第二產(chǎn)業(yè)能源效率對京津冀環(huán)境質(zhì)量影響研究

鄧天 張華

摘要：為研究第二產(chǎn)業(yè)能源效率對京津冀環(huán)境質(zhì)量的影響機制，本研究基于2003-2017年京津冀地區(qū)能源消費和污染排放等面板數(shù)據(jù)，通過單要素能源效率測算法和熵值法測算第二產(chǎn)業(yè)能源效率并進(jìn)行環(huán)境污染綜合評價，利用FGLS模型實證分析第二產(chǎn)業(yè)能源效率和環(huán)境污染之間的關(guān)系。結(jié)果表明第二產(chǎn)業(yè)能源效率和環(huán)境污染之間存在著“U”型關(guān)系和倒“N”型關(guān)系。在能源效率低水平期，顯著的能源效率提高能有效抑制環(huán)境污染水平;能源效率提高帶來的經(jīng)濟效益促使部分落后地區(qū)大力發(fā)展高能耗產(chǎn)業(yè)以產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟效益，這直接導(dǎo)致能源消費總量劇增，進(jìn)而導(dǎo)致環(huán)境惡化;能源效率進(jìn)一步提升帶來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)升級等因素最終又抑制了環(huán)境的惡化。因此提升京津冀地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)能源效率，轉(zhuǎn)變能源消費結(jié)構(gòu)，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是京津冀地區(qū)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

Abstract： To study the influence mechanism of energy efficiency of secondary industry on environmental quality in Beijing-Tianjin-Hebei region， based on the panel data of energy consumption and pollution emissions in Beijing-Tianjin-Hebei region from 2003 to 2017， this study calculates the energy efficiency of the secondary industry through single-factor energy efficiency method and comprehensive assessment of environmental pollution through improved entropy method. Then FGLS model is used to empirically analyze the relationship between energy efficiency of secondary industry and environmental pollution. The results show that there is a U-shaped relationship and an inverted N-shaped relationship between energy efficiency of secondary industry and environmental pollution. In the period of low energy efficiency， the significant improvement of energy efficiency can effectively restrain the environmental pollution level. The economic benefits brought by the improvement of energy efficiency promote the development of energy-intensive industries in some backward areas to generate economies of scale， which directly leads to the increase of total energy consumption and further leads to environmental degradation. However， factors such as industrial restructuring and technological upgrading brought by further improvement of energy efficiency will finally restrain the environmental deterioration. Therefore， improving the energy efficiency of secondary industry， changing the energy consumption structure and adjusting the industrial structure are the inevitable choices for the coordinated and sustainable development of Beijing-Tianjin-Hebei region.

關(guān)鍵詞： 第二產(chǎn)業(yè)能源效率;京津冀;環(huán)境污染綜合評價指數(shù)

Key words： energy efficiency of secondary industry;Beijing-Tianjin-Hebei region;comprehensive evaluation index of environmental pollution

中圖分類號：F206? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）21-0254-04

0? 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，中國工業(yè)得到爆發(fā)性的發(fā)展，第二產(chǎn)業(yè)作為經(jīng)濟發(fā)展的主要動力之一，對環(huán)境的影響愈發(fā)顯著。自十三屆全國人大一次會議以來，政府針對提升第二產(chǎn)業(yè)能耗優(yōu)化做了大量工作。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，與2010年相比2017年萬元GDP能耗北京、天津、河北分別累計下降31.5%、35.0%、34.5%。區(qū)域能源效率持續(xù)上升;與2013年相比，2017年京津冀地區(qū)、長三角地區(qū)和珠三角地區(qū)PM2.5年平均濃度分別下降39.6%、34.3%和27.7%?？梢?，能源效率的提升對環(huán)境污染有著一定的抑制作用。當(dāng)前我國對能源的消費需求只增不減，在能源轉(zhuǎn)型和發(fā)展的時代背景下，提升能源效率是提高經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量重要途徑。顯然，作為污染主要來源的第二產(chǎn)業(yè)，研究其能源效率與環(huán)境污染的影響機制對于京津冀地區(qū)加快落實綠色發(fā)展理念，實現(xiàn)清潔、低碳、高效的可持續(xù)發(fā)展道路具有重要的現(xiàn)實意義。

