雙碳視角下新疆產業結構優化與新能源消費量分析

徐新宜，郭文強

（新疆財經大學 信息管理學院，新疆 烏魯木齊 830012）

1 引言

“十四五”時期降碳成為生態文明建設的重點方向，碳達峰、碳中和戰略的提出，必將深刻改變現有能源消費結構，推動能源結構向低碳新能源發展。2021 年9 月7 日，綠色電力交易試點正式啟動，讓有社會責任的用戶參與風電、光伏發電直接交易，進一步促進新能源的消費。風電、太陽能（以下統稱為新能源）作為低碳能源，與傳統能源—煤炭相比有著低碳排放、高熱值、價格低廉的特點。在碳達峰、碳中和目標下，改變傳統能源的設計路徑和發展模式，進行新能源生產、消費變革成為迫切需求。新疆新能源資源富集，為新疆得天獨厚的優勢資源，是新疆參與雙循環發展和“一帶一路”的重要項目。2000-2019 年新疆能源消費占比如圖1 所示，傳統化石能源—煤炭消費量仍是新疆能源結構占比最大的能源消費，2000 年新能源消費量占能源消費總量的4.5%，2019 年以攀升至13.7%，20年來，新能源消費量一直處于增長階段，自黨的十八大召開來，中國從國家戰略層面重視新能源的發展，“綠水青山就是金山銀山” 的環保理念深入人心，新能源發展迅猛，消費量持續增長，2019 年新能源消費量創歷史新高。新能源的減碳優勢巨大，新能源的消費能夠進一步促進全國綠色電力交易市場向著低碳高效綠色的方向發展，產業結構能夠影響能源結構。

圖1 2000-2019 年新疆能源消費占比

眾多學者對產業結構與能源消費進行了大量研究。劉滿平[1]認為我國光伏產業、新能源汽車領域處于國際領先地位，掌握核心技術和關鍵產業鏈優勢，特別是光伏產業，目前生產和市場規模均達到世界第一，并且實現了全產業鏈的國產化；畢神浩[2]運用PVAR 模型，通過測算全要素能源效率和能源消費結構均衡度分析東、西、中三個區域的能源結構與能源效率的雙向作用關系；吳健等[3]運用VAR模型研究了京津冀地區產業結構優化對新能源消費量關系，研究表明京津冀地區產業結構升級對區域新能源消費規模存在正向因果關系；劉媛媛等[4]運用投入產出分析法識別出工業主導產業，并進行產業集聚的波及效應分析，得出石油與天然氣產業聚集是產業結構優化的必要手段，實現產業結構優化需要經過產業聚集和產業融合兩個階段；王學軍等[5]運用面板回歸和空間自回歸模型進行產業結構、能源消費結構優化與能源效率的互動關系的實證分析，研究認為產業結構和能源結構的優化，能夠提升能源的效率；張翱祥等[6]研究了碳排放和產業結構化的耦合關系，得出中部六省的碳排放效率和產業結構優化處于中度失調和中度協調之間；張麗[7]運用合成控制法就碳排放權交易對廣東省的產業結構進行了“高級化、合理化和綠色化”三個指標的量化分析，并分析碳排放權交易下國際經濟與企業自身技術創新對產業結構優化的差異；孫麗文等[8]使用基于加速遺傳算法的投影尋蹤模型從時間和空間兩個維度評價產業結構的低碳化水平。萬媛媛[9]等利用VAR 模型分析廣東省綠色發展與清潔能源占比之間的關系，研究得出綠色發展會促進清潔能源消費占比，進一步優化能源結構。陳軍華等[10]運用LMDI 分解法對四川省20 種主要能源消費的碳排放量進行能源結構效應、能源強度效應、產業結構效應、經濟發展水平效應與人口規模效應五個維度的分解，研究結果表明，2012 年能源結構與產業結構為正向作用，2012 年后為負向抑制作用，并提出低碳發展的相關政策建議。沈冰等[11]運用中介效應的檢驗原理，分析金融發展水平、產業結構高級化與能源效率提升的內在關系，研究結果表明產業高級化水平的提升又對能源效率的提升有顯著的正向影響,產業結構高級化能作為中介變量將金融發展的影響傳導至能源效率的提升。戴俊等[12]運用DEA 方法測算能源效率并構建環境規制、產業結構與能源效率之間關系的模型，將我國分為高、中、低能源效率三個地區，研究結果表明能源效率高地區內環境規制與產業結構對能源效率的影響具有共同強化作用，而能源效率中等與能源效率低地區內環境規制與產業結構間協同效應不明顯。綜合以上研究，研究對象以產業結構與新能源消費量之間關系的分析較少，研究視角以新疆地域為研究目標的產業結構與能源消費關系的文獻較少，時間跨度不全面，缺乏新疆2000-2019 年的產業結構和新能源之間動態演變關系的分析。

