碳達峰約束下中國工業增長與節能減排的雙贏發展

發布時間：2021-08-03所屬分類：經濟論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要：在綠色轉型的宏觀經濟背景下，中國工業的可持續發展面臨碳達峰目標的現實約束。本文基于方向性距離函數的動態行為分析模型和Malmquist-Luenberger指數，通過對30種工業增長、節能減排和碳達峰情景的綜合評估來明確中國工業經濟增長與節能減排協同發展

　　摘要：在綠色轉型的宏觀經濟背景下，中國工業的可持續發展面臨碳達峰目標的現實約束。本文基于方向性距離函數的動態行為分析模型和Malmquist-Luenberger指數，通過對30種工業增長、節能減排和碳達峰情景的綜合評估來明確中國工業經濟增長與節能減排協同發展的最優路徑。研究表明：2020—2030年預測區間內，減排政策實施導致潛在損失始終為負，而工業減排的潛在損失在時間維度上漸趨下降，證明工業雙贏發展目標未來可期;工業產出增速8%、能耗增速4.8%且工業部門2030年碳排放達峰路徑下潛在產出凈值最大，即為中國未來工業雙贏發展的最優化路徑;最優路徑下工業部門全要素生產率整體上呈現上升態勢;最優路徑下碳強度下降的相對減排目標基本完成，絕對減排目標則不盡理想，省際間碳強度減排差異明顯。因此，需要明晰工業部門節能減排與綠色發展的雙贏路徑，不斷強化工業低碳轉型發展的內在動力，同時積極制定差異化的空間經濟發展和減排策略。

　　關鍵詞：碳達峰;碳強度;工業經濟;碳減排;節能減排

　　一、引言

　　繼中國在《中美氣候變化聯合聲明》中提出在2030年左右實現碳排放達峰并爭取提前達峰后，2015年又在巴黎世界氣候大會上承諾到2030年單位GDP碳排放量相較2005年下降60%~65%，此后又進一步作出努力爭取2060年前實現碳中和的減排與發展承諾。碳強度下降和碳排放達峰的減排“雙控”目標約束既是未來經濟快速發展的挑戰，亦是轉變發展思維、實現綠色轉型的機遇和杠桿，而碳中和目標則是將節能減排與經濟增長置于綠色發展的統一框架內，因此我國圍繞環境治理和綠色發展路徑展開了一系列探索，其中工業部門作為我國能耗增長和碳排放的主要源頭，在實現降耗目標和落實減排責任過程中扮演重要角色。一方面，中國工業發展正處于高能耗、高污染的粗放型發展模式向低碳化、創新化的集約型模式轉變的過渡期，具有探尋最優化節能發展路徑的內在動力;另一方面，資源環境超負荷嚴重破壞工業增長的可持續發展空間，較高的生態代價和環境成本成為我國工業轉型升級的外部壓力。工業增長和碳減排作為我國經濟低碳轉型的重要推力和目標函數，如何在碳達峰的現實目標約束下實現二者的雙贏發展既是我國經濟高質量發展的必然要求，亦是我國自主減排和大國擔當的重要體現，因此推動工業經濟增長與節能減排的雙贏發展勢在必行�；�于上述現實問題，本文通過情景預測綜合評估不同碳達峰路徑下的中國工業經濟增長水平，有助于明晰工業經濟增長與節能減排的雙贏發展的最優現實路徑，進而為中國工業可持續發展和碳減排目標的有效達成提供經驗依據和政策指導。

