柳州市工業碳排放與產業集聚關系研究

章昌平，邱雪晨，常 玲

（1.桂林理工大學人文社會科學學院，廣西　　桂林 541004；2.哈爾濱工業大學　　經濟管理學院，哈爾濱 150001；3.廣西師范大學經濟管理學院，廣西桂林 541006）

柳州市工業碳排放與產業集聚關系研究

章昌平1，2，邱雪晨3，常 玲3

（1.桂林理工大學人文社會科學學院，廣西桂林 541004；2.哈爾濱工業大學經濟管理學院，哈爾濱 150001；3.廣西師范大學經濟管理學院，廣西桂林 541006）

城市是碳排放的主要空間載體，工業是產生碳排放最多的產業部門。柳州市作為廣西壯族自治區的工業城市，工業的發展不可避免地產生能源消耗，給能源與資源的儲備與自然環境的承載帶來一定的壓力。如何在兼顧環境保護的前提下保持經濟較快增長是目前研究低碳經濟的主要目的。應用IPCC關于碳排放的計算方法，計算了柳州市1999—2013年的工業碳排放量和碳排放強度。通過區位熵指數得出柳州市工業產業集聚程度，并利用脫鉤模型分析了產業集聚與工業碳排放之間的聯動關系，根據實證結果提出相應對策，為柳州發展低碳經濟尋找新的切入點：發展循環的低碳經濟、扶持中小民營企業發展、優化區域發展格局、提升低碳產業的集聚水平、構建具有競爭力的低碳產業園區。

碳排放；區位熵；脫鉤；產業集聚；柳州

0 引 言

在全球氣候變暖的背景下，以低能耗、低污染、低排放為特征的“低碳經濟”成為全球經濟發展的熱點，成為各國轉變經濟發展方式、實現可持續發展的共識［1］。西方發達國家紛紛推進“低碳革命”，大力發展低碳技術，以搶占未來產業發展的制高點，一場以低碳經濟為核心的產業革命已經出現，是人類社會繼農業文明、工業文明之后的又一次重大進步［2］。柳州作為廣西的工業大市，2014年工業總產值幾乎占柳州市生產總值的1/3，大力發展低碳經濟具有十分迫切的現實意義。

新經濟地理學認為，地域專業化的提升有利于提高地區生產效率，從而促進增長。馬歇爾是最早關注產業集聚現象的學者之一，他發現了專業機械和專業人才在產業集聚中具有較高的使用效率。繼馬歇爾之后，韋伯提出了區位集聚論，他認為，使企業聚集在一起的原因是共享交通、資源、輔助性服務和公共設施的成本節約，并說明了企業是否互相靠近取決于成本。產業集聚作為促進資源優化配置、降低成本的有效方式，大量的學者都論證了產業集聚在提高能源利用效率、減少能源消耗上有較大的積極作用。利用工業能源消耗量及各行業工業企業情況等數據，分析產業集聚與工業碳排放之間的關系，可以為柳州發展低碳經濟尋找新的切入點。

近年來，部分學者對產業集聚與碳排放的關系也進行了實證分析：乜敏分析了重慶市產業集聚對經濟增長、碳排放的影響程度，用空間基尼系數代表產業集聚水平，發現產業集聚每增加1%，工業碳排放強度將會降低1.149%，并提出產業集聚為碳排放強度的單向格蘭杰原因［3-4］；王桂新等以全國283個城市作為研究對象，發現產業集聚對碳排放有“節能效益”和“反彈效應”，產業集聚程度提高1%，城市碳排放下降8.33%～10.57%，城市規模不同，產業集聚對碳排放的影響不同，人口規模等級較高的特大城市相對其他規模等級的城市作用更明顯［5］；李宏彪等以中部地區作為實證對象，發現資源密集型產業集聚導致碳排放強度的增加，反之，高新技術產業集聚降低了碳排放強度［6］。

