基于超效率模型的中國省際碳排放效率研究

宋雅靜 萬安位 黃珂婧

摘要：本研究首先對選取的我國30個省市2000-2016年碳排放量的變化趨勢進行分析，發現碳排放總量呈逐年上升趨勢。通過采用超效率DEA模型估算碳排放效率，并反映為技術效率、純技術效率和規模效率。結果表明技術效率值具有明顯的區域差異性;純技術效率值大于1的省市只有六個;選取的30個省市規模效率值均小于1，對碳排放效率的提高具有消極作用。就整體而言，各省份碳排放效率值提升空間很大。

關鍵詞：碳排放效率;區域差異;超效率DEA模型

中圖分類號：F124.5? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1005-913X（2020）07-0030-03

一、引言

伴隨著碳排放量的日益增加，發展低碳經濟已是各國政府的普遍共識。我國也十分重視碳減排工作，碳排放效率的研究已成為學術界的重要議題。王勇，趙晗運用三階段DEA模型測算了碳交易市場建立前后省際碳排放效率，對比分析得出碳排放效率在技術規模層面都存在不足，有待改進。[1]李珊珊，馬艷芹運用Malmquist指數法測算了2000-2015年中國28個省的要素碳排放效率，得出部分東部地區碳排放效率較高，東北、西北、西南地區碳排放效率較低。[2]孫海燕、耿成軒[3]提出東部地區碳排放趨勢相對平穩，而中西部地區的控制效果未達到理想狀態。[3]在測算碳排放效率時，需要選取合適的投入、產出變量。馬大來等選用GDP作為期望產出，CO2為非期望產出，能源、勞動力、資本為投入指標。[4]孫海燕、耿成軒采用的投入指標與馬大來的相同。本研究擬在以前學者研究的基礎上測算中國省際碳排放效率，根據得出的結果分析各地區之間的碳排放效率差異，并且分東中西部進行區域分析。

二、研究方法

（一）模型構建

數據包絡分析用于評價效率，但傳統的DEA模型對結果不能進行有效分析，僅限于區分決策單元是否有效率，而超效率DEA模型可以彌補這一不足，并且超效率模型的結果可以突破1的限制。本研究擬采用超效率模型測算中國各省市的碳排放效率值。超效率DEA模型的規劃式為：

式（1）中，m為DMU投入種類，q為DMU產出種類，n為DMU個數，ρ為碳排放效率。xij為第j個決策單元的第i種投入，yrj為第j個決策單元的第r種產出，s-為剩余變量;s+為松弛變量。

（二）投入產出的指標選取

對于投入產出指標的選取，本研究選用能源、勞動力、固定資產投資作為投入，GDP和碳排放作為產出。一是能源消費。我國以煤炭為主導的消費結構和過度的能源消費帶來嚴重的污染問題。由于各省資源稟賦有所不同，研究能源消費對碳排放效率的影響十分必要;二是勞動力。借鑒大多數學者的研究成果，本文選用各省年末從業人口數來表征該指標;三是固定資產投資。工業是最能導致碳排放增加的產業，固定資產投資在工業發展進程中有著重要作用，因而研究固定資產投資對碳排放效率的影響必不可少。四是GDP。碳排放與經濟增長有者莫大的關系，諸多研究已經表明經濟增長會帶來碳排放的增加。五是CO2排放量。其為非期望產出。固定資產投資、GDP選取2000年的數據進行平減。本文構建的碳排放效率評價指標體系如表1所示。

（三）數據來源與處理

在測算CO2時借鑒了前人的測算方法，CO2的測算模型為：

CO2=■Ai×Bi×Ci? ? ? ? ? （2）

式（2）中，各變量的經濟學含義為：Ai表示第i種能源消費總量;Bi表示折標準煤系數;Ci表示CO2排放系數。本研究利用八種能源測算CO2排放量。相關參數值見表2：

三、結果分析

（一）碳排放情況分析

為了清晰的看出2000-2016年間CO2排放量、PCO2（即人均二氧化碳）排放量的變化趨勢以及區域性差異，利用ARCGIS對2000年、2005年、2010年及2015年的相關變量作地理信息圖，如圖1所示。

由圖1可知，2000～2016年間碳排放總量逐年上升且區域差異明顯，區域差異性主要表現為東部地區碳排放量高于中西部地區。處于碳排放高位的地區有：河北、遼寧、山西、山東、江蘇、浙江、廣東，其中山東、江蘇、浙江、廣東等地經濟發展較快，相應的需要的化石燃料較高，因而導致碳排放量較高;河北、遼寧、山西等經濟發展主要依托重工業，因而碳排放量處于高位。

由圖1和圖2對比可知，東部地區碳排放總量較高，但人均來看，碳排放水平中等，主要是因為東部能源清潔技術水平高，其減少的碳排放量能夠抵消部分因經濟發展過快帶來的碳排放量。中部地區碳排放總量與人均碳排放均為中等。這是由于中部地區經濟發展水平與清潔技術水平均處于中等地位，中部有所崛起，相應的環境治理措施有所進步。內蒙古、寧夏、新疆、青海等西部地區碳排放總量較低，但是人均二氧化碳排放量卻處于高位，說明這些地區能源結構可能不夠合理，能源利用效率不高。

（二）碳排放效率結果分析

現利用MAXDEA軟件測算了2000-2016年選取中國30個省市的碳排放效率值，反映為技術效率、純技術效率值和規模效率，并計算出東中西部三部分的碳排放效率均值，以進行區域之間碳排放效率值的比較研究，結果如表3所示。

從表3可知，技術效率區域差異明顯，表現為東部（0.875581）>中部（0.743084）>西部（0.643294）。北京、福建、廣東、上海的技術效率值大于1，位于生產前沿面;江蘇、天津和浙江技術效率值在0.85以上，這些地區地處東部沿海發達地區，技術進步快，清潔技術水平高，從而表現出較高的碳排放效率。甘肅、青海、寧夏、新疆、貴州和山西等地技術效率值均在0.6以下。這主要是因為這些地區處于中西部地區，經濟發展存在很大制約，節能減排技術不成熟，尤其山西省，作為煤炭資源大省，經濟發展主要靠的是重污染、高耗能的產業。同時，這些省份對于提高碳排放效率有很大的潛力。東北三省的碳排放效率水平在0.7-0.83之間，總體上碳排放效率較高，而黑龍江自2006年以來，碳排放效率大幅下降，由1以上降為1以下，退出了前沿面。