河北省工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對碳排放的影響分析

王玉+++杜宏巍

中圖分類號：F062.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

內(nèi)容摘要：工業(yè)快速發(fā)展卻未改變高能耗的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)格局，制約了河北省工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。本文選取河北省工業(yè)整體數(shù)據(jù)和地區(qū)面板數(shù)據(jù)，對河北省工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對碳排放的影響進(jìn)行分析。實證得出影響河北省工業(yè)碳排放的主要產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整因素為工業(yè)總規(guī)模、能源消費強度和工業(yè)技術(shù)進(jìn)步。工業(yè)總規(guī)模對工業(yè)碳排放有正向影響，能源使用效率和技術(shù)進(jìn)步對工業(yè)碳排放有負(fù)向影響。

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟 工業(yè) 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 河北省

河北省地處京津冀地區(qū)，原煤、石油、天然氣等自然資源比較豐富。近年來，河北省工業(yè)發(fā)展較快，整體來看已處于工業(yè)化中期階段，但是工業(yè)化發(fā)展也帶來能源消耗量快速上升。河北省工業(yè)雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展經(jīng)濟總量已得到快速上升，但沒有擺脫粗放式的增長模式，高能耗的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)格局沒有根本改變。

因此對于河北省的低碳經(jīng)濟下的工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整分析顯得更為必要。鋼鐵、煤炭、黑色金屬冶煉等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是河北省的支柱產(chǎn)業(yè)，但也是導(dǎo)致河北省碳排放量居高不下的重要原因，因此河北省按照低碳經(jīng)濟的發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，可以從根源上解決本省工業(yè)經(jīng)濟高增長背后的能源消耗過度和碳排放量過高問題，以落實節(jié)能減排政策。為此，本文主要分析河北省工業(yè)如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整以促進(jìn)碳排放量降低，達(dá)到地區(qū)經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境、社會發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的共贏。

文獻(xiàn)回顧

目前國內(nèi)外學(xué)者已研究了碳排放與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級之間的關(guān)系。Kambara（1992）通過對1980年代初至1990年代末中國工業(yè)結(jié)構(gòu)由重工業(yè)向輕工業(yè)轉(zhuǎn)變的分析，判斷認(rèn)為工業(yè)結(jié)構(gòu)的變化是導(dǎo)致中國能源消費和碳排放量下降的主要原因。Garbaccio & Jorgenson（1999）考察中國1978-1995年期間技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對能源消耗的影響，得出技術(shù)進(jìn)步能降低能源消費強度，但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化提高了能源消耗強度。Shimada et al.（2007）指出為應(yīng)對全球氣候問題，各個國家需要制定長期的低碳經(jīng)濟發(fā)展政策，而通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整是實現(xiàn)低碳化發(fā)展目標(biāo)的一個重要途徑。Raa（2004）研究指出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對碳排放強度的影響是漸進(jìn)式的，短期影響比較穩(wěn)定，但長期內(nèi)會改變。Ma & Stem（2008）測算了不同空間尺度下產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對中國區(qū)域碳排放的貢獻(xiàn)量，并探討其變化規(guī)律，顯示總體上產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化變遷對區(qū)域碳排放增長具有負(fù)向貢獻(xiàn)。

國內(nèi)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與碳排放的關(guān)系主要基于三次產(chǎn)業(yè)研究視角，對分行業(yè)的研究還很少。賈立江等（2013）探討了各個行業(yè)發(fā)展和能源消費的依賴關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重下降、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重上升是目前控制碳排放最有效的方式。王修華和王翔（2012）通過建立雙對數(shù)模型，研究結(jié)果表明第一、第二產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)相比耗能高、對國內(nèi)生產(chǎn)總值貢獻(xiàn)率低，提高第三產(chǎn)業(yè)比例能實現(xiàn)降低碳排放和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。李健和周慧（2012）研究發(fā)現(xiàn)第二產(chǎn)業(yè)是影響地區(qū)碳排放強度的主要因素，但第二產(chǎn)業(yè)并不是影響地區(qū)碳排放量增大的絕對因素，第三產(chǎn)業(yè)對地區(qū)碳排放強度的降低效應(yīng)并不明顯。楊會香和龔唯平（2012）的廣東經(jīng)驗表明1999年以來技術(shù)進(jìn)步是決定廣東省碳排放強度變化的關(guān)鍵因素，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動對碳排放強度變化的影響作用較小，從產(chǎn)業(yè)部門看工業(yè)部門對整體經(jīng)濟碳排放強度變化的作用最大。張志新（2014）分析得到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)類型直接影響我國二氧化碳排放量，即第二產(chǎn)業(yè)與碳排放量呈現(xiàn)正相關(guān)，而第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展能夠降低碳排放量。

