產(chǎn)業(yè)聚集對中國制造業(yè)碳排放效率的影響及其區(qū)域差異

曲晨瑤　李廉水　程中華

摘要：基于中國2005～2014年的省級面板數(shù)據(jù)，研究了產(chǎn)業(yè)聚集對中國制造業(yè)碳排放效率的影響及其區(qū)域差異。理論分析表明：產(chǎn)業(yè)聚集可以通過知識溢出、設施共享、人力資本水平提升和競爭加劇促進碳排放效率的提高。實證結(jié)果顯示，在控制了對外開放、產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)和環(huán)境規(guī)制等條件下，產(chǎn)業(yè)聚集能夠顯著促進碳排放效率的提高。分區(qū)域比較分析結(jié)果表明：東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)聚集的促進作用大于東北部和中西部地區(qū)。基于上述結(jié)論，提出相應的政策建議。

關鍵詞：產(chǎn)業(yè)聚集；制造業(yè)；碳排放效率；區(qū)域差異

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2017.01.08

中圖分類號：F0629；F1245 文獻標識碼：A 文章編號：1001-8409（2017）01-0034-05

Abstract： Based on Chinese provincial panel data from 2005 to 2014， this paper explores the impact of industrial agglomeration on Chinese manufacturing industry carbon emission efficiency and its regional differences. Theoretic analysis shows that industrial agglomeration can promote the carbon emission efficiency through the ways of having knowledge spillover， sharing facilities， improving human capital level and intensifying competition. Empirical analysis shows that under the conditions of the opening to the outside world， property right structure and environmental regulation， industrial agglomeration can significantly promote the carbon emission efficiency. Regionspecific comparative analysis reveals that the impact of industrial agglomeration on Chinese manufacturing industry carbon emission efficiency in eastern region is greater than the other regions. Based on the above conclusions， it puts forward corresponding policy recommendations.

Key words：industrial agglomeration； manufacturing industry； carbon emission efficiency； regional differences

1文獻回顧與問題提出

新世紀以來，中國經(jīng)濟快速發(fā)展，經(jīng)濟規(guī)?？偭吭絹碓酱?。然而，伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國自2007年超過美國成為世界第一大碳排放國，碳排放總量占到世界碳排放量的20%，中國政府部門要求與2005年相比，2020年單位GDP碳排放量下降40%～45%，“十二五”規(guī)劃也明確要求單位GDP能耗和碳排放量分別降低16%和17%，中國面臨著巨大的碳減排壓力，為了促進節(jié)能減排與經(jīng)濟增長的雙贏，實現(xiàn)經(jīng)濟又好又快發(fā)展，提高碳排放效率成為令人關注的問題。

制造業(yè)是中國實體經(jīng)濟增長的主要來源，也是中國能耗與碳排放的主體， 未來中國制造業(yè)必須走節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的“綠色制造”道路，過度依賴投入擴張的傳統(tǒng)制造業(yè)增長模式是不可持續(xù)的，中國制造業(yè)發(fā)展方式必須從要素擴張型轉(zhuǎn)變?yōu)樾试鲞M型[1]。改革開放以來，產(chǎn)業(yè)聚集逐漸成為中國經(jīng)濟活動的顯著特征，東部地區(qū)制造業(yè)聚集水平遠高于東北部和中西部地區(qū)。我們不禁思考，產(chǎn)業(yè)聚集作為中國的主要空間特征，是否會促進制造業(yè)碳排放效率提高？產(chǎn)業(yè)聚集的差異是否會導致其對碳排放效率的影響差異？

