中國建筑業碳生產率的俱樂部收斂及成因

張普偉　賈廣社　牟強　宋明禮

摘要 綠色發展和生態文明作為未來的發展戰略已被寫入中華人民共和國憲法。低碳經濟是支撐和實現綠色發展和生態文明的經濟形態，其實質是在完成C02減排目標的同時實現經濟增長。碳生產率是連接C02減排與經濟增長兩個目標的橋梁，提高碳生產率是發展低碳經濟的核心和關鍵。建筑業的能耗和C02排放分別占中國各產業總和的1/4和1/3.是綠色發展和生態文明建設需要重點關注的行業。本文提出三階段方法框架，研究動態建筑業全要素碳生產率（DCP）的收斂俱樂部及初始成因：首先，基于數據包絡分析求解的方向距離函數和Malmquist指數方法，測算2005 -2016年中國30個省、自治區和直轄市的DCP;然后，用基于非線性時變因子模型的俱樂部檢驗方法，識別中國省際DCP的收斂俱樂部;最后，用ordered logit回歸模型對可能影響“收斂俱樂部”形成的初始因素進行探尋。結果顯示：①中國DCP的均值呈上升趨勢、標準差呈擴大趨勢，尤其是2010年以后的標準差急劇擴大;②中國省級DCP存在5個收斂俱樂部，但有13個省不收斂于任何俱樂部;③樣本觀測期初“建筑業市場化程度”越高的省份，歸屬于“DCP高的俱樂部”的概率越大。據此，提出如下提升DCP的管理啟示：①促進低碳建造技術有效擴散，縮小各省份之間的DCP水平差距;②制定和實施建筑業低碳發展的相關政策舉措時，不能簡單地按地理區劃，而需要考慮各省的異質性;③繼續推進國有建筑業企業的市場化改革，進一步提高建筑業市場化水平，促進建筑業專業承包企業的發展，適當降低建筑業的產業集中度。該方法框架也可用于研究其他國家、地區或其他行業。

關鍵詞 建筑業;全要素碳生產率;俱樂部收斂;非線性時變因子模型，ordered logit模型

中圖分類號 F407.9

文獻標識碼A

文章編號1002 - 2104（2019） 01 - 0040 -10

D01：10.12062/cpre.20180724

人類活動產生的過量CO2排放，導致全球氣候逐漸變暖，威脅著人類的生存和發展。為了將全球溫升控制在人類能承受的范圍內，地球周圍大氣層能容納C02的空間（“容碳空間”）非常有限，“容碳空間”已經成為比資本和勞動還要稀缺的資源，被占用的“容碳空間”在數量上等于排放的C02總量。減少C02排放已經成為國際社會共同面臨的緊迫任務。為了分擔全球的CO2減排壓力，中國政府做出了2020年單位國內生產總值（GDP）的C02排放量在2005年基礎上減少40%～45%的承諾，并在國民經濟和社會發展規劃中確定減排目標分步履行。綠色發展和生態文明也已經被寫入憲法作為中國未來的發展戰略。低碳經濟是支撐和實現綠色發展和生態文明的經濟形態，其實質是在完成CO2減排目標的同時實現經濟增長。Kaya和Yokobori最先定義的“單位CO2排放的GDP產出”這一“碳生產率”概念，是連接C02減排與經濟增長兩個目標的橋梁，但這一單要素碳生產率概念沒有考慮到資本、勞動、能源等其他投入要素的替代性和綜合效應，用“全要素碳生產率”概念更全面準確。“全要素碳生產率”可定義為全部主要產出與包含“容碳空間”在內的全部主要投入的比值。發展低碳經濟的核心和關鍵是提高碳生產率。建筑業作為中國國民經濟和社會發展的支柱產業，在促進經濟發展和改善國民生活條件的同時，也消耗了大量能源并排放了大量CO2。比如2013年，建筑業消耗了110 710.6萬t標準煤，占當年中國能源消耗總量的26.6%;2011年，建筑業排放的CO，達到303 590萬t.占到當年中國各產業排放總量的33.6%。建筑業必須分擔國家部署的C02減排目標，為中國的綠色發展和生態文明建設做出行業貢獻。在此背景下，本文提出一個三階段的方法框架，研究動態建筑業全要素碳生產率（DCP）的收斂俱樂部及成因：首先，測算2005-2016年間，中國30個省、自治區和直轄市（后文統稱省）各年的DCP，區別于已有文獻測算Malmquist指數不能表達樣本期初的生產率差異，這里的DCP能反映期初差異，并能體現各省各年在初始水平上的效率變化和技術變化的累積結果。然后，探索是否存在某些省的DCP收斂于一個穩態水平，即是否存在俱樂部收斂;本文首次將基于非線性時變因子模型的內生俱樂部識別方法用于對中國建筑業的研究。最后，用ordered logit回歸模型，對可能影響“收斂俱樂部”形成的初始因素進行探索。該方法框架的分析結果對決策者深入理解中國建筑業低碳發展水平的空間分布特征和時間變化趨勢，指導決策者有針對性地制定提升中國DCP的政策舉措，從而實現建筑業綠色發展具有重要意義。