由以上文獻(xiàn)看出，目前國內(nèi)外對碳排放與經(jīng)濟發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的研究已越來越多，也取得了值得借鑒的重要理論和實證結(jié)果。從文獻(xiàn)歸納來看，目前研究主要偏向于一個國家的整體分析，如主要對中國、印度、巴西等發(fā)展中國家的研究，其次是在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與碳排放的關(guān)系上，絕大多數(shù)文獻(xiàn)以三次產(chǎn)業(yè)為對象，這不利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的操作性和針對性。此外，從產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)要素來分析影響碳排放或能源消耗的因素文獻(xiàn)比較鮮見，這些成為以上實證文獻(xiàn)的一個重要不足之處。本文主要以河北省工業(yè)作為研究對象，結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)能源消耗的現(xiàn)狀，找出產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變動因素與碳排放之間的關(guān)系，以實現(xiàn)低碳經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

研究設(shè)計

（一）模型建立

本文主要從整體時間序列數(shù)據(jù)和分地區(qū)的面板數(shù)據(jù)兩個維度來考察河北省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對碳排放的影響。對此，模型構(gòu)建如下：

（1）

模型（1）為時間序列模型，在模型中，lnec是碳排放量的自然對數(shù)，Xj表示第j個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整變量、control表示控制變量，ε為殘差。

（2）

模型（2）為面板數(shù)據(jù)模型，變量含義同模型（1），i=1，…，N和t=1，…，T分別是地區(qū)截面和時間指標(biāo)。

（二）變量選取和數(shù)據(jù)來源

因變量：碳排放量 。目前我國還沒有公布官方的碳排放量數(shù)據(jù)，因此需要通過公式計算出碳排放量水平。本文根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》中提供的碳排放標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)進(jìn)行計算，其公式為：

（3）

其中 EC表示所有燃料所排放的二氧化碳總額，Ei表示第i種能源的消耗量（萬噸），NCVi表示第i種能源的平均低位發(fā)熱量（千焦/千克），即轉(zhuǎn)換因子，CCi表示碳排放系數(shù)（千克/千焦），COFi為碳氧化系數(shù)，表示第 種能源的碳被氧化的比例，一般取1，44/12表示二氧化碳和碳的分子量比率。

自變量：工業(yè)經(jīng)濟規(guī)模scale。工業(yè)經(jīng)濟規(guī)模會直接影響工業(yè)能源消費總量，一般來說工業(yè)產(chǎn)值越高，工業(yè)能源消費量越大，導(dǎo)致碳排放量越高，因此理論上工業(yè)經(jīng)濟規(guī)模對碳排放存在正向影響。本文選擇工業(yè)增加值作為衡量工業(yè)經(jīng)濟規(guī)模的指標(biāo)。

自變量：工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)structure。工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級能促進(jìn)整體工業(yè)采用更集約、更高效的生產(chǎn)方式。對于工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的衡量，有多種指標(biāo)，如采用技術(shù)型行業(yè)的增加值比例、高新技術(shù)行業(yè)的就業(yè)人員數(shù)占全體工業(yè)的就業(yè)人員數(shù)比例等。考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性，本文選擇重工業(yè)增加值在整個地區(qū)工業(yè)增加值中的比例作為工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的衡量指標(biāo)。

自變量：能源消費結(jié)構(gòu)energy_stru。目前河北省工業(yè)能源消費中主要包括煤炭、石油、天然氣、熱力、電力等，其中煤炭比重最高，占到80%以上。考慮到煤炭消費對碳排放的影響較大，因此本文選取工業(yè)能源消費量中煤炭消費比重作為能源消費結(jié)構(gòu)指標(biāo)的衡量。考慮到地區(qū)數(shù)據(jù)中并沒有給出地區(qū)或者工業(yè)的能源消費結(jié)構(gòu)，因此面板數(shù)據(jù)中并不納入該指標(biāo)。