關于產(chǎn)業(yè)聚集影響制造業(yè)碳排放效率的研究并不多見。Porter指出產(chǎn)業(yè)聚集能夠帶來技術(shù)進步、技術(shù)擴散與競爭效應，進而提高環(huán)保技術(shù)水平，降低環(huán)境污染，促進碳排放效率提高[2]。Cingano等研究意大利制造業(yè)聚集，證實聚集可以提高生產(chǎn)率[3]。Hosoe指出產(chǎn)業(yè)聚集所帶來的技術(shù)擴散和知識外溢為企業(yè)運用環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)提供了可能，從而降低環(huán)境污染[4]。劉軍等提出產(chǎn)業(yè)聚集帶來MAR外部性和Jacobs外部性，這兩種不同表現(xiàn)形式的知識溢出更有利于技術(shù)創(chuàng)新[5]，王群偉等發(fā)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新是促進碳排放效率提升最關鍵的因素[6]，這也間接證實產(chǎn)業(yè)聚集與碳排放效率之間的關聯(lián)。原毅軍等指出產(chǎn)業(yè)聚集可促進環(huán)境創(chuàng)新和綠色技術(shù)溢出，是改善環(huán)境效率的一種有效機制 [7]。武俊奎等提出產(chǎn)業(yè)聚集可以通過知識和信息外溢、共享基礎設施和資本勞動力市場等渠道來促進全要素生產(chǎn)率提高[8]。許士春等研究發(fā)現(xiàn)中國東部地區(qū)的碳排放效率最高，中部地區(qū)次之，而經(jīng)濟欠發(fā)達的西部地區(qū)最低[9]，由于產(chǎn)業(yè)聚集水平在東中西部地區(qū)呈由高到低的趨勢，表明中國產(chǎn)業(yè)聚集程度越高，碳排放效率越高。

上述研究雖然取得了一定成果，但未深入探討產(chǎn)業(yè)聚集影響碳排放效率的機理以及影響是否會有區(qū)域差異，本文將對此進行深入研究。

2制造業(yè)碳排放效率測度及分析

21超效率DEA模型

早期學者多采用單要素指標，如Sun JW提出用碳強度來衡量碳排放效率[10]。近年來，學者多采用全要素指標，如數(shù)據(jù)包絡分析法（DEA），將二氧化碳（CO2）視為污染物，作為投入要素或者非期望產(chǎn)出，同其他投入產(chǎn)出一起從全要素角度衡量碳排放效率。本文利用超效率DEA模型，按此模型測得的效率值可大于1，可實現(xiàn)對所有效率值大于1的決策單元進行排序，要優(yōu)于傳統(tǒng)DEA模型。

22研究指標及數(shù)據(jù)選取

本文中，制造業(yè)的CO2排放主要來自于生產(chǎn)過程中的化石能源消耗，運用2005～2014年中國30個省市自治區(qū)（因數(shù)據(jù)缺失，樣本未涵蓋香港、臺灣、澳門和西藏等地區(qū)）的煤炭、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然氣共7種能源消費數(shù)據(jù)進行計算。具體計算公式為[11]：

CO2it=∑（ECijt×EFj）（1）

式（1）中，CO2it為i地區(qū)t年的CO2排放總量；ECijt為i地區(qū)t年j能源的標準煤消耗量；EFj為j能源的CO2排放系數(shù)。由于數(shù)據(jù)的可獲得性，需要將各能源的實物量轉(zhuǎn)化為標準煤消耗量，各能源折算標準煤系數(shù)來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒2014》，CO2排放系數(shù)由IPCC（2006）計算得到[11]。

由于污染物與期望產(chǎn)出之間同增同減，類似于傳統(tǒng)生產(chǎn)函數(shù)中投入與產(chǎn)出的關系，且DEA要求投入物越少和期望產(chǎn)出越多即為技術(shù)越有效，而在碳排放效率評價中自然希望碳排放量越少越好，所以本文借鑒陳詩一的做法[12]將CO2視為投入變量。