　　二、文獻綜述

　　針對中國所提出的“在2030年左右實現碳排放達峰并爭取提前達峰”的減排承諾，多數研究主要關注這一現實目標是否能夠如期完成。Tollefson(2016)指出中國當前具備在2030年實現碳排放達峰的現實條件，甚至可能提前完成。上述觀點得到denElzen等(2016)的研究佐證，他們基于環境政策強化背景下的能源系統和土地利用模型，發現2030年我國碳排放水平與預測峰值基本一致。柴麒敏和徐華清(2015)通過工業化國家發展路徑模擬，研究發現“十五五”期間是碳峰值目標實現的關鍵窗口期，其中碳峰值總量約為120億噸，而人均碳排放則維持在8.5噸左右。Liu等(2015)同樣認為完善的市場機制和合理的區域減排目標有助于中國2030年碳排放達峰目標的實現�；�于中國能源結構調整、綠色經濟轉型和政府環境治理的決心，部分學者研究表明中國碳排放達峰時間可以顯著提前。Green和Stern(2017)基于2015—2025年能源消費碳排放總量預測指出中國將于2025年甚至更早實現碳達峰;郭建科(2015)通過中國與G7國家經濟社會發展對比分析指出，基于不同的碳強度衰減速率，我國依次可能在2021年、2017年和2033年實現碳排放達峰，且達峰目標的實現需要有高質量經濟發展水平支撐;Yu等(2018)基于“經濟-碳排放-就業”多目標優化模型對中國碳排放足跡進行擬合，發現最有可能在2023年碳達峰。在此基礎上，亦有部分學者積極探索碳達峰目標實現的更多路徑。平新喬等(2020)主張以產業政策和微觀政策的協同作用，并輔以逐年下調的碳排放指標等行政性手段來優化減排體系;胡鞍鋼(2021)提出依托控制能耗、減少煤炭消費并增加一次能源消費所形成的政策合力來推動減排。

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　　基于碳排放達峰的現實可行性分析，國內外研究進一步聚焦于節能減排與經濟發展的協同理論探究和雙贏路徑篩選。一方面，節能減排會抑制生產和消耗資源，對經濟增長帶來負面效應，也能通過環境改善和生產率提高為“發展”和“減排”提供雙贏;另一方面，經濟增長對能源消耗的依賴，增加了減排難度，高質量綠色經濟發展則為節能減排提供了內在動力。盡管節能減排與經濟發展交互關系存在較大的不確定性，但“環境波特假說”卻認為環境質量提升與廠商生產率和競爭力增強的雙贏發展是可能的，環境規制長期來看可以激發創新、促進技術進步和生產率提升，通過創新補償途徑抵消環境政策成本，并且這一理論得到諸多研究佐證。陳詩一(2010)不僅通過構造方向性距離函數的動態行為分析模型，證明了存在節能減排和綠色發展雙贏的最優路徑，而且采用1980—2008年工業經濟面板數據實證表明，改革開放以來中國實行的一系列節能減排政策有效地推動了工業綠色生產率的持續改善;王兵和劉光天(2015)利用兩期權重修正羅素模型考察節能減排對于綠色全要素生產率的影響，從而驗證“波特假說”的合理性;陳超凡(2018)則基于能源消費情景和差異化減排路徑，綜合評估45種減排政策組合對工業潛在產出的影響，從而明晰工業增長和環境保護的最優實現路徑;何建坤(2021)進一步指出碳達峰時間越早、峰值越低，則越有助于碳中和長期目標的實現，推動經濟與能源低碳轉型的協同優化。進一步地，有學者基于多重路徑分析提出了節能減排和經濟增長協同發展的對策建議。涂正革(2008)提出以工業經濟結構升級、產權結構改革以及企業集團化發展等促進環境與工業協調發展;殷寶慶(2012)發現環境規制與工業制造業綠色生產率之間存在“U”型拐點，提出在國際垂直專業化進程中適度加強環境規制強度，從而突破負向臨界效應;何建坤(2013)則提出以優化能源結構、清潔能源利用和提高能源轉換效率作為實現減排和發展雙贏的關鍵路徑;劉俊伶等(2019)主張依托不同的技術路徑實現工業脫碳，即近期以成熟的能效技術為主、中長期以低碳技術創新為核心。

