中國區域工業最優環境規制強度選擇

許冬蘭++張倩倩++王運慈

[摘 要]運用中國28省（市）1995—2013年的工業面板數據和DEA-SBM模型，測算包含非期望產出的中國省際工業全要素能源效率，并通過門檻面板模型從全要素能源效率視角判斷中國環境規制強度的最優選取。結果表明，東部存在雙重門檻效應，而中部環境規制與能效呈扁平U型關系，西部地區存在最優規制區間。對比當前規制力度可知，現階段東部可在現行規制標準的基礎上保持穩定；中部可以考慮適度加強環境規制；西部，內蒙古等5省規制強度有待提高，貴州等省份則需謹慎對待規制強化，可以更多考慮通過技術引進與創新等手段來促進雙效率的提升與改進。

[關鍵詞]最優環境規制；全要素能源效率；面板門檻模型

[中圖分類號]F124.5 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-8372（2017）01-0050-07

中國經濟結束了近20年的快速增長后，已然進入了增長速度換擋及結構調整的“新常態”。然而，粗放型經濟增長所引致的工業污染已逼近環境承載極限，環境與經濟的不協調嚴重制約了中國的可持續發展。當前，提高經濟發展的質量與效率、促進節能減排的工作已迫在眉睫。全要素能源效率作為刻畫能源消耗和經濟協調發展程度的重要指標之一，可以直觀體現能源勞動資本等多元投入與經濟產出之間的關系，也是測度經濟能否實現可持續發展的標準之一[1]；而環境規制作為降低能耗使用與控制污染排放的核心工具，一方面可以通過節約能耗緩解資源環境的壓力，另一方面，可以通過嚴控污染排放增加企業的排污成本，促使企業調整生產方式，提高資源利用效率。那么，環境規制的實施究竟能否在控制污染的同時實現工業能源效率的改善？當前的環境規制強度是否處于適度水平？如何調整環境政策實現中國工業能源效率的提升？為了回答上述問題，本文從全要素能源效率視角對最優環境規制強度選擇的問題展開探討，通過實證分析判斷中國各地區各省份的規制力度是否合理，進而為環境政策制定者提供有益的數據支持和決策參考。

一、文獻綜述

20世紀90年代初，邁克爾·波特提出了著名的波特假說：從短期看，嚴厲的環境政策會使企業總成本有所提高[2]，但從長期看，適當設計的環境規制將刺激企業進行相關技術創新活動[3]。選擇并采用更新、更有效率的生產技術和設備，有助于企業進行污染削減，進而提升企業競爭力。環境規制從兩個方面為生產者改進生產效率提供了可能：一是技術的進步，二是效率的改進[4]。波特假說提出后，立刻引起了學術界的廣泛關注和激烈討論：一方面是環境規制對技術創新的影響。部分學者質疑波特假說，認為并沒有足夠的證據證明嚴厲的環境規制政策會促進技術創新，反而會在一定程度上導致技術創新和企業績效下降[5-7]；部分學者的研究結果則支持波特假說，認為環境規制對技術創新具有正向作用[8-10]；還有學者持第三種觀點—“不確定論”，認為環境規制對技術創新的作用方向具有不確定性，其實證結果由于地區或行業的異質性而呈現多樣性[11-12]。另一方面是環境規制對效率改進的影響。盡管少數學者主張規制會導致效率損失，但是大部分學者的研究結論支持波特假說[13-15]。隨著環境質量的惡化，綠色低碳經濟日益受到關注，學者們開始傾向于將環境效應納入到效率評價體系中，考察環境規制與能源效率之間的關系。其實證結果大致可以分三類：1.U型關系。高志剛等認為規制措施可以通過倒逼機制改善能源效率，并且規制強度與全要素能源效率存在U型關系[16]。2.倒U型關系。張華等的研究結論肯定了波特假說在能源領域的存在性，認為環境規制對全要素能源效率的影響呈倒U型軌跡[17]。3.結果因地區或行業差異而不同。陳德敏等基于省際面板數據的實證研究表明，環境規制相關變量對改善全要素能源效率有重大意義，但也表現出顯著的地區差異性[18]。聶普焱等的研究結果表明，高能耗產業的規制對全要素能源效率的影響不顯著；中度能耗產業當前的規制阻礙了能效提升，即不支持波特假說[19]；以高新技術產業和清潔產業為主的低能耗產業則支持波特假說。對于環境規制強度的最優選取問題，李玲等和沈能分別從綠色全要素生產率和環境效率視角探討了中國制造業及中國工業行業的最優規制強度，結論表明，環境規制對不同行業的生產率和環境效率的影響系數有所差異，環境政策的制定應針對不同行業屬性和發展情況，選擇最恰當的規制強度和管制方式，達到綠色全要素生產率和環境效率最大化的目的[3，20]。

