治霾背景下物流業(yè)碳排放研究

王富忠

(浙江科技學(xué)院 經(jīng)濟與管理學(xué)院，杭州 310023)

霧鎖半邊天，治霾不容緩[1]。當(dāng)億萬國人翹首以盼治霾的時候，碳減排的意義就顯得尤其重要。近年來，關(guān)于碳減排的研究得到了廣泛的重視。驅(qū)動碳排放的核心動力是能源消費總量[2]。從2006年開始，中國的碳排放總量就已位居世界第一。在2009年的哥本哈根世界氣候變化大會上，中國明確提出，2020年單位GDP碳減排目標(biāo)要在2005年的基礎(chǔ)上下降40%～45%，碳減排壓力巨大。針對這一減排目標(biāo)，有研究者進行了預(yù)測，如林伯強等[3]預(yù)測2020年單位GDP二氧化碳排放量較2005年可以下降43.5%。也有些研究者提出了碳減排的措施，如楊超等[4]提出征收碳稅是控制溫室氣體排放、應(yīng)對氣候變化的有效措施。在地區(qū)差異性方面，趙慧卿等[5]研究表明，中國碳排放存在由資源富裕區(qū)域向沿海發(fā)達地區(qū)轉(zhuǎn)移、由沿海向中部區(qū)域轉(zhuǎn)移的基本特征。物流業(yè)與治霾、碳減排主題緊密相關(guān)的國內(nèi)外研究大多集中于生態(tài)物流對治霾的作用[6-7]、物流業(yè)碳排放[8-12]、低碳物流發(fā)展[13-15]等方面。文獻[16-18]認為低碳技術(shù)或物流活動低碳化有利于抑制碳排放的增加，物流企業(yè)的低碳收益將成為低碳化的重要影響因素。綜合以上文獻可以看出，目前國內(nèi)外圍繞低碳物流已做了一些研究，鑒于物流業(yè)的特殊地位以及對經(jīng)濟的重要貢獻，發(fā)展物流業(yè)的同時也應(yīng)控制該產(chǎn)業(yè)的碳排放和碳強度，對這一問題進行深入研究是非常有必要的。

1 理論分析

1.1 能源替代的動力

能源替代的動力在于能源成本的減少。以此為切入點，先考慮能源的簡單替代，將物流業(yè)中使用的能源分成兩大類集合體，即消費高碳能源Eh和低碳能源El。從科技進步與節(jié)能減排的角度來看，以汽油、柴油為代表的高碳能源終將枯竭，因而未來低碳能源(如電力、天然氣)必然會逐漸替代高碳能源。設(shè)EC為物流業(yè)能源成本，Phe、Ple分別為高碳、低碳能源的價格，則物流業(yè)能源成本為：

EC=Ple×El+Phe×Eh。

針對確定的物流業(yè)務(wù)量，物流運作中同時消費低碳和高碳能源以完成這些物流業(yè)務(wù)量。當(dāng)?shù)吞寄茉刺娲咛寄茉磿r，即Eh減少ΔE，El增加ΔE，實際上從能源的效率來看，低碳能源根本不會增加ΔE這么多，例如，行駛相同的距離，電動車輛所耗用的電力遠小于柴油車輛所耗用的柴油，El增加ΔE是為了研究方便而設(shè)定的，如果El增加幅度小于ΔE，則能源成本會下降得更多。設(shè)EC′為變化后的物流業(yè)能源成本。此時有：

EC′=Ple×(El+ΔE)+Phe×(Eh-ΔE)=Ple×El+Phe×Eh+ΔE(Ple-Phe)。

若仍將能源劃分為高碳、低碳兩大類，q(i)用Eh表示，q(j)用El表示，p(i)用Phe表示，p(j)用Ple表示，則高碳能源、低碳能源的替代方程可寫為：Eh=El(Phe/Ple)1/(1-ρ)。只有當(dāng)ρ→0時，即物流業(yè)完全偏好于低碳能源時，有Eh=El(Phe/Ple)。從而可以看出，從理論上可用El(Phe/Ple)來近似替代Eh。鑒于低碳能源的價格較為便宜，針對確定的物流業(yè)務(wù)量，只要增大低碳能源的使用，物流業(yè)的能源成本將下降。

從投入要素來看，物流業(yè)的投入要素分為資本、勞動、能源等，如果能源成本能夠下降，則物流企業(yè)就愿意投入更多的低能耗技術(shù)設(shè)備，如電動小貨車、電力叉車、電動搬運車、天然氣動力卡車等。因此，能源成本的下降是能源替代的動力。隨著科技的進步，低能耗技術(shù)設(shè)備的性能將會越來越好，價格也會越來越實惠，這有利于加快物流產(chǎn)業(yè)變革，驅(qū)動物流業(yè)朝低碳化方向發(fā)展。

