建為：

Ei=c′·RDα′i·IRDβ′i·Yσ′i（2）

其中，c′表示除GDP、科技投入之外的其他影響因素的影響系數(shù)，α′、β′、σ′則表示各要素的彈性系數(shù)。能耗強(qiáng)度可以表示為：

EIi=EiYi=c′·RDα′i·IRDβ′i·Yσ′-1i=c′·cσ′-1·RDα′+α（σ′-1）i·IRDβ′+β（σ′-1）i·Ecγ1（σ′-1）i·Eoγ2（σ′-1）i·Egγ3（σ′-1）i·Enγ4（σ′-1）i·Kμ（σ′-1）i·L（σ′-1）i（3）

將經(jīng)濟(jì)總量、科技水平、煤炭和石油消耗作為污染排放的主要影響因素，則污染排放量可以表示為：

Pi=c″·RDα″i·IRDβ″i·Yσ″i·Ecγ″1i·Eoγ″2i（4）

其中，c″表示其他要素的影響系數(shù)，α″、β″、σ″、γ″1、γ″2分別表示R&D投入、間接R&D投入、經(jīng)濟(jì)總量、煤炭和石油消耗對(duì)污染排放總量的彈性系數(shù)。排放強(qiáng)度可以表示為：

PIi=PiYi=c″·RDα″i·IRDβ″i·Yσ″-1i·Ecγ″1i·Eoγ″2i=c″·cσ″-1·RDα″+α（σ″-1）i·IRDβ″+β（σ″-1）i

·Ecγ1（σ″-1）+γ″1i·Eoγ2（σ″-1）+γ″2i·Egγ3（σ″-1）i·Enγ4（σ″-1）i·Kμ（σ″-1）i·L（σ″-1）i（5）

對(duì)各變量取對(duì)數(shù)再增加時(shí)間維度后公式（1）、（2）、（4）變形為面板數(shù)據(jù)計(jì)量模型：

lnYit=lnc+αlnRDit+βlnIRDit+γ1lnEcit+γ2lnEoit

+γ3lnEgit+γ4lnEnit+μlnKit+lnLit+δi+εit （6）

lnEit=lnc′+α′lnRDit+β′lnIRDit+σ′lnYit+δi+εit（7）

lnPit=lnc″+α″lnRDit+β″lnIRDit+σ″lnYit+γ″1lnEcit+γ″2lnEoit+δi+εit（8）

根據(jù)公式（6）、（7）和（8）可以對(duì)各投入要素的彈性系數(shù)進(jìn)行估計(jì)，然后根據(jù)公式（3）、（5）對(duì)能耗強(qiáng)度和排放強(qiáng)度的各要素彈性系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。面板數(shù)據(jù)計(jì)量模型在應(yīng)用中需要驗(yàn)證模型中解釋變量與隨機(jī)項(xiàng)的相關(guān)性，本文使用Hausman檢驗(yàn)方法判斷采用固定效應(yīng)模型估計(jì)方法還是隨機(jī)效應(yīng)模型估計(jì)方法。為了避免解釋變量與隨機(jī)項(xiàng)之間的同期相關(guān)性問題，以解釋變量的1階滯后變量作為工具變量，以防止模型中解釋變量的內(nèi)生性問題，并通過Hausman檢驗(yàn)判斷模型中具有內(nèi)生性的解釋變量。

3模型估計(jì)與結(jié)果分析

31工業(yè)部門分類

參考我國(guó)相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒中各工業(yè)部門投入產(chǎn)出表、能源消費(fèi)、污染物排放等指標(biāo)中關(guān)于工業(yè)部門的劃分，本文將主要的工業(yè)部門劃分為22個(gè)，分別為：（1）煤炭開采和洗選業(yè)；（2）石油和天然氣開采業(yè)；（3）金屬礦采選業(yè)；（4）非金屬礦采選業(yè)；（5）食品制造及煙草加工業(yè)；（6）紡織業(yè)；（7）服裝皮革羽絨及其制品業(yè)；（8）木材加工及家具制造業(yè)；（9）造紙印刷及文教用品制造業(yè)；（10）石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)；（11）化學(xué)工業(yè)；（12）非金屬礦物制品業(yè)；（13）金屬冶煉及壓延加工業(yè)；（14）金屬制品業(yè)；（15）通用、專用設(shè)備制造業(yè)；（16）交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)；（17）電氣、機(jī)械及器材制造業(yè)；（18）通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)；（19）儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)；（20）電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)；（21）燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)；（22）水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。

