工業產業結構調整和技術進步的氣候效應

馬建平

(中華女子學院　金融系，北京　100101)

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工業產業結構調整和技術進步的氣候效應

馬建平

(中華女子學院金融系，北京100101)

摘要：基于中國1980—2013年碳排放、經濟、能耗、環境等數據，構建氣候效應分解模型，將氣候效應分解為規模效應、傳統意義的結構效應、低碳意義的結構效應、傳統意義的技術效應和低碳意義的技術效應。協整分析顯示，主要正向氣候效應是經濟增長帶來的規模效應，主要負向氣候效應是能耗強度下降和低碳環保技術投資帶來的雙重技術效應，高排放行業增加和低碳能源占比上升帶來的正、負結構效應都較低，其中負向結構效應低于正向結構效應。

關鍵詞：結構調整；技術進步；氣候效應

減少碳排放可以通過壓縮經濟規模、優化產業結構、優化能源結構和提高技術水平等途徑實現。其中，壓縮經濟規模等于限制經濟發展，對發展中國家和地區顯然不可行。因此，只能通過優化產業結構、能源結構和提高技術水平來達成。眾所周知，中國近些年來致力于調整產業結構，發展低碳能源，提高技術水平，這對遏制排放增長發揮了積極作用，但這些努力究竟產生了多大的氣候效應并不清楚。定量測度各因素作用程度，對識別減排貢獻因素及確定未來著力重點具有重要意義。

一、相關研究

二、氣候效應的分解及模型構建

按照碳排放的作用特征分類，可以將工業產業分為低碳產業、非低碳產業。其中，低碳產業主要包括新能源和可再生能源等產業；非低碳產業包括傳統高排放產業和低排放產業。可以將能耗總量和能耗強度均相對較高的產業列入高排放產業，反之列入低排放產業。因此，產業結構調整便具有雙重含義：一是傳統意義上的產業結構調整，即降低高排放產業在經濟結構中的比重，相對增加低排放產業比重；二是低碳意義上的產業結構調整，即增加以風能、太陽能、生物質能、氫能等新能源和可再生能源為代表的低碳產業在產業結構中的比重。由于新能源和可再生能源為經濟運行提供低碳能源，因此能源結構變動在一定程度上反映了低碳產業規模的變化。提高低碳產業比重和增加低排放產業比重是產業結構低碳化的兩大內涵。

類似地，技術可分為一般性生產技術和低碳環保技術。技術進步也被賦予兩層含義：一是傳統意義上的生產技術進步，即這類技術進步提高生產效率，降低單位產品資源消耗；二是低碳環保技術進步，即這類技術進步通過在生產各個環節對碳排放進行防、控、減、治，從而實現減排。

馬建平(2011)借鑒卡亞(Kaya)人均碳排放計算公式構建了一個碳排放總量及其變化率數理模型[11]。參考該模型，可構建如下同時包含兩層次結構因素和兩層次技術因素的數理模型：

(1)

C=G·i·e·f·p

(2)

兩邊求自然對數得到：

lnC=lnG+lni+lne+lnf+lnp

(3)

兩邊再求導得到：

(4)

