天津市產業集聚與碳轉移規律研究

苑 清 敏，　李 　 想

(天津理工大學 管理學院， 天津 300384)

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天津市產業集聚與碳轉移規律研究

苑 清 敏，李 想

(天津理工大學 管理學院， 天津 300384)

摘要：文章針對產業集聚對碳排放轉移的影響，運用區位商和動態集聚指數方法測算天津市1997～2012年25個產業和碳排放集聚情況，進而分析產業集聚下碳排放轉移規律。研究發現：比較劣勢和逐步弱化產業發展速度較慢，碳排放轉出；集聚形成和集聚強化產業發展速度較快，碳排放轉入。產業集聚程度的高低對碳排放轉移速度的影響存在差異：比較劣勢產業增速均小于0.5，而碳排放轉出速度較快；逐步弱化產業增速稍高，碳排放轉出速度較慢；集聚形成階段產業碳排放轉入速度慢于產業集聚速度；而集聚強化階段產業碳排放轉入速度快于產業集聚速度。

關鍵詞：區位商；動態集聚指數；產業集聚；碳轉移

一、引言

產業集聚是產業發展過程中的一種地緣現象，指一定數量的企業為追求利潤而產生的區域集中[1][2]。馬歇爾在《經濟學原理》中首先提出產業集聚理論，提出了產業集聚、內部集聚和空間外部經濟的概念，并闡述了在外部經濟與規模經濟條件存在的情況下產業集聚產生的經濟原因[3]。產業集聚作為一種有效的產業發展模式，對促進資源的優化配置、提高能源利用效率等都具有積極的意義。產業的地理空間集聚可以實現勞動力市場共享；同時，同一產業在某一地理區域的高度集中能夠通過學習效應，從而實現生產技術的改進、生產效率的提高，從而提高能源利用率[4]。另一方面，同時由于產業規模的擴大，對能源需求的增加，以及規模經濟的滯后性，相應的對環境產生較大壓力，產業集聚對區域能源消費和碳排放產生雙重影響[5]。

對于產業集聚和環境關系的研究主要有：Ren等利用上海1947～1996年的工業以及環境監測數據分析，發現產業集聚使得上海水域污染的加劇[6]；Verhoef等也得出產業集聚具有負的外部性，對于環境產生不利影響[7]；王桂新利用2005年全國283個城市統計數據建立計量經濟學模型，研究了城市規模擴張中產業集聚對碳排放的影響，發現產業集聚對碳排放具有“反彈效應”和“節能效應”[8]；李宏彪等利用2008～2011年我國中部地區制造業30個行業的EG指數和碳排放強度的面板數據，考察了制造業集聚對碳排放的影響，研究表明：資源密集型產業集聚程度的增加會導致碳排放強度增加，高新技術比較集中的產業集聚程度的增加降低了碳排放強度[9]；閆逢柱等運用2003～2008年中國制造業兩位碼的行業分類數據和面板誤差修正模型實證考察了產業集聚和環境質量的關系，研究發現短期內產業集聚有利于降低環境污染，但長期來看兩者不具有必然關系[10]。綜合來看，產業集聚和碳排放之間存在一定關系，但兩者究竟存在何種關系仍存在爭議。

天津為環渤海地區的經濟中心，具有廣闊的市場輻射范圍和潛力。隨著天津工業化進程的推進，資源環境壓力不斷突顯，能源消費總量由1997年的2374萬噸標準煤，增加到2013年的7927萬噸，能源消費量增長速度不斷加快，加上我國以煤炭為主的能源消費結構，二氧化碳排放量也加速增長。

本文借鑒現有的研究方法和成果，以天津市為研究對象，運用區位商和動態集聚指數分析天津市1997～2012年工業部門25個產業的集聚程度，分析不同產業集聚的差異和動態變化過程，并借鑒產業集聚的測算方法分析產業碳排放的集聚流動狀況，從行業層面研究產業集聚與能源消耗碳排放之間的關系，以衡量產業集聚對碳排放集聚轉移的影響。為天津市工業產業結構的調整和優化提供數據支持和決策依據。

