杜鵬程,洪宇
(1.安徽大學(xué)商學(xué)院,安徽 合肥 230601;2.安徽大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院,安徽 合肥 230601)
中國已進入高質(zhì)量發(fā)展階段,如何快速實現(xiàn)碳中和目標成為中國生態(tài)文明建設(shè)新的歷史使命,這一目標的提出不僅符合中國可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求,也將中國綠色發(fā)展之路提升到了一個新的高度,成為中國未來數(shù)十年經(jīng)濟社會發(fā)展的主基調(diào)之一。為了應(yīng)對全球氣候變化問題,政府間氣候變化專門委員會確立國際溫控目標不超過工業(yè)化2℃過渡到1.5℃,要求全球在2050年實現(xiàn)碳中和[1];2020年9月在第75屆聯(lián)合國大會上,中國政府承諾將采用更加有力的政策措施,單位GDP碳排放在2005年基礎(chǔ)上減少60%~65%,并且碳排放總量在2030年之前達到峰值,2060年之前實現(xiàn)碳中和[2]。目前有不少發(fā)達國家已經(jīng)實現(xiàn)碳排放與經(jīng)濟脫鉤,實現(xiàn)碳達峰至碳中和目標有60~70年,這是一個伴隨著節(jié)能減排技術(shù)同社會經(jīng)濟發(fā)展一起進步的自然過程[3]。然而中國實現(xiàn)碳中和目標是一個自我加壓的主動過程,需要通過強有力的政策手段實現(xiàn)碳達峰到碳中和的蛻變,而且實現(xiàn)這一目標只有30年左右時間,這就意味著中國治理碳排放的難度和緊迫性要比發(fā)達國家大得多,也意味著中國的碳中和之路只能“摸著石頭過河”,在“干中學(xué)”,“用中國理論闡釋中國實踐”[4]。中國將在不平衡、不充分的發(fā)展條件下實現(xiàn)碳達峰,又將在最短時間內(nèi)過渡到碳中和,成為新發(fā)展階段下最艱難的目標之一[5]。
歸根結(jié)底,碳中和的深層次問題和主要矛盾還是在于能源體系的建設(shè)問題。當前被廣泛接受的一種觀點是,通過改進技術(shù)提高能源利用效率,將有利于節(jié)能減排、降低能源消費總量、更快實現(xiàn)碳中和[4,6],例如李江元等[7]通過修正后的Kaya曲線反映碳排放主要與人口、人均GDP、碳排放強度、能源結(jié)構(gòu)有關(guān)。但也有研究表明政府提高能效措施獲得的節(jié)能效果小于預(yù)期,這種結(jié)果被歸結(jié)為“能源回彈效應(yīng)”。Berkhout等[8]將能源回彈效應(yīng)的含義表述為:技術(shù)進步雖然可以提高能源使用效率,進而起到節(jié)能的效果,但能效的提高也意味著單位生產(chǎn)成本和價格的提高,帶來更多的新能源需求,促使能源效率提升減少的能耗被額外的能源消費所抵消,因此技術(shù)進步驅(qū)動碳中和政策有效實施仍需要考慮能源成本和環(huán)境資源等問題。例如一些地方政府采取激進的政策措施,運動式關(guān)?;蛏像R一些項目,通過“拉閘限電”對所有煤電機組采取“一刀切”的方式,簡單粗暴地關(guān)停能耗較高的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)[9];一些地方政府忽視經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)律,盲目出臺新能源補貼政策,因而出現(xiàn)亂砍濫伐、搶裝風(fēng)電的現(xiàn)象,同時要求每個行業(yè)、每個企業(yè)都要做到碳達峰、碳中和,這是不切實際的[10]。出現(xiàn)上述運動式“減碳”現(xiàn)象的原因在于:一是地方政府沒有厘清可再生能源與能源結(jié)構(gòu)比例、減碳目標與經(jīng)濟發(fā)展、經(jīng)濟性與環(huán)保性之間的關(guān)系;二是政策實施部門對“減碳”任務(wù)的政績觀念出現(xiàn)偏差,造成了政府部門對實現(xiàn)碳中和目標的理解不正確;三是尚未厘清碳中和目標下政府與市場的關(guān)系,因而技術(shù)市場的競爭作用沒有得到有效發(fā)揮[6]。此類過度行動、不符合客觀經(jīng)濟規(guī)律的“減碳”政策,不僅造成碳中和的邊際效益難以達到最優(yōu),也會影響國內(nèi)經(jīng)濟平穩(wěn)恢復(fù)和產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定。
截至2021年,全球已有137個國家和地區(qū)承諾到2050年前后實現(xiàn)碳中和,占全球碳排放總量的73%;與此同時,已有46個國家和地區(qū)實現(xiàn)碳達峰,主要為發(fā)達國家[11]。經(jīng)濟合作與發(fā)展組織認為一個國家碳排放越過峰值,并走向碳減排階段,一般應(yīng)具備以下幾個要素:一是人均GDP超過一萬美元,二是GDP增長速度放緩,三是減排伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。由此看來,發(fā)達國家碳達峰都遵循著碳強度率先達峰,而后碳排放總量、人均碳排放同時達峰的階段性規(guī)律,這與其工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程密切相關(guān):地區(qū)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化建設(shè)基本完成,人口集聚促成了第三產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由規(guī)模密集型轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型,在此基礎(chǔ)上采取低碳燃料替代、能效技術(shù)進步、碳密集產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移以實現(xiàn)碳達峰與碳中和目標[4]。但是發(fā)達國家在能源轉(zhuǎn)型過程中也遇到了一些風(fēng)險和困難值得中國警惕,例如歐洲自身能源稟賦匱乏,能源供應(yīng)對外依存度高,然而能源轉(zhuǎn)型較為激進、統(tǒng)一市場作用未充分發(fā)揮等,帶來了嚴重的能源安全隱患[12]。