自變量：能源消費強度energy_cons。能源消費強度是指單位經(jīng)濟產(chǎn)出所消耗的能源，能源消費強度越高，代表能源使用效率越低。能源消費強度與工業(yè)技術(shù)有很大關(guān)聯(lián)，工業(yè)能源利用效率越高、工業(yè)設(shè)備更為先進(jìn)等，都能增加能源使用效率。本文選擇單位工業(yè)增加值所消耗的能源（標(biāo)準(zhǔn)煤）來表示能源消費強度。

自變量：技術(shù)進(jìn)步tech。技術(shù)進(jìn)步和科技創(chuàng)新是工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整最直接的表現(xiàn)。工業(yè)技術(shù)進(jìn)步主要通過更換更為節(jié)能或使用新能源的機器設(shè)備、提高能源使用效率、增加循環(huán)經(jīng)濟三個方面來促進(jìn)能源消費降低。本文用三種專利（發(fā)明、實用新型、外觀設(shè)計）申請數(shù)量作為技術(shù)進(jìn)步的代理指標(biāo)。

控制變量：對外開放度open。貿(mào)易出口結(jié)構(gòu)中高耗能工業(yè)產(chǎn)品出口比例的變化將在一定程度上影響能源消耗強度，河北省作為鋼鐵生產(chǎn)和出口大省，鋼鐵出口量的增加會加速能源消耗，導(dǎo)致碳排放量增加。考慮到缺乏2007年以前河北省鋼鐵出口量數(shù)據(jù)，因此本文采用河北省和各地區(qū)的貨物出口貿(mào)易額與地區(qū)生產(chǎn)總值的比值進(jìn)行衡量。

控制變量：能源價格price。企業(yè)能源使用價格會影響能源的使用狀況，一般來說，能源價格上漲，會增加企業(yè)的生產(chǎn)成本，為控制企業(yè)生產(chǎn)成本上漲，企業(yè)可能減少該能源的消費量，轉(zhuǎn)用其他能源代替，因此某種能源價格上漲很可能會導(dǎo)致企業(yè)抵制該能源使用。因此本文選擇煤炭價格（中央財政煤炭企業(yè)商品煤平均售價）作為能源價格的衡量指標(biāo)。河北省和河北省各地區(qū)采用同一數(shù)據(jù)。

控制變量：宏觀經(jīng)濟growth。與以往依靠高投資、高能耗、高增長的經(jīng)濟增長模式相比，近幾年我國經(jīng)濟總體上進(jìn)入了轉(zhuǎn)型調(diào)整期，轉(zhuǎn)型期最明顯的一個特點就是脫離原先的粗放型發(fā)展方式，而用更為集約、技術(shù)含量更高的發(fā)展模式，因此宏觀經(jīng)濟轉(zhuǎn)型會使得工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，將降低單位產(chǎn)值下的工業(yè)碳排放。本文用河北省及各地區(qū)生產(chǎn)總值的增長率來衡量宏觀經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r。

各個變量原始數(shù)據(jù)來源于歷年《河北統(tǒng)計年鑒》、歷年各地區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報，能源價格數(shù)據(jù)來源于中國煤炭信息網(wǎng)。

河北省工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對碳排放影響的實證研究

（一）基于河北省時間序列的實證分析

表1列（1）顯示了對整體樣本的回歸估計結(jié)果，可以看到擬合優(yōu)度R2為0.997，說明擬合效果很好，DW值為1.447，說明存在一階自相關(guān)，異方差檢驗統(tǒng)計量NR2對應(yīng)的概率水平為0.656，說明不存在異方差性。考慮到自相關(guān)性，因此對列（1）模型進(jìn)行調(diào)整，加入一階自相關(guān)AR（1）變量，得到列（2）結(jié)果，可以看到，此時擬合優(yōu)度R2為0.998，說明擬合效果很好，DW值為1.693，說明不再存在一階自相關(guān)，異方差檢驗統(tǒng)計量NR2對應(yīng)的概率水平為0.459，不存在異方差性，因此總體來看模型擬合較為理想，可以作為最終模型。