但目前，在產業集聚對碳排放影響方面的研究還很少，多數學者更關注于產業集聚與空氣質量、廢水排放等環境污染問題的關系研究。閆逢柱等［7］利用工業的廢水排放量、二氧化硫排放量及工業煙塵、粉塵排放量等數據，運用面板模型證實了產業集聚對降低環境污染起積極作用。一些國內學者也提出產業集聚引起的工業結構趨同化在一定程度上造成了自然資源的短缺與環境的疊加污染。

1　測量模型

通過測量柳州市的產業集聚程度與碳排放量、碳排放強度，運用脫鉤模型分析產業集聚水平與碳排放量的關系。對于個別年份的指標數據缺失的處理，采用平均值填充法。

1.1碳排放量的測算

針對柳州市規模以上工業發展消耗的主要能源，利用聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）［8］推薦的碳排放估算參考方法自行估算。本文采用IPCC的參考方法，根據工業能源消費量（不含原料用途的能源消費——熱力和電力）來推算碳排放量，計算公式為

式中：C代表工業的能源消費碳排放量（t）；i代表能源種類；Ei代表工業能源消耗量（實物量，t）；NCV為各類能源的平均低位發熱量（IPCC稱為凈發熱值），即每單位能源使用過程產生的熱值所排放的碳（kJ/kg）；CEF為單位熱值含量的碳排放系數；COF是碳氧化因子，即能源燃燒時的碳氧化率；10-6為單位換算系數。因此（NCV）i×CEF× COF×10-6是第i種能源的碳排放系數，即消耗每單位能源的碳排放量。

碳排放強度等于碳排放量與工業總產值的比值，碳排放強度可用來考察經濟發展與碳排放量之間的關系。其計算公式為式中：E表示碳排放強度；C為能源的碳排放量（t）；Y為工業總產值（萬元）。碳排放強度表示單位工業總產值的碳排放量，可以作為衡量工業發展對能源的依賴程度。

表　1 能源燃料取值參數［8］Table 1 Parameter value index of different fuels

1.2產業集聚的測算

分析區域產業集聚情況的指數有許多，經典的模型有赫芬達爾-赫希曼指數、空間基尼系數、區位熵等。赫芬達爾-赫希曼指數由赫芬達爾于1950年提出，是主要用于反映市場集中度的指標，之后被學者們引用來研究產業地理集聚的相關問題。克魯格曼于1991年在洛倫茲曲線的基礎上提出了空間基尼系數，并應用于美國制造業產業集聚程度的測算［9］。Amiti則將空間基尼系數用于歐盟制造業時間序列的地區集中度趨勢研究。將空間基尼系數應用于分析地區產業集聚的國外學者還有Kim［10］、Audretsch等［11］。梁琦、文玫等也曾將空間基尼系數應用于考察中國工業及中國制造業的產業集聚情況［12-13］。區位熵指數最早是由Batisse提出，認為同一產業部門的不同企業形成空間上的集聚能促進地方經濟的發展，這種效應叫“地方化經濟效應”，由P.Haggett首先運用于區位分析，衡量某地區某一行業的規模水平和專業化程度。相比之下，赫芬達爾-赫希曼指數主要考察產業在某地區的集中度情況；空間基尼系數用來衡量經濟活動在地理上的分布不均勻情況，即區域產業的空間集聚程度；區位熵指數更側重于反映該地區的專業化程度。因此，選取區位熵作為產業集聚程度的指標，更能準確地反映柳州市工業整體的集聚水平。在此基礎上，眾多學者將區位熵指數運用于產業集聚水平的評價問題，如Henderson等曾使用產業集聚或擴散引起的地方化經濟水平的變化來評價該地區的產業集聚程度。區位熵的計算公式為