本文選取的投入指標為CO2排放量、資本（分地區(qū)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)固定資產(chǎn)凈值）、勞動力（分地區(qū)制造業(yè)從業(yè)人數(shù)）和能源（分地區(qū)能源消費總量），產(chǎn)出指標為分地區(qū)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)主營業(yè)務收入。選取中國30個省市2005～2014年的面板數(shù)據(jù)為研究樣本，共300個觀察值。上述各變量數(shù)據(jù)來自2006～2015年的《中國工業(yè)經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》。

23測度結(jié)果及分析

采用基于投入導向的規(guī)模報酬不變的超效率DEA模型，利用EMS13軟件對數(shù)據(jù)進行分析，可得中國30個省市自治區(qū)、全國和四大區(qū)域①碳排放效率測度結(jié)果（如表1所示）。

碳排放效率年均值排名前十的依次是廣東、江蘇、內(nèi)蒙古、天津、上海、山東、北京、浙江、福建和江西。其中，廣東年均碳排放值都處在效率前沿面上，保持碳排放效率有效；江蘇除了2006年外其余均保持有效；上海2011年以后逐漸退出效率前沿面?？梢园l(fā)現(xiàn)，這些省市，除了內(nèi)蒙古和江西以外，其余均屬于東部地區(qū)。內(nèi)蒙古由于在低碳經(jīng)濟發(fā)展中擁有較豐富的自然資源，可以有效利用資源，發(fā)展清潔能源，碳排放效率較高；而江西在中部崛起戰(zhàn)略的推動下，可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強，于2012年進入效率前沿面。碳排放效率年均值最低的是貴州，僅為0453，另外排在后面的還有寧夏、陜西、青海和云南。

從四大區(qū)域的碳排放效率圖（如圖2）上看，樣本期間東部碳排放效率始終最高，其次是中部和東北部，兩地區(qū)相差不大，最后是西部始終最低。從變化趨勢來看，四大區(qū)域的碳排放效率都在緩慢增長，碳排放效率年均值東部最高為0971，其次是中部為0747，再次是東北部為0738，最后是西部為0634。

3產(chǎn)業(yè)聚集影響制造業(yè)碳排放效率的理論分析

產(chǎn)業(yè)聚集主要從以下四個方面影響制造業(yè)碳排放效率：

首先，產(chǎn)業(yè)聚集可以帶來知識溢出，有利于新知識、新技術(shù)的產(chǎn)生和擴散，從而促進碳排放效率提高。產(chǎn)業(yè)內(nèi)MAR溢出和產(chǎn)業(yè)間Jacobs溢出均證實在聚集區(qū)內(nèi)知識會流動得更快，更加有利于創(chuàng)新。制造業(yè)聚集區(qū)為企業(yè)使用新技術(shù)、新工藝和新管理方法等提供了一個良好的外部環(huán)境，通過使用新的資源節(jié)約技術(shù)和清潔能源等，促進碳排放效率提高。

其次，產(chǎn)業(yè)聚集可以帶來設施共享，減少基礎設施重復建設和使用，從而降低碳排放，提高碳排放效率。一方面，制造業(yè)聚集區(qū)企業(yè)可以共享能源供應設施，提高能源利用率，實現(xiàn)節(jié)能減排；另一方面，制造業(yè)聚集區(qū)可以共享環(huán)?；A設施，降低環(huán)保成本，減少能耗和碳排放，提高碳排放效率。

此外，產(chǎn)業(yè)聚集可以提升人力資本水平，促進碳排放效率提高。一方面，制造業(yè)聚集區(qū)可以吸引大量高技術(shù)專業(yè)化人才，提高技術(shù)創(chuàng)新能力，促進節(jié)能減排，提高碳排放效率。另一方面，制造業(yè)聚集區(qū)可以吸引大量熟練勞動力，提高勞動生產(chǎn)率和碳排放效率。

最后，產(chǎn)業(yè)聚集可以加劇競爭，迫使聚集區(qū)企業(yè)研發(fā)更多的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，提高碳排放效率。制造業(yè)聚集區(qū)內(nèi)競爭激烈，企業(yè)研發(fā)與創(chuàng)新速度都比較快，為了更好地走“綠色發(fā)展”道路，實現(xiàn)效益最大化，超越聚集區(qū)內(nèi)其他競爭對手，只有加速研發(fā)綠色環(huán)保技術(shù)，提高碳排放效率。