相比較,中國應(yīng)該也必須走不同于西方發(fā)達國家的碳中和之路。如今,中國人口增長趨近峰值,國土資源開發(fā)趨近完成,國民經(jīng)濟仍處于上升水平,可以說中國已經(jīng)具備實現(xiàn)碳中和目標堅實的經(jīng)濟基礎(chǔ)[5]。所以,接下來制定和實施有效的政策實現(xiàn)碳中和目標至關(guān)重要。國內(nèi)學(xué)者認為加快實現(xiàn)碳中和的政策措施包含以下三個方面:第一,推動全鏈條、全生命周期的能源革命,就要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系,在保證能源安全的前提下控制化石能源比重,這一方面要形成以可再生能源為主體電源、大型可控電源和全時間尺度儲能電池相互補充的新型電力系統(tǒng),另一方面要努力實施可再生能源逐漸替代化石能源消費政策,實現(xiàn)“清潔替代”[13];第二,做加法而不僅是做減法,要以既發(fā)展又減排的思路推動碳中和,中國現(xiàn)階段基本國情沒有變,建設(shè)現(xiàn)代生態(tài)文明體系要全面把握人民日益增長的美好生活需要,不能因為碳中和目標犧牲未來發(fā)展機遇,而要將經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益有機統(tǒng)一起來[14];第三,科學(xué)開展植樹造林,加強森林、草原、濕地等資源保護和利用,充分發(fā)揮區(qū)域聯(lián)合碳匯作用,形成多邊共同治理體系[15]。然而,現(xiàn)有關(guān)于碳中和實現(xiàn)途徑與政策治理的研究側(cè)重于對碳中和的內(nèi)涵、重要性進行定性分析,這不僅是因為研究對象本身抽象、碳源及碳匯難以界定、一般測度方法難以充分體現(xiàn)地區(qū)碳中和能力的真實水平,還因為有關(guān)專家學(xué)者認為定性的分析更能夠體現(xiàn)碳中和的政策含義。
但政策的制定不僅需要嚴謹?shù)亩ㄐ苑治觯残枰茖W(xué)的量化研究。關(guān)于碳中和實現(xiàn)途徑及政策治理的定量研究中,由于對碳中和實現(xiàn)途徑理解不同,選取的評價指標及測量方法、所構(gòu)建的評價體系存在差異,使得研究結(jié)論也往往不盡一致,同時有關(guān)地區(qū)能源發(fā)展水平、碳匯作用衡量指標的科學(xué)性和可操作性、權(quán)重確定方法也需做進一步完善[16-18]。需要特別指出的是,碳中和并非局部的環(huán)境治理問題,在很大程度上涉及到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、工業(yè)集聚、政策互選、能源結(jié)構(gòu)等原因,與鄰近區(qū)域的碳排放治理能力密切相關(guān)[19-21]。碳中和治理的實踐經(jīng)驗表明,地方政府必須堅持屬地管理和區(qū)域聯(lián)動相結(jié)合的基本原則,采取積極的聯(lián)防聯(lián)控政策措施對二氧化碳固有傳播效應(yīng)予以監(jiān)測和控制,從而提高區(qū)域減碳能力。然而,現(xiàn)有研究較少關(guān)注碳中和的時空演變特征及驅(qū)動因素的潛在變化趨勢,更鮮見以空間溢出效應(yīng)為視角對碳中和的實現(xiàn)途徑與政策選擇進行的研究。但理論和實踐經(jīng)驗表明,探究碳中和的區(qū)域空間關(guān)聯(lián)特征對于制定科學(xué)的碳中和政策更有價值。鑒此,文章在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上,定義了碳中和能力及其驅(qū)動因素的概念,選取技術(shù)中和與環(huán)境中和作為碳中和雙重促進機制,運用空間計量方法對中國區(qū)域碳中和能力的空間溢出效應(yīng)及驅(qū)動因素進行系統(tǒng)分析,實證檢驗中國是否存在由能源變革和環(huán)境綠化引致對碳源的雙向抑制作用,進而達到碳中和的邏輯事實。該研究旨在通過探尋促使中國地區(qū)碳中和的驅(qū)動因素,測度碳源水平和碳匯能力,分析區(qū)域間可能存在的空間關(guān)聯(lián)特征,識別區(qū)域聯(lián)合提高減碳能力的關(guān)鍵因素,以期為早日實現(xiàn)碳中和目標,促進中國現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境治理提供科學(xué)合理的政策依據(jù)。
碳中和(carbon neutrality)指的是全球、國家和地區(qū)等不同主體在一段時間內(nèi),碳源和碳匯達到平衡的狀態(tài)。
碳源(carbon source)指的是向大氣排放溫室氣體、氣溶膠或溫室氣體前體的過程和活動;碳匯(carbon sink)指的是通過大自然的調(diào)節(jié)功能和人為的技術(shù)手段,從大氣中清除溫室氣體、氣溶膠或溫室氣體前體的過程和活動,這包括森林、濕地、草原的自然碳匯功能,也包括生物能源與碳捕獲、利用與封存(Carbon Capture,Use and Storage,CCUS)等負排放技術(shù)實現(xiàn)能源體系的凈零排放甚至負排放[6]。
一個國家或地區(qū)碳中和的目標能否實現(xiàn),很大程度上取決于其碳排放治理能力。而碳排放治理能力表現(xiàn)在許多方面,其中很重要的一個方面就是碳中和能力。根據(jù)近年來已有研究[6,22],現(xiàn)將碳中和能力定義為:全球、國家和地區(qū)等不同主體在一段時間內(nèi),通過技術(shù)變革、環(huán)境治理等政策手段,使得碳排放與碳吸收抵消,實現(xiàn)區(qū)域相對“零排放”的能力。
