中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率影響分析

莊昊宇

（ 安徽大學(xué)，安徽 合肥 230601 ）

一、引言

在2020 年的聯(lián)合國大會(huì)上中國提出“二氧化碳排放力爭于2030 年前達(dá)到峰值， 努力爭取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和[1]。 當(dāng)前全球民航部門已經(jīng)成為主要的二氧化碳排放源。 根據(jù)He[1]的統(tǒng)計(jì)測算，全球民航的二氧化碳排量到2025 年將達(dá)到13-15 億噸。世界各國也越來越重視到航空產(chǎn)業(yè)碳排放問題。

當(dāng)前中國高速增長的民航產(chǎn)業(yè)， 使得尋求中國民航產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展成了當(dāng)前必須面對的問題[2]。近年來，學(xué)術(shù)界逐漸關(guān)注民航產(chǎn)業(yè)的碳排放問題，尋求解決民航產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放降低的有效途徑。 對中國民航產(chǎn)業(yè)碳排放影響因素的研究有利于減少民航發(fā)展對環(huán)境的負(fù)面影響， 是實(shí)現(xiàn)中國民航產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。

本文利用2010-2017 年中國上市航空公司數(shù)據(jù)，采用基于SBM 模型的三階段DEA 模型、GML 生產(chǎn)函數(shù)和系統(tǒng)GMM 回歸模型，評價(jià)了中國航空公司綠色績效及其影響，并在此基礎(chǔ)上，為中央及地方政府提供相關(guān)針對性的政策建議。 研究結(jié)論對新時(shí)代下中國民航產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與升級，并最終實(shí)現(xiàn)民航產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要的啟示意義。

二、文獻(xiàn)綜述

過去的航空公司效率研究采用了廣泛接受的方法，如DEA 和隨機(jī)前沿分析(SFA)[3]。自21 世紀(jì)以來，研究集中在商業(yè)模式和管理策略對航空公司績效的影響上。 環(huán)境效率已成為航空公司生產(chǎn)力和效率研究的重要領(lǐng)域， 其重點(diǎn)是將二氧化碳排放作為一種負(fù)的或不良的輸出。

Distexhe 和Perelman[4]首先將DEA 應(yīng)用于航空業(yè)，并研究了由于放松管制和自由化而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和制度安排的變化是否會(huì)影響航空公司的業(yè)績。 為了檢驗(yàn)航空公司商業(yè)模式對績效的影響，其后，Lee 和Worthington[5]發(fā)現(xiàn)，私營航空公司和低成本航空公司往往比國有航空公司更有效率。 關(guān)于其他研究，Chow[6]測量了2003-2007 年間中國航空公司的生產(chǎn)率變化，認(rèn)為非國有航空公司的表現(xiàn)優(yōu)于國有航空公司。

然而，這些研究并沒有考慮到不良輸出，如二氧化碳(CO2)和氮氧化物(NO)的排放。 隨著對環(huán)境影響的日益重視， 航空公司績效研究開始在衡量航空公司績效時(shí)考慮航空運(yùn)輸?shù)臐撛谕獠啃浴?通過應(yīng)用自舉DEA 模 型，Arjomandi[7]分 析 了2007 年 至2010 年48 家航空公司的技術(shù)效率和環(huán)境效率。 Chang[8]開發(fā)了一個(gè)擴(kuò)展的環(huán)境SBM-DEA 模型， 以檢驗(yàn)2008 年至2012 年11 家國際航空公司的經(jīng)濟(jì)能源效率。

綜上所述，學(xué)者們通過使用DEA 與隨機(jī)前沿分析(SFA)來分析航空公司的效率?；诖耍疚膶⑼ㄟ^三階段DEA 模型對10 家中國民航2010-2017 年產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率進(jìn)行測算和分析， 其中產(chǎn)業(yè)效率指的是在一種投入的情形下， 整個(gè)產(chǎn)業(yè)的潛在投入與實(shí)際投入的比率， 企業(yè)效率則是使用中國民航企業(yè)效率評價(jià)指標(biāo)體系內(nèi)的評價(jià)指標(biāo)作為代理變量。 探究中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率水平， 同時(shí)也對國有控股與非國有控股的環(huán)境效率水平的差異進(jìn)行分析， 為未來中國民航的高質(zhì)量發(fā)展提出了明確的方向和建議。

三、模型設(shè)定

（一）全要素生產(chǎn)率及要素市場扭曲

1.全局ML 生產(chǎn)函數(shù)