綜上所述，產(chǎn)業(yè)聚集可以促進碳排放效率提高，那么產(chǎn)業(yè)聚集可以帶來多大的影響，并且影響是否存在區(qū)域差異，本文將建立計量模型進行實證研究。

4產(chǎn)業(yè)聚集影響制造業(yè)碳排放效率的實證分析

41計量模型與數(shù)據(jù)說明

411計量模型

除了產(chǎn)業(yè)聚集以外，對外開放、產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)和環(huán)境規(guī)制也會影響碳排放效率。因此，引入上述變量作為控制變量，設定計量模型為：

lnEfficit=α+β1lnAggloit+β2lnOpenit+β3lnIndusit+β4lnEnvirit+ξit（2）

式（2）中，Effic為被解釋變量制造業(yè)碳排放效率；Agglo為核心解釋變量制造業(yè)聚集水平；Open、Indus和Envir分別為對外開放、產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)和環(huán)境規(guī)制；i和t分別為地區(qū)和年份；α、β和ξ分別為常數(shù)項、變量系數(shù)和殘差。

412變量說明

（1）制造業(yè)碳排放效率。采用本文中測得的制造業(yè)碳排放效率來衡量。

（2）制造業(yè)聚集水平。由于國家未發(fā)布規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)方面的詳細數(shù)據(jù)，因此借鑒楊洪焦等[13]和安士偉等[14]采取的調(diào)整方法，采用改進后的EG指數(shù)進行衡量。具體計算公式為：

γ=∑Mm（sm-xm）2/（1-∑Mmx2m）-∑Mm1nm（OutputmOutput）21-∑Mm1nm（OutputmOutput）2（3）

式（3）中，M為地區(qū)m的個數(shù)，Sm為地區(qū)m制造業(yè)就業(yè)人數(shù)與制造業(yè)總就業(yè)人數(shù)的比值，xm為地區(qū)m就業(yè)人數(shù)與全國總就業(yè)人數(shù)的比值，nm為地區(qū)m所擁有的制造業(yè)企業(yè)單位數(shù)，Outputm為地區(qū)m制造業(yè)主營業(yè)務收入，Output為全國制造業(yè)主營業(yè)務收入，γ值越大，制造業(yè)聚集水平越高。

（3）對外開放。出口貿(mào)易可以給一個國家或地區(qū)帶來創(chuàng)新溢出，出口廠商通過學習和商業(yè)聯(lián)系獲得技術(shù)外溢，使出口國使用更先進的技術(shù)，并且擴大的產(chǎn)品市場帶來激烈的國際競爭，督促企業(yè)積極創(chuàng)新，提高碳排放效率。本文用出口交貨值與規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)主營業(yè)務收入的比值來衡量一個地區(qū)的對外開放水平，預期會有正向影響。

（4）產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)。由于國有企業(yè)在機構(gòu)制度上的落后與局限性，使其在技術(shù)提升及效率改善方面處在落后地位，而非國有企業(yè)得益于組織結(jié)構(gòu)的簡單靈活性，基于利潤最大化會不斷改進技術(shù)進行創(chuàng)新，將促進碳排放效率提升。本文用國有及國有控股工業(yè)企業(yè)主營業(yè)務收入與規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)主營業(yè)務收入的比值來衡量產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)，預期會有負向影響。

（5）環(huán)境規(guī)制。隨著我國環(huán)境規(guī)制力度的加大，將會不斷迫使企業(yè)進行技術(shù)改革，研發(fā)節(jié)能減排技術(shù)，從而促進碳排放效率提高，借鑒Ben等的研究[15]，采用規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)主營業(yè)務收入與能源消費總量的比值來衡量環(huán)境規(guī)制力度，該指標值越大，意味著節(jié)能減排效果越明顯，環(huán)境規(guī)制力度越大。預期會有正向影響。