其中：yi—工業生產總值；Yi—地區生產總值；L為2個值（即柳州工業生產總值與廣西工業生產總值的比值，以及柳州地區生產總值與廣西地區生產總值的比值）之比。如果L＞1，表明柳州工業集聚水平高于廣西的平均集聚水平，集聚效應相對明顯；當L=1時，就表明柳州工業集聚水平與廣西的平均集聚水平相當，柳州工業集聚效應相對不明顯；如果L＜1，則表明柳州工業集聚水平低于廣西的平均集聚水平，說明柳州還沒有形成明顯的工業集聚效應。

1.3關系模型構建

Tapio脫鉤模型是定量分析經濟發展與環境變化之間關系的經典模型，眾多學者將其用于分析經濟發展水平與碳排放量的動態研究［14-15］。Tapio針對歐盟15國GDP增長與二氧化碳排放量變化的研究對脫鉤理論應用具有開創性貢獻。該研究基于彈性分析提出“Tapio脫鉤指數”及相應脫鉤狀態的分類判定標準。與OLED脫鉤指數相比，Tapio脫鉤指數更加全面而細致，不但將脫鉤狀態劃分為脫鉤、負脫鉤、耦合3種狀態，而且將經濟增長和經濟衰退等情形納入考慮范圍。同時，為了避免將彈性值的細微變化過度解讀為顯著變化，Tapio脫鉤指數將彈性值在1±20%的范圍變化（即0.8＜彈性值＜1.2）仍視作耦合，由此得到了脫鉤狀態的8種情形及相應的判定標準（表2）。

在此基礎上，本文將脫鉤模型用于分析碳排放量和產業集聚水平的聯動關系：若碳排放量增長和產業集聚水平增長呈正比，且后者快于前者，則為相對脫鉤；若產業集聚水平增長與碳排放量增長呈反比，則為絕對脫鉤。其具體的計算公式為

表2　脫鉤彈性指數與脫鉤狀態Table 2 Decoupling elasticity index and decoupling state

式中：T（C，L）為脫鉤彈性指數；C為區域工業碳排放量；L是表示產業集聚水平的區位熵；ΔC/C為工業碳排放增長率；ΔL/L為產業集聚水平增長率。

1.4數據來源

數據源于2000—2014年的《柳州經濟統計年鑒》所提供的柳州全市、市區及各縣的規模以上（年主營業務收入在500萬元以上）工業企業分行業的工業生產總值及工業企業個數；柳州市規模以上工業企業主要能源消費按行業消費量情況等直接數據或經過上述公式計算而得的數據進行統計。

2　產業集聚與碳排放量的關系分析

2.1碳排放特征分析

通過式（1）、（2）的運算，可以得到1999—2013年柳州碳排放量及碳排放強度表3。可見，柳州工業的碳排放量總體呈上升趨勢，全行業總碳排放量從1999年的246.9萬t增長到2013年的1 140.7萬t，增速較快。15年總的碳排放漲幅超過4倍，最大的漲幅出現在2003、2004、2010、2013年，漲幅都超過100萬t。總體來看，15年來漲幅出現很大的波動。

由1999—2013年柳州的碳排放強度折線圖（圖1）可見，碳排放強度除2003年有小幅上漲外，每年按一定比例有規律地降低，總體呈下降趨勢，表明單位GDP的產出給環境所帶來的碳排放壓力有所減輕，節能減排有一定成效，但是相比于全國平均水平還是很高的［16］。

表3　柳州市工業碳排放量及碳排放強度Table 3 Industrial carbon emission and carbon intensity of Liuzhou

圖1　1999—2013年柳州市碳排放強度Fig.1 Carbon intensity of Liuzhou from 1999 to 2013

2.2產業集聚特征分析

通過式（4）的運算，可以得到用區位熵指數表示的柳州市1999—2013年產業集聚水平表4。可見，從整體上來說，柳州工業集聚水平高于廣西的平均集聚水平，特別是近年來，柳州工業集聚水平明顯增強。