本文立足于新疆2000-2019 年產業結構優化水平的測算，分析產業結構合理化和產業結構高級化兩個指標與新能源消費量之間的關系。本文可能的貢獻：（1）在“碳達峰、碳中和”目標下，為新疆能源結構調整提供思路，為新能源的高效可持續發展提供理論支撐，服務于國家產業結構優化升級、新疆區域發展。（2）探討新能源與產業結構之間的關系，探討產業結構優化對新能源的具體影響，為減碳機制形成新的邏輯解釋。

2 數據來源與指標模型選取

以實現“碳達峰、碳中和”為目標，本文使用的數據來源于2000-2019 年《中國統計年鑒》、2000-2019 年《中國能源統計年鑒》、2000-2019 年《新疆統計年鑒》。在產業結構優化水平測算方面，眾多學者[13-17]提出了多種測算方法，本文主要參考干春暉等[18]的做法，將產業結構優化分為產業結構合理化和產業結構高級化兩個指標，此方法避免了傳統結構偏離度系數的復雜計算，考慮到各產業結構的相對占比情況。產業結構合理化指標具體計算模型為：

其中，Yi的具體定義為某地區第i 類產業的產值，Li的具體定義為第i 類產業從業人員的數量。指標趨向于0，說明某地區的產業結構趨向于理想的水平；指標對0 的偏移程度越大，說明某地區產業結構不合理。經過計算可得新疆維吾爾自治區2000-2019 年產業結構合理化指標，如圖2 所示。

圖2 新疆產業結構合理化走勢圖

新疆產業結構合理化指標數據最大值為2008年的0.44，最小值為2019 年的0.02，平均值為0.239，從圖2 可以明顯看出新疆維吾爾自治區的產業結構合理化水平逐漸提升，2000-2010 年期間新疆產業結構都與理想水平有較大差距，2010 之后，新疆產業結構實現產業結構升級，逐漸趨于合理化。隨著供給側結構性改革的深入，“三去一降一補”效果進一步顯現，2019 年新疆產業結構合理化指標達到近20 年的最小值，各產業產值增長與各產業就業人員結構趨于合理，取得顯著成效。

新疆2000-2019 年三大產業占比如圖3 所示，2000-2014 年新疆產業結構處于“二三一”的結構分布，仍處于工業化發展階段，第二產業平穩增加，第一產業、第三產業呈現下降態勢，2008 年-2011年，處于工業化發展的高級階段，2008 年第二產業占比達到近20 年的最大值。2014-2019 年新疆產業結構處于“三二一”的結構分布，從工業化發展轉變為高效益的綜合發展階段，2015 年，新疆第三產業比重首次超越第二產業比重，2015-2019 年第三產業比重穩步增長。

圖3 2000-2019 年新疆三產業占比

產業結構高級化指標具體公式為：

經過計算可得新疆2000-2019 年產業高級化指標，如圖4 所示。最大值為2019 年的1.46，最小值為2008 年、2010 年的0.68，平均值為0.91。從2010 年開始，新疆第三產業占比逐漸開始增加，第二產業占比逐漸呈下降態勢。新疆產業結構逐漸實現高級化，從“二三一”的結構分布轉向“三二一”的結構分布。

圖4 新疆產業高級化走勢圖

3 實證分析

本文采用向量自回歸模型（VAR 模型），運用stata16.0 軟件進行分析，選用2000-2019 年新疆維吾爾自治區新能源消費量、產業結構合理化和產業結構高級化作為變量。變量定義如表1 所示。

表1 變量名稱及定義

首先進行數據平穩性檢驗，采用ADF 檢驗，檢驗結果如表2 所示。三個變量均為時間序列數據集，需要保證VAR 模型的數據平穩性，原始數據NC、IR、AS 經過ADF 檢驗（左側單邊檢驗），其測試數據均大于10%臨界值，故可在10%的水平上接受“存在單位根”的原假設，數據是不平穩的。根據時間趨勢圖，如圖5 所示。原始數據中變量NC 存在指數增長趨勢，將變量NC 取對數，將NC 的指數增長趨勢轉變為線性增長趨勢，定義為lnNC，將三個變量 （lnNC、IR、AS） 進行一階差分，記為DNC、DIR、DAS，再次進行ADF 檢驗，測試數據均位于10%臨界值左側拒絕域內，故可在在10%的水平上拒絕“存在單位根”的原假設，時間序列數據是平穩的。

表2 ADF 檢驗結果

圖5 新能源消費量（NC）時間趨勢圖

其次，確定VAR 模型的最優滯后階數，采用信息準則，運用AIC、HQIC、SBIC 準則確定VAR 模型的階數，如表3 所示，確定模型滯后階數為3 階。

表3 VAR 模型滯后階數表

進行VAR 系統平穩性檢驗。平穩性檢驗結果如圖6 所示。所用單位根均落在單位圓內，說明建立的VAR 模型具備穩定性，模型結論科學可靠。

圖6 VAR 系統平穩性檢驗圖

為更好地研究新疆產業結構和新能源消費量的關系，運用格蘭杰因果檢驗進行分析和預測。格蘭杰因果檢驗如表4 所示。可以從表中看出，當新能源消費量為被解釋變量時，產業結構合理化顯著系數為0.047，說明可以拒絕原假設“H0：β1=…βp=0”，即產業結構合理化和產業結構高級化對預測新能源消費量的未來值無幫助。產業結構合理化為新能源消費量的“格蘭杰因”。同理可得，新能源消費量是產業結構合理化的“格蘭杰因”，新能源消費量與產業結構合理化互為格蘭杰因果關系；新能源消費量是產業結構高級化的“格蘭杰因”。說明新疆產業結構合理化、產業結構高級化、新能源消費量之間存在統計學的因果關系。