總之，碳排放總量與經濟規模、碳密集型產業比重、能耗強度、能源結構、化石能耗碳排放強度等密切相關，氣候效應可分解為規模效應、兩層次結構效應和兩層次技術效應。

三、結構調整和技術進步的氣候效應實證分析

(一)數據說明和計量模型

數據區間為1980—2013年。其中，碳排放總量數據源自世界銀行數據庫；GDP數據源自歷年《中國統計年鑒》，利用CPI(1980=100)指數調整；高排放產業*經研究表明，黑色金屬冶煉及壓延加工業、非金屬礦物制品業、化學原料及化學制品制造業、石油加工煉焦及核燃料加工業、電力熱力生產供應業、煤炭開采洗選業、有色金屬冶煉及壓延加工業、石油和天然氣開采業八個工業產業屬于能耗總量和能耗強度排序均靠前的產業，因此列為高排放產業。將這八個產業產出之和除以當年GDP便得到高排放產業占比數據，是反映傳統意義上產業結構的指標。產出占當年GDP的比率數據根據歷年《中國統計年鑒》高排放產業產值和GDP數據計算得到，反映式(2)中的i變量；能耗強度數據用歷年能耗總量除以GDP得到，是反映傳統意義上技術進步的指標；低碳能源比重數據來自歷年《中國統計年鑒》，是反映能源結構的指標；工業污染治理投資數據來自歷年《中國環境統計年鑒》，并用CPI(1980=100)指數調整，用以反映低碳環保技術進步的替代指標。由于高排放產業占比和低碳能源比重屬于比率數據，所以對式(3)略加改進，構建如下計量模型：

lnCarbon=α+β1lnGDP+β2CINDRatio+β3lnENINTN+β4CLENRatio+β5lnvestenvr+v

(5)

式(5)中，α為常數項，β1、β2、β3、β4、β5是系數，ν是殘差項，lnCarbon是碳排放量的自然對數，lnGDP是GDP的自然對數，CINDRatio是高排放產業占GDP比重，lnENINTN是能耗強度的自然對數，CLENRatio是低碳能源比重，lnInvestenvr是工業污染治理投資的自然對數。

(二)數據的單位根檢驗

上述數據都屬于時間序列數據，在進行多元回歸分析之前要做單位根檢驗以避免偽回歸。表1是利用軟件Eviews 6.0對各變量進行ADF單位根檢驗的結果。在檢驗過程中，嘗試了水平/一階差分兩種情況下有(無)常數項和趨勢項等多種情形，再從中選擇顯著性最佳的檢驗結果。表1顯示，所有變量均為I(1)，即均屬于單整序列。由于單整序列的線性組合仍屬于單整序列，在進行多元回歸分析時，只要殘差項為平穩序列，則該多元回歸便屬于協整回歸，檢驗結果有效。

表1　變量單位根檢驗結果

(三)協整分析

根據式(5)對數據進行多元回歸分析，并對回歸殘差進行ADF單位根檢驗。ADF單位根檢驗結果中t值為-3.726 4，P值為0.000 5，均顯示在1%以上水平顯著，表明該回歸殘差屬于平穩序列，以及該次多元回歸屬于協整回歸。協整回歸結果歸納在表2中，協整回歸調整的擬合優度R2值達到0.992 8，表明回歸擬合效果較好。根據表2，可以分析各因變量的邊際氣候效應。其中，lnGDP變量的系數值為1.107 7，P值為0.000 0，顯著性極高，說明經濟每增長1%，碳排放量將增加1.107 7%，這是經濟增長的規模效應；CINDRatio變量的系數值為0.002 6，P值為0.015 0，表明在5%水平上顯著，說明高排放行業每增加1個百分點，碳排放量將增加0.002 6%，這是傳統意義上的結構效應；lnENINTN變量的系數值為1.007 1，P值為0.000 0，顯著性極高，說明能耗強度每下降1%，碳排放量將下降1.007 1%，這是傳統意義上的技術效應；CLENRatio變量的系數值為-0.03，P值為0.087 3，在10%水平上顯著，說明低碳能源比重每增加1個百分點，將使碳排放量降低0.03%，這是低碳意義上的結構效應；lnInvestenvr變量的系數值為-0.078 7，P值為0.076 2，表明在10%水平上顯著，說明工業污染治理投資每增加1%，碳排放量將下降0.0787%，這是低碳意義上的技術效應。邊際氣候效應從高到低依次是lnGDP、lnENINTN、lnInvsetenvr、CLENRatio、CINDRatio。再粗略估算各變量的平均氣候效應。根據原始數據計算GDP、高排放產業比重、能耗強度、低碳能源比重、工業污染治理投資等變量的平均變速。其中，GDP年均增長10.1%，高排放產業比重入世以來年均增加4.7%，能耗強度年均下降3.8%，低碳能源比重年均增加0.2%，工業污染治理投資年均增長13.9%。這些平均變動幅度乘以各變量邊際氣候效應可大致估測其平均氣候效應，計算結果是：經濟增長年均規模氣候效應是使碳排放量年均增長11.188%；入世以來高排放產業比重增加的年均產業結構效應是使碳排放量年均增長0.012%；能耗強度下降的年均氣候效應是使碳排放年均下降3.827%；低碳能源比重上升的年均氣候效應是使碳排放量年均下降0.006%；工業污染治理投資增長的年均氣候效應是使碳排放量年均下降1.094%。因此，從平均效應看，主要的正向氣候效應是經濟增長帶來的規模效應；主要的負向氣候效應是工業污染治理投資和能耗強度下降帶來的雙重技術效應。高排放行業增加和低碳能源占比上升帶來的正、負結構效應都較低，其中增碳結構效應高于減碳結構效應。