從1999—2013年柳州市產業集聚指數L散點圖（圖2）中可以看出，柳州的工業集聚水平呈倒“U”型上升趨勢。

柳州工業經過幾十年的發展，已經擁有了一些大型企業，這些大型企業成為柳州工業發展的主體，占柳州規模以上企業產值的85%以上。從所有制結構上看，柳州工業國有經濟占比過大、分布過寬，而民營經濟發展不足，國有、民營經濟發展不平衡。國有企業及國有控股企業產值占全市工業總量的80%以上，外商及港澳臺商投資企業和其他經濟類型企業所占比例不到20%。工業發展呈現出市區強、縣域弱的格局，這些促使柳州市的工業產業集聚水準過高，但有失靈活性。

表4　柳州市工業產業區位熵數值Table 4 　Industrial location quotient values of Liuzhou

圖2　1999—2013年柳州市產業集聚指數　L散點圖Fig.2 Scatter plot L of Liuzhou industrial concentration index from 1999 to 2013

2.3關系分析

運用脫鉤模型對柳州市1999—2013年產業集聚水平與碳排放強度進行脫鉤分析（表5），可以得到15年內上述兩者之間的相關關系及動態趨勢。

由表5可見，15年內柳州市工業產業集聚水平與碳排放強度兩者之間的脫鉤狀態多數呈現強脫鉤或衰退性脫鉤狀態：強脫鉤表示產業集聚水平上升、碳排放強度減少，兩者呈反比關系；衰退性脫鉤表示表示產業集聚水平下降，碳排放強度也減少。但產業集聚水平下降速度不及碳排放強度減小速度。總體來說，產業集聚水平會影響到碳排放強度，但影響力不大。

表5　產業集聚水平與碳排放強度脫鉤關系Table 5 Decoupling relation of industrial agglomeration level and carbon intensity

柳州國有及國有控股工業完成增加值占工業增加值的比例為80%左右，幾乎為全國水平的兩倍。很多行業也都是緊扣相連的，如機械和汽車。這樣的行業之間很容易形成產業鏈，如機械行業為汽車工業加工部件等。行業內部，也應有分工合作，但柳州目前多數企業的合作意識不高，幾乎都是各自為政：自己尋求原料、自己加工、自己開拓市場，各企業內部基本都是競爭關系，各種資源沒有得到整合利用，難以發揮合力的作用。

3　結 論

1999—2013年柳州的工業發展迅速，工業產值大幅度上漲，尤其傳統工業、重工業發展所帶來的產業總量在經濟總量中占比很大，其占全市工業的比例高達85%以上，幾乎撐起柳州整個工業。然而，與我國其他的重工業基地一樣，在工業發展過程中存在諸多問題：

首先，重工業發展的高投入、高消耗、高排放、不協調、難循環、低效率的粗放式增長方式，造成了巨大的資源消耗和污染，資源支撐工業增長的能力越來越弱。柳州傳統工業經濟的持續增長正面臨著來自資源、環境、人口等各方面的壓力，能源、礦產資源面臨日益短缺的局面，特別是煤炭、油料資源稀少，對外依賴程度相當高。由于傳統重工業的高能耗、高投入、高產出等特點，柳州工業所面臨的能源、資源等壓力明顯要高于行業分布合理的其他地區。

其次，在所有制結構方面，柳州市的工業以國有為主，結構比較單一；柳州城鄉之間、地區之間還存在著比較大的差距，縣域工業有待進一步發展。國有企業的傳統機制使得柳州企業的產品往往很難隨市場變化及時調整。而這方面，正是民營經濟的優勢所在。柳州缺少大量的、充滿活力的中小民營企業的補充，產業鏈、價值鏈、技術鏈容易出現斷裂，這也很容易導致“柳州制造”適應市場能力差，不利于柳州工業的發展。柳州全市工業產值幾乎由城市轄區包辦，下屬的6個縣除鹿寨、柳江、融安有一點工業基礎外，其他3縣的工業幾乎為零。