綜合上述文獻不難發現，環境規制對科技創新或者效率改善的影響研究已經較為成熟，但是最優環境規制強度選擇問題的研究卻很少見。鑒于此，本文將最優環境規制的考察視野延伸到能源效率領域，首次嘗試以全要素能源效率視角探討環境規制的最優選擇問題，以便更全面地分析規制選取問題，豐富和完善現有關于“最優環境規制”的研究。此外，本文選用門檻回歸方法探析環境規制與能源效率的非線性關系與門檻特征，以期更科學、更合理地檢驗環境規制對能效的影響作用。

二、模型介紹與指標選取

（一）模型介紹

1.DEA-SBM模型

DEA方法是以相對效率概念為基礎，以線性規劃和凸分析為工具的一種評價方法。它通過構建生產前沿邊界并分別將不同的生產決策單元投影到生產前沿邊界來計算決策單元之間的相對效率。當產出指標包含非期望產出時，SBM模型通過將松弛變量納入目標函數，一方面很好地克服了傳統DEA模型無法剔除投入產出松弛所造成的非效率的缺陷，另一方面也解決了非合意產出條件下的效率評價問題。SBM模型的規劃形式為：

其中，S表示投入、產出的松弛變量，S-表示投入過度，S+表示產出不足，是權重向量，下標0表示某個特定的被評價單元。

包含非合意產出時，對于特定的被評價單元，可將其表達為：

其分式規劃為：

其中，表示合意產出，表示非合意產出，Sg表示合意產出不足，Sb表示非合意產出過度[21]。對于某個特定被評價單元而言，當且僅當，即、=0、=0 時，該單元是有效率的；當1，該決策單元投入產出存在改進的空間，是非有效的。

本文采用考慮非合意產出的SBM模型測算了有效狀態下各省份工業的能源消費目標值，以與其對應省份工業能源實際消耗值的比率表示工業全要素能源效率（TFEE）。

2.面板門檻模型

本文利用SBM模型計算出各地區工業能源效率值，構建環境規制對工業全要素能源效率影響的實證模型。考慮到環境規制與能源效率可能存在非線性關系，本文采用面板門檻模型檢驗分析不同程度的規制對能源效率的影響。待檢驗的基本模型為：

其中，表示省份，表示年份，為門檻變量，為特定的門檻值。指全要素能源效率值，指環境規制，行業結構（IS）、能源消費結構（ECS）及能源價格（PRICE）為控制變量。為隨機誤差項，且服從正態分布。

模型（3）中的殘差平方和為：，通過最小化殘差平方和來獲得及其他參數的估計值，之后，還需進行兩個檢驗：

（1）顯著性檢驗。其目的是檢驗以門檻值劃分的兩組樣本的模型估計參數是否顯著不同。因此，原假設為，備擇假設為，檢驗統計量為：

為原假設下的殘差平方和。本文使用Hansen的自抽樣法（Bootstrap）獲得大樣本的漸進值[22]。

（2）門檻值的估計值是否等于真實值，即對原假設進行檢驗。“似然比統計量”可表示為：

上述模型只存在唯一的門檻值，多重門檻模型的原理與單一門檻相同，本文在此不再贅述。

（二）指標選取

考慮數據的可得性，本文剔除港澳臺、西藏地區和海南省，為保持統計口徑一致把重慶市數據并入四川省，最終選取28個省（市）作為研究對象，樣本區間為1995—2013年。本文使用的數據來源于《中國統計年鑒》《中國工業經濟統計年鑒》《中國能源統計年鑒》、各省統計年鑒和《中國環境年鑒》。

選取的投入指標包括能源消費量、勞動力和資本存量，合意產出指標為工業總產值，非合意產出為工業CO2和SO2排放量。影響因素指標包括能源價格、行業結構、能源消費結構和環境規制。選取方法為：

1.投入產出指標

（1）能源投入（E）。由于各省份能源消費的種類和結構不一致，所以統計上把煤炭、石油、天然氣和水電等主要一次性能源的消費量轉換成標準煤加總計算而得，單位為萬噸標準煤。本文選取各地區工業能源終端消費量作為能源投入指標。