　　上述針對“環境波特假說”的相關研究中所采用的研究方法主要包括理論機制分析、計量回歸分析和數據包絡分析(DEA)等，其中包含非期望產出的非參數DEA方法由于克服了先驗模型設定的主觀性和嚴格假設難以滿足的局限，同時能夠有效區分期望產出和非期望產出特征，從而在節能減排的經濟增長效應研究中日漸得到廣泛應用。范丹和王維國(2013)采用序列DEA的方向性距離函數和環境規制強度指數證明全國及四大區域均支持“波特假說”的存在;程時雄等(2016)利用時間可替代DEA模型測度不同減排目標約束下的經濟增長效應，發現大部分工業行業存在著“環境波特假說”所闡釋的節能減排和經濟增長之間的雙贏模式;原毅軍和謝榮輝(2016)則是運用SBM方向性距離函數對比分析了費用型環境規制和投資型環境規制對中國工業綠色增長產生的不同影響，驗證并完善了“波特假說”理論;陳超凡(2018)則基于非期望產出強弱可處置性下的距離函數值構建了潛在產出與增長凈值指標，從而確定中國工業未來發展的最優化路徑。

　　現有文獻中對于節能減排和工業發展的協同路徑研究已取得一系列成果，但仍存在著部分局限：(1)多數文獻僅僅關注于碳達峰的單一目標，割裂了碳達峰和碳強度下降等減排內容的聯系，鮮有文獻將其納入同一框架展開分析的嘗試;(2)對于“環境波特假說”的驗證分析多基于歷史數據，針對工業增長與節能減排協同發展的預測研究則相對稀缺;(3)已有的文獻往往忽略區域空間異質特征，導致不同區域工業增長目標實踐和差異化減排路徑設定有效性不足。本文嘗試在現有的研究基礎上進行如下拓展：首先，基于方向性距離函數構建節能減排的動態行為模型，進而基于差異化的碳達峰路徑進行嵌套分析;其次，通過對不同政策組合下的潛在產出和損失的對比分析，有效篩選出工業增長與碳減排雙贏發展的最優化路徑，同時利用Malmquist-Luenberger指數進一步考察該路徑的動態前景;最后，基于區域異質性特征最優化路徑下省際工業增長與碳減排雙贏發展的具體情況，并對“后進區域”進行減排目標重構，從而在兼顧碳減排“雙控”目標的前提下實現全面的工業增長雙贏目標。因此，本文選用2000—2018年省際歷史數據并將研究區間拓展至2030年，通過情景分析與節能減排動態行為模型的結合應用明晰最優化減排路徑，并將區域異質特征納入考量，在為工業發展雙贏目標實現提供實證依據的同時，有效拓展當前的研究內容和結論應用范疇。

　　(二)節能減排動態行為分析模型(DAAM)

　　基于Chambers等(1996)和Chung等(1997)提出的標準方向性距離函數和行為分析模型，陳詩一(2010)首次構建用于評估節能減排行為的經濟效應的動態行為分析模型，在此基礎上利用這一分析框架考察節能減排的潛在產出水平，具體思路如圖1所示。A點所表示的現實生產單元位于生產前沿內部，基于高投入高產出的粗放型發展模式所導致的生產無效性存在改進空間，即由A點向生產前沿面B點或C點的映射。B點反映了弱可處置性技術條件下的生產前沿，表示非期望產出的減少必然以犧牲期望產出為代價，而C點所反映的強可處置性技術條件則是假定非期望產出的減少不需要額外成本。AB和AC的絕對值等于不同可處置性假設下的距離函數值βR和βF，如式(3)和式(4)。顯然，強可處置性下的產出改進空間顯著大于弱可處置條件，但后者卻更符合現實生產環境，與外部環境規制行為也更加匹配。