二、研究方法

本文借鑒賀曲夫等人的分析方法，采用區位商和產業動態集聚指數分析產業的集聚趨勢[1]。衡量產業集聚的區位商、動態集聚指數所代表的含義是不一樣的。前者屬于存量指標，反映的是某地某一時刻某產業的時點產能；后者則屬于流量指標，反映的是某產業在一段時期內向某個地區的集聚速度[1]。產業集聚發展的“生命周期”的軌跡，以及由此產生的規模效應、結構效應和技術效應等，構成產業集聚影響環境污染的理論基礎[11][12]。本文借鑒產業集聚的區位商和動態集聚指數，構建衡量碳排放轉移指數，從而研究產業集聚對碳排放轉移的影響。

1.區位商

區位商又稱為專業化率，用來衡量某產業在某特定區域的相對集中程度，是測算區域產業專業化水平和集聚水平的重要指標之一，是評價區域優勢產業和識別產業集群的重要方法[13]。它由哈蓋特(P．Haggett)首先提出并運用于區位分析中，反映某一產業在某地區的現有生產能力，某一區域要素的空間分布情況，是衡量目前產業生產分布的存量指標[3]。按照區位商的原理即產業在某地區的相對集中度，構建碳排放量區位商，表示碳排放量在某地區的集中程度。見公式(1)。

(1)

若區位商大于1，則說明該產業在全國來說具有一定的比較優勢，即專門化率比較高，當區位商大于1.5時，則該產業在當地具有明顯的比較優勢。一般這些產業可能會形成產業集聚；數值等于1，說明在該地區某產業具有均勢地位；若區位商數值小于1，說明該產業在該地區不具有優勢地位，處于比較劣勢[1]。而碳排放區位商大于1，則說明該產業碳排放高于全國該產業碳排放平均水平，能源效率和碳效率均未達到全國平均水平；反之則表明該產業碳排放低于全國平均水平。

2.動態集聚指數

產業動態集聚指數反映某一產業在一定時間段內向某地區的集聚速度，體現產業在該區域轉入轉出速度[1]。碳排放動態集聚指數同樣反映一定時期內該產業碳排放轉移速度。公式如(2)和(3)。

(2)

(3)

假定考察期的時間跨度為t，期初時點設為0，Xija表示i地區j產業在一定時期內的平均增長速度；Xijt表示i地區j產業在考察期內的期末生產總值；Xij0表示i地區j產業在考察期內的期初生產總值；Xja表示j產業在一定時期內的全國平均增長速度；Xjt表示j產業在考察期內的期末生產總值；Xj0表示j產業在考察期內的期初生產總值；Aija即為i地區j產業的動態聚集指數，表示i地區j產業的平均增長速度相對于全國平均增長速度快慢程度。

Cijb表示i地區j產業在一定時期內的碳排放平均增長速度；Cijt表示i地區j產業在考察期內的期末碳排放總量；Cij0表示i地區j產業在考察期內的期初碳排放總量；Cjb表示全國j產業在一定時期內的碳排放平均增長速度；Cjt表示全國j產業在考察期內的期末碳排放總量；Cj0表示全國j產業在考察期內的期初碳排放總量；Bijb即為i地區j產業碳排放的動態聚集指數，表示i地區j產業碳排放平均增長速度相對于全國碳排放平均增長速度快慢程度。

(1)Aija>0時：①若Xija和Xja均為正：當Aija>1，表明j產業向i地區集聚，該產業的發展速度超過全國平均水平；若0

(2)Bijb>0時：①若Cijb和Cjb均為正，當Bijb>1時，表明該產業的碳排放增速超過全國平均水平，j產業碳排放向i地區集聚；當0

3.碳排放量測算

碳排放量的數據根據能源消費量和碳排放系數進行估算，本文選取煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣消耗量來測算碳排放量，根據聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)2006年版排放指南中的公式進行計算，見公式(4)，各類能源碳排放系數如表1所示。

(4)

式中：M為碳排放量，Nμ為能源μ消費量，按標煤計；cμ為能源碳排放系數；μ為各類能源。

表1　各類能源的碳排放系數

4.數據來源

本文選取天津市為研究對象，時間跨度為“九五”到“十二五”的1997～2012年。依據《天津統計年鑒1998～2013》和《中國工業經濟統計年鑒1998～2013》確定25個工業產業部門，選擇天津市以及全國相應部門的工業生產總值，計算天津市產業區位商以及產業動態集聚指數，以衡量天津市各產業集聚的程度，進而識別各產業的集聚程度；依據《天津統計年鑒》中分行業能源消耗量，以及《中國能源統計年鑒1998～2013》中全國對應產業的能源消耗量，測算碳排放的區位商和動態集聚指數，分析各產業碳排放的情況，進而研究產業集聚和碳排放轉移的關系。