（2）勞動力投入（L）。本文使用各地區工業從業人員年平均人數表示勞動力投入指標。

（3）資本投入（K）。永續盤存法需要用初始資本存量、歷年投資額及資本折舊率等數據估算資本存量。由于中國工業統計數據的限制，本文借鑒周五七[23]的做法，以1995年各省工業固定資產凈值作為初始資本存量，以相鄰兩年的固定資產凈值差額作為投資額，由于固定資產凈值已扣除了折舊，故無須處理固定資產折舊問題，按照式（6）進行累加計算：

其中，表示i省1995年工業固定資產凈值，表示i省第t年的名義投資額，為各省當年固定資產價格指數（1995年=1）。

（4）工業總產值（Y）。本文以工業品出廠價格指數平減后的各地區國有及規模以上工業企業的總產值作為合意產出指標。

（5）非合意產出（UY）。由于能源在工業生產過程中主要產生大氣污染物，特別是CO2和SO2，故本文以當年各地區的CO2和SO2排放量兩個指標衡量非合意產出。其中，SO2指各地區工業SO2排放總量，CO2排放量則參考陳詩一[24]的做法計算而得。

研究樣本描述性統計見表1。

2.影響因素變量指標選取

（1）能源價格（PRICE）。能源價格的變動與工業企業生產成本息息相關。能源價格提高會造成企業生產成本上升，使企業減少能源消費，改進生產技術，提高能源利用效率。故能源價格是影響能源效率的重要因素。由于無法直接獲悉能源價格數據，本文采用原材料、燃料、動力購進價格指數表示能源價格。

（2）行業結構（IS）。行業結構指主營品種和范圍基本相同的商業企業群體的數量及其構成比例。行業內企業數量增加以及由此帶來的激烈競爭，會刺激企業進行技術改進與研發，對提高能源效率有積極的作用。基于數據可得性，本文利用小型工業企業數量占工業企業數量的比重來表示行業結構指標。

（3）能源消費結構（ECS）。我國作為世界第一能源消費大國，其消費結構仍以煤炭、石油為主，而煤炭等非清潔能源的大量使用會造成嚴重的污染問題，對工業能源效率的改善產生重大影響。故本文用各地區工業煤炭終端消費量占各地區工業能源終端消費量的比重表示能源消費結構指標。

（4）環境規制（ER）。環境規制指標的選取是本文實證研究的關鍵，但目前學術界對環境規制的度量方法并不統一。國內現有文獻對環境規制的衡量方法主要有以下幾種：排污費收入、工業治理投資完成額、廢水廢氣治理設施年運行費用占工業生產總值的比例及廢水排放達標率、SO2去除率和固體廢物綜合利用率等。由于本文研究視角為工業全要素能源效率，而化石能源的使用主要產生大氣污染物。考慮到SO2去除率在一定程度上折射出政府對污染排放的限制力度，故選取SO2去除率作為環境規制強度的代理指標。

三、實證結果分析

（一）工業全要素能源效率的測度結果

本文基于非期望產出DEA-SBM模型測算了1995—2013年28省（市）的工業全要素能源效率值（見表2）。因各地區在經濟發展水平、資源稟賦和政府政策等方面存在較大差異，本文對中國28個省（市）進行分組，分為東部、中部和西部。

由表2可知，1995—2013年中國各省份能源效率值總體呈上升態勢，尤以2005年之后最為明顯，但地區差異顯著。東部、中部和西部工業全要素能源效率的平均值依次為0.7230、0.3244和0.2242，這和楊紅亮、史丹以及王兵等東部最高、中部次之、西部最差的研究結果一致[25-26]。東部共有6個省（市）的能源效率值處于或接近生產前沿面，即能源最有效率地區，分別為北京、天津、上海、江蘇、浙江和廣東，其中江蘇和廣東一直處于最有效率水平。中部地區效率表現最好的省份為江西省，效率表現最差的省份是能源稟賦較高的山西省，這與能源匱乏卻高效利用的東部省份形成強烈反差。山西省作為中國的能源生產基地，產業層次低，能源利用方式粗放，灰渣、粉塵等污染物未及時治理，過高的污染排放造成了能源效率的低下。西部地區各個省份的能源效率值均在較低水平，效率表現最差的寧夏在1995—2013年的工業能源效率平均值只有0.1073，這進一步說明能源效率較低的西部在節能減排方面潛力巨大，提高能源利用技術任重而道遠，要走的環保之路還很長。

