能源產(chǎn)能空間集聚的碳排放效應(yīng)

摘要 能源作為重要生產(chǎn)要素，其空間布局勢必對區(qū)域碳排放產(chǎn)生影響。在“雙碳”目標(biāo)背景下，隨著中國能源生產(chǎn)中心和消費(fèi)中心逆向分布矛盾日益突出，探究能源產(chǎn)能空間集聚對區(qū)域碳排放的影響成為必要?；?000—2022年中國省級面板數(shù)據(jù)，采用固定效應(yīng)模型和中介效應(yīng)模型，探究了能源產(chǎn)能空間集聚對區(qū)域碳排放的影響效應(yīng)和作用路徑，開展了一系列穩(wěn)健性檢驗(yàn)，并基于交互效應(yīng)模型檢驗(yàn)了環(huán)境規(guī)制和新能源發(fā)展水平對能源產(chǎn)能空間集聚碳排放效應(yīng)的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果表明：①全國范圍及分區(qū)域研究顯示，能源產(chǎn)能空間集聚均不利于碳減排。低集聚度區(qū)的影響效應(yīng)最大、集聚度轉(zhuǎn)換區(qū)次之、高集聚度區(qū)最小。②能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源效率是能源產(chǎn)能空間集聚影響區(qū)域碳排放的3條主要路徑。③環(huán)境規(guī)制對能源產(chǎn)能空間集聚碳增效應(yīng)的調(diào)節(jié)作用具有顯著區(qū)域異質(zhì)性，在全國和高集聚度區(qū)對能源產(chǎn)能空間集聚碳增效應(yīng)具有抑制作用，在集聚度轉(zhuǎn)換區(qū)和低集聚度區(qū)具有促進(jìn)作用。④在全國及區(qū)域?qū)用?，提高新能源發(fā)展水平均有助于削弱甚至消除能源產(chǎn)能空間集聚的碳增效應(yīng)。根據(jù)以上研究結(jié)論，為保障能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)共同推進(jìn)，一要打造以“電力為核心”的能源互聯(lián)網(wǎng)，優(yōu)化化石能源空間布局；二要依托稟賦結(jié)構(gòu)，合理優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；三要充分考慮區(qū)域異質(zhì)性，合理有序提升環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度；四要加快推進(jìn)新能源技術(shù)研發(fā)，提升區(qū)域新能源裝機(jī)規(guī)模。

關(guān)鍵詞 能源產(chǎn)能；空間集聚；碳排放；作用路徑；新能源；環(huán)境規(guī)制

中圖分類號 F426. 2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號 1002-2104（2024）10-0045-12 DOI：10. 12062/cpre. 20240713

碳排放引起的全球氣候變化已成為人類面臨的最嚴(yán)重的非傳統(tǒng)安全問題，碳減排成為應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵措施。中國作為重要的碳排放國之一，高度重視碳減排工作，已成為全球應(yīng)對氣候變化的重要參與者、貢獻(xiàn)者和引領(lǐng)者［1］。據(jù)國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)顯示，中國2022年碳排放總量約為114. 8億t，其中，約90% 來自化石能源消費(fèi)。對此，中國能源發(fā)展策略由“粗放型”向“集約型”轉(zhuǎn)變，“綠色、低碳、高效”成為能源高質(zhì)量發(fā)展的重要方向，“基地化”和“集約化”成為推動能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要手段。受能源稟賦空間分布不均影響，加之中東部能源資源衰竭，能源開發(fā)重心西移特征日益明顯。此外，通過“壓縮東部、穩(wěn)定中部、發(fā)展西部”的能源開發(fā)戰(zhàn)略布局，加速了能源產(chǎn)能在能源富集區(qū)的空間集聚。以煤炭為例，內(nèi)蒙古、山西和陜西3個(gè)省份產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的比重由2000年的32. 76%上升至2022年的71. 78%，提升了39個(gè)百分點(diǎn)。從能源產(chǎn)業(yè)視角看，該集聚現(xiàn)象能夠通過規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和空間溢出效應(yīng)推動能源產(chǎn)業(yè)的集約高效發(fā)展，促進(jìn)綠色技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排。但從區(qū)域視角看，該集聚現(xiàn)象也使得能源生產(chǎn)和消費(fèi)中心逆向分布的矛盾愈加凸顯，增加了能源空間配置引致的能源消費(fèi)量?；诖?，能源產(chǎn)能空間集聚的碳排放效應(yīng)存在不確定性?！笆奈濉币?guī)劃明確指出，要通過合理優(yōu)化配置能源資源，提高能源資源利用效率，切實(shí)降低單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗和主要污染物排放總量，推動生態(tài)文明建設(shè)實(shí)現(xiàn)新進(jìn)步。因此，探究能源產(chǎn)能空間集聚對碳排放的影響效應(yīng)和作用機(jī)理成為必要。同時(shí)，考慮到中國要素稟賦區(qū)域差異大，能源產(chǎn)能空間集聚對碳排放的影響也會存在一定差異，詳細(xì)考察不同區(qū)域能源產(chǎn)能空間集聚的碳排放效應(yīng)，對中國區(qū)域低碳發(fā)展策略和能源開發(fā)戰(zhàn)略制定具有重要指導(dǎo)意義。