近年來,關(guān)于碳中和驅(qū)動因素的研究已有不少,這些因素總結(jié)起來就是技術(shù)變革和自然碳匯。為了增強碳中和政策研究的整體性與關(guān)聯(lián)性,文章基于實現(xiàn)途徑和政策選擇的視角,構(gòu)建了碳中和能力的兩個維度即技術(shù)中和與環(huán)境中和,并將技術(shù)中和與環(huán)境中和作為實現(xiàn)碳中和的驅(qū)動因素進行測量。所謂技術(shù)中和是指通過節(jié)能提效、清潔能源替代、發(fā)展新能源、負排放技術(shù)(CCS,CCUS)等人為手段,提高地區(qū)碳中和能力的方式;而所謂環(huán)境中和則是指通過森林碳匯、草原碳匯、濕地碳匯等碳匯手段,提高地區(qū)碳中和能力的方式。
為盡量避免研究數(shù)據(jù)的觀測偏差,擬采用Eggleston等[23]編寫的IPCC2006《國家溫室氣體清單指南》碳排放核算辦法和中國碳排放數(shù)據(jù)庫(CEADs)碳排放核算清單兩種計算方式測算中國省域二氧化碳排放量。前者的測量結(jié)果為地區(qū)按能源消費計算的碳排放總量,后者的測量結(jié)果為地區(qū)實際碳排放量,二者差值為碳匯的中和值。盡管觀測期間存在生命活動釋放二氧化碳的自然事實,但相關(guān)研究表明,這部分碳排放量可以被大氣中自我調(diào)節(jié)機制所抵消,即排除人類生產(chǎn)活動,若無重大自然環(huán)境改變,大氣中溫室氣體可以維持在一個恒定的水平。
首先,從數(shù)據(jù)選取的維度看,盡管現(xiàn)有文獻中存在不少以地級市、縣區(qū)為研究對象探究碳排放空間溢出效應(yīng),但是從空間跨度看來,以縣市為界,中國存在碳排放產(chǎn)生劇烈改變的地區(qū)并不多見,因此探究中國區(qū)域碳排放量可以采用省域級別的數(shù)據(jù)。
其次,現(xiàn)有的研究一般采用時期漫長的數(shù)據(jù),20~30年的時間跨度范圍并不少見,但是中國近年來碳排放總量下降平穩(wěn),且無顯著的歷史遺留影響,同時該研究的對象為碳中和政策體系構(gòu)建,而從21世紀初開始建設(shè)可再生能源生產(chǎn)體系的省份并不多見,由此10年的碳排放數(shù)據(jù)可以勝任該項研究的研究工作。
綜上,為了能夠全貌性地對區(qū)域碳排放量及碳中和能力的變化趨勢予以準確反映,該項研究擬采用2010—2019年中國30個省份碳排放數(shù)據(jù)(研究未涉及香港、澳門、臺灣和西藏地區(qū)),在此基礎(chǔ)上計算單位GDP碳排放減少量,作為碳中和能力(Neu)溢出效應(yīng)檢驗的分析依據(jù)。
為檢驗碳中和能力的空間溢出效應(yīng),研究采用“莫蘭指數(shù)(Moran’sI)”對全域和局部空間自相關(guān)性進行檢驗,計算公式為:
其中:i表示被分析的中國30個省份,Wij表示空間權(quán)重矩陣。若I>0為空間正相關(guān),表示高值與高值相鄰或低值與低值相鄰;若I<0為空間負相關(guān),表示高值與低值相鄰;若I=0為不存在空間相關(guān)關(guān)系,表示空間相關(guān)性為隨機分布。為對碳中和能力空間關(guān)聯(lián)特征予以系統(tǒng)考察,該研究設(shè)計了4種空間權(quán)重矩陣。
第一種是地理空間權(quán)重矩陣(W1),是以經(jīng)度和緯度為基礎(chǔ)測算中國省會距離得到的空間權(quán)重矩陣。
第二種是經(jīng)濟空間權(quán)重矩陣(W2),是以中國人均GDP測算中國各省份的“經(jīng)濟距離”得到的空間權(quán)重矩陣,其表現(xiàn)為:
其中:Yij表示i地區(qū)相對于j地區(qū)的人均GDP值。
第三種和第四種是以上述兩種空間權(quán)重矩陣為基礎(chǔ),建立的廣義空間權(quán)重矩陣:
為簡化分析,式(3)僅以λ=-1和λ=2為例,構(gòu)建中國全域空間權(quán)重矩陣,分別為(W3)和(W4)。對于廣義空間權(quán)重矩陣(W3)和(W4),賦予λ不同的值權(quán)重矩陣的性質(zhì)也會隨之改變,即λ=-1的經(jīng)濟空間權(quán)重的解釋比重較大,λ=2的地理空間權(quán)重的解釋比重較大。由此看來,廣義權(quán)重矩陣不僅考慮到區(qū)域之間地理距離差異,也體現(xiàn)了不同經(jīng)濟地帶之間溢出效應(yīng)和輻射效應(yīng),能夠更加全面地反映研究對象單位截面的空間關(guān)聯(lián)與差異[24]。全域空間自相關(guān)檢驗結(jié)果見表1(限于篇幅,選取3個代表年份檢驗結(jié)果顯示)。
表1顯示,在W2、W3和W4空間權(quán)重矩陣下,莫蘭指數(shù)均為正值且在5%水平下顯著,說明中國全域碳中和能力分布呈現(xiàn)“高值-高值”集聚和“低值-低值”集聚的空間正相關(guān)結(jié)果。而W1空間權(quán)重矩陣2019年以前莫蘭指數(shù)均為負值,且較不顯著,說明碳中和不僅具有地理空間的區(qū)域關(guān)聯(lián)特征,而是與經(jīng)濟發(fā)展、地理與經(jīng)濟因素二者并存因素都具有空間關(guān)聯(lián)特征。圖1是以W4為權(quán)重矩陣的碳中和能力分布散點圖,其橫軸表示標準化后的碳中和能力估計值(趨平值),縱軸表示碳中和能力的空間滯后水平(空間權(quán)重矩陣與趨平值的乘積)。從圖1中可以看出,分布在第1、3象限的省份(按照行政區(qū)劃代碼排序)隨時間推移逐漸增多,表明其碳中和能力在時間遞推和空間關(guān)聯(lián)上呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)特征。其次,進行碳中和能力局部空間自相關(guān)檢驗,結(jié)果見表2。
圖1 莫蘭散點圖