圖1顯示，1995—2013年各省（市）的工業全要素能源效率在總體上呈現先下降后上升的扁U型特征，說明國家的環境保護政策正在發揮積極作用。東部擁有先進的生產工藝和能源利用技術，加上產業轉移逐步實現，東部地區主要發展如高新技術產業等低能耗低排放產業，因此東部的工業全要素能源效率遠遠高于中、西部；1997年，亞洲金融危機的爆發給我國經濟帶來負面影響，三大地區的能源效率均出現大幅下滑現象。其中，中、西部能源效率更是在1997—2004年間持續下跌，其主要原因可以考慮為我國經濟增長方式過于粗放，大量高耗能高排放行業迅速發展，且大批淘汰的落后產能不斷擴張至中、西部，導致中、西部產業結構“污染化”以及能源效率持續下滑的結果；2005年后中、西部的能源效率開始上揚，說明中、西部產業升級已初見成效，“十一五規劃”中的“節能減排”等能源環境政策得到強化和落實。綜上，三大地區尤其是中、西部地區的能源效率仍有相當大的提升空間。

（二）工業環境規制強度最優選擇

1.基于全要素能源效率視角的工業環境規制強度最優選擇

把前述各地區工業全要素能源效率值代入到實證模型（3）中，對全國及東部、中部、西部分別進行Bootstrap自抽樣門檻檢驗，并設定自抽樣次數為1000，結果見表3。

由表3看出，全國及中西部地區的三重門檻效應均在5%的顯著性水平上通過了檢驗，而東部地區的雙重門檻效應在1%的顯著性水平上通過了檢驗。因此，東部地區存在雙重門檻，全國及中西部地區則存在三重門檻。由此可以確定東部地區的門檻值、，全國及中西部地區的門檻值、、，并在此基礎上得到不同門檻區間的回歸結果（見表4）。

表4結果顯示，環境規制對工業能源效率的影響并非是單調遞增或遞減的，其影響系數因不同地區、不同規制區間而存在差異。全國范圍來看，環境規制對能源效率的影響關系存在三重門檻。具體來說，當規制強度跨越第一道門檻0.1396時，系數值從不顯著的0.0167升至顯著的0.0938；跨過第二道門檻值2.0211后，系數降至-0.1145，但是規制的負效應并不顯著；當規制強度超過第三重門檻2.2227時，影響系數升至0.1163，此時的規制政策對能源效率的改善起顯著的正向作用。對于東部地區，環境規制對能源效率的影響存在雙重門檻效應，且整體呈N型特征。中部和西部地區均存在三重門檻。對于中部地區來說，弱規制引發的遵循成本效應阻礙能源效率的改善，但隨著規制強度的增加，創新補償效應被激發，逐漸超過遵循成本效應并占據主導地位，能顯著促進能效改善。在西部地區，規制強度跨過0.0956后，系數由0.0334增至0.1847；跨越1.3519后，作用系數進一步激增至1.0465；當規制強度超過1.5423后，規制對效率的促進作用不再顯著。

2.工業環境規制強度最優選擇與實際規制強度的對比

為了更直觀地考察當下的規制強度是否處于合理水平，表5在全要素能源效率視角下利用門檻臨界值將三大地區的各個省份環境規制強度進行分組，并基于上述面板門檻回歸結果給出各地區的最優規制區間。從各地區來看，東部地區省份的規制強度處于最優區間內，環境規制顯著拉升了能源效率水平；與東部地區相比，中部地區則有大部分省份存在規制力度不足的現象，如山西、吉林、黑龍江和湖北、湖南等，致使中部整體的效率水平偏低；西部地區的狀況比東部、中部地區更復雜一些，內蒙古、廣西和四川等5個省份的規制強度較低，對能源效率改善的促進作用不強，陜西省位于最優規制區間內，而貴州等其余省份規制強度則超過了最優區間，存在規制力度過于嚴格的現象，這將束縛工業能源效率的提升，不利于經濟增長與環境保護的協調發展。

四、結論與政策建議

本文以中國工業1995—2013年的面板數據為樣本，測算出三大地區28個省份的工業全要素能源效率，然后使用面板門檻模型回歸分析了三大地區環境規制強度與工業全要素能源效率的影響關系，并據此探討了各地區的最優環境規制強度。主要結論如下：

