制造業貿易虛擬水測算及比較分析

梁昭 蔣琴兒

摘 要：本文基于2012年和2017年的投入產出表，測算了2012年和2017年15個制造業部門的進出口虛擬水量，比較分析了重污染密集型和輕污染密集型部門的差異。研究發現，總體上制造業部門2017年耗水系數較2012年耗水系數低;輕污染行業的直接耗水系數較重污染行業要高，但完全耗水系數低于重污染行業。我國應當改善貿易結構，對重污染高耗水的部門可以增加進口，對輕污染低耗水部門可以增加出口，同時提高技術創新能力，高效利用水資源。

關鍵詞：制造業部門;直接耗水系數;完全耗水系數;虛擬水貿易

本文索引：梁昭，蔣琴兒.<變量 2>[J].中國商論，2022（06）：-093.

中圖分類號：F223 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2022）03（b）--04

我國幅員遼闊、人口眾多，但水資源短缺，水資源問題嚴重制約了經濟的可持續發展、生態環境保護。與此同時，我國作為制造業大國也是貿易大國，打造具有國際競爭力的制造業是提高綜合國力的必由之路（吳楊偉，2021）。制造業同時是消耗資源、污染環境的主要行業。近年來，隨著原材料價格上漲、人力成本上升等問題的日益嚴峻，以及由于傳統制造技術水平相對落后，致使資源浪費、污染超額排放等問題頻現，尤其是水資源短缺、水環境污染、水生態受損等對行業發展的約束愈發趨緊（張峰，2016）。由此看來，水消耗量問題一直是制約制造業發展的關鍵因素，緩解水資源問題必將是推進制造業實現戰略轉型升級的關鍵環節。研究制造業各部門的耗水量，不僅有利于了解各部門的用水需求，還對制造業往低污染、低消耗轉型具有重要的意義。

虛擬水貿易在解決農業、工業水資源等方面得到了學術界的認可。虛擬水貿易是通過貿易的形式，將產品在生產過程中消耗的水資源向進口國傳輸。目前，我國學術界研究虛擬水多從農業糧食、工業等方面進行，少有人從虛擬水貿易角度分析我國制造業水資源消耗問題，制造業在生產過程中耗水量較大，且貿易量存在大進大出的現象，本文在前人研究成果的基礎上，將制造業分為15個部門并將其分為重污染型和輕污染型兩大類，對這15個部門的虛擬水貿易進行對比分析，有助于識別我國制造業主要部門的耗水情況，充分發揮貿易結構優勢，緩解水資源短缺問題，高效利用水資源，為解決我國制造業水資源利用問題提供新思路，從而緩解水資源利用問題。

關于虛擬水測算方法大致分為兩種方法：一是按照生產樹法計算虛擬水，這種方法多用于計算農業方面虛擬水消費量。是按照投入產出法計算虛擬水量，一般用于測算工業部門虛擬水量（劉紅梅，2013）。由于造紙行業屬于工業制造業部門，這里重點介紹投入產出法計算的虛擬水貿易，在測算工業部門虛擬水的相關研究中，學術界大多集中在單一（耿強、李希博，2018;王秀娟，2018）和雙邊的虛擬水進出口量（賈焰等，2016;Mekonnen和Hoekstra，2011）。近年來，部分學者通過測算虛擬水貿易來提出改善貿易結構的相關措施和建議，鄭和祥等（2016）通過構建虛擬水評價指標，得出鄂爾多斯市屬于資源型城市，工業行業的虛擬水輸出較多。雷玉桃，蔣略（2012）研究發現，我國的服務業存在虛擬水貿易順差，而農業、重工業存在虛擬水貿易逆差。蔡振華等（2012）通過投入產出法測算出甘肅省第一產業的虛擬水凈出口占比較高，應降低第一產業出口。綜上所述，目前大多數學者在研究貿易與環境和資源問題中，從分析EKC中選取污染指標分析某行業污染現狀;在虛擬水貿易角度相關文獻中，主要集中在單邊貿易或雙邊貿易虛擬水流向的基礎上。因此，本文基于投入產出方法，以2012年和2017年投入產出表為基礎，計算我國制造業的虛擬水貿易。根據測算結果對比分析，提出一些既可以提高中國制造業競爭力，又減少國內水資源消耗和流失的措施，降低國內污染排放，通過改善貿易結構，為制造業可持續發展提供新思路。