表1 碳中和能力全域空間自相關(guān)檢驗結(jié)果
在表2中,以W4為權(quán)重矩陣,進一步檢驗了碳中和能力的局部空間溢出效應(yīng),并列舉了空間正相關(guān)的3個省份,結(jié)果分為“高值-高值”集聚和“低值-低值”集聚,即碳中和能力高的地區(qū)被碳中和能力高的地區(qū)包圍,以及碳中和能力低的地區(qū)被碳中和能力低的地區(qū)包圍。由表可見,碳中和能力“高值-高值”分布的區(qū)域包括北京、天津、浙江、青海、新疆、湖南、湖北、四川等省份,碳中和能力“低值-低值”分布的區(qū)域包括河北、山西、吉林、黑龍江、山東、河南、湖北等省份,值得注意的是,湖北省于2019年脫離碳中和低值區(qū),進入高值聚集帶。具體而言:從經(jīng)濟發(fā)展角度看,碳中和能力劃分為“高值-高值”集聚的區(qū)域有北京、浙江等經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū),也有青海、新疆等經(jīng)濟較為滯后的地區(qū),說明區(qū)域碳中和能力空間正相關(guān)性并不是單純的經(jīng)濟差異引致的,需要識別驅(qū)動因素做進一步研判。從地理演變角度看,2011—2015年碳中和能力劃分為“高值-高值”集聚的區(qū)域可分類為經(jīng)濟發(fā)達地帶(如北京、浙江)和環(huán)境稟賦地帶(如青海、新疆),盡管2016—2019年碳中和能力高同時經(jīng)濟發(fā)達的省份名單尚未發(fā)生改變,但越來越多的西部省份加入碳中和能力“高值-高值”的聚集群,由此看來,中國碳中和能力較高的聚集地區(qū)呈現(xiàn)“向西輻射”的演變趨勢;2011—2016年碳中和能力劃分為“低值-低值”集聚的區(qū)域主要集中于中國的西北部和中部地區(qū),然而2017—2019年吉林、黑龍江等中國東北省份逐漸取代了山西、河南等中部省份,中國碳中和能力較低的聚集地區(qū)呈現(xiàn)“向北轉(zhuǎn)移”的演變特征。
表2 碳中和能力局部空間溢出效應(yīng)為正相關(guān)的省份
對2015年、2017年和2019年碳中和能力較高聚集區(qū)與較低聚集區(qū)進行標準差橢圓分析,用以探究二者的方向分布,結(jié)果見圖2和表3。
由圖2和表3可以看出,碳中和能力較高的聚集區(qū)呈現(xiàn)東西分布,且呈現(xiàn)“向西輻射”的演變趨勢,而標準差橢圓的扁平率在2015年最小,但隨著時間推移,標準差橢圓的扁平率逐漸增大,2019年的X半軸與Y半軸的標準化差值為0.23,這說明碳中和能力的向心力逐漸提高、方向性逐漸明顯。而碳中和能力較低的聚集區(qū)呈現(xiàn)南北分布,且呈現(xiàn)“向北轉(zhuǎn)移”的演變特征,由標準差橢圓的扁平程度可以看出,碳中和能力的向心力也是逐漸提高的。值得注意的是,2019年標準差橢圓的扁平率發(fā)生驟減,說明碳中和能力較低的聚集區(qū)正在大幅度減少。整體看來,中國碳中和能力的空間集聚特征表現(xiàn)為向高值延伸。
表3 標準差橢圓估計結(jié)果
圖2 碳中和能力較高聚集區(qū)與較低聚集區(qū)的標準差橢圓
考慮到區(qū)域碳中和能力存在空間擴散特征,一個地區(qū)的碳中和能力空間效應(yīng)可分為3個部分解釋:一是空間靜態(tài)部分,碳中和能力計量模型的一般形式可被概括為:
其中:nit表示i地區(qū)t時間的碳中和能力,sit表示其他地區(qū)對i地區(qū)水平的外部影響,sjt表示i地區(qū)對其他地區(qū)的溢出影響,sit和sjt均為不可測變量,sit-sjt反映了碳中和能力當期空間依賴程度;二是時間動態(tài)部分,碳中和能力具有延續(xù)性,Neuit不僅受空間水平的影響,同時受上一期Neui,t-1滯后水平的影響[24];三是外部驅(qū)動因素部分,除時間空間影響外,碳中和能力的優(yōu)化路徑還包括了能源變革、環(huán)境綠化,即技術(shù)中和與環(huán)境中和的共同作用。
鑒于上述原因,將碳中和能力的空間依賴特征和空間誤差特征修正為如下動態(tài)表達形式:sit-sjt=ρW′i Neut+τW′i Neut-1和sit-sjt=ζnt-1+λW′i nt+εit,同時假定碳中和實際效應(yīng)N是社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等相關(guān)因素作用的函數(shù),那么N=αXit+uit。碳中和能力觀測量可表示為:
其中:X為碳中和驅(qū)動因素組成的向量,α和β是對應(yīng)的相關(guān)系數(shù),W′i表示空間權(quán)重矩陣的第i行,μit和εit是空間擾動項,均服從正態(tài)分布,ρ和τ分別是當期空間滯后系數(shù)和上一期空間滯后系數(shù),λ為空間誤差系數(shù)。
式(5)和式(6)假定了碳中和能力會隨著各項驅(qū)動因素變化而發(fā)生實時的改變,換言之,碳中和能力不存在調(diào)整性的時間滯后特征。但是大量研究表明,宏觀經(jīng)濟變量一般存在路徑依賴特征,即往期水平可能對當期水平造成一定的歷史遺留影響[25-26]。碳中和驅(qū)動因素如能源結(jié)構(gòu)升級、清潔能源替代、綠色植被覆蓋等本身存在不可忽視的“生效期”,即較為明顯的時間滯后性,因而對碳中和產(chǎn)生的效用也被相對滯后了。因此,考慮碳中和能力的時間滯后特征具有重要意義。為此,依據(jù)局部空間滯后模型的調(diào)整思路,修正式(5)和式(6),變形為:
其中:θ1和θ2分別是空間滯后模型和空間誤差模型的時間滯后系數(shù),反映了前一期碳中和能力對當期的影響。
式(7)和式(8)是區(qū)域碳中和能力空間計量模型的完整表達形式。由此可見,該研究設(shè)計的動態(tài)空間面板模型能夠從空間維度、時間維度和時空維度分別對碳中和能力的空間滯后、時間滯后和時空滯后效應(yīng)予以更全面的反映,進而通過回歸獲得的檢驗結(jié)果也將更加穩(wěn)健。