1? 文獻(xiàn)綜述

從目前研究現(xiàn)狀來看，較多的成果從能源效率的單要素和全要素兩方面的變動因素出發(fā)，研究環(huán)境規(guī)制對能源效率的影響機制，研究結(jié)論大多分為三類。

①“促進(jìn)論”，即環(huán)境規(guī)制有利于能源效率的提升。如彭代彥等[1]運用Tobit面板數(shù)據(jù)處理方法研究我國各地區(qū)全要素能源效率之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)環(huán)境規(guī)制有利于提升全要素能源效率。

②“抑制論”，即環(huán)境規(guī)制或環(huán)境規(guī)制與其他要素作用下會抑制能源效率的提高。尤濟紅等[2]研究發(fā)現(xiàn)無論是從單要素能源效率還是全要素能源效率角度出發(fā)，政府環(huán)境規(guī)制均不利于新疆能源效率的提高，且該抑制作用不僅體現(xiàn)在當(dāng)期，在滯后3期仍然顯著。

③“非線性論”，即環(huán)境規(guī)制和能源效率之間存在非線性影響機制[3-4]。在能源效率對環(huán)境污染的相關(guān)研究中，大多數(shù)結(jié)論認(rèn)為能源效率基本不存在著對環(huán)境水平的直接影響，能源效率對環(huán)境質(zhì)量的影響多是間接且較為復(fù)雜的[5-7]。

在能源效率的測算方法方面，目前國內(nèi)外學(xué)者對能源效率的測度方法主要分為三種，分別是單要素能源效率方法、全要素能源效率方法以及隨機前沿分析法。最早出現(xiàn)的是單要素能源效率方法該方法在宏觀上反映了能源與環(huán)境的影響關(guān)系，測算方法簡單易統(tǒng)計，但缺點是僅將能源作為單一的投入要素進(jìn)行分析，缺乏客觀全面性。隨后Hu和Wang對能源效率的測度方法提出改進(jìn)意見，率先提出全要素能源效率測度方法[8]。然而在全要素框架下，能源被作為一種類似資本、勞動的要素被投入計算，能源效率缺乏了能源的內(nèi)涵[9]。第三種主流方法是隨機前沿分析法，相比于DEA模型，隨機前沿分析法能較好地克服隨機性誤差對結(jié)果的影響。

通過文獻(xiàn)梳理可以發(fā)現(xiàn)：

①較多成果研究的是環(huán)境約束對能源效率的影響關(guān)系或環(huán)境約束、能源效率和經(jīng)濟發(fā)展三者的影響關(guān)系，研究能源效率對環(huán)境污染影響的成果較少。

②在能源效率的測算方面，單要素能源效率測算方法逐漸被忽視，但其計算簡潔、結(jié)果直觀的優(yōu)點仍然可以被加以運用。

2? 數(shù)據(jù)說明與測算

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究所選取的數(shù)據(jù)由《北京市統(tǒng)計年鑒》、《天津市統(tǒng)計年鑒》、《河北省經(jīng)濟年鑒》、《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國城市統(tǒng)計年鑒》整理而成。少量缺失值采用插補法擬合生成。

2.2 被解釋變量選取與測算

為綜合反映京津冀地區(qū)的環(huán)境污染狀況，本研究從大氣污染、固體污染、水污染三個角度出發(fā)，分別選取人均工業(yè)二氧化硫、人均工業(yè)煙（粉）塵、人均工業(yè)固體廢物、人均工業(yè)廢水排放量四個指標(biāo)。選擇二氧化硫和工業(yè)煙（粉）塵用來衡量大氣情況的原因為兩者都是“十二五”與“十三五”規(guī)劃綱要中出現(xiàn)的主要污染物。此外，工業(yè)廢水和工業(yè)固體廢物作為衡量指標(biāo)也得到絕大部分學(xué)者認(rèn)可[10-12]。

在方法的選取方面，相比于主觀賦權(quán)法，熵值法利用所提供的各項指標(biāo)觀測值的信息來確定指標(biāo)權(quán)重，能有效避免權(quán)重賦予時的主觀性，適合用于本研究對環(huán)境污染綜合評價指數(shù)的構(gòu)建。為體現(xiàn)環(huán)境污染指數(shù)的時間趨勢效益，本文在數(shù)據(jù)的處理上將熵值法運用了兩次以對結(jié)果進(jìn)行修正。