1.2 低碳能源消費需求

在C-D函數(shù)中將資本K分為實物資本K1和金融資本K2，C-D函數(shù)寫為Y=f(K1,K2,L)，其中Y為產(chǎn)出，L為勞動投入量。筆者受此啟發(fā)，將兩大能源要素單列，設(shè)物流業(yè)C-D函數(shù)為：Y=f(K,L,Eh,El)，數(shù)學(xué)式為：

(1)

式(1)中：A為技術(shù)進步；α、β、γh、γl分別為資本、勞動、高碳能源、低碳能源的產(chǎn)出彈性。設(shè)資本、勞動、高碳能源、低碳能源的價格分別為PK、PL、Phe、Ple，則物流業(yè)各要素總投入最小化函數(shù)及約束條件為：

根據(jù)拉格朗日函數(shù)的一階條件，求解得到：

這是高碳、低碳兩類能源并存時的物流業(yè)對低碳能源El的需求量，它與技術(shù)進步、各類投入要素的價格及產(chǎn)出彈性均有關(guān)聯(lián)。若低碳能源完全替代高碳能源時，高碳能源的產(chǎn)出彈性趨向于0，則El函數(shù)式變?yōu)椋?/p>

若低碳能源完全替代高碳能源，上式中El不再受高碳能源價格及其產(chǎn)出彈性系數(shù)的影響。當(dāng)然，這是一個極端的情況，低碳能源在短時期內(nèi)很難完全替代高碳能源。因而隨著低碳能源逐漸替代高碳能源，可以肯定的是：高碳能源的產(chǎn)出彈性將下降，對物流業(yè)的貢獻將減少；而低碳能源的產(chǎn)出彈性將上升，對物流業(yè)的貢獻將增加。

1.3 能源消費與能源強度

自2000年以來，物流業(yè)能源消費量呈現(xiàn)較快的增長勢頭，這是由于物流業(yè)是依賴能源程度較高的一個產(chǎn)業(yè)。在2000年，物流業(yè)能源消費量為11 241.59萬t標(biāo)準煤，而到2016年，則上升到39 651.21萬t標(biāo)準煤，年均增長率約為8.2%。物流業(yè)消費了大量的能源，也創(chuàng)造了生產(chǎn)總值。就當(dāng)前而言，物流業(yè)已經(jīng)對國家經(jīng)濟有了較大的貢獻。物流業(yè)的能源使用效率究竟如何，本文測度了它的能源強度，如圖1所示。

圖1 物流業(yè)能源強度Fig.1 Energy intensity of logistics industry

由圖1可知，在2000—2016年期間，物流業(yè)的能源強度平減值總體是上升的。如果以名義值觀察2000—2016年期間物流業(yè)的能源強度則會得出錯誤的結(jié)論。只有對物流業(yè)生產(chǎn)總值平減之后計算得到的物流業(yè)能源強度才是有效的。由此可以看出，物流業(yè)能源強度在2000—2016年期間基本上是穩(wěn)中上升的，反映出在2000年以后，物流業(yè)消費了大量的能源卻未能獲得更大規(guī)模的產(chǎn)出，這說明該產(chǎn)業(yè)的能源使用效率是下降的。

1.4 碳排放與碳強度

為計算碳排放量，我們借鑒馬越越等[14]的方法進行計算，對各分項能源的碳排放量進行單獨計算后做匯總。物流業(yè)消費的分項能源包括汽油、柴油、天然氣、電力等，各分項能源和碳排放系數(shù)等數(shù)據(jù)均可以在《中國能源統(tǒng)計年鑒》和IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change，政府間氣候變化專業(yè)委員會)中找到，據(jù)此就可以計算出物流業(yè)的碳排放量。設(shè)CIi=Ci/LGDPi為物流業(yè)碳強度，其中Ci、LGDPi分別表示第i個省份(或直轄市)物流業(yè)碳排放量、物流業(yè)實際生產(chǎn)總值，i=1，2，…，30(由于西藏的數(shù)據(jù)不完整，故沒有包含)。計算得到2016年各地區(qū)(省、直轄市、自治區(qū))物流業(yè)碳強度的數(shù)據(jù)，如圖2所示。