在考察了大量文獻的基礎(chǔ)上,認為GML(Global Malmquist-Luenberger)生產(chǎn)函數(shù)更適合于做產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和環(huán)境污染防治方面的測度研究[27-30]。而為了解決一般投入產(chǎn)出模型的徑向性問題,李靜等[31]選用SBM模型作為GML生產(chǎn)函數(shù)的框架,其優(yōu)勢在于考慮到非差額變量影響,具有非徑向性,通過尋找最小比率達到最優(yōu)效率前沿,可降低產(chǎn)業(yè)鏈非純效率的影響,并可區(qū)分規(guī)模有效性,較其他DEA模型框架更易于評價資源配置的合理程度。綜上,GML生產(chǎn)函數(shù)計算公式表示為:
式(9)中:PG(x)=P1∪P1∪…∪Pt,T表示在周期t中設(shè)置的參考產(chǎn)量。PG通過在所有相關(guān)決策單元(decision units,DMU)的輸入和輸出上通過面板數(shù)據(jù)構(gòu)建單個生產(chǎn)計劃單元(production planning making system,PPS)來包圍所有Pt。因此,PG被稱為全局技術(shù)集。式(10)中,DG(xt,yt,bt)表示DG(x,y,b;gy,gb),即在全局技術(shù)集PG上定義的動態(tài)數(shù)據(jù)集(dynamic data fusion,DDF)。如果DMU的GMLt,t+1大于1,那么此DMU的生產(chǎn)活動可以增加所需的產(chǎn)出,并會減少不良的產(chǎn)出。式(11)表示要素分解部分,ECt,t+1是效率變化項,用于度量DMU的t和t+1期的技術(shù)變化;TCt,t+1是最佳實踐差距,它反映了同時期技術(shù)前沿與全局技術(shù)前沿之間的差距,并估計同時期技術(shù)前沿是否更靠近全局技術(shù)前沿[32]。
在明確使用GML生產(chǎn)函數(shù)作為測量工具后,下一步選取碳中和能力的相關(guān)變量,判別促進區(qū)域碳中和的驅(qū)動因素,度量指標的選取和說明如下。
(1)技術(shù)中和(ESO):歸根結(jié)底,中國區(qū)域性碳排放、大氣污染問題主要是由能源結(jié)構(gòu)失衡、能源效率低下、發(fā)展方式粗放等產(chǎn)業(yè)內(nèi)生性原因引致的。因此,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),并充分利用碳捕獲、利用與封存(Carbon capture,use and storage,CCUS)等負排放技術(shù),都是有助于提高區(qū)域碳中和能力的,即通過“技術(shù)中和”途徑實現(xiàn)碳中和目標?;谶@條途徑,借鑒張偉等[33]提出的能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化評估體系,選取的投入指標如下:水力發(fā)電量增長率、風(fēng)力發(fā)電量增長率、太陽能發(fā)電量增長率、風(fēng)電和太陽能發(fā)電總裝機容量增長率、一次能源(包括原煤、原油、天然氣)消費減少率、廢氣處理率和工業(yè)污染治理投資增長率。接下來,根據(jù)Eggleston等[23]編寫的IPCC2006《國家溫室氣體清單指南》計算地區(qū)能源消費,選取單位GDP碳排放減少總量作為產(chǎn)出指標,以此來計算區(qū)域技術(shù)中和指數(shù)。
(2)環(huán)境中和(GRE):綠色碳匯有利于吸收二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣,致使大氣中的二氧化碳濃度下降。因此,增加區(qū)域綠化覆蓋面積將有利于碳排放總量的減少,即通過“環(huán)境中和”途徑實現(xiàn)碳中和目標。然而,政府植樹造林措施獲得的減排效果小于預(yù)期,這一事實再一次證明了“資源詛咒”理論是存在的[34],所以必須要測度地區(qū)環(huán)境中和指數(shù),通過計量模型檢驗環(huán)境中和路徑對碳中和能力的邊際貢獻。首先,依據(jù)IPCC2006《國家溫室氣體清單指南》碳排放核算辦法計算區(qū)域能源消費碳排放總量,計算公式為:
式(12)中:i表示原煤、原油、天然氣,E表示上述能源使用量,NCV表示三種能源的低熱值,CEF表示碳排放系數(shù),COF表示碳氧化因子,其中,原煤、原油和天然氣因子系數(shù)分別為0.99、1.44和12,44/12是二氧化碳和碳元素的分子量之比。其次,將上述計算結(jié)果,即碳排放總量,減去中國碳排放數(shù)據(jù)庫(CEADs)監(jiān)測的二氧化碳實際排放量,二者差值為綠色植物進行光合作用吸收二氧化碳的中和值,最終計算得到的綠色貢獻強度作為產(chǎn)出指標。與此同時,該研究還借鑒了任亞運等[35]的碳排放權(quán)交易和綠色發(fā)展相關(guān)指標,選取的投入指標為:建成區(qū)綠化覆蓋率、森林面積、濕地面積。
運用GML生產(chǎn)函數(shù)計算得到碳中和能力的全要素生產(chǎn)率并對其分解,其中ESO和GRE分別是技術(shù)中和指數(shù)和環(huán)境中和指數(shù),結(jié)果見表4(限于文章篇幅,僅選取2019年區(qū)域能源結(jié)構(gòu)、自然環(huán)境主要因素予以反映)。