1 文獻(xiàn)綜述

在碳排放影響因素相關(guān)研究中，專家學(xué)者從不同視角、不同維度針對不同研究對象探討了碳排放的影響因素，整體可概括為規(guī)模因素、結(jié)構(gòu)因素和技術(shù)因素。隨著空間經(jīng)濟(jì)理論的發(fā)展，關(guān)于空間因素對碳排放的影響效應(yīng)研究日益增加［2-3］。能源作為重要的生產(chǎn)要素和主要的碳排放源，在中國能源空間分布不均衡的情況下，其空間集聚相關(guān)研究備受關(guān)注。通過梳理現(xiàn)有文獻(xiàn)可知，研究主要集中在能源空間集聚水平測度及其影響效應(yīng)評估兩個(gè)方面。

在能源空間集聚水平測度方面，主要從能源產(chǎn)能空間集聚和能源產(chǎn)業(yè)空間集聚兩個(gè)維度展開研究。其中，能源產(chǎn)能空間集聚主要關(guān)注能源生產(chǎn)能力在空間上的布局，多數(shù)研究以煤炭為主的化石能源為研究對象，采用區(qū)位熵和基尼系數(shù)等方法測度能源產(chǎn)能空間集聚水平［4］。能源產(chǎn)業(yè)空間集聚主要關(guān)注能源產(chǎn)業(yè)體系及其關(guān)聯(lián)要素的空間集聚狀態(tài)，現(xiàn)有研究以光伏、風(fēng)電和煤炭等產(chǎn)業(yè)為研究對象［5-7］，利用區(qū)位熵、基尼系數(shù)、HHI指數(shù)和市場集中度等模型和方法測度能源產(chǎn)業(yè)空間集聚水平［8］。

在能源空間集聚的影響效應(yīng)評估方面，從資源配置理論可知，改進(jìn)要素空間配置可以優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率、推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展［9］。多數(shù)研究探討了能源空間集聚對經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新績效的影響效應(yīng)［10-12］，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、能源效率和技術(shù)創(chuàng)新等因素影響區(qū)域碳排放，進(jìn)一步增加了能源空間集聚對區(qū)域碳排放影響的不確定性。

綜上所述，能源產(chǎn)業(yè)空間集聚將能源勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)一考慮，而能源產(chǎn)能空間集聚則重點(diǎn)關(guān)注了生產(chǎn)環(huán)節(jié)。當(dāng)前，國家為推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，將能源產(chǎn)能空間布局作為關(guān)鍵路徑。在“雙碳”目標(biāo)下，考慮到產(chǎn)能布局是其他環(huán)節(jié)空間布局的基礎(chǔ)，因此，重點(diǎn)探討能源產(chǎn)能空間集聚對碳排放的影響效應(yīng)及影響路徑，以期為國家能源產(chǎn)能空間布局提供決策參考，為政府節(jié)能降碳提供能源空間配置方案。

2 能源產(chǎn)能空間集聚對區(qū)域碳排放影響路徑分析

由于碳排放主要源于化石能源消費(fèi)，因此，選取化石能源為研究對象，主要包括煤炭、石油和天然氣等。為探究其區(qū)域異質(zhì)性影響，借鑒張士強(qiáng)等［4］的區(qū)域劃分方法，根據(jù)能源產(chǎn)能空間集聚度，將30個(gè)省份劃分為能源產(chǎn)能高集聚度區(qū)、集聚度轉(zhuǎn)換區(qū)和低集聚度區(qū)3個(gè)組團(tuán)。高集聚度區(qū)是指能源產(chǎn)能空間集聚度始終大于1的省份；集聚度轉(zhuǎn)換區(qū)是指能源產(chǎn)能空間集聚度前期大于1，后期小于1的省份；低集聚度區(qū)是指能源產(chǎn)能空間集聚度始終小于1的省份。