經(jīng)過計算，京津冀地區(qū)環(huán)境污染綜合評價指數(shù)變化趨勢如圖1所示。

2.3 核心解釋變量說明與測算

能源效率（EE）為本研究的主要解釋變量。關(guān)于能源效率的測算本文選取了單要素能源效率測算方法。為了彌補該方法不能完全反映能源效率構(gòu)成要素的缺點，本文在構(gòu)建模型中引入其它控制變量來反映能源效率受到的經(jīng)濟環(huán)境、社會環(huán)境等因素的影響。

2.4 控制變量說明

①經(jīng)濟發(fā)展水平（PGDP）：選取京津冀地區(qū)2003-2017年的人均GDP作為經(jīng)濟發(fā)展水平的衡量指標(biāo)。為取得每年GDP的實際值，本文以2000年為基期利用平減指數(shù)對人均GDP進(jìn)行計算。

②產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（IS）：工業(yè)化的進(jìn)程間接反映了區(qū)域經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，其中造成環(huán)境污染與破壞的主要產(chǎn)業(yè)為高能耗的工業(yè)與制造業(yè)?；诰┙蚣降貐^(qū)的污染排放特性，選擇第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值與GDP的比重作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的代理變量引入分析模型之中。

③環(huán)境規(guī)制（ER）：環(huán)境污染治理政策，污染治理投資完成額等對改善環(huán)境有較大的影響作用，本文借鑒相關(guān)文獻(xiàn)[13]的方法，將工業(yè)污染治理費用作為環(huán)境規(guī)制的代理變量并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行人均處理。

④城鎮(zhèn)化進(jìn)程（UR）：有研究認(rèn)為人口城鎮(zhèn)化與土地城鎮(zhèn)化都明顯促進(jìn)了環(huán)境的污染，其與環(huán)境污染呈現(xiàn)正向效應(yīng)[14]，但城鎮(zhèn)化進(jìn)程中隨著人們綜合素質(zhì)的提升也會對自然環(huán)境產(chǎn)生正向的促進(jìn)作用。因此本文將城鎮(zhèn)化率作為衡量城鎮(zhèn)化進(jìn)程的代理指標(biāo)。

⑤對外貿(mào)易水平（OPEN）：對外貿(mào)易的發(fā)展可能帶來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和技術(shù)效應(yīng)外溢可能會抑制環(huán)境的惡化，并有一些學(xué)者認(rèn)為對外貿(mào)易水平和環(huán)境污染之間存在著倒“U”型關(guān)系[15]。本文將實際利用外資與總產(chǎn)值的比重作為衡量對外貿(mào)易水平指標(biāo)。

3? 模型設(shè)定

本文通過京津冀地區(qū)2003年-2017年的面板數(shù)據(jù)分析能源效率對環(huán)境污染的影響。為探究能源效率是否對環(huán)境污染存在非線性的影響機制，本文將能源效率的平方項、次方項加入模型分析之中。為減少變量之間異方差所帶來的影響，對所有變量進(jìn)行了取對數(shù)處理，建立回歸方程如下：

4? 實證分析

4.1 單位根檢驗

為避免出現(xiàn)“偽回歸”現(xiàn)象，首先應(yīng)對各變量序列進(jìn)行單位根檢驗，結(jié)果如表1所示。由表1可知，大部分原始變量不存在平穩(wěn)性，但都在經(jīng)過一階差分后轉(zhuǎn)變?yōu)橐浑A單整序列。

4.2 回歸結(jié)果及解釋

4.2.1 回歸結(jié)果

本文在進(jìn)行回歸時，首先僅將能源效率這一指標(biāo)作為解釋變量進(jìn)行回歸，得到基準(zhǔn)結(jié)果。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步加入控制變量，以對模型進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗?；貧w結(jié)果如表2所示。