三、結果與分析

1.產業集聚狀況

根據上述方法計算天津市1997～2012年22個產業部門的區位商和產業動態將聚集指數如表2所示。

根據表2可以得出：①1997～2012年，石油和天然氣開采業、黑色金屬冶煉及壓延加工業、金屬制品業、食品制造業，區位商均大于1且期末值大于期初值，專業化程度不斷提高，其中石油和天然氣開采業2012年區位商達到4.58，為最高值，并且動態集聚指數均大于1，發展速度比全國平均速度快，產業集聚程度不斷提高；②石油加工及煉焦業和專用設備制造業期初不具備比較優勢，但產業發展速度高于全國水平，集聚指數分別達到2.32和1.50，區位商期末增加到1.18和1.13，具有了一定的區位優勢；發展速度較快的還有煙草制品業、有色金屬冶煉壓延業和造紙及紙制品業，但由于產業區位商較低，和全國比并未形成相對優勢，集聚程度較弱；③交通運輸設備制造業和計算機通信設備制造業研究期內區位商也大于1，但由于發展速度較慢，區位商也呈下降趨勢，其中計算機通信設備制造業區位商下降較多，由1997年的3.45下降到2012年的1.43，比較優勢在不斷弱化，而化學原料化學制品業、醫藥制造業、通用設備制造業、儀器儀表辦公用品制造業由于發展速度的下降，期末最終失去比較優勢；④剩余7種產業一直處于比較劣勢狀態，區位商小于1并且不斷下降，發展速度也慢于全國平均速度。

表2　1997～2012年天津市產業集聚

注：由于1997～2012年天津市煤炭開采和洗選業、黑色金屬礦采選業和有色金屬礦采選業工業總產值數值較小，基本為0，故未將其列為研究范圍。

2.碳排放轉移狀況

根據上述方法計算天津市1997～2012年22個產業部門的碳排放區位商和碳轉移動態集聚指數如表3所示。

表3　1997～2012年天津市產業碳排放集聚

注：煙草制品業碳排放集聚指數分子(Cijb)分母(Cjb)均為負，碳排放增長速度是下降的。

由表3可知，天津大部分產業期初碳排放區位商較高，碳排放水平高于全國，但研究期內碳排放增長速度和全國比相對較慢，碳排放水平逐步下降：①石油和天然氣開采業、食品制造業、黑色金屬冶煉及壓延業碳排放區位商較高，表明三類產業碳排放高于全國水平，并且碳排放增長速度較快，結合產業集聚程度發現，由于三類產業的不斷集聚，規模的擴大，能源消耗碳排放量隨之迅速增長，此類高能耗高排放的產業為天津的傳統優勢產業，產業碳排放不斷積聚。②農副食品加工業、有色金屬冶煉及壓延業兩產業雖不具有產業優勢，但隨著區位商的增加以及發展速度的加快，碳排放增長速度高于同時期全國水平。③其他產業碳排放增長速度小于全國平均增速，期末碳排放區位商小于1，整體碳排放水平在不斷下降，并且部分產業出現了碳排放總量的下降。

3.產業集聚和碳轉移關系分析

根據上述分析，天津產業碳排放的集聚狀況基本與產業的集聚情況一致。由此說明，產業的集聚一般會帶來碳排放的集聚，即產業的快速發展會使得碳排放增長速度加快，產業優勢的減弱也會使得碳排放增長速度的下降[15]。產業集聚指數和碳排放集聚指數關系如圖1所示。

圖1　天津市1997～2012年產業集聚和碳排放集聚

由圖1可知，產業發展速度的快慢會影響碳排放增長的速度，兩條線的起伏趨勢基本一致，產業集聚程度的高低和碳排放集聚水平有很強的正相關性。但石油加工及煉焦業和專用設備制造業較為特殊，石油加工及煉焦業1997～2012年產業集聚指數達到2.32，發展速度遠快于全國其他地區，而碳排放集聚指數近似為0，碳排放增長速度和全國相比并未出現加快的趨勢；專用設備制造業在產業集聚指數達到1.5時，碳排放集聚指數也只有0.49，碳排放增速小于全國水平。對比兩個產業的區位商發現，期初兩個產業均不是比較優勢產業，較少的存量使得碳排放的增長速度相對較慢。