表2　協整分析及氣候效應計算結果

表3　傳統技術進步的氣候總效應協整檢驗

(四)傳統技術進步整體排放效應的測度

不過，上述計量模型中使用能耗強度指標，僅能反映傳統意義上技術進步的直接減排效應。由于傳統意義上的技術進步對排放的影響途徑還包括促進經濟增長間接產生的正向增排規模效應。最終傳統意義上技術進步總體是減排還是增排，取決于負向減排效應和正向增排效應的比較結果。現利用專利授權項數數據代替上述能耗強度數據，檢測傳統意義上技術進步的整體減排效應。回歸結果見表3。同時對該回歸殘差做ADF檢驗，結果表明殘差屬于平穩序列，該回歸屬于協整回歸。表3顯示，將專利授權項數變量lnPatent替換能耗強度變量lnENINTN后，對其他變量有所影響，其中低碳能源結構變量顯著性影響略大，這可能是由于低碳能源技術本身就是授權專利的重要組成部分，另外經濟增長變量lnGDP的系數值變小，其系數值的變化可能是部分規模效應轉移到變量lnPatent的氣候效應中，也就是說lnPatent反映的氣候效應是由其間接規模效應和直接技術效應兩部分構成，反映了傳統意義上技術進步的氣候總效應。可見，傳統意義上的技術進步在總體上是增排的。而且，系數值達到7.400 5，t值為6.443 9，P值為0.000 0，都表明統計檢驗顯著，即傳統意義上的技術進步產生較高的增排效應。實際上，工業革命以來的技術進步在整體上就是增排的，這也是導致兩百多年來累積碳排放迅速上升的根本原因。

四、結論及建議

總之，經濟發展的氣候效應可分解成經濟增長的規模效應，傳統意義上高排放產業占比變化的結構效應，低碳意義上低碳能源占比變化的結構效應，傳統意義上能耗強度變化的技術效應以及低碳環保技術進步的技術效應。對中國工業產業結構調整和技術進步的氣候效應的實證分析表明，自1980年以來，經濟增長的規模效應是主要的正向氣候效應，其帶來的邊際氣候效應和平均氣候效應均較高，分別達到1.107 7%和11.187 8%；高排放產業占比上升產生的邊際正向氣候效應雖較小，但其帶來的平均正向氣候效應不容忽視，分別為0.002 6%和0.012 2%；而引起負向氣候效應的因素包括傳統意義上的技術進步的直接減排效應、低碳環保技術進步帶來的減排效應以及低碳能源占比上升帶來的負向結構效應，其中主要負向氣候效應是由能耗強度下降和低碳環保技術投入所致，兩種因素的年均氣候效應分別為-3.827%和-1.093 9%；低碳能源占比上升帶來的減碳結構效應略低于高排放行業增加的增碳結構效應，兩種因素的年均氣候效應分別為-0.006%和0.012 2%；降低能耗強度、增加低碳環保技術投資、提高低碳能源比重均能產生減排效應，但其邊際減排作用力度依次減弱，其邊際氣候效應依次為1.007 1%、-0.078 7%和-0.03%。