2. 1 能源結(jié)構(gòu)路徑

根據(jù)競爭優(yōu)勢理論和區(qū)位理論可知，生產(chǎn)要素在空間上集聚時(shí)，企業(yè)為獲得競爭優(yōu)勢，會動態(tài)調(diào)整要素投入組合，進(jìn)而改變地區(qū)要素結(jié)構(gòu)。能源作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，隨著能源產(chǎn)能空間集聚水平不斷提高，能源生產(chǎn)中心與消費(fèi)中心距離不斷擴(kuò)大，而能源消費(fèi)價(jià)格受供銷地之間距離影響，長距離運(yùn)輸提高了能源消費(fèi)中心的用能成本。Fisher等［13］認(rèn)為企業(yè)偏向于利用價(jià)格低、易獲取的能源，能源價(jià)格變動對能源結(jié)構(gòu)有直接影響。在能源產(chǎn)能高集聚度區(qū)，化石能源產(chǎn)量大、價(jià)格低，易形成“ 以化石能源為主”的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。在能源產(chǎn)能低集聚度區(qū)，一方面，受能源價(jià)格和能源安全等因素影響，政府會控制化石能源的使用量，加快可再生能源開發(fā)，推動能源結(jié)構(gòu)多樣化［14］；另一方面，較高的能源消費(fèi)成本，會倒逼該區(qū)域節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，受技術(shù)反彈效應(yīng)的影響［15］，導(dǎo)致化石能源消費(fèi)量不降反增，抑制能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)程。綜上，在能源產(chǎn)能低集聚度區(qū)，能源產(chǎn)能空間集聚是否會強(qiáng)化“以煤為主”的能源結(jié)構(gòu)取決于地區(qū)可再生能源替代效應(yīng)與技術(shù)反彈效應(yīng)二者的綜合效應(yīng)。在能源產(chǎn)能集聚度轉(zhuǎn)換區(qū)，由高集聚度逐步過渡為低集聚度，可能會兼有高集聚度區(qū)和低集聚度的特征，同時(shí)受（或者先后受）以上路徑影響，下文在分析影響路徑時(shí)，不再贅述轉(zhuǎn)換區(qū)作用機(jī)制。

通過梳理能源結(jié)構(gòu)對碳排放影響的研究成果可知，能源結(jié)構(gòu)是碳排放的重要影響因素之一，化石能源消費(fèi)比重上升將顯著增加碳排放，而可再生能源消費(fèi)比重上升能夠有效降低碳排放［16］。能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化是降低碳排放最有效的路徑之一［17］，能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化對碳強(qiáng)度降低的貢獻(xiàn)率能夠達(dá)到30%以上［18］。由此，認(rèn)為能源產(chǎn)能空間集聚通過能源結(jié)構(gòu)對區(qū)域碳排放產(chǎn)生影響，且能源結(jié)構(gòu)的中介效應(yīng)存在區(qū)域異質(zhì)性。