對產業集聚和碳排放集聚指數做散點圖，以分析不同類別產業具體情況，如圖2所示。

圖2中，橫軸與縱軸交于(1,0)點：第一象限產業集聚指數大于1和碳排放集聚指數大于0，即產業增長速度大于全國平均水平，出現產業集聚，同時碳排放也在增長，但增長速度不同；第二象限產業集聚指數大于0但小于1，產業期末值較期初有一定增長，但增速小于全國，未出現產業集聚，但碳排放出現一定程度的增長，碳排放集聚指數大于0；第三象限產業集聚指數同樣大于0小于1，同時碳排放增長速度為負，出現了碳排放量的下降。

結合表2、表3和圖2，根據天津市1997～2012年產業集聚和碳排放集聚特征，將22個產業分類，比較劣勢產業、逐步弱化產業、初步集聚產業、集聚強化產業，其中比較劣勢產業和逐步弱化產業為第三象限產業，初步集聚產業和集聚強化階段產業為第一象限產業。第二象限產業較為特殊，包括農副食品加工業、非金屬礦物制品業、化學原料化學制品制造業，產業集聚指數小于1但碳排放集聚指數大于0。根據各產業區位商數值，將農副食品加工業和非金屬礦物制品業歸入比較劣勢產業，將化學原料化學制品制造業歸入逐步弱化產業。具體分析如下：

(1)比較劣勢產業。即期初產業存量小，且發展速度較慢；碳排放區位商下降較多，碳轉出速度較快。包括非金屬礦采選業、紡織業、化學纖維制造業、儀器儀表辦公用品制造業，研究期內產業動態集聚指數均小于0.5,遠低于全國平均發展速度，除儀器儀表辦公用品制造業期初產業區位商大于1具有一定產業優勢外，其他三類產業區位商均較低，且不斷下降；同時，碳排放區位商下降較多，期末值均小于0.5，碳排放集聚指數小于-1，碳排放總量出現下降，向其他地區轉移速度較快。

圖2　天津市1997～2012年產業集聚和碳排放集聚關系

注：由于石油和天然氣開采業、化學纖維制造業碳排放集聚指數數值較大(小)，分別為12.86、-13.67，為散點圖的右上角和左下角，為保證圖的清晰度，故未將兩個產業標注在圖上。

(2)逐步弱化產業。即期初產業存量較大，但發展速度慢，碳排放隨產業轉出而增速下降，逐步向其他地區轉移，但轉移速度和比較劣勢產業相比較慢。其中化學原料及化學制品業、醫藥制造業、通用設備制造業、交通運輸設備制造業、通信計算機及其他電子設備制造業1997年產業區位商均大于1,和全國其他省區比，有較強的專業化優勢，為天津的比較優勢產業，但研究期內各產業發展速度低于全國平均水平。2012年除交通運輸設備制造業、通信計算機及其他電子設備制造業區位商大于1，仍然保持產業優勢外，其他產業優勢逐步消失；而農副食品加工業、飲料制造業、造紙及紙制品業、非金屬礦物制品業、電氣機械及器材制造業區位商則進一步降低。同時期碳排放存量也出現大幅下降，增速慢于全國平均速度，并且部分產業出現了碳排放總量的下降，開始出現碳排放的轉移。

(3)初步集聚產業。即期初產業存量小，研究期內發展速度較快，碳排放隨著產業集聚而出現小幅度增長。1997年，除金屬制品業區位商具有一定比較優勢外，煙草制品業、石油加工及煉焦業、有色金屬冶煉及壓延業、專用設備制造業期初均不具備比較優勢，產業區位商均小于1，但產業集聚指數均大于1，發展速度高于全國平均水平，區位商處于不斷上升的趨勢，其中石油加工及煉焦業、專用設備制造業區位商期末值增加到1.18和1.38，和其他省份比，具有了一定專業化優勢。碳排放方面，研究期內石油加工及煉焦業和有色金屬冶煉壓延加工業碳排放存量一直較低，且石油加工及煉焦業碳排放集聚指數為負，碳排放總量出現了下降；煙草制品業、金屬制品業和專用設備制造業期初碳排放區位商較高，即碳排放存量大，但研究期內碳排放增長速度較慢，期末碳排放存量均大幅下降。整體上，碳排放增速基本小于產業集聚速度，由此表明，產業集聚的初級階段對于碳排放集聚轉移影響較小。