本文采用基于SBM 模型的全局ML 生產(chǎn)函數(shù)，可表示為：

其中，式(1)中，PG(x)=P1∪P2∪…Pt)。 PG通過在所有相關(guān)DMU 的輸入和輸出上通過面板數(shù)據(jù)構(gòu)建單個(gè)PPS 來包圍所有Pt。 因此，PG被稱為全局技術(shù)集。 式(2)中，DG(xt,yt,bt)表示DG(x,y,b;gy,gb)，這是在全局技術(shù)集PG上定義的DDF。 式(3)表示要素分解部分，ECt,t+1是效率變化項(xiàng)；TCt,t+1是綜合技術(shù)效率。

2.道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)

本文選用道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)計(jì)算中國民航產(chǎn)業(yè)價(jià)格扭曲程度，其主要機(jī)理為：當(dāng)要素價(jià)格大于要素邊際產(chǎn)出，價(jià)格正向扭曲，；當(dāng)要素價(jià)格小于要素邊際產(chǎn)出，價(jià)格負(fù)向扭曲。 其測算模型表示為：

其中，式(4)為經(jīng)典道格拉斯函數(shù)，Y 表示生產(chǎn)力水平，A 表示技術(shù)進(jìn)步水平， 由全局ML 生產(chǎn)率分解得到，K 表示資本存量， 用當(dāng)期固定資本形成總額表示，L 表示勞動(dòng)力投入量， 用企業(yè)員工數(shù)量反映，E 表示民航產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)量， 用航空燃油消耗量表示。 i 表示企業(yè)，t 表示時(shí)間。 α、β、γ 分別表示資本存量、勞動(dòng)力投入量和能源消費(fèi)量要素彈性系數(shù)，用最小二乘估計(jì)得到。 式(5)為民航產(chǎn)業(yè)要素邊際產(chǎn)出。 式(6)為要素價(jià)格扭曲分解，主要由民航產(chǎn)業(yè)要素邊際產(chǎn)出和實(shí)際價(jià)值的比值計(jì)算得到，W和r 分別表示員工平均工資和利率。

（二）三階段DEA 模型

1.第一階段SBM 超效率模型

由于SBM 模型是一種非徑向模型，考慮到非差額變量影響，通過尋找最小比率達(dá)到最優(yōu)效率前沿，可降低民航產(chǎn)業(yè)鏈非純效率的影響， 并可區(qū)分規(guī)模有效性。 因此，構(gòu)建SBM 超效率模型，可表示為：

其中，h 表示民航產(chǎn)業(yè)效率得分， 可根據(jù)線性規(guī)劃可求得最優(yōu)解，S-表示投入的松弛變量，S+表示產(chǎn)出的松弛變量，xik和yik分別表示投入產(chǎn)出變量。 k項(xiàng)決策單元。

2.第二階段SFA 模型

本文通過構(gòu)建SFA 模型， 進(jìn)一步分析第一階段中計(jì)算得到的松弛變量與第二階段重新添加的環(huán)境變量之間的關(guān)系，得到的民航產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境變量，為修正后的投入變量。 SFA 模型可表示為：

其中，式(8)表示松弛變量與環(huán)境變量理論模型，式(9)表示分離出隨機(jī)波動(dòng)項(xiàng)的純合模型，為純合子估計(jì)值。 式(10)表示調(diào)整后的民航產(chǎn)業(yè)投入變量。

3.第三階段調(diào)整后的SBM 超效率模型

將第二階段SFA 模型重新調(diào)整后的民航產(chǎn)業(yè)投入估計(jì)值重新代入SBM 超效率模型，得到民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率得分，為修正后的效率評分。

4.變量選取

根據(jù)上述三階段DEA 模型設(shè)定，第一階段效率評價(jià)計(jì)算公式為：CO2=E×NCV×CEF×COF×44/12×106×1.67×10-10%， 其中E 表示航空燃料使用量，NCV表示航空煤油低熱值，COF 表示碳氧化因子，44/12是二氧化碳和碳的分子量之比。 第二階段效率評價(jià)選取中國民航企業(yè)外部環(huán)境相關(guān)指標(biāo)。 第三階段效率評價(jià)以第二階段修正后的投入指標(biāo)， 再次代入SBM 超效率模型，得到最終的環(huán)境效率得分。

綜上所述， 構(gòu)建中國民航企業(yè)效率評價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)果見表1。

表1 中國民航企業(yè)效率評價(jià)指標(biāo)體系

（三）一步系統(tǒng)GMM 回歸模型

為了進(jìn)一步探究要素價(jià)格扭曲和技術(shù)進(jìn)步對中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率水平的影響程度， 需構(gòu)建合適的回歸模型。 （1）從理論角度看，中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率不僅存在時(shí)間滯后性，還存在變量相關(guān)性，一般通過動(dòng)態(tài)面板回歸模型解決上述問題， 本文選用一步系統(tǒng)GMM 回歸模型進(jìn)行分析。 （2）從現(xiàn)實(shí)角度來看，中國民航產(chǎn)業(yè)其他運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)相比，結(jié)構(gòu)優(yōu)化水平較為滯后，極易受到企業(yè)外部影響，并且航空航天產(chǎn)業(yè)作為中國高科技產(chǎn)業(yè)代表， 其環(huán)境效率與技術(shù)進(jìn)步水平息息相關(guān)。 因此，本文除了反映價(jià)格合理性以及科技創(chuàng)新水平的解釋變量， 還進(jìn)一步添加反映環(huán)境規(guī)制和股權(quán)結(jié)構(gòu)的控制變量。 構(gòu)建一步系統(tǒng)GMM模型，表示為：