413數(shù)據(jù)來源

選取中國30個省級地理單元2005～2014年的變量數(shù)據(jù)作為樣本，數(shù)據(jù)來自2006～2015年的《中國統(tǒng)計年鑒》《中國工業(yè)經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》。

42產(chǎn)業(yè)聚集對制造業(yè)碳排放效率影響的實證結(jié)果

面板數(shù)據(jù)的估計方法有固定效應（FE）、隨機效應（RE）和可行的廣義最小二乘法（FGLS）。為了消除序列相關性和異方差性，使得到的結(jié)果更穩(wěn)健，一般以FGLS的估計結(jié)果為準，利用軟件Stata120分析回歸結(jié)果如表2所示。

觀察方程1，解釋變量系數(shù)符號與之前預期相符，可以得出結(jié)論：

首先，在控制了對外開放、產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)和環(huán)境規(guī)制等條件下，產(chǎn)業(yè)聚集對制造業(yè)碳排放效率有正向影響，且通過了5%的顯著性檢驗，并且當產(chǎn)業(yè)聚集度增加1%時，碳排放效率提高0022%，這表明中國制造業(yè)可以通過提高聚集度來提高碳排放效率，實現(xiàn)節(jié)能減排與經(jīng)濟增長雙贏，更好地走“綠色發(fā)展”道路；其次，對外開放對碳排放效率有正向影響，但未通過顯著性檢驗，這表明中國制造業(yè)可以通過積極參與出口和擴大出口量來獲得技術(shù)外溢，研發(fā)更多環(huán)保技術(shù)提高碳排放效率；此外，產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)對碳排放效率影響為負，且通過了10%的顯著性檢驗，并且當國有比重增加1%時，碳排放效率降低0041%，這表明中國制造業(yè)應積極鼓勵非國有經(jīng)濟發(fā)展，由市場決定企業(yè)優(yōu)勝劣汰，并督促國有企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新，使用環(huán)保技術(shù)，提高碳排放效率；最后，環(huán)境規(guī)制能夠明顯促進碳排放效率提高，且通過了1%的顯著性檢驗，并且當環(huán)境規(guī)制力度加大1%時，碳排放效率提高0287%，這表明中國制造業(yè)可以通過加大環(huán)境規(guī)制力度來督促企業(yè)節(jié)能減排，提高能源使用效率和碳排放效率。

43產(chǎn)業(yè)聚集對制造業(yè)碳排放效率影響的區(qū)域差異

由于我國四大區(qū)域產(chǎn)業(yè)聚集水平差異顯著，為了考察產(chǎn)業(yè)聚集對碳排放效率影響的區(qū)域差異，借鑒楊浩昌等[16]的做法，引入East虛擬變量，為區(qū)域控制變量，采用FGLS進行估計，估計結(jié)果如表2方程2所示?？梢缘贸鼋Y(jié)論：

產(chǎn)業(yè)聚集影響制造業(yè)碳排放效率的區(qū)域差異明顯，東部地區(qū)影響系數(shù)為0092（區(qū)域控制變量系數(shù)和其他地區(qū)系數(shù)之和）

ln Agglo對應0012與East×ln Agglo對應的0080***之和。

，且通過了1%的顯著性檢驗；而東北部和中西部地區(qū)影響系數(shù)為0012，且未通過顯著性檢驗，這表明東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)聚集的促進作用要明顯高于其他地區(qū)。由于東部地區(qū)擁有雄厚的經(jīng)濟基礎、區(qū)位優(yōu)勢、人力資本優(yōu)勢和政策傾斜，東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)聚集水平較高，更有利于碳排放效率的改善，而其他地區(qū)產(chǎn)業(yè)聚集水平較低。結(jié)合當前東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)聚集水平和碳排放效率明顯高于其他地區(qū)的事實，可以推導出，中國區(qū)域間碳排放效率的差距將進一步拉大。