雖然中國30多年來從未停止過調整產業結構的努力，也幾乎每年都在強調調整產業結構，但入世以后中國高排放產業比重呈逐步走高態勢，這是由中國資源能源環境要素粗放投入增長模式以及入世以后在融入全球化進程中陷入國際分工的低端不利地位造成的。調整傳統意義的產業結構，降低高排放產業比重，任務較重、空間較大，未來必須努力爭取擴大負向減碳的傳統意義上的結構效應。過去30多年來，與高排放產業比重大幅上升相比，低碳能源比重增幅較低，增速較慢，增長較難，因此低碳意義上的負向結構效應也相對較小，未來必須大力發展低碳能源，增加低碳產業的比重，努力放大低碳意義上的負向結構效應。在技術進步方面，傳統意義上的技術進步成就斐然，然而，傳統意義上的技術進步的氣候效應由其影響排放的多種途徑的效應疊加形成，實證分析表明，傳統意義上的技術進步直接負向減排效應遠低于其間接正向增排效應，即傳統意義上的技術進步的氣候總效應是增排效應。因此，要擴大負向技術效應，就必須大力發展低碳環保技術，爭取盡可能大的低碳意義上的負向技術減排效應。如不能依靠限制經濟增長來控制正向規模效應，就只能努力挖掘負向傳統意義和低碳意義的結構效應和負向低碳意義的技術效應的潛力來實現總體減排。

為此，本文提出政策建議：(1)深刻調整國內經濟發展模式和對外貿易模式，改變資源能源環境要素依賴型增長方式，擺脫在國際分工格局中的不利地位，逐步降低高排放產業比重，增加低排放產業比重，從而實現傳統意義上的負向結構效應；(2)大力發展低碳產業，增加低碳能源在能源結構中的比重，從而實現低碳意義上的負向結構效應；(3)鼓勵自主創新，大力發展清潔生產技術，增加低碳環保技術投資，促進低碳環保技術進步，從而擴大低碳意義上的負向技術效應。必須認識到，只有爭取更大的負向結構效應和技術效應以抵消正向規模效應，中國碳排放曲線才能及早迎來下行拐點而邁過碳排放峰值。

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(責任編輯：魏小奮)

Climate Change Effects of

Industrial Structure Adjustments and Technical Improvements

MA Jianping

(China Women’s University，Beijing 100101，China)

Abstract：Based on China’s 1980—2013 data of carbon emissions，economy，energy consumption and environment and so on，the paper establishes a decomposition model of climate change effects which consist of scale effects，structure effects in traditional meaning，structure effects in the meaning of low carbon，technique effects in traditional meaning，and technique effects in the meaning of low carbon.The co-integration test shows that the main positive effects of climate are the results of the scale effects of economic growth，and the main negative effects are the effects produced by energy consumption intensity decrements and low carbon and environment technology investments，and the growth of the ratio of carbon intensive industries leads to low positive effects，while the growth of the ratio of clean energy gains a little lower negative effects.

Keywords：structure adjustments；technical improvements；effects of climate change

作者簡介：馬建平(1974—)，男，中華女子學院金融系副教授，經濟學博士，研究方向為低碳經濟、綠色金融、環境貿易。

基金項目：中華女子學院重點課題“資源稟賦、地區差異與低碳發展的差別化路徑選擇”(KG11-02002)

收稿日期：2015-08-09

中圖分類號：F264

文獻標識碼：A

文章編號：1008-2700(2016)02-0123-06

DOI：10.13504/j.cnki.issn1008-2700.2016.02.016