再者，一些相關行業間和行業內部分工協作差、各自為政，沒有形成“產業聚集”效應。只注重產業鏈前端粗放型加工提煉，而忽視后端含有更高附加值的深加工，工業產業鏈有待進一步拉長。

4　對策建議

考慮到柳州目前工業所面臨的來自資源、環境、人口等各個方面的壓力和產業結構性集聚不合理狀況，提出以下對策：

（1）發展循環的低碳經濟，主要是針對冶金、化工等能耗高、污染重的行業，使這些行業由“資源—產品—污染排放”的物質單向流動經濟模式轉為“資源—產品—再生資源—再生產”的閉環式可循環經濟模式。生產過程注重源頭控制和過程管理，盡量減少污染物的排放；提高生產過程的一些可循環利用資源的再利用水平；提高能源的利用率，減少二氧化碳的排放量；開發新工藝、新技術，提高金屬回收率、減少能源消耗。

（2）要加強民營、中小企業與大企業的技術對接，使大企業更好地享受到民營企業、中小企業完美配套服務，同時，民營企業、中小企業也能夠得到大企業的技術擴散和經濟輻射，從而提升民營企業、中小企業的技術創新能力，促進這些企業的發展。針對柳州企業發展不均衡的特點，作為柳州大型工業的補充，扶持一批前景相對較好的縣域工業、新興行業和民營、中小企業的發展，優化柳州工業結構。加強工業園區的建設，引進和扶持一批高附加值、高技術含量的新型工業企業。對柳州一些行業進行優化、整合，形成新的優勢產業。

（3）提升低碳產業的集聚水平，構建具有競爭力的低碳產業園區，大力增強產業核心競爭力。技術知識型產業大部分行業屬于朝陽產業，在各行各業中占據領導地位，在一定程度上比勞動密集型行業具有更光明的發展前景。在規劃與發展工業園區時，首先需考慮的是行業經濟效益問題，沒有經濟效益的低碳是沒有繼續發展的前提與基礎的，但同時也需要具有長遠眼光與思想，是否具有行業技術領先優勢、是否擁有核心競爭力、是否具有可持續發展能力都是需要考慮的環節。

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Decoupling relationship and countermeasures between agglomeration and carbon emissions in Liuzhou

ZHANG Chang-ping1，2，QIU Xue-chen3，CHANG Ling3
（1.College of Humanities and Social Sciences，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China；2.School of Management，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China；3.School of Economic&Management，Guangxi Normal University，Guilin 541006，China）

The city is the main carrier of carbon emissions，while the industry is the big industry carbon emission sector.In Liuzhou，an industrial city in Guangxi，energy consumption has pressure on energy，resource reservation and natural environment.How to maintain the rapid economy growth in protecting the environment is the main purpose of the study in low carbon economy.According to the method of IPCC on carbon emission，the industrial carbon emission and carbon emission in Liuzhou from 1999 to 2013 were calculated.Through the location quotient index of Liuzhou industrial agglomeration degree，and the decoupling model analysis of industrial agglomeration and the linkage relationship between industrial carbon emissions，corresponding countermeasures are proposed，for the development of low carbon economy in Liuzhou to find a new starting point.The development of low carbon economy can support the development of small and medium private enterprises，optimize the pattern of regional development，improve the level of low carbon industry，and build a competitive low carbon industrial city.

carbon emissions；location entropy；decoupling；industrial agglomeration；Liuzhou

X196；F269.23

A

1674-9057（2016）03-0567-06

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.03.024

2015-05-05

國家社會科學基金項目（14XMZ060）

章昌平 （1981—），男，碩士，副教授，研究方向：城市群與區域經濟可持續發展，glzcp@163.com。

引文格式：章昌平，邱雪晨，常玲.柳州市工業碳排放與產業集聚關系研究［J］.桂林理工大學學報，2016，36（3）：567 -572.