圖2 物流業(yè)碳強度Fig.2 Carbon intensity of logistics industry

在圖2中，2016年物流業(yè)碳強度最低的是河北、天津，最高的是云南。從圖2還可以看出，東部地區(qū)省份的物流業(yè)碳強度總體上低于中西部地區(qū)省份。這與東部地區(qū)的物流基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān)，東部地區(qū)的運輸網(wǎng)絡(luò)較為發(fā)達，物流的通暢性較好，因而使得東部地區(qū)的物流業(yè)碳強度相對較低。

從以上的理論分析中可以看出，物流業(yè)存在著能源替代的動力，才使得物流業(yè)對低碳能源有著更多的需求，這對物流業(yè)碳強度的抑制有著較大的幫助。

2 物流業(yè)碳強度的實證檢驗

2.1 碳強度的影響因素

以下從能源結(jié)構(gòu)、外貿(mào)、內(nèi)貿(mào)、政策驅(qū)動四個方面探討它們對物流業(yè)碳強度的影響，它們是影響物流業(yè)碳強度的主要因素。

2.1.1 能源結(jié)構(gòu)

不同的能源燃燒之后釋放出不同的碳排放量，高碳能源(如汽油、柴油)燃燒之后的碳排放量較高，而低碳能源(如電力、天然氣)燃燒之后產(chǎn)生的碳排放量相對較低。故物流業(yè)不同的能源結(jié)構(gòu)會對碳排放量產(chǎn)生很大的影響。隨著電動小貨車、電動叉車、電動搬運車以及天然氣動力卡車的投入使用，低碳能源在物流業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。本文以物流業(yè)消費的低碳能源在物流業(yè)能源消費中的占比來體現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的變化。我們認為，能源結(jié)構(gòu)的變化會對物流業(yè)碳強度產(chǎn)生顯著的影響。

2.1.2 外貿(mào)進出口

自21世紀以來，中國的外貿(mào)進出口增長較快。由于外貿(mào)受世界經(jīng)濟環(huán)境以及貿(mào)易往來國的影響較大，特別在2008年金融危機中，中國的外貿(mào)出現(xiàn)了負增長。隨后，自2009年開始，中國的外貿(mào)進出口增長速度為正但有所放緩，但總體上是呈上升趨勢的。外貿(mào)進出口的增長會提升物流的業(yè)務(wù)量，而中國的物流業(yè)無效空駛的情況還相對比較嚴重，使得物流業(yè)能源利用效率還不高，因此，外貿(mào)進出口的增長會提高物流業(yè)碳強度。

2.1.3 內(nèi)貿(mào)發(fā)展

相比內(nèi)貿(mào)，中國的傳統(tǒng)是更加重視外貿(mào)，而自2008年金融危機之后，這一觀點有所改變?；谥袊嫶蟮娜丝诨鶖?shù)以及近年來經(jīng)濟的高速發(fā)展，拉動內(nèi)需被各級政府所重視。在通常情況下，研究人員會選擇社會消費品零售總額作為內(nèi)貿(mào)發(fā)展程度的標(biāo)志，本文也這樣選取。在2000年，中國的社會消費品零售總額為39 105.7億元，2016年則為33 2316.3億元，年均增長率為14.31%。內(nèi)貿(mào)的發(fā)展也會提升物流的業(yè)務(wù)量，促進物流業(yè)能源消費，進而提高物流業(yè)碳強度。

2.1.4 政策驅(qū)動

在2009年之前，中國物流業(yè)的低碳技術(shù)設(shè)備(如天然氣動力卡車、電力小貨車、電動叉車等)的使用較少。2009年，物流業(yè)被列為十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃之一。自此，物流業(yè)在國家戰(zhàn)略層面受到中央政府的高度重視。物流業(yè)之所以受到高度重視，是因為物流業(yè)是國民經(jīng)濟的大動脈，關(guān)系到各行各業(yè)的發(fā)展。自2010年以來，中國物流業(yè)中的各類低碳技術(shù)設(shè)備的使用增長較快。再者，中國已于2010年開始在物流業(yè)中將液化天然氣單獨分類列入《中國能源統(tǒng)計年鑒》中。這些均說明物流業(yè)自2010年開始實施低碳化作業(yè)的情況越來越多。于是，我們以2010年為時間節(jié)點作分段，將2010年為物流業(yè)政策驅(qū)動開始發(fā)力的年份，以此為分界點來討論政策驅(qū)動對物流業(yè)碳強度的影響。