本文針對(duì)能源消耗和污染排放兩個(gè)維度對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化問題進(jìn)行研究，選取能耗強(qiáng)度和排放強(qiáng)度兩個(gè)指標(biāo)。能源消耗為煤炭、石油、天然氣和非化石能源消耗量，污染排放為工業(yè)“三廢”中的主要污染物排放量。由于能耗強(qiáng)度和排放強(qiáng)度大小均是相對(duì)概念，本文以相對(duì)強(qiáng)度作為分類標(biāo)準(zhǔn)，將我國(guó)2005～2014年能耗強(qiáng)度和排放強(qiáng)度的平均值作為分界線，我國(guó)22個(gè)工業(yè)部門可以分為四類：高能耗高排放、高能耗低排放、低能耗高排放、低能耗低排放。本文根據(jù)2014年工業(yè)部門的分類結(jié)果對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化問題進(jìn)行研究，分類結(jié)果見圖1。

32數(shù)據(jù)說明

本文使用2005～2014年我國(guó)22個(gè)工業(yè)部門規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型估計(jì)，模型中部門產(chǎn)出使用“工業(yè)總產(chǎn)值”指標(biāo)，資本投入使用“固定資產(chǎn)總量”指標(biāo)，勞動(dòng)投入使用“全部從業(yè)人員平均人數(shù)”指標(biāo)，數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)工業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》；污染排放以工業(yè)“三廢”中的主要污染物排放量進(jìn)行計(jì)算，數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》；R&D投入包括R&D內(nèi)部支出、外部支出、技術(shù)獲取和技術(shù)改造支出，數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》。各類能源消耗量來(lái)源于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》；投入產(chǎn)出表來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。為了消除價(jià)格影響，對(duì)涉及價(jià)格的數(shù)據(jù)均以2005年不變價(jià)格進(jìn)行折算。

33模型估計(jì)與結(jié)果分析

根據(jù)產(chǎn)業(yè)間的相似度水平計(jì)算產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出效應(yīng)，結(jié)果見圖2，在此基礎(chǔ)上使用式（6）、（7）、（8）計(jì)算各投入要素的彈性系數(shù)，Hausman檢驗(yàn)結(jié)果顯示模型適合使用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行估計(jì)，同時(shí)直接R&D投入和間接R&D投入作為工具變量的估計(jì)結(jié)果均比不使用工具變量的GLS估計(jì)更顯著，進(jìn)而使用隨機(jī)效應(yīng)模型（工具變量法）的估計(jì)結(jié)果及式（3）、式（5），計(jì)算各投入要素對(duì)于能耗強(qiáng)度和排放強(qiáng)度的彈性系數(shù)，見表1。對(duì)于能耗強(qiáng)度指標(biāo)，直接R&D投入和間接R&D投入的彈性系數(shù)分別為-0082和-0148，技術(shù)溢出效應(yīng)對(duì)于能耗強(qiáng)度的控制作用明顯強(qiáng)于直接R&D投入；能源結(jié)構(gòu)變化對(duì)于能耗強(qiáng)度的影響不明顯，其中煤炭的彈性系數(shù)比石油、天然氣和非化石能源略高；資本投入的彈性系數(shù)達(dá)到了0149，資本投入對(duì)能耗強(qiáng)度的影響較為敏感；勞動(dòng)投入對(duì)能耗強(qiáng)度的影響不明顯，彈性系數(shù)僅為0022。對(duì)于污染排放強(qiáng)度指標(biāo)，直接R&D投入和間接R&D投入的彈性系數(shù)分別為-0097和-0198，能源結(jié)構(gòu)影響較大，其中煤炭、石油的彈性系數(shù)分別為0131、0094，而清潔能源天然氣和非化石能源的彈性系數(shù)分別為0005和0007，我國(guó)工業(yè)部門以煤炭和石油為主的能源結(jié)構(gòu)是排放強(qiáng)度控制的重要影響因素。