1 文獻綜述

1.1 碳生產率研究綜述

碳生產率的概念由Kaya和Yokobori提出后，被新氣候經濟學作為核心概念研究。但該概念只考慮“容碳空間”一個投入要素，具有局限性，用全要素碳生產率的含義更全面準確。提高碳生產率是在可持續發展框架下應對氣候變化的關鍵對策，也是低碳經濟的核心內涵。已有的全要素碳生產率文獻可以大致分成兩類：①采用方向距離函數和Malmquist指數測算國家或地區的全要素碳生產率指數，比如李小平、王洋研究了1992-2014年“一帶一路”沿線55個國家;袁潤松等研究了2000-2012年的中國大陸30個省;劉傳江、趙曉夢研究了2000-2013年長江經濟帶的11個省市。②采用方向距離函數和Malmquist指數研究一個具體行業的全要素碳生產率指數，比如Li等研究了2003-2015年中國工業的36個細分行業;楊翔等研究了1998-2011年中國制造業的26個細分行業，并按相對干凈類、相對污染類、高技術類和中低技術類分別進行分析;滕澤偉等研究了2004-2013年中國服務業的14個細分行業;Yu等研究了中國交通行業。

但從現有文獻的檢索結果看，還沒有專門針對中國建筑業全要素碳生產率（CI-TFCP）的研究。另外，現有研究主要都是測算Malmquist指數，但Malmquist指數只能顯示某個決策單元（DMU）第t期相對于第（t-l）期靜態全要素碳生產率的比率，所有DMU的起始時期Malmquist指數全部等于1，不能區分各DMU的初始碳生產率差異。為了進一步識別收斂俱樂部，本文對這些不足加以改進，提出能體現各省初始差異的DCP測算方法。

1.2 俱樂部收斂研究綜述

收斂研究是區域經濟學和發展經濟學的主要研究內容，其最先關注初始經濟發展水平不同的國家或地區，經濟水平是否會隨著時間的推移趨于一致，并構建了σ收斂和β收斂兩個經典的收斂概念。如果隨著時間的推移，不同國家或地區的人均GDP的標準差逐步縮小，被定義為存在σ收斂;如果隨著時間的推移，期初人均GDP水平高的國家或地區的人均GDP增長率低于期初人均GDP水平低的國家或地區，則認為存在β收斂。如果所考察的全部國家或地區不收斂，但其中的某些國家或地區收斂，則收斂的這幾個國家或地區被稱為一個收斂俱樂部，即存在俱樂部收斂。近年，收斂研究逐漸從人均GDP擴展到能源、碳排放、效率和生產率等研究領域。現有文獻中，俱樂部收斂的研究主要包括兩類：①采用兩個經典的收斂檢驗方法的研究。這類研究通常根據某一劃分原則先對國家、地區或細分產業等研究對象劃分成幾個類別，然后采用兩個經典的收斂檢驗方法檢驗其是否收斂，如果收斂則認為每個類別就是一個收斂俱樂部。例如蔡海亞等研究了中國的東、中、西三個地區各省霧霾污染強度;張珩等探究了“一級法人農信社、農合行和農商行”三種不同產權組織形式的陜西省農信社效率;景守武、張捷研究了中國東、中、西部地區各省的能源環境效率;李健、盤宇章研究了中國東、中、西部地區261個地級及以上城市的全要素生產率增長。②采用基于非線性時變因子模型的內生俱樂部檢驗方法的研究。比如賀祥民、賴永劍分析了1999-2012年中國30個省的環境效率;賴永劍、賀祥民研究了2006-2013年中國30個省的綜合金融包容指數;胡宗義等研究了1985-2012年中國29個省的農村金融發展水平;Parker和Liddle分析了1980-2009年61個經濟合作與發展組織國家的制造業能源生產率;Apergis和Payne分析了1980-2013年美國50個州的人均碳排放;Bartkowska和Riedl分析了1990-2002年歐洲206個統計區域的人均收入。其中賀祥民、賴永劍進一步用ordered probit模型，Bartkowska和Riedl用ordered logit模型對俱樂部形成的原因進行了分析。