從模型（1）的基準(zhǔn)回歸可知，能源效率的一次項系數(shù)為負(fù)，而二次項的系數(shù)為正，解釋變量都通過10%的顯著性水平檢驗。在加入控制變量后，能源效率的一次項、二次項系數(shù)正負(fù)性并未發(fā)生變化，且均通過5%的顯著性水平檢驗。說明能源效率對環(huán)境污染影響存在著一個先抑制后促進(jìn)的作用機制。從模型（2）可看出，在加入能源效率的三次項變量及控制變量后，能源效率的一次項，二次項系數(shù)與模型（1）一致，且三次項系數(shù)為負(fù)，均通過5%的顯著性檢驗。說明能源效率對環(huán)境污染存在著一個先抑制后促進(jìn)再抑制的過程。但由于基準(zhǔn)回歸時能源效率一次項、二次項系數(shù)發(fā)生變化，說明能源效率此時作為核心解釋變量并不穩(wěn)健。

4.2.2 回歸結(jié)果解釋與討論

①京津冀地區(qū)能源效率對環(huán)境污染程度的“U”型影響。在京津冀地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)能源效率較低水平期，二產(chǎn)能源效率的提升背后體現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)步對環(huán)境影響具有外溢效應(yīng)，因此在初期對環(huán)境污染產(chǎn)生了抑制作用。能源效率的提升也帶來了經(jīng)濟效應(yīng)，經(jīng)濟發(fā)展水平較為落后的地區(qū)希望抓住機遇，重點發(fā)展高能耗產(chǎn)業(yè)，想利用規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)拉動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，高能耗企業(yè)集聚使能源消費總量急劇上升導(dǎo)致環(huán)境污染加重。

②京津冀地區(qū)能源效率對環(huán)境污染程度的倒“N”型影響。

在能源效率發(fā)展的后期，能源效率提升帶來的外部環(huán)境改善效應(yīng)開始顯現(xiàn)，各地區(qū)政府開始利用多余的經(jīng)濟效益去改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。經(jīng)過一段時間的調(diào)整，各地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于合理，能源效率普遍提升，環(huán)境績效得以改善，能源效率又對環(huán)境污染起到抑制作用，但是抑制作用并不穩(wěn)健。倒“N”型關(guān)系不穩(wěn)健的原因可能有：第一，能源效率對外部環(huán)境的改善作用使得政治、經(jīng)濟、社會環(huán)境的各種因素對環(huán)境污染的影響作用越來越大，能源效率雖然起著主要影響作用，但這一結(jié)果更多是其他控制變量共同作用而形成的。第二，本文所選取的面板數(shù)據(jù)不足以充分反映能源效率發(fā)展后期對環(huán)境污染的抑制作用，本文數(shù)據(jù)僅截止到2017年，而京津冀地區(qū)的環(huán)境污染物排放的顯著減少發(fā)生在2015年后。

5? 政策建議

基于上述分析，本文為京津冀地區(qū)的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展提出以下對策建議：

①統(tǒng)籌第二產(chǎn)業(yè)能源效率提升與各要素協(xié)調(diào)發(fā)展。不能僅僅依靠通過提升能源效率來顯著改善環(huán)境質(zhì)量，應(yīng)該在保持能源效率穩(wěn)定增長的同時決心推動能源結(jié)構(gòu)改革，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，引進(jìn)先進(jìn)管理政策，加強環(huán)境保護(hù)治理投資，調(diào)節(jié)區(qū)域平衡發(fā)展等要素同步進(jìn)行。

②改變能源消費方式和能源消費觀念，使粗放型消費方式向集約型消費方式轉(zhuǎn)變。政府可以建立合理反映市場供求關(guān)系的能源價格長效機制，用能源價格約束能源消費。調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)，改變企業(yè)特別是第二產(chǎn)業(yè)企業(yè)粗放型的生產(chǎn)方式，用轉(zhuǎn)換效率高且環(huán)保的新能源代替煤炭消費刻不容緩。

③落實京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略，推進(jìn)能源一體化建設(shè)。各個區(qū)域之間加強協(xié)同立法、執(zhí)法，政府可制定相關(guān)政策促進(jìn)北京，天津及河北第二產(chǎn)業(yè)之間的互聯(lián)互通，將先進(jìn)技術(shù)及管理制度從發(fā)達(dá)地區(qū)引入落后地區(qū)，促進(jìn)區(qū)域能源效率的整體提升。

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