1 研究方法與數據

1.1 數據來源

本文選取中國統計出版社出版的《2017年中國投入產出表》和《2012年中國投入產出表》，投入產出表每5年編制一次，目前最新的投入產出表到2017年。2017年和2012年投入產出表中共劃分了42個部門，由于投入產出表劃分的部門與我國《國民經濟行業分類》中的制造業劃分標準不一致，為了實現數據統一，通過整理最終劃分出15個制造業部門，同時參考陳春明等（2020）將15個制造業劃分為重污染密集型行業和輕污染密集型行業，如表1所示。其中，制造業耗水量提取《中國水資源公報》及《2008年中國經濟普查年鑒》（能源卷）和《中國環境統計年鑒》中部分制造業耗水量通過等比例計算2012年和2017年各部門耗水量。各部門產值數據來源于中國統計年鑒;進出口貿易量來源于聯合國糧農組織數據庫。

1.2 研究方法

本文利用投入產出分析法，借鑒朱啟榮等學者的相關研究方法（朱啟榮等，2009），對制造業部門的進出口虛擬水進行測算，此方法為進出口虛擬水量=完全耗水系數×進出口量。

計算完全耗水系數和直接耗水系數：

WIj=Wj / Xj （ j=1，2，3，…，n）（1）

其中， WI為直接耗水系數，表示生產每單位產值的直接耗水量， Wj表示部門j的直接耗水量， Xj表示部門j的總產值。

WT=WI（I-A）-1（2）

WT為完全耗水系數，表示增加每單位產值所消耗的總耗水量，即包括直接耗水量和間接耗水量， WI為各部門直接耗水系數行向量，（I-A）-1為Leontie逆矩陣， I為n階單位矩陣。

WIM=WI×（I-A）-1×IM

WEX=WI×（1-αA）-1×EX（3）

其中， WIM和WEX分別表示各部門產品的進口虛擬水量和出口虛擬水量， WI為各部門直接耗水系數的行向量， IM和EX分別為各部門進口貿易量和出口貿易量的列向量。值得一提的是，消耗水資源量包括生產過程中的直接消耗水量和中間投入品中包含的耗水量，計算各部門出口產品包含的虛擬水量時，應該扣除這部分進口品的耗水量（朱啟榮，2009）。所以，計算出口虛擬水量式中的α表示各種產品的國內生產比重組成的對角矩陣，即α=（進口+總產出-出口）

ΔW=WEX-WIM（4）

其中，?W表示虛擬水貿易量凈出口量，表示虛擬水出口量去除虛擬水進口量。若是正值，表示我國水資源輸出量大于輸入量;若是負值，則情況反之。

2 計算結果與分析

2.1 部門用水系數分析

用水系數是測量貿易虛擬水的基礎，根據式（1）和式（2）及2012年和2017年的中國投入產出表，分別計算15個制造業部門的耗水系數。由于本文重點分析制造業部門的虛擬水貿易情況，故本部分簡單對制造業各部門耗水系數進行分析。

直接耗水系數和完全耗水系數的區別及聯系：直接耗水系數可以看出各制造業生產每單位產值所產生的直接耗水量;完全耗水系數表示制造業各部門增加每單位產值所消耗的總耗水量，也就是說不僅包含直接耗水系數，還包含間接耗水系數，即中間投入商品的耗水系數。

總體上，從2012—2017年，不論是重污染行業還是輕污染行業，耗水系數整體有所減少。輕污染行業的直接耗水系數在2012年和2017年都高于重污染行業，而完全耗水系數相反。由此可知在我國國家政策的約束下，各部門制造業在生產過程中耗水技術仍然有很大改進;輕污染行業在生產中所消耗的水資源相對較高，但是該行業水資源效用率較高，而重污染行業在自身生產過程中消耗的水資源較少，但是投入的中間品耗水較多，導致重污染行業的完全耗水增加。

我國是制造業貿易大國，既在關注制造業各部門耗水的情況下，又要關注貿易過程中帶來的水資源流失問題，通過計算并分析虛擬水貿易量，從而改善制造業貿易結構，對我國減少水資源流失起著重要作用。

2.2 虛擬水貿易量

根據式（1）～（4）及2012年和2017年的中國投入產出表，分別計算15個制造業部門的進出口虛擬水貿易量，并按照重污染行業和輕污染行業進行分類，進一步反映出我國制造業水資源流出量和流入量的真實情況，如表2所示。

根據表2測算結果，出口虛擬水貿易量幾乎大于進口虛擬水貿易量，由此可以看出中國是一個虛擬水凈輸出貿易國。

2.2.1 進口虛擬水

2017年的制造業進口虛擬水，不論是重污染型制造業還是輕污染型制造業，整體上較2012年有所降低。

重污染型行業中：2017年，食品、飲料、煙草制造業的進口虛擬水量最多，非金屬礦物制造業最少。從進口虛擬水貿易變化量方面講，進口虛擬水增加的依次為石油加工、煉焦及核燃料加工業，金屬制造業，紡織和紡織品制造業3個部門，進口虛擬水的增加在一定程度上可以緩解國內水資源消耗;其余4個部門的進口虛擬水減少。