2.2 模型的構(gòu)建及數(shù)據(jù)來源

按照以上的分析，我們用CI表示物流業(yè)碳強度。用LC表示物流業(yè)低碳能源在能源消費中的占比，用來體現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的改變。用DT表示內(nèi)貿(mào)增長，用FT表示外貿(mào)增長，后兩個變量分別用各自的增長率為基礎(chǔ)，進行了指數(shù)化處理。用PD表示政策驅(qū)動，其值在2009年及之前年份為0，2010年及之后年份為1。除PD外，其他各變量均取對數(shù)，以消除模型中可能存在的異方差。計量模型設(shè)定如下：

lnCIit=α+β1lnLCit+β2lnDTit+β3lnFTit+β4PDit+εit。

(2)

式(2)中：α為常數(shù)項；β1～β4分別為自變量的系數(shù)；εit為擾動項；i為地區(qū)；t為年份。

在本文選取的樣本數(shù)據(jù)中，為了確保數(shù)據(jù)統(tǒng)計口徑的一致性，數(shù)據(jù)來自各年的《中國能源統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》。由于部分年份的數(shù)據(jù)無法獲取或不完整，數(shù)據(jù)時間段定為2004—2016年，共包括30個地區(qū)(省、直轄市、自治區(qū))的390個樣本。

2.3 碳強度的實證檢驗

針對模型，為了更好地解決面板數(shù)據(jù)中的自相關(guān)和同期相關(guān)等問題，我們通過可行廣義最小二乘法估計(FGLS)，得到如表1所示的結(jié)果。

表1 模型的回歸結(jié)果Table 1 Regression results of model

注：在FGLS估計結(jié)果中，括號里的數(shù)值是z統(tǒng)計量，表中的結(jié)果為使用穩(wěn)鍵標(biāo)準差的回歸結(jié)果，***、**和*分別表示1%、5%和10%的顯著性水平。數(shù)據(jù)分析工具為Stata11.0軟件。

在表1中，處理了自相關(guān)和同期相關(guān)等問題之后，結(jié)果比較理想且可靠。結(jié)果顯示，能源結(jié)構(gòu)的低碳化對物流業(yè)碳強度有顯著的負影響，說明物流業(yè)實現(xiàn)低碳化發(fā)展路徑是必要的，本文的實證分析也證明這是可行的。內(nèi)貿(mào)、外貿(mào)對物流業(yè)碳強度有顯著的正影響，雖然內(nèi)貿(mào)、外貿(mào)可以促進物流業(yè)發(fā)展，但鑒于與內(nèi)貿(mào)、外貿(mào)相關(guān)的物流業(yè)務(wù)消費了大量能源，而物流業(yè)能源利用效率不高，因而使得內(nèi)貿(mào)、外貿(mào)提升了物流業(yè)碳強度。政策驅(qū)動也有利于物流業(yè)朝低碳化方向發(fā)展。交叉效應(yīng)表明，受物流產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃的政策驅(qū)動以及新能源汽車被列為十大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，政策的疊加更有助于抑制物流業(yè)碳強度。隨著新能源車輛的投入使用，物流業(yè)使用電力、天然氣等低碳能源的現(xiàn)象已越來越普遍，小貨車掘金物流最后一公里的情況也越來越多，這都是在政策驅(qū)動下物流業(yè)所呈現(xiàn)的低碳化效果。

3 物流業(yè)碳減排措施的討論

以上實證分析表明，能源結(jié)構(gòu)的低碳化和政策驅(qū)動有利于降低物流業(yè)碳強度。以下在物流作業(yè)、政府管制、市場化調(diào)節(jié)等方面探討一些可行的操作或策略，以此來降低物流業(yè)碳排放。

在物流作業(yè)方面，除了廣泛使用新能源車輛之外，還應(yīng)加快行業(yè)貨運設(shè)備標(biāo)準化、國際化、通用化進程，如標(biāo)準化的集裝箱和托盤等貨運設(shè)備可通用于公路和鐵路運輸，電動搬運車、電動叉車、機械人等裝卸搬運設(shè)備的投入使用可形成低碳裝卸搬運，使用自動化倉儲技術(shù)可形成低碳倉儲。物流企業(yè)還應(yīng)該有意識地使用一些節(jié)能設(shè)備，如節(jié)能燈，這些都有利于減少能源消費，有助于碳減排。隨著新能源技術(shù)的飛速發(fā)展，低碳技術(shù)設(shè)備的性能越來越好，物流企業(yè)廣泛使用低碳技術(shù)和節(jié)能設(shè)備的日子正在到來。在中國碳減排壓力巨大的今天，物流業(yè)作為碳排放的大戶，應(yīng)有強烈的社會責(zé)任感，為國家排擾解難。因此，物流企業(yè)應(yīng)肩負起責(zé)任，在企業(yè)層面執(zhí)行低碳作業(yè)，走低碳化之路，為中國的碳減排做出應(yīng)有的貢獻。