44穩(wěn)健性檢驗

采用區(qū)位商[16]來衡量制造業(yè)聚集水平，對上述回歸結(jié)果進一步做穩(wěn)健性檢驗。

Aggloit=（Mit/Mt）/（Pit/Pt）（4）

式（4）中，Mit和Pit為地區(qū)i在t時刻所擁有的制造業(yè)從業(yè)人員數(shù)和就業(yè)人數(shù)，Mt和Pt為t時刻全國所擁有的制造業(yè)從業(yè)人員數(shù)和就業(yè)人數(shù)。該比值越大，制造業(yè)聚集程度越高，采用FGLS進行估計，估計結(jié)果如表3所示。

比較方程3與方程1，可以發(fā)現(xiàn)變量系數(shù)符號完全一致，即產(chǎn)業(yè)聚集促進碳排放效率提高，這進一步證實了本文的預期，也表明前面的總體回歸結(jié)果是穩(wěn)健的。比較方程4和方程2，可以發(fā)現(xiàn)變量系數(shù)符號完全一致，這也驗證了之前的分區(qū)域回歸結(jié)果是穩(wěn)健的。

5研究結(jié)論與政策啟示

本文基于中國2005～2014年的省級面板數(shù)據(jù)，利用超效率DEA模型對碳排放效率進行測度，然后研究了產(chǎn)業(yè)聚集對碳排放效率的影響及其區(qū)域差異，可以得出結(jié)論：

中國制造業(yè)整體碳排放效率2005～2014年穩(wěn)定上升，東部、中部、西部和東北部地區(qū)碳排放效率差異明顯；在控制了對外開放、產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)和環(huán)境規(guī)制等條件下，產(chǎn)業(yè)聚集顯著促進碳排放效率的提高；對外開放對碳排放效率也有一定促進作用，產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)對碳排放效率具有抑制作用，環(huán)境規(guī)制對碳排放效率有明顯促進作用；分區(qū)域比較分析發(fā)現(xiàn)，東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)聚集對碳排放效率有顯著正向影響，而其他地區(qū)的影響較小且不顯著。

根據(jù)以上結(jié)論，可以得出政策啟示：

首先，建設制造業(yè)聚集區(qū)。通過提高制造業(yè)聚集程度來促進碳排放效率提高；其次，轉(zhuǎn)移東部產(chǎn)業(yè)。由于東部地區(qū)制造業(yè)聚集水平及其促進作用明顯高于東北部及中西部地區(qū)，為了防止區(qū)域間碳排放效率的差距進一步擴大，中國政府部門應該制定一些合理的吸引東部地區(qū)企業(yè)向其他地區(qū)轉(zhuǎn)移的優(yōu)惠政策，推進制造業(yè)在中國四大區(qū)域間的合理分布，縮小中心與外圍地區(qū)差距；此外，發(fā)展中西東北部地區(qū)支柱產(chǎn)業(yè)。東北部及中西部地區(qū)經(jīng)濟落后，人才技術(shù)等資源較為有限，為了提高碳排放效率，應該選擇重點城市，做大做強支柱產(chǎn)業(yè)，圍繞支柱產(chǎn)業(yè)打造增長極，提高特色制造業(yè)聚集水平，從而促進碳排放效率提高；最后，擴大出口量，發(fā)展非國有經(jīng)濟和實施“綠色制造”。各地區(qū)尤其是東北部及中西部地區(qū)積極參與出口，學習其他國家或地區(qū)的先進技術(shù)；積極發(fā)展非國有經(jīng)濟，督促國有企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新；加大環(huán)境規(guī)制力度，嚴格監(jiān)管企業(yè)“綠色制造”，這些措施均可以提高碳排放效率。

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（責任編輯：李鏡）