輕污染型行業中：2017年，進口虛擬水量最多的部門是木材加工和木材制造業，最少的是運輸設備制造業。從進口虛擬水貿易變化量方面講，木材加工和木材制造業、橡膠和塑料制品業的凈進口虛擬水貿易量增加，其余6個部門的凈進口虛擬水貿易量減少。

2.2.2 出口虛擬水

出口虛擬水2017年較2012年整體都有所下降，說明全球對水資節約的意識逐漸增加。

重污染型行業中：2017年是食品、飲料、煙草制造業出口虛擬水量最多，最少的部門是非金屬礦物制造業。從出口虛擬水的變化程度來講，重污染行業中的7個部門都有所降低，食品、飲料制造業是出口虛擬水最多的，同樣也是減少最多的，其次為非金屬礦物制造業、化學產品制造業;減少最少的是紡織和紡織品制造業。

輕污染型行業中：2017年橡膠塑料制造業的出口虛擬水量最多，最少的部門是木材加工制造業。從減少程度來講，2017年與2012年相比，只有家具制造業的出口虛擬水量增加，其他部門都有所減少。橡膠和塑料制品業減少最多，其次為電器、電子機械設備制造業;減少最少的是運輸設備制造業。

綜上，重污染型行業的貿易虛擬水量高于輕污染型行業，而虛擬水貿易量的多少與部門貿易量有直接的關系，雖然重污染型行業的直接耗水系數小于輕污染型行業直接耗水系數，但是重污染型行業的貿易量較輕污染型行業貿易量高，導致重污染型行業的虛擬水貿易量較高。由此表明，有些部門在生產過程中本身耗水并不多，但是由于大量出口，以至于部門整體的虛擬水出口值較大。

3 結語

本文從虛擬水貿易的角度，用中國的15個制造業部門劃分重污染型與輕污染型兩個主要行業做一個對比，對中國制造業虛擬水貿易的情況進行簡要分析，并分析了中國制造業虛擬水貿易的情況，得出以下結論：

（1）輕污染型行業在生產過程中耗水量較大，重污染型行業投入的中間品耗水量較大。（2）重污染型行業的貿易虛擬水量高于輕污染型行業，主要由于重污染型行業的貿易量高于輕污型染行業貿易量。（3）2012—2017年，制造業部門耗水情況整體轉好;進出口虛擬水量整體減少，說明全球在節約水資源方面做出了有效的成就。根據以上結論提出幾點建議：

第一，改善貿易結構。我國既是制造業生產大國，又是貿易大國，出口能夠有效拉動經濟增長。在這種情況下，應該調整貿易結構，進口耗水較少的中間品，從耗水源頭減少耗水量，出口耗水較多的產品。

第二，提高技術創新。制造業在生產過程中，應該注重技術創新，提高用水效率。根據各部門用水結構來看，輕污染型制造業更需要提高在生產過程中的技術，開發節水技術，高效循環利用水資源，在保證耗水量減少的同時，仍然維持低污染的狀態。重污染型制造業則需要采用耗水較少的中間品，盡可能加強研發代替高耗水的中間產品，減少這類中間品的投入比例，從整體上減少完全耗水量。

參考文獻

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Calculation and Comparative Analysis of Virtual Water Volume in the Manufacturing Trade

School of Economics and Management， Zhejiang A & F University

Hangzhou， Zhejiang? 311300

LIANG Zhao? JIANG Qiner

Abstract： Based on the input-output tables of 2012 and 2017， this study calculates the import and export virtual water volume of 15 manufacturing sectors in these two years， and compares and analyzes the differences between heavy pollution-intensive and light pollution-intensive sectors. It is found that， on the whole， the water consumption coefficient of the manufacturing sector in 2017 is lower than that in 2012; the direct consumption coefficient of water of light pollution industries is higher than that of heavy pollution industries， but the complete consumption coefficient of water of light pollution industries is lower than that of heavy pollution industries. China should improve its trade structure， increase imports to sectors with heavy pollution and high water consumption， and improve exports to sectors with light pollution and low water consumption， at the same time enhance the abilities of technological innovation and efficient use of water resources.

Keywords： manufacturing sector; direct consumption coefficient of water; complete consumption coefficient of water; virtual water trade