現(xiàn)識別出區(qū)域碳中和能力與能源變革和環(huán)境綠化相關(guān),即技術(shù)中和與環(huán)境中和,二者的強度在表4中予以體現(xiàn)。從能源變革角度看,各地區(qū)技術(shù)中和指數(shù)差異明顯,但是從全國平均水平看,其指數(shù)平均值為1.03,雖在1.00以上,表現(xiàn)技術(shù)進步,但是進步幅度較小,說明中國能源消費結(jié)構(gòu)失衡、發(fā)展粗放、產(chǎn)能低效問題仍不容忽視。具體而言,技術(shù)中和指數(shù)不高的地區(qū)能源消費結(jié)構(gòu)仍以化石能源為主,可再生能源消費比例不高,由此引致的技術(shù)效率遞減是造成區(qū)域能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化層級提升困難的主要原因。從環(huán)境綠化角度看,全國平均指數(shù)為1.12,表明環(huán)境技術(shù)前沿較前一期有所進步,表現(xiàn)為環(huán)境友好型發(fā)展,這說明中國近年來生態(tài)文明體系建設(shè)成效卓著,同時也說明通過擴大林木、濕地等綠色植物覆蓋面積以加強碳吸收作用,是達到碳中和目標的有效途徑??偠灾?,能源變革和環(huán)境綠化均是碳中和的驅(qū)動因素,具體而言,前者是技術(shù)減排的重要手段,后者是減碳平衡的有效措施,二者均在一定程度上抑制了大氣中二氧化碳濃度,并提高了地區(qū)碳中和能力。
表4 中國2019年區(qū)域技術(shù)中和指數(shù)與環(huán)境中和指數(shù)
在進行空間面板模型估計之前,需考慮中國區(qū)域碳中和能力空間溢出效應(yīng)選擇何種計量模型較為合適。通常,空間計量模型會在空間誤差模型(SEM)、空間滯后模型(SAR)或空間杜賓模型(SDM)之間進行比選,比選的方式為:對模型進行LM檢驗及Wald檢驗,結(jié)合拉格朗日乘數(shù)算子計算結(jié)果比較其顯著性水平。具體而言,給定10%顯著性水平,當lag LM較Error LM顯著,選擇空間滯后模型(SAR);當Error LM較lag LM顯著,選擇空間誤差模型(SEM);當Error LM和lag LM顯著性結(jié)果無法比較,則需要進行Wald檢驗,并結(jié)合檢驗結(jié)果及模型性質(zhì),考慮選擇空間杜賓模型(SDM)。綜上,根據(jù)3種空間權(quán)重矩陣W2、W3和W4,分別對其顯著性水平進行檢驗,結(jié)果見表5。
在表5中,給定顯著性水平10%,W2、W3和W4空間權(quán)重矩陣對應(yīng)的空間模型誤差水平或滯后水平均能通過;但在5%顯著性水平下,空間權(quán)重矩陣W2和W3對應(yīng)的空間模型誤差水平或滯后水平不通過,而空間權(quán)重矩陣W4所對應(yīng)的顯著性水平均通過,為體現(xiàn)分析的準確性,選擇廣義空間權(quán)重矩陣λ=2的最優(yōu)權(quán)重矩陣W4,拒絕空間權(quán)重矩陣W2和W3。
表5 中國區(qū)域碳中和能力空間面板模型的LM檢驗結(jié)果
給定顯著性水平10%,LM檢驗和Wald檢驗結(jié)果均顯著,拒絕空間誤差模型(SEM)和空間滯后模型(SAR),因而選擇空間杜賓模型(SDM)。
根據(jù)模型選擇檢驗結(jié)果,選取空間杜賓模型,并據(jù)此進行結(jié)果分析。在空間計量模型中,變量對本地區(qū)的反饋效應(yīng)被稱作直接效應(yīng),由模型中x的系數(shù)決定,說明外部影響因素對本地區(qū)的影響程度;對本地區(qū)以外地區(qū)的溢出效應(yīng)被稱為間接效應(yīng),由模型中Wx的系數(shù)決定,說明外部影響因素對本地區(qū)以外地區(qū)的影響程度。依據(jù)式(7)和式(8),計算碳中和能力全域空間面板模型變量系數(shù),結(jié)果見表6。
在表6中,模型的可決系數(shù)為0.602,并且碳中和驅(qū)動因素的直接效應(yīng)與間接效應(yīng)均在5%水平下顯著為正,再次證明碳中和能力存在明顯的空間集聚特征。
表6 碳中和能力全域空間面板模型估計結(jié)果
從空間維度看,由能源要素集結(jié)、協(xié)調(diào)和優(yōu)化所體現(xiàn)的技術(shù)中和,與林木、草原和濕地等自然因素所體現(xiàn)的環(huán)境中和,在技術(shù)和環(huán)境的雙重驅(qū)動下,本地區(qū)碳中和能力與地理距離或經(jīng)濟距離相近地區(qū)的碳中和能力密切相關(guān),表現(xiàn)出顯著的空間依賴特征,即碳中和的“多邊效應(yīng)”。這表明,建立區(qū)域聯(lián)控機制并采取一體化的治理方式有利于形成能源消費責(zé)任共同體、利益共同體,協(xié)同加強碳中和作用。
從時間維度看,碳中和能力時間滯后系數(shù)在5%水平下顯著為正,表明當期的碳中和能力影響著下一期的碳中和的能力,表現(xiàn)出顯著的時間連續(xù)特征,即碳中和的“滾雪球效應(yīng)”。這表明,一方面,政府應(yīng)對區(qū)域碳排放問題必須要快速、靈活、高效地制定方針策略,否則減排措施難度會越來越大,成為長期性的頑固難題;另一方面,政府必須把生態(tài)文明建設(shè)放在突出位置,并融于經(jīng)濟建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)的每一個方面,防止碳排放發(fā)生“反彈”。
從時空維度看,滯后一期的碳中和能力間接效應(yīng)系數(shù)在5%水平下顯著為正,表明上一期相鄰地區(qū)碳中和能力促進本地區(qū)當期碳中和能力的提高,表現(xiàn)出顯著的時空關(guān)聯(lián)特征,即碳中和的“榮辱與共效應(yīng)”。這表明,地方政府應(yīng)借鑒采納周邊碳中和能力高的地方政府節(jié)能減排措施,而對于周邊碳中和能力不高的省份地區(qū)應(yīng)加強警示意識,以此來增強碳中和政策具體措施的有效性。
根據(jù)表6,現(xiàn)對碳中和驅(qū)動因素的空間關(guān)聯(lián)特征予以分析。