表4 格蘭杰因果檢驗表

繪制脈沖響應圖，以分析產業結構合理化、產業高級化、新能源消費量之間的分時段影響，如圖7 所示。圖7（a）展示了新能源消費量受到了一個單位標準差的產業結構合理化的沖擊。在第一期呈現一個負向的沖擊并逐漸增加，在第二期稍有減弱，第三、四期負向沖擊繼續增加，并在第四期達到最大值，從第四期開始至第五期，沖擊轉為正向沖擊，并在第五期達到最大值，在第五期至第九期，沖擊一直保持著正向沖擊，在后期，沖擊為負向沖擊。表明在短期內，產業結構合理化不會增加新能源的消費量，在中長期，產業結構逐漸合理化，三大產業產值和就業人員數量逐漸趨于合理化，能夠使新能源的消費量增長。圖7（b）展示了產業結構合理化受到了一個單位標準差的新能源消費量的沖擊，從第0 期開始，含有一個正向的沖擊，沖擊逐漸減小，到第二期時，沖擊轉化為負向沖擊，并一直持續至第三期，并在第三期達到最大值，從第五期開始，沖擊轉化為正向沖擊，并在第六期達到最大值，在后期為正向沖擊。表明在短期內，新能源的消費、使用會提高產業合理化水平，從中期考慮，新能源的使用并不會使得產業結構趨向于合理化，從長期看，新能源的消費量提升，會使得產業結構化水平趨于理想水平。圖7（c）展示了產業結構高級化受到了一個單位標準差的新能源消費量的沖擊，在第一期形成正向沖擊，并迅速達到最大值，隨后正向沖擊在第二期、第三期逐漸減少，在第四期形成負向沖擊，在第五期，重新形成正向沖擊，在后期，沖擊逐漸平穩，為負向沖擊。表明在短期內，新能源的消費能迅速提高產業結構高級化，使第三產業與第二產業的比值增加，在中長期內，新能源的消費不會明顯提高產業結構的高級化水平。

圖7 脈沖響應圖

方差分析。最后進行方差分析，如表5 所示，分別為新能源消費量對產業結構合理化的脈沖響應fevd(1)、產業結構合理化對新能源消費量的脈沖響應fevd(2)、新能源消費量對產業結構高級化的脈沖響應fevd(3)進行方差分析。新能源消費量的波動受產業結構合理化的影響逐漸增大，并在第六期達到峰值0.114514，即在第六期11.45%的新能源消費量波動可以由產業結構合理化來進行解釋。產業結構合理化的波動受新能源消費量的影響先逐漸增加，后期保持平穩狀態，并在第七期達到峰值0.254437，即在第七期25.4%的產業結構合理化波動可以由新能源消費量來進行解釋。產業結構高級化的波動受新能源消費量的影響先逐漸增加后逐漸減少，并在第六期達到峰值0.173392，即在第六期17.3%的產業結構高級化波動可以由新能源消費量來進行解釋。

表5 方差分解表

4 結論與建議

4.1 結論

本文通過建立VAR 模型，使用2000-2019 年新疆產業結構合理化和產業高級化兩項產業結構優化指標對新能源消費量進行實證分析，研究結果顯示，模型最優滯后階數為3，平穩性檢驗中，散點均落在系統圓內，模型設定合理，能得到可靠分析結論。通過格蘭杰因果檢驗，本文分析得出產業結構合理化和新能源消費量互為格蘭杰因果關系，新能源消費量與產業結構高級化具有正向因果關系。進一步研究證明產業結構優化能夠提升新能源的消費和合理使用，為新能源指明發展方向；新能源的消費和合理使用是產業結構優化的基礎。

4.2 建議

第一，在碳達峰、碳中和目標下，以市場為主導，政府進行宏觀調控，進行全方位、多領域的要素市場改革，市場決定要素價格，新的要素市場價格體系影響企業的技術選擇，讓產業鏈不斷升級，從而實現產業高質量發展，不斷促進區域產業結構進一步優化。

第二，調整新疆地區能源結構，加大新能源的使用，新疆自然資源豐富，風力發電、光伏發電應該在新疆大力推廣并落地，逐漸取代碳排量大、燃值低、價格高昂的能源的使用。

第三，提升科技創新實力，通過科技創新，帶動產業鏈創新，不斷提升能源企業對新能源技術掌握水平，讓新能源具備全國全方位、寬領域的大規模覆蓋面的生產與運輸能力。

第四，加快綠色電力交易體制的建立健全，加快新能源交易在全國電力交易市場的占比，有利于進一步鞏固第三產業占比優勢，推動新疆區域經濟高質量發展。