2. 2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)路徑

空間經(jīng)濟(jì)理論認(rèn)為要素集聚通過產(chǎn)業(yè)空間組織，形成各類產(chǎn)業(yè)集聚，并進(jìn)一步形成循環(huán)累積的因果機(jī)制，使集聚地吸引更多相關(guān)要素和企業(yè)，成為區(qū)域產(chǎn)業(yè)地理中心［19］。在能源產(chǎn)能高集聚度區(qū)，一方面，伴隨著能源資源大量開發(fā)，能源密集型企業(yè)向該地區(qū)轉(zhuǎn)移［20］，致使其逐步形成以能源產(chǎn)業(yè)為支柱的產(chǎn)業(yè)體系，進(jìn)而抑制產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級；另一方面，根據(jù)“資源詛咒”理論，通過“擠出效應(yīng)”等抑制當(dāng)?shù)丶夹g(shù)和人才要素集聚，進(jìn)而抑制產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級［21］。綜上，能源產(chǎn)能空間集聚不利于能源產(chǎn)能高集聚度區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。在能源產(chǎn)能低集聚度區(qū)，一方面，因能源供不應(yīng)求，企業(yè)能耗成本較高，易通過倒逼效應(yīng)和要素替代效應(yīng)推動地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級；另一方面，因能源要素的長期匱乏，地區(qū)的工業(yè)發(fā)展受到限制，區(qū)域內(nèi)工業(yè)企業(yè)規(guī)模普遍較小，難以形成規(guī)模效應(yīng)以及產(chǎn)業(yè)集聚的正向溢出效應(yīng)，造成相關(guān)資本、勞動力等生產(chǎn)要素流失，致使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級受限，新興產(chǎn)業(yè)無法得到有效培育［22］，進(jìn)而抑制產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。因此，在能源產(chǎn)能低集聚度區(qū)，能源產(chǎn)能空間集聚是否會推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級取決于倒逼效應(yīng)與生產(chǎn)要素流失效應(yīng)的相對強(qiáng)弱。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響區(qū)域碳排放的重要因素，各地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)而在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排放量也不同［23］。陶長琪等［24］認(rèn)為，提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的強(qiáng)度和速度是碳減排的重要舉措。其中，增加第三產(chǎn)業(yè)比重、降低第二產(chǎn)業(yè)比重對碳減排具有正向作用［25］。由此，認(rèn)為能源產(chǎn)能空間集聚通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對區(qū)域碳排放產(chǎn)生影響，且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的中介效應(yīng)存在區(qū)域異質(zhì)性。

2. 3 能源效率路徑

根據(jù)全要素能源效率內(nèi)涵及相關(guān)理論，能源、技術(shù)、勞動力等要素存在相互替代作用［26］。在工業(yè)化背景下，技術(shù)創(chuàng)新是提升能源效率的有效措施［27］；在能源產(chǎn)能高集聚度區(qū)，低廉的用能成本促使企業(yè)傾向于依賴能源要素投入獲取超額利潤，進(jìn)而對勞動力、資本和技術(shù)要素產(chǎn)生替代效應(yīng)，降低能源效率。在能源產(chǎn)能低集聚度區(qū)，一方面，為擺脫能源約束，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新成為必然選擇［28］。根據(jù)波特假說，能源價(jià)格上漲通過倒逼效應(yīng)提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新投入，進(jìn)而提升能源效率［29］。另一方面，根據(jù)遵循成本假說［30］，較高的用能成本壓縮了企業(yè)利潤空間，給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動造成巨大壓力，企業(yè)缺少足夠資金進(jìn)行生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而抑制能源效率提升。綜上，在能源產(chǎn)能低集聚度區(qū)，能源產(chǎn)能空間集聚是否會提升能源效率取決于波特效應(yīng)與遵循成本效應(yīng)的影響力大小。

能耗碳排放是碳排放的主要來源，能源效率的提升對碳排放具有顯著抑制作用［31］，因此，部分地區(qū)已將提高能源效率作為碳減排的關(guān)鍵戰(zhàn)略［32］。由此，認(rèn)為能源產(chǎn)能空間集聚通過能源效率對區(qū)域碳排放產(chǎn)生影響，且能源效率的中介效應(yīng)存在區(qū)域異質(zhì)性。

以上分析表明，能源產(chǎn)能空間集聚通過能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源效率對區(qū)域碳排放產(chǎn)生影響，其作用效果存在區(qū)域異質(zhì)性，具體作用路徑如圖1所示。

3 研究設(shè)計(jì)

3. 1 關(guān)鍵變量測度

集聚效應(yīng)本質(zhì)上是一種外部性，Ciccone等［33］通過數(shù)理模型規(guī)范闡釋了產(chǎn)出密度解釋集聚外部性的可行性，產(chǎn)出密度能夠有效反映規(guī)模效應(yīng)和空間因素。同時(shí)考慮到能源產(chǎn)能空間集聚要反映地區(qū)間的非均衡性，因此，運(yùn)用區(qū)位熵測度要素及產(chǎn)業(yè)空間集聚水平的表達(dá)方式［4，34］，利用各省份能源產(chǎn)能密度相對全國平均能源產(chǎn)能密度的集聚程度反映能源產(chǎn)能空間集聚水平。構(gòu)建能源產(chǎn)能空間集聚測度模型如下：