從列（2）可以看到，工業(yè)增加值變量系數(shù)為0.838，統(tǒng)計顯著，說明工業(yè)增加值提高會導(dǎo)致工業(yè)碳排放量增加。工業(yè)結(jié)構(gòu)變量系數(shù)為0.186，但在10%概率下統(tǒng)計不顯著，說明重工業(yè)比重增加對工業(yè)碳排放的影響不顯著。能源消費結(jié)構(gòu)變量系數(shù)為0.511，同樣在10%概率下不顯著，說明能源消費結(jié)構(gòu)的變化對河北工業(yè)碳排放的影響不明顯，對此主要是因為河北省工業(yè)中煤炭消費比重過大，在整個樣本期變化很小。能源消費強度變量系數(shù)為0.172，說明能源消費強度增大會帶來碳排放量的升高，這與理論是一致的，單位產(chǎn)值能耗的升高必然導(dǎo)致相同產(chǎn)值下的碳排放量增大，并且河北省工業(yè)產(chǎn)值規(guī)模是逐年上升的。技術(shù)進(jìn)步變量系數(shù)為-0.078，在10%概率下統(tǒng)計不顯著，說明樣本期間技術(shù)進(jìn)步不能顯著降低碳排放量。控制變量中，能源價格、對外開放度、經(jīng)濟增長率三個變量系數(shù)均不顯著，因此能源價格的變動、對外開放度加深和經(jīng)濟增長率變化都不會顯著影響河北省工業(yè)碳排放水平。

（二）基于河北省分地區(qū)面板數(shù)據(jù)的分析

為了驗證整體樣本下的結(jié)果是否穩(wěn)健，本文選取河北省各地區(qū)的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗。其中列（1）為11個地級市全樣本的估計結(jié)果，列（2）和列（3）分別是低能耗地區(qū)和高能耗地區(qū)的估計結(jié)果，對于低能耗和高能耗地區(qū)本文主要從按2014年河北省11個地區(qū)碳排放量從大到小進(jìn)行排名，取前五大城市作為高能耗地區(qū)，分別是唐山市、邯鄲市、石家莊市、邢臺市和滄州市，取其他六個城市作為低能耗地區(qū)，分別是張家口市、承德市、保定市、秦皇島市、廊坊市和衡水市。

表2顯示了面板數(shù)據(jù)模型估計結(jié)果。首先觀察全樣本的結(jié)果，可以看到F test和Hausman test的結(jié)果表明模型選擇面板數(shù)據(jù)固定效應(yīng)。從變量系數(shù)看，工業(yè)增加值系數(shù)為0.465，在1%概率水平下統(tǒng)計顯著，說明工業(yè)增加值能導(dǎo)致碳排放提高。工業(yè)結(jié)構(gòu)變量系數(shù)為0.247，統(tǒng)計不顯著、能源消費強度變量系數(shù)為0.024，在5%概率下統(tǒng)計顯著，說明能源消費強度升高會導(dǎo)致工業(yè)碳排放顯著增加。技術(shù)進(jìn)步變量系數(shù)為-0.042，但統(tǒng)計不顯著。三個控制變量系數(shù)同樣在10%概率下統(tǒng)計不顯著。根據(jù)本文數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以看出，對于工業(yè)碳排放的影響因素總體上二者有相同的結(jié)論。