第一，樣本期間內，中國工業全要素能源效率水平總體呈現出先下降后上升的趨勢，并在區域上呈由東向西遞減的梯形特征，且江蘇省和廣東省的工業能源效率表現最佳。環境規制對能源效率有顯著影響，設計適當的環境規制可以實現控制污染和改善工業能源效率的雙贏，本文結論可支持波特假說。

第二，環境規制與工業全要素能源效率的關系為非線性，且表現出地區異質性。1.東部地區的工業環境規制強度與能源效率的關系存在雙重門檻，并呈 N型特征，大于0.5598的規制強度可促進能效的改善；2.中部地區的環境規制與能效的關系呈扁平的U型，其曲線拐點為規制強度等于2.8642，拐點右側任意規制強度都有利于工業能源效率的改善；3.西部地區環境規制與能效的關系存在三重門檻，在[1.3519，1.5423]區間內規制能最大化激發創新補償效應，從而提高工業能效水平。

第三，從實際規制強度的省份分布來看，東部地區位于最優規制區間的省份最多；中部則有大部分省份規制力度不足，如山西、吉林、黑龍江和江西等；西部地區內蒙古、廣西和四川等多數省份規制強度較弱，對效率改善的顯著性不強，陜西省則位于最優規制區間內，其余省份如貴州、云南等存在規制過于嚴苛的現象，阻礙了能效的提升。

本文研究結論包含著一定的政策啟示：

第一，環境政策的制定不應脫離經濟政策的總目的，應考慮將效率因素納入環境政策的目標體系。政府在制定環境規制時，往往只重視規制本身，一味強調環境目標，而忽視與環境規制有密切關聯的能源效率等效率指標。面對日趨嚴峻的資源環境約束和經濟轉型的迫切需求，決策者應當及時轉變單向思維模式，把能源效率作為環境規制的輔助措施，充分利用規制對效率提升的推動力，協調生態保護和工業化之間的均衡關系。因此，環境政策可以考慮根據地區資源稟賦和生態承載能力，增加對提升全要素能源效率的規定，迫使能源效率峰值的提前到來。

第二，為了提高工業全要素能源效率，政府制定環境規制時應該針對不同地區的區域特點和實際發展水平，因地制宜，制定合理的環境規制標準。東部地區，可以在現行規制標準的基礎上保持穩定，建議以市場激勵型的政策為主，輔以命令控制型規制工具，鼓勵企業通過自愿減排獲得更多政策性優惠。中部地區，可以考慮穩步提高規制力度，一方面要提高污染管控標準和環境違法成本，另一方面也要引導工業企業積極進行綠色生產研發創新，逐步實現由末端治理向清潔生產的轉變。西部地區，由于其經濟結構與生態環境的脆弱性，加之各個省份環境規制情況迥異，需謹慎對待環境規制工具，可以考慮將環境政策的側重點從強制性規制轉向依靠技術引進和鼓勵研發創新上來，比如，積極與東部地區發達地區開展項目合作，主動學習和引進先進技術及管理經驗；完善財政轉移支付政策，加大政策性的環保資金的投入力度，對重視綠色科技研發的企業予以政策或資金支持等。

第三，從省域層面看，東部地區所有省份均位于能源效率要求的最優規制區間內，但是，除江蘇和廣東省以外，其余省份的能源效率仍有提升空間。需特別指出的是河北省，其能效水平遠遠低于東部其他省份，政府應進一步加大對污染物排放的規制力度，激發波特假說的創新補償效應，大力發展節能環保低碳產業，掌握新興產業的核心技術以形成新的競爭優勢，以維持環境規制與能源效率的動態平衡。中部地區安徽和河南省現行規制處于適度水平；山西等其余省份則需要加強環境規制，在不挫傷企業積極性的前提下提高排污費和環境稅收費標準，完善排污許可交易制度，加大治理污染基礎性投資力度和政府對治污企業的補貼，承接產業轉移的同時加速向清潔生產模式轉變。西部地區，內蒙古、廣西和四川規制力度有待加強；陜西短期可以維持當下的規制強度；貴州、云南、甘肅和寧夏則應適當放松當前規制水平，建議對自發治污的工業企業予以資金或政策補貼，緩解嚴格的規制對企業帶來的排污負擔，另外，可以通過適度提高能源價格、推廣清潔能源和新能源的使用、為鼓勵企業轉型和技術創新營造良好的政策環境等途徑提高工業雙效率，實現工業經濟量的擴張和質的提升。

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[責任編輯 王艷芳]