　　五、實證分析

　　(一)數據說明

　　本文基于2000—2018年中國省際工業部門歷史數據(不包含港澳臺和西藏地區)，通過非期望產出強弱可處置性下的方向性距離函數模型與情景分析方法的結合應用，綜合預測評估2020—2030年我國工業部門經濟增長與節能減排的協同路徑。具體地，期望產出(Output)選用工業總產值來表示(萬億元);非期望產出(CO2)則用二氧化碳排放量(百萬噸)表示，分地區工業二氧化碳排放量來源于中國碳核算數據庫(CEADs)所公布的碳排放數據;勞動力投入(Labor)主要選取分地區工業部門年末用工人數(百萬人);能耗總量(Energy)則采用發電煤耗計算法所測度的工業部門終端能源消費數據(億噸);工業資本存量(Capital)利用式(6)所示的永續盤存法(PIM)估算，基期2000年的資本存量K是用2001年的資本形成總額比上折舊率與1953—1957年固定資產投資形成平均增長率之和，進而基于資本存量核算公式得到2000—2018年省際資本存量(萬億元)。

　　(二)工業增長與碳減排雙贏發展的最優化路徑分析

　　本文基于5種工業增長、能耗增長情景和6條工業碳排放達峰路徑，針對30種減排政策組合的潛在產出與損失進行具體分析，結果如表2所示，其中βR、L和凈額ω依次表示預測區間內不同政策組合情景下我國工業部門潛在的產出、損失和發展凈值。整體結果顯示，30種政策組合情景中由于節能減排政策實施而導致的工業部門潛在損失均為負值，即在未來較長周期內工業部門仍難以達到經濟增長與節能減排的雙贏目標，因此最優化路徑的選擇要保證潛在損失盡可能較小。不過，這樣的結果并不足以證明“環境波特假說”不成立，原因在于在不同的經濟發展和節能情景中，隨著碳排放達峰年份的延遲，工業部門節能減排的潛在損失絕對值不斷減小，說明漸進型減排模式符合最優化減排路徑要求。盡管節能減排造成一定程度的潛在損失，但潛在產出和工業發展凈值始終為正。就潛在產出而言，在6%和10%的工業經濟增速情景中，潛在產出呈現逐步降低的態勢，說明較快或較慢的工業發展速度均會導致生產無效率狀態的普及程度降低;反之，7%、8%和9%工業經濟增速情景中工業發展的潛在產出則存在擴大趨勢，說明在現階段高投入高產出發展模式下工業生產效率存在進一步下滑的風險，從而佐證了轉變經濟發展模式、調整投產結構和積極節能減排的必要性。從工業發展凈值的變化趨勢來看，不同節能減排情景中的凈額ω均呈上升態勢，其提升空間由6%組的[0.0725,0.0918]到7%組的[0.1154,0.1288]。

　　進一步地，通過不同減排路徑下的工業潛在產出、損失以及發展凈值的對比分析，整體而言，碳達峰目標年份越靠后往往凈額更高(產出增長6%的情景例外)。其中，以2030年作為碳排放達峰目標年份，10%經濟增速下的凈額0.1269、7%經濟增速下的凈額0.1288和8%經濟增速下的凈額0.1323均處于較高的水平。因此最優化路徑應當處于上述方案之中。同時，考慮到生產過程中的無效率狀態，上述三種方案所對應的潛在產出依次為0.1730、0.1759和0.1724。無論是潛在產出增長還是產出凈值，2030年碳達峰目標下產出增長率8%、能耗增長率4.8%這一路徑均處于更優的水平�；�于工業發展現實情況的考慮，能耗增長率維持在4.8%的水平與我國降耗轉型的發展要求基本契合，8%的產出增長率也屬于我國未來工業發展的可期目標。一方面，自“十二五”規劃以來我國工業部門長期保持著8%左右的工業經濟增速，現階段我國經濟發展雖然面臨下行壓力，但新常態下的經濟結構轉型和發展方式轉變能夠為經濟部門提供機遇和杠桿，從而有助于釋放工業發展潛能;另一方面，2030年碳排放達峰的目標能夠在及時兌現我國減排承諾的同時，有效避免激進的減排方式導致較多的產出損失。——論文作者：李治國王杰車帥*