根據(jù)隨機(jī)效應(yīng)估計(jì)（工具變量法）方法，分別對(duì)我國(guó)四類工業(yè)部門的能耗強(qiáng)度和排放強(qiáng)度的彈性系數(shù)進(jìn)行估計(jì)，見表2。結(jié)果顯示，直接R&D投入和間接R&D投入對(duì)于高能耗類工業(yè)部門能耗強(qiáng)度的降低具有較強(qiáng)的促進(jìn)作用，明顯強(qiáng)于低能耗類工業(yè)部門，間接R&D投入降低能耗強(qiáng)度的效果明顯好于直接R&D投入。能源消費(fèi)對(duì)不同部門能耗強(qiáng)度的影響有所差異，能耗越高的部門煤炭的影響越大?？萍纪度雽?duì)于排放強(qiáng)度的影響具有相似的特點(diǎn)，排放強(qiáng)度越大的部門直接R&D投入的影響效果越明顯，間接R&D投入對(duì)排放強(qiáng)度的控制作用優(yōu)于直接R&D投入，同時(shí)不同類部門之間的差別不明顯。能源結(jié)構(gòu)對(duì)排放強(qiáng)度的影響較明顯，其中煤炭和石油的影響作用明顯高于清潔能源（天然氣和非化石能源），因此能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整對(duì)于排放強(qiáng)度的控制具有重要作用。

對(duì)各投入要素的彈性系數(shù)進(jìn)行滾動(dòng)估計(jì)（隨機(jī)效應(yīng)估計(jì)模型，工具變量法）的結(jié)果見表3和圖3（為了體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平的整體效果，將能耗強(qiáng)度和排放強(qiáng)度兩個(gè)維度各要素的彈性系數(shù)分別賦權(quán)05進(jìn)行相加）。結(jié)果顯示，我國(guó)工業(yè)部門直接R&D投入和間接R&D投入的彈性系數(shù)均呈現(xiàn)不斷減小趨勢(shì)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平越差的部門科技投入的彈性系數(shù)變化越大，隨著科技水平的提高，直接R&D投入和間接R&D投入對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平提升作用不斷增強(qiáng)。煤炭和石油的彈性系數(shù)呈現(xiàn)不斷減小趨勢(shì)，天然氣和非化石能源的彈性系數(shù)變化不大，隨著能源結(jié)構(gòu)的

調(diào)整，煤炭和石油對(duì)我國(guó)工業(yè)部門生態(tài)化水平的改善產(chǎn)生了積極作用。值得注意的是，各類工業(yè)部門資本投入的彈性系數(shù)呈現(xiàn)不斷增大趨勢(shì)，而勞動(dòng)投入的彈性系數(shù)較小且變化不明顯。

4結(jié)論

本文運(yùn)用面板數(shù)據(jù)估計(jì)模型研究了我國(guó)四類工業(yè)部門不同投入要素，特別是產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)于產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平的影響差異及演化特征，主要結(jié)論包括：

（1）產(chǎn)業(yè)間技術(shù)溢出對(duì)于我國(guó)22個(gè)工業(yè)部門能耗強(qiáng)度和排放強(qiáng)度均具有較好的控制效果，優(yōu)于直接R&D投資，各類工業(yè)部門之間存在差異，技術(shù)溢出對(duì)于能耗強(qiáng)度較高的部門產(chǎn)生的促進(jìn)效果較好。隨著時(shí)間的推移，我國(guó)各類工業(yè)部門技術(shù)溢出和直接R&D投資的彈性系數(shù)不斷減小，意味著科技提升因素在產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平提升中的地位越來(lái)越重要。

（2）能源結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)于排放強(qiáng)度控制具有明顯效果，煤炭和石油的彈性系數(shù)明顯高于清潔能源，同時(shí)對(duì)于高能耗高排放類部門的影響明顯高于低能耗低排放部門。而隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，煤炭和石油對(duì)各類部門生態(tài)化水平的彈性系數(shù)呈現(xiàn)不斷減小趨勢(shì)，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)于產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平的改善產(chǎn)生了積極作用。

（3）資本投入作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎，對(duì)高能耗高排放部門的影響明顯大于低能耗低排放部門，資本投入的彈性系數(shù)呈現(xiàn)不斷增大趨勢(shì)，而勞動(dòng)投入的彈性系數(shù)較小且變化不明顯，我國(guó)工業(yè)部門資本投入效率并未得到改善，勞動(dòng)密集型特征仍舊明顯，產(chǎn)業(yè)升級(jí)和科技創(chuàng)新仍是產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平提升的主要方向。

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