在政府管制方面，政府的行政手段也可以用來解決物流業(yè)碳強度過高的問題。例如，只要國家制定好物流業(yè)碳強度的管制數(shù)值，各地方政府就會重視物流業(yè)的低碳發(fā)展。如果某一個省份的物流業(yè)碳強度超出了政府管制的數(shù)值，中央政府則應(yīng)加強監(jiān)管和控制。我們認為，政府行政手段在控制物流業(yè)碳強度方面應(yīng)該是可行的，它可以改變物流業(yè)高能耗粗放式發(fā)展的局面，有利于物流業(yè)產(chǎn)業(yè)變革，促進物流業(yè)低碳技術(shù)的投入使用，形成有效的碳減排。

在市場化調(diào)節(jié)方面，市場化方式調(diào)節(jié)碳排放已初步形成較為系統(tǒng)的理論，如碳交易理論和碳稅理論。在碳交易體系中，政府相關(guān)部門首先設(shè)定二氧化碳排放的總額，然后將總額分配給企業(yè)，超額排放企業(yè)需借助碳交易市場購買碳排放權(quán)。在碳稅方面，碳稅是指針對二氧化碳排放所征收的稅，它也是市場調(diào)控機制。據(jù)此我們認為，碳交易和碳稅這兩種市場化調(diào)節(jié)方式在理論上也是有助于物流業(yè)碳減排。但考慮到現(xiàn)實情況，碳交易在中國才剛剛興起，自2013年以來，深圳、上海、北京、廣州先后進入正式碳交易階段，但很少涉及物流企業(yè)。碳稅的設(shè)置目前只是一個構(gòu)想，具體的實施還涉及諸多的問題。因而，依靠碳交易和碳稅這兩種市場化調(diào)節(jié)方式來促進物流業(yè)碳減排還需要有很長的路要走。

從以上的討論中我們發(fā)現(xiàn)，物流作業(yè)方面的碳減排最容易實施，而政府管制在理論上也是可以實施的。就像歐盟一樣，自2012年起，凡是進出歐盟以及在歐盟內(nèi)部航線飛行的航空公司(包括外國航空公司)，都將被納入碳排放交易配額制中，即航空公司將被分配一定的溫室氣體排放額度，超過配額將收取巨額罰款。歐盟的行為其實就是一種政府管制行為。因而，我們認為，物流業(yè)碳減排的政府管制應(yīng)該可行。低碳經(jīng)濟、治霾時代的到來，物流業(yè)低碳化是一個不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。因此，物流業(yè)應(yīng)加強提升能源利用效率，充分利用低碳能源，使用低碳技術(shù)設(shè)備等是利已利國的。對于千千萬萬的物流企業(yè)，政府應(yīng)引導(dǎo)它們在條件允許的情況下，在企業(yè)范圍內(nèi)實行節(jié)能減排，以達到節(jié)能增效、利于治霾的目的。

4 結(jié) 語

本文探討了能源替代的動力、低碳能源消費需求，數(shù)理分析表明，能源成本下降是能源替代的動力源泉，高碳能源會被低碳能源逐漸替代。物流業(yè)的能源強度總體呈上升趨勢，這表明物流業(yè)能源利用效率不高，為此構(gòu)建了以能源結(jié)構(gòu)、內(nèi)貿(mào)、外貿(mào)、政策驅(qū)動為解釋變量的計量方程，共同探討它們對物流業(yè)碳強度的影響。研究表明，能源結(jié)構(gòu)的低碳化有利于降低物流業(yè)碳強度，內(nèi)貿(mào)、外貿(mào)的增長促進了物流業(yè)碳強度，而物流業(yè)的政策驅(qū)動因素有利于降低物流業(yè)碳強度。因此，建議政府：引導(dǎo)物流企業(yè)將新能源技術(shù)設(shè)備應(yīng)用于物流作業(yè)中，對大規(guī)模實施低碳作業(yè)的物流企業(yè)進行表彰和宣傳；而作為能源不豐富的省份(如浙江省)，更應(yīng)加強低碳能源技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用，走低碳發(fā)展之路；同時，在發(fā)展物流業(yè)時，地方政府應(yīng)打造低碳物流集聚經(jīng)濟和規(guī)模經(jīng)濟，以更有效更經(jīng)濟地服務(wù)于內(nèi)貿(mào)、外貿(mào)行業(yè)。如果能這樣堅持下去，假以時日，物流業(yè)能得到良好的發(fā)展，碳強度也會得到降低。