(1)能源變革。由表6中可知,技術(shù)中和直接效應(yīng)與間接效應(yīng)的系數(shù)分別是4.385和1.914,說明能源變革對本地區(qū)碳中和的反饋效應(yīng)大于對相鄰地區(qū)碳中和的傳遞效應(yīng),換言之,本地區(qū)通過能源變革方式增強碳中和作用比相鄰地區(qū)帶動本地區(qū)能源變革更加有效。由上述回歸結(jié)果可得以下政策啟示:各級政府推進能源革命、加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,必須立足地區(qū)經(jīng)濟基礎(chǔ)與資源環(huán)境,以重點產(chǎn)業(yè)為著力點,形成各具特色的能源消費模式;同時,對鄰近地區(qū)節(jié)能減排的成功案例或失敗經(jīng)驗也不容忽視,應(yīng)將其視為“前車之鑒”,據(jù)此制定更加科學(xué)有效的能源發(fā)展策略。
(2)環(huán)境綠化。環(huán)境中和直接效應(yīng)和間接效應(yīng)的系數(shù)分別是2.992和3.273,說明環(huán)境綠化對本地區(qū)碳中和的反饋效應(yīng)小于相鄰地區(qū)碳中和的傳遞效應(yīng)。一方面,正如前文所述,區(qū)域綠化不是實現(xiàn)碳中和的充分必要條件,通過環(huán)境規(guī)制、植樹造林等途徑雖增強了地區(qū)綠色資源稟賦,但也抑制了經(jīng)濟增長,而且還在一定程度上降低了碳中和的邊際收益;另一方面,盡管加強環(huán)境綠化是本地區(qū)吸收碳排放的有效手段,但由于我國幅員遼闊,地區(qū)生產(chǎn)活動和經(jīng)濟發(fā)展水平有較大差異,以致各地提高綠化覆蓋率、增加森林覆蓋面積所產(chǎn)生的碳匯效應(yīng)也不一致,本地的環(huán)境綠化措施對提高相鄰地區(qū)碳中和能力可能更為有效,這就需要對環(huán)境綠化工作進行全面系統(tǒng)設(shè)計。
通過對能源變革、環(huán)境綠化等碳中和能力驅(qū)動因素的各項系數(shù)進行進一步分析發(fā)現(xiàn),技術(shù)中和系數(shù)大于環(huán)境中和系數(shù),說明能源變革促進區(qū)域達到碳中和的作用更為關(guān)鍵。從能源消費結(jié)構(gòu)看,中國大部分地區(qū)仍以化石能源消費作為經(jīng)濟發(fā)展的核心動力,這無疑成為了碳排放量居高不下的罪魁禍首。通過推廣清潔能源的使用、激勵節(jié)能減排創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)、提高高碳行業(yè)準入門檻以加快能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型,是有效推進現(xiàn)代能源體系構(gòu)建的一方良藥;同時也警示政府不應(yīng)盲目規(guī)制經(jīng)濟發(fā)展,增加不合理的綠化面積,錯誤導(dǎo)致碳中和能力不增反降。
為更直觀反映碳中和能力的空間分布,制作2015年、2017年和2019年中國碳中和能力矢量圖,結(jié)果見圖3(碳中和能力界定標準:碳中和能力較低-碳中和能力中等界定值為0.15;碳中和能力中等-碳中和能力較高界定值為0.4)。
圖3 碳中和能力空間分布
依據(jù)2019年碳中和能力空間集聚區(qū)域劃分特征,進一步考察中國碳中和能力較高聚集區(qū)、能力中等聚集區(qū)和能力較低聚集區(qū)空間相關(guān)特點,結(jié)果見表7。
通過比較表6和表7,采用空間面板模型估計的碳中和能力全域回歸結(jié)果與局部回歸結(jié)果各項因素方向完全一致,且均在10%水平下顯著,再次反映了模型的穩(wěn)健性。
表7 碳中和能力局部空間面板模型估計結(jié)果
(1)從時空維度看,無論是直接效應(yīng)還是間接效應(yīng),碳中和能力較高的聚集區(qū)長期效應(yīng)大于能力較弱的聚集區(qū);這表明節(jié)能減排工作具有相當?shù)木o迫性和艱巨性,特別是碳中和能力較弱的地區(qū),能源變革、環(huán)境綠化難度較大,政策難以落實,若長期罔顧、優(yōu)化措施懸而未決,更容易結(jié)出碳排放累積和回彈的惡果,碳中和目標將無從實現(xiàn)。
(2)從能源變革角度看,碳中和能力較弱的聚集區(qū)科技創(chuàng)新的驅(qū)動力大于能力較強的聚集區(qū)。一些研究表明,技術(shù)進步可被區(qū)分為生產(chǎn)技術(shù)和減排技術(shù)兩種類型[36],從技術(shù)中和指數(shù)構(gòu)建指標看,該研究的技術(shù)進步是偏向減排技術(shù)的,與此同時中國較弱強度聚集區(qū)技術(shù)進步尚未飽和,故此對于碳中和能力較弱的地區(qū)而言,能源變革更加重要。
(3)從環(huán)境綠化角度看,碳中和能力中等的聚集區(qū)對環(huán)境綠化的要求最低,能力較高的聚集區(qū)次之,能力較低的聚集區(qū)要求最高,這可以通過地區(qū)能源消費結(jié)構(gòu)中的化石能源使用比例來解釋:碳中和能力較低的聚集區(qū)能源消費主要仍以化石能源為主,地區(qū)環(huán)境特征表現(xiàn)為資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴重、生態(tài)系統(tǒng)退化嚴峻,因而對環(huán)境綠化的要求更為迫切;然而碳中和能力中等的聚集區(qū)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化空間較大,碳中和技術(shù)進步的邊際收益較高,因而這些聚集區(qū)當前的首要任務(wù)是完成能源變革、提高能源利用效率,而非引導(dǎo)區(qū)域環(huán)境建設(shè)“綠色化”。