由于經典的收斂模型假定研究對象具有同質性，可能將“短暫發散、長期收斂”錯誤地視為不存在收斂。而非線性時變因子模型考慮了研究對象的異質性，并允許這種異質性隨時間發生變化，擁有各自隨時間變化的路徑。同時，非線性時變因子模型既可以處理平穩數據，也可以處理非平穩的數據;既可以對已有分組進行檢驗，也可以完全根據數據本身對收斂俱樂部進行內生性識別。所以本文選擇基于非線性時變因子模型的方法對中國DCP的收斂俱樂部進行識別和分析。另外，借鑒已有文獻的方法，本文用ordered logit回歸模型探尋形成俱樂部的期初因素。

2 動態全要素碳生產率測算

2.1 測算方法

基于數據包絡分析（DEA）求解的方向距離函數原理，本節主要闡釋靜態CI-TFCP（SCP）、CI-TFCP指數（CPI）和DCP三個指標的含義和計算公式。

由于“容碳空間”已經成為比資本和勞動還要稀缺的資源，為了能與傳統經濟學原理中全要素生產率評價時處理稀缺資源的方法一致，本文把“容碳空間”作為建筑業生產的投入要素，以中國大陸各省的建筑業生產系統作為分析對象（即DMU）。建筑業的一個重要特征是生產的流動性，人員、材料、施工機械等投入資源都隨施工對象而流動，主要資源消耗和C02排放都發生在施工現場。所以選擇評價建筑業全要素碳生產率時應該把施工現場排放CO，最多的資源納入投入指標。由于建筑業消耗的鋼材、水泥、鋁材這三種建筑材料的生產是最主要的C02排放源，人工、材料、機械是建筑業生產中最重要的資源投入，建筑業增加值能準確表示建筑業生產經營活動的最終成果。所以本文選取各省的建筑業從業人員（xl），建筑業消耗的鋼材（X2）、水泥（X3）、鋁材（X4）、能源（x5），建筑業擁有的機械功率數（X6）和“容碳空間”（X7）作為投入指標，以建筑業增加值（Y）作為產出指標，類似的指標體系也被Zhang等用于建筑業碳效率的測算。為了解決多投入指標計算的困難，用DEA方法求解方向距離函數計算“相對建筑業全要素碳生產效率”，其數值含義是在給定技術條件下，某個DMU的CI-TFCP與最高的CI-TFCP的比率。本文在此之后的CI-TFCP就指的“相對建筑業全要素碳生產效率”。根據是否考慮跨時間周期生產技術的變化，再分成SCP和DCP。

中國大陸30個省（西藏因能源數據缺失沒有納入）第t年的生產技術Tt包含了30個省的建筑業生產系統中所有投入產出組合集合，見式（1）所示。

式（1）中，xt∈R7+表示各省建筑業第t年的7個投入，yt∈R'+表示各省第t年的建筑業增加值產出。第t年的生產技術條件下，第jo省的產出方向距離函數被定義成式（2）。

式（2）本質上定義了在第t年的生產技術條件下，第jo省的產出yjn可以擴大的最大比率。θ≤1，是Farrell意義上的效率評價值，因為其只考慮第t年的30個省構成的最佳實踐前沿面，不考慮跨年度的不同生產技術條件，本文將其定義為SCPjn。當θ=1時，表示第jo省在最佳實踐前沿面上，在現有技術條件下產出不可能再被擴大。

類似地，可以定義在第t+l年的生產技術條件下，第jo省建筑業生產系統的第t年的投入產出數據的產出方向距離函數如式（3）所示。

如果Tt與Tt+l有顯著差異，參考Caves、Christensen和Diewert的處理方式，第jo省第（t+1）年相對于第t年的CPIot+1，即Malmquist指數用式（4）計算。

假設樣本的起始年是第t0年，能表現起始年效率差異的第jo省第k年的DCPjk用公式（5）計算。該指標在第to。年SCP基礎上，同時考慮了第to年到第k年的效率變化和技術進步的累積結果。