其中，Efficiency 是環(huán)境效率，DISL是勞動(dòng)價(jià)格扭曲率，DISk是資本價(jià)格扭曲率。 式(11)、(12)分別表示技術(shù)進(jìn)步、 價(jià)格扭曲沒有交互項(xiàng)和有交互項(xiàng)對環(huán)境效率影響的回歸模型，TC 是技術(shù)進(jìn)步，DIS×TC 是價(jià)格扭曲和技術(shù)進(jìn)步的交互項(xiàng)。

四、實(shí)證分析

（一）數(shù)據(jù)來源

本文選取10 家中國民航上市公司作為研究對象，本文數(shù)據(jù)來源于2010-2018 年國內(nèi)10 家民航上市公司年度統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國民航統(tǒng)計(jì)年鑒》《從統(tǒng)計(jì)看民航》。

（二）全要素生產(chǎn)率及分解和要素價(jià)格扭曲

根據(jù)全局ML 生產(chǎn)函數(shù)運(yùn)用MAXDEA 軟件計(jì)算得到全要素生產(chǎn)率并對其分解， 分離出技術(shù)進(jìn)步水平，并代入經(jīng)典道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)，計(jì)算得到要素價(jià)格扭曲，結(jié)果見表2（全局ML 生產(chǎn)函數(shù)估計(jì)方式為向后一期估計(jì)，因此2010 年計(jì)算結(jié)果不顯示。 由于篇幅問題，圖表僅顯示部分航空公司數(shù)據(jù)，下同）。

表2 中國民航上市公司2010-2017 年全要素生產(chǎn)率及分解和要素價(jià)格扭曲

由表2 可以得到如下結(jié)論：

一方面說明， 國有控股民航公司科技實(shí)力基礎(chǔ)較為薄弱，技術(shù)進(jìn)步容易實(shí)現(xiàn)；另一方面說明，近年來中國民航產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型成效卓著， 國有控股民航企業(yè)抓緊落實(shí)以技術(shù)創(chuàng)新為增長點(diǎn)反哺企業(yè)績效的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

（三）中國民航產(chǎn)業(yè)效率評價(jià)

第一階段， 根據(jù)中國民航企業(yè)效率評價(jià)指標(biāo)體系，假定企業(yè)規(guī)模報(bào)酬不變，建立非定向SBM 超效率模型， 運(yùn)用DEAP 軟件計(jì)算得到2010-2017 年中國民航企業(yè)效率得分及各項(xiàng)投入變量松弛值， 結(jié)果見表3。

表3 第一階段2010-2017 年中國民航企業(yè)效率得分及各項(xiàng)投入變量松弛值

第二階段， 將上述松弛變量計(jì)算結(jié)果按年度平均，求解結(jié)果作為被解釋變量，中國民航企業(yè)效率評價(jià)指標(biāo)體系中第二階段環(huán)境變量作為解釋變量，運(yùn)用frontier 軟件代入SFA 模型進(jìn)行回歸，結(jié)果見表4。

表4 第二階段SFA 回歸結(jié)果

表4 顯示，（1）從模型的檢驗(yàn)結(jié)果來看，該模型存在技術(shù)無效率， 非效率變量對投入松弛變量有較大影響，反之隨機(jī)因素影響較小。 因此，上述檢驗(yàn)結(jié)果證明了進(jìn)行SFA 回歸分析的必要性。（2）從模型的回歸結(jié)果看， 第二階段中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境變量均對第一階段的投入松弛變量有影響。

由表5 可以得到如下結(jié)論：

對比第一階段和第三階段的效率得分， 調(diào)整后的環(huán)境效率得分均高于第一階段效率得分， 這表明企業(yè)的外部環(huán)境因素會(huì)對企業(yè)效率造成嚴(yán)重影響，其可能的原因在第二階段已做論述， 最終外部環(huán)境效應(yīng)表現(xiàn)為負(fù)向。