詳細考察碳中和深層邏輯、精準識別驅(qū)動因素并檢驗其空間溢出效應(yīng),是科學(xué)構(gòu)建現(xiàn)代能源體系、合理制定和有效實施碳中和政策的前提條件。主要研究結(jié)論為:①探索性空間數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示,中國碳中和能力較高的聚集區(qū)呈現(xiàn)“向西輻射”的演變趨勢,而碳中和能力較低的聚集區(qū)呈現(xiàn)“向北轉(zhuǎn)移”的演變特征。②空間計量分析結(jié)果顯示,碳中和能力在空間維度、時間維度和時空維度分別表現(xiàn)出多邊效應(yīng)、滾雪球效應(yīng)和榮辱與共效應(yīng),表明政府應(yīng)采取區(qū)塊一體、長期高效和學(xué)習(xí)預(yù)防的戰(zhàn)略措施。③關(guān)鍵因素識別結(jié)果顯示,能源變革和環(huán)境綠化是碳中和的驅(qū)動因素,前者是技術(shù)減排的重要手段,后者是減碳平衡的有效措施,二者均在一定程度上抑制了大氣中二氧化碳濃度,并增強了碳中和作用;與環(huán)境綠化相比,能源變革的驅(qū)動作用更為重要,這說明采取激勵的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型政策,推進現(xiàn)代能源體系構(gòu)建是實現(xiàn)碳中和的有效措施,也警示政府不應(yīng)盲目規(guī)制經(jīng)濟發(fā)展,抑制碳中和的邊際收益。上述研究結(jié)論對于中國實現(xiàn)碳中和具有重要的政策啟示。
首先,實行科學(xué)的頂層設(shè)計,從源頭減少碳排放。要想從根本上轉(zhuǎn)變能源結(jié)構(gòu),實現(xiàn)碳中和目標,就必須轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式,通過市場化機制倒逼能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型。一方面,應(yīng)加快制定實施相應(yīng)的環(huán)境規(guī)制政策,通過征收環(huán)境稅、資源保護稅和碳排放稅,提高高碳行業(yè)準入門檻,引導(dǎo)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展,加快落后能源產(chǎn)業(yè)淘汰,提高工業(yè)技術(shù)效率;另一方面,也要制定相應(yīng)的激勵政策,推動各類主體加快科技創(chuàng)新,不斷開發(fā)新能源、新技術(shù)并運用到整個能源體系建設(shè)中,逐步轉(zhuǎn)向以非化石燃料為驅(qū)動核心的能源消費模式,加快推進能源體系市場化改革,依靠市場機制抑制能源回彈效應(yīng),保證政策實施的連貫性。
其次,要根據(jù)能源變革和環(huán)境綠化的空間差異進行全局規(guī)劃,實施有所側(cè)重的碳中和政策。研究顯示碳中和能力存在明顯的空間集聚特征,據(jù)此劃分了三類中國碳中和能力聚集區(qū)。按照南北跨度地帶劃分,第一類是以北京、天津和湖南、江西為界的中間連接地帶,這些省份組成碳中和能力較高的聚集區(qū),特點是有較高的經(jīng)濟發(fā)展水平,能源結(jié)構(gòu)開始向清潔能源轉(zhuǎn)型,有望提前實現(xiàn)碳中和目標。第二類是以湖南、江西為界往南的南部及西南部地帶,這些省份組成碳中和能力中等的聚集區(qū),特點是經(jīng)濟基礎(chǔ)較為薄弱,但是有著較為豐裕的環(huán)境資源,隨著區(qū)域能源體系建設(shè)不斷完善,這類區(qū)域進入高強度碳中和聚集區(qū)較為容易。第三類是以北京、天津為界往北的北部及東北部地帶,這些省份組成碳中和能力較低的聚集區(qū),特點是近年來經(jīng)濟發(fā)展緩慢,碳中和的邊際收益降低,地區(qū)的能源消費結(jié)構(gòu)仍以化石燃料消費為主,碳排放問題較為突出,實現(xiàn)碳中和難度較大。這三類聚集區(qū)碳中和政策的實施進程不盡相同,但考慮到環(huán)境地貌和經(jīng)濟發(fā)展的差異,應(yīng)實行因地制宜的環(huán)境綠化方案:一方面,碳中和能力較高的聚集區(qū)要在煤炭清潔利用、技術(shù)綠色創(chuàng)新和環(huán)境科學(xué)治理等方面,進行大膽創(chuàng)新,加強新能源技術(shù)創(chuàng)新成果的應(yīng)用,為全面深化能源變革和生態(tài)文明建設(shè)積累可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗;另一方面,碳中和能力較弱的聚集區(qū),要加快現(xiàn)代新能源體系建設(shè),以改善能源消費方式為著力點,引導(dǎo)消費主體更多利用新能源,以減少傳統(tǒng)能源的消費。
最后,建立區(qū)域共商聯(lián)控機制,構(gòu)建區(qū)域一體化治理體系。碳中和存在“多邊效應(yīng)”,這說明碳排放的單邊治理成效并不顯著,本地區(qū)治理碳排放投入對碳中和能力的影響可能會通過“搭便車”行為,引致鄰近地區(qū)碳排放治理投入減少,因而僅依靠單邊努力不利于區(qū)域性碳排放治理。為此,提高碳中和能力必須建立在區(qū)域協(xié)同、相互監(jiān)督的基礎(chǔ)之上,形成從局部地區(qū)到全國范圍碳中和利益一致的共識,運用清潔能源技術(shù)傳播和環(huán)境資源轉(zhuǎn)化打破行政區(qū)域的界限。通過統(tǒng)一規(guī)劃和激勵政策,在總體環(huán)境約束下實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)部個體碳交易成本最小化,以達到碳中和目標。當前,建立碳中和共同體的首要環(huán)節(jié),是明確上述三類地區(qū)的責(zé)任與主體,制定統(tǒng)一的區(qū)域大氣環(huán)境管理法規(guī)、標準體系,建立有效的激勵機制和嚴格的懲罰措施;加強環(huán)境評估和監(jiān)督力度,構(gòu)建統(tǒng)一的碳中和責(zé)任體系,實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)信息共享、責(zé)任共擔(dān)、成果共享;建立和完善一體化的聯(lián)合預(yù)警和示范機制,合力預(yù)防碳排放總量發(fā)生反彈,助力高質(zhì)量發(fā)展。