再觀察不同地區(qū)的樣本結(jié)果，可以看到對于低能耗地區(qū)，工業(yè)增加值系數(shù)為0.470，在1%概率水平下統(tǒng)計顯著，說明工業(yè)增加值提高也會導(dǎo)致低能耗地區(qū)碳排放量上升。其他變量在10%概率水平下均不顯著。對于高能耗地區(qū)，工業(yè)增加值變量系數(shù)為1.273，高度統(tǒng)計顯著，說明工業(yè)增加值增加會顯著提高碳排放，并且與低能耗地區(qū)相比，可見每單位的工業(yè)增加值將比低能耗地區(qū)增加0.803個單位的碳排放。工業(yè)結(jié)構(gòu)變量系數(shù)為0.119，在5%概率水平下統(tǒng)計顯著，說明重工業(yè)比重升高對于高能耗地區(qū)而言會顯著增加該地區(qū)的碳排放水平。能源消費強度變量系數(shù)為0.375，在1%概率下統(tǒng)計顯著，說明能源使用效率提升能促使碳排放量降低。技術(shù)進(jìn)步變量系數(shù)為負(fù)（-0.463），但統(tǒng)計不顯著。控制變量中，能源價格變量系數(shù)不顯著，對外開放度變量系數(shù)為10.835，在10%概率下統(tǒng)計顯著，說明高能耗地區(qū)對外開放水平提高會增加碳排放水平。經(jīng)濟增長率變量系數(shù)為-8.019，說明高能耗地區(qū)經(jīng)濟增長率升高有助于碳排放量降低，二者有負(fù)相關(guān)關(guān)系。

結(jié)論與建議

近年來，河北省的工業(yè)經(jīng)濟快速增長，工業(yè)化進(jìn)程不斷深入，但在工業(yè)較快發(fā)展的同時，高排放也成為河北省工業(yè)的一個重要問題。多年來河北省碳排放一直處于全國第二位，這反映出河北省工業(yè)能源經(jīng)濟效益低下。本文選擇1991年來河北省整體和分地區(qū)數(shù)據(jù)，從實證的角度分析了工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對工業(yè)碳排放的影響。實證得出，工業(yè)總規(guī)模對工業(yè)碳排放有正向影響，能源使用效率和技術(shù)進(jìn)步對工業(yè)碳排放有負(fù)向影響，即工業(yè)增加值提高會促進(jìn)工業(yè)碳排放量增加，而能源使用效率的提升、技術(shù)進(jìn)步會促進(jìn)工業(yè)碳排放量的降低。能源消費結(jié)構(gòu)、能源價格、對外開放水平和經(jīng)濟增長率對工業(yè)碳排放量影響并不明顯。

根據(jù)結(jié)論，本文提出以下對策建議：

第一，政府加大節(jié)能減排調(diào)控力度，堅決淘汰落后產(chǎn)能。鋼鐵冶煉、石油加工、煤炭開采等行業(yè)是河北省的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，為河北省的經(jīng)濟增長做出了重要貢獻(xiàn)，但是這些行業(yè)多是高能耗、高排放的產(chǎn)業(yè)，能源經(jīng)濟效益不高。河北省要降低碳排放，就必須從源頭上進(jìn)行控制，對此，政府部門要加大節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行力度，堅決淘汰落后產(chǎn)能，對違規(guī)排放、違法污染的企業(yè)和單位進(jìn)行嚴(yán)厲處罰和整頓。倒逼這些企業(yè)執(zhí)行節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)。可以采取獎罰并重的舉措，對嚴(yán)格實行政府減排目標(biāo)的企業(yè)予以獎勵，而對不實行政府減排目標(biāo)的企業(yè)予以懲罰。

第二，大力發(fā)展低碳技術(shù)，提高能源使用效率。1991年以來河北省工業(yè)中以煤炭消費為主的能源消費結(jié)構(gòu)并未改變，這表明短期內(nèi)要快速通過改變工業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)來改善碳排放的途徑行不通。為此，必須要加大低碳技術(shù)創(chuàng)新力度，加強核心技術(shù)攻關(guān)工作，企業(yè)可以通過產(chǎn)學(xué)研合作，建立低碳產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，形成企業(yè)、科研結(jié)構(gòu)和大專院校緊密結(jié)合的產(chǎn)學(xué)研體系，全面提高企業(yè)的碳減排技術(shù)和節(jié)能技術(shù)。

第三，不斷改善能源消費結(jié)構(gòu)，加大清潔能源使用比例。河北省也是煤炭大省，短期內(nèi)要調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)中的煤炭比例并不可取，要真正解決好能源使用導(dǎo)致的碳排放問題，有兩個方面舉措：一是采用高級技術(shù)來改進(jìn)煤炭使用過程中的碳排放處理，包括改進(jìn)煤炭質(zhì)量等；二是應(yīng)加大新能源的使用力度，包括風(fēng)能、電能、太陽能等清潔可再生能源，緩慢降低河北省工業(yè)中碳消費比例。