(4)強化集聚產業。即期初產業存量大，并且發展速度快，隨著產業的不斷集聚,碳排放增速較快，出現碳排放的轉入。如石油和天然氣開采業、食品制造業、黑色金屬冶煉及壓延業，1997～2012年一直為天津的比較優勢產業，區位商數值較高且不斷增長，專業化程度和發展速度均高于全國平均水平。同時，碳排放集聚速度均較快，石油和天然氣開采業、黑色金屬冶煉及壓延業碳排放區位商大幅增加，2012年分別達到2和2.79。碳排放增速明顯快于產業集聚速度。可以得出，強化集聚產業對于碳排放集聚轉移的影響較大。

綜合以上分析，產業集聚會促使能源消耗碳排放的集聚，但產業集聚的不同階段，對碳排放的影響程度不同：初步集聚產業，雖然增長速度較快，但產業區位商較低，對于碳排放集聚的影響較小；強化集聚產業，專業化水平和發展速度均高于平均水平，對于碳排放的增長產生較大影響。

四、結論

本文針對天津1997～2012年22個工業產業部門，運用區位商和動態集聚指數測算各產業集聚和碳排放轉移的情況，進一步分析產業集聚對碳排放轉移的影響。研究表明：產業集聚會促使能源消耗碳排放的集聚和轉移，產業集聚的程度以及產業存量的大小，對碳排放轉移速度的影響存在差異。具體結論如下。

(1)天津比較劣勢和逐步弱化產業，產業發展速度均低于全國水平，即產業轉出，碳排放也向其他地區轉移；逐步弱化產業期初存量大，產業轉出速度慢，使得碳排放轉出速度也慢，而比較劣勢產業期初存量小，產業轉出速度快，碳排放轉出速度也較快。

(2)天津初步集聚和強化集聚產業，產業發展速度均高于全國水平，即產業集聚，碳排放也向天津轉移；初步集聚產業，由于產業區位商較低，即產業存量較低，碳排放增速較慢于產業發展速度，產業集聚對于碳排放轉入的影響較小；強化集聚產業專業化水平和發展速度均高于平均水平，碳排放增速大于產業發展速度，產業集聚對于碳排放轉入產生較大影響。

天津產業集聚程度較高的產業除食品制造業以外，均為高能耗、高排放的傳統產業，產業集聚的同時，生產規模的擴大對能源消耗和環境質量帶來較大壓力，促使碳排放的增長速度加快，產生碳排放的集聚,即碳排放的轉入。在節能減排的壓力下，要結合本地區生產要素稟賦，積極發展碳排放強度低的新型產業，逐步形成產業優勢，推動產業的集聚發展；對于產業集聚程度較高的“三高”產業，要通過政策引導等控制其產業規模，同時鼓勵新技術的開發和應用，以提高能源利用效率，控制碳排放增長速度。

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收稿日期：2015-09-22;修回日期：2015-12-08

基金項目：國家社科基金項目：“基于城市群聯動視角的京津冀協同減排路徑與機制研究”(15BGL211)

作者簡介：苑清敏(1965-)，女，遼寧朝陽人，教授，博士，主要從事循環經濟、產業生態學研究；李想(1990-)，女，河北保定人，天津理工大學管理學院碩士研究生，研究方向為循環經濟、低碳經濟，E-mail:lixiangjoyce@163.com。

中圖分類號：F403.3

文獻標識碼：A

文章編號：1008-407X(2016)03-0048-07

Study of the Industrial Cluster and the Rule ofCarbon Emissions Transfer of Tianjin

YUAN Qingmin, LI Xiang

( School of Management, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China )

Abstract：This paper focuses on the influence of industry gathering on carbon emissions and measures the degree of industrial concentration and carbon emission gathering of Tianjin’s 25 industrial sectors using location quotient and dynamic clustering index from 1997 to 2012. It further makes an analysis of the rule of carbon emission transfer in industrial agglomeration. The study found that comparative disadvantage industries and gradually weakening industries have slower pace of development, and the carbon emissions transfer out of Tianjin; the formative gathering industries and strengthening gathering industries have faster pace of development, and the carbon emissions gather and transfer into Tianjin. The influence on carbon emissions is different as the difference in industrial concentration degree: industries of comparative disadvantage stage with a low growth rate which is less than 0.5 have a faster speed of carbon emissions transfer; industries of gradually weakening phase with a slightly higher growth rate have a slow speed of carbon emissions transfer; the speed of carbon emissions is slower than the industry in the formative gathering stage; the strengthening gathering stage is opposite.

Key words：location quotient； dynamic clustering index； industrial agglomeration； carbon transfer