（四）中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率水平及其影響因素回歸分析

根據(jù)GMM 回歸模型假定，代入中國民航企業(yè)環(huán)境效率作為因變量，技術(shù)進(jìn)步、價(jià)格扭曲計(jì)算結(jié)果作為自變量， 每公里耗油下降率、 每位乘客能耗下降率、市場集中度、所有權(quán)作為控制變量，運(yùn)用STATA軟件進(jìn)行回歸估計(jì)， 估計(jì)結(jié)果分為整體回歸和按控股成分回歸，結(jié)果見表6 和表7。

表6 一步系統(tǒng)GMM 模型回歸結(jié)果

表7 主要控股回歸結(jié)果比較

由表6 和表7 可以得到如下結(jié)論：

1.上述估計(jì)結(jié)果中，中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率影響因素和Wald 雙邊檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量均能夠通過10%水平顯著性檢驗(yàn)， 說明GMM 回歸模型變量設(shè)定合理；Hausman 檢驗(yàn)結(jié)果表明面板模型具有固定效應(yīng)，說明中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率具有延續(xù)性， 即每年環(huán)境效率與上一年效率有關(guān)。

2.技術(shù)進(jìn)步和價(jià)格扭曲對中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率的影響。 整體回歸估計(jì)結(jié)果表明：(1)技術(shù)進(jìn)步系數(shù)均為正值， 說明技術(shù)優(yōu)化能夠提高產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率；(2)價(jià)格扭曲系數(shù)均為正值，說明要素投入價(jià)格偏離實(shí)際價(jià)值會(huì)降低產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率；(3)技術(shù)進(jìn)步系數(shù)絕對值小于價(jià)格扭曲系數(shù)絕對值，說明技術(shù)進(jìn)步對企業(yè)環(huán)境效率的影響比資本要素價(jià)格扭曲小、比勞動(dòng)力要素價(jià)格扭曲大；(4)技術(shù)進(jìn)步和價(jià)格扭曲的交叉項(xiàng)主要體現(xiàn)為兩個(gè)方面，一是技術(shù)進(jìn)步提升緩解價(jià)格偏離實(shí)際價(jià)值規(guī)模無效率，二是價(jià)格扭曲降低優(yōu)化技術(shù)要素配置有效性。 技術(shù)進(jìn)步和價(jià)格扭曲交叉項(xiàng)系數(shù)表明，二者交互影響均正向作用民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率，但影響程度較小。 主要控股回歸估計(jì)結(jié)果與整體回歸一致，但非國有控股公司變量系數(shù)顯著高于國有控股公司，說明要素配置合理性對非國有控股公司環(huán)境效率更為重要，環(huán)境效率變量間關(guān)聯(lián)度更高。

五、研究結(jié)論

主要研究結(jié)論包括：第一，中國民航產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平較有起伏，但總趨勢表現(xiàn)為技術(shù)進(jìn)步，且國有控股民航公司技術(shù)進(jìn)步水平高于非國有控股民航公司；第二，中國民航產(chǎn)業(yè)存在價(jià)格扭曲現(xiàn)象，且表現(xiàn)為正向扭曲，即行業(yè)價(jià)格高于實(shí)際價(jià)值。 這表明，中國民航產(chǎn)業(yè)屬于高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，具有全球化的性質(zhì)， 其定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不僅要符合本國國情，同時(shí)也要符合國際機(jī)票價(jià)格行情，特別是要參考發(fā)達(dá)國家機(jī)票定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)， 因此造成中國民航產(chǎn)業(yè)價(jià)格上浮，高于實(shí)際價(jià)值。 國有控股民航公司價(jià)格扭曲程度比非國有控股民航公司更高， 說明國有控股民航產(chǎn)業(yè)受政府調(diào)控影響較深，受市場環(huán)境因素影響較小。 中國民航產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力、資本存量均存在價(jià)格扭曲現(xiàn)象，且勞動(dòng)力價(jià)格表現(xiàn)為負(fù)向扭曲、 資本價(jià)格表現(xiàn)為正向扭曲， 即中國航空產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力邊際產(chǎn)出高于平均工資、資本邊際產(chǎn)出低于實(shí)際價(jià)值，說明勞動(dòng)力要素投入不足和資本要素投入過剩；第三，一方面， 技術(shù)進(jìn)步和價(jià)格扭曲均是中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率的直接影響因素， 技術(shù)創(chuàng)新能夠提高產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率， 而要素投入價(jià)格偏離實(shí)際價(jià)值會(huì)降低產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率，二者相比較，技術(shù)進(jìn)步對企業(yè)環(huán)境效率的影響比價(jià)格扭曲小，另一方面，環(huán)境規(guī)制和股權(quán)結(jié)構(gòu)間接影響中國民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率，其中，減少飛機(jī)耗油率和乘客耗能率將會(huì)降低民航產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率，而提高民航產(chǎn)業(yè)市場集聚水平、落實(shí)國家宏觀調(diào)控政策能夠提升環(huán)境效率。