技術進步對二氧化碳減排效應影響研究

摘 要：技術進步是推動低碳經濟發展的關鍵。那么，技術進步如何影響工業二氧化碳減排？這種影響在工業內部各行業之間有何差異？文章基于2002-2012年中國工業分行業數據，利用DEA-Malmquist指數方法對工業各行業的技術進步（TFP）進行估算，并構建二氧化碳減排效應指數進行回歸分析。結果表明：技術變動對二氧化碳減排的影響并不明顯，大部分工業行業二氧化碳減排主要依賴于純技術效率和規模效率。最后，文章從綠色技術創新、產業結構調整和減排制度創新等方面提出了相應政策建議。

關鍵詞：技術進步 二氧化碳減排 DEA-Malmquist指數

中圖分類號：F062.4 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2017）03-009-03

一、引言

全球氣候變暖對社會發展產生重大影響。在哥本哈根會議之前，中國提出“到2020年二氧化碳排放強度在2005年基礎上削減40%～45%”的中期目標。對于工業化和城市化快速推進的二氧化碳排放大國來說，要實現這一目標，必須要付出艱苦卓絕的努力。其中技術進步是建立低碳經濟的基礎和關鍵。

由于廣義技術進步既包括技術創新，也包括管理制度創新、規模經濟等軟技術進步（Solow，1956），因此，廣義技術進步可以分解為技術創新、管理制度創新、規模經濟三大要素。本文認為可以從廣義技術進步的三要素出發，在交叉研究和比較分析的基礎上，建立起更完整的二氧化碳減排機制。工業是我國實現二氧化碳減排目標的重點，那么，技術進步的三要素如何影響工業二氧化碳減排？這種影響在工業內部各行業之間有何差異？本文基于2002-2012年中國工業分行業數據，利用DEA-Malmquist指數方法對各工業行業技術進步進行估算，并將其分解為技術變動、純技術效率和規模效率3個部分，然后利用面板技術將這3個部分對各工業行業二氧化碳減排效應指數進行回歸分析，進而建立起二氧化碳減排的解釋體系，并針對分析結果提出相關政策建議。本文的研究不僅有助于深入理解在過去十年里技術進步對中國工業二氧化碳排放強度的影響機制，而且對于工業行業在未來如何通過技術進步有效實現二氧化碳減排目標具有一定的參考價值。

本文基本安排如下：第二部分介紹數據來源及處理，并運用Malmquist生產率方法估算36個工業行業的技術進步，將其分解為技術變動、純技術效率和規模效率，同時構建工業二氧化碳減排指數；第三部分運用面板數據從分行業的角度檢驗技術進步三個因素對各工業二氧化碳減排效應的影響；第四部分是結論與建議。

二、數據來源及處理

（一）數據來源

本文從分行業的角度，以工業部門為研究樣本來驗證技術進步各個組成部分與二氧化碳減排效應的關系。根據最新的行業分類標準（GBPT 475422002），從39個行業中選取36個行業進行研究（其他礦采選業、木材及竹材采運業、其他制造業由于數據不全，去除）。其中，產出指標用的是工業增加值（這一做法也曾經被徐瑛等（2006）所采用），其基礎數據來源于歷年《中國統計年鑒》，并根據分行業工業品出廠價格指數折算為1990年不變價。資本存量數據不像產出數據，可以直接從年鑒獲得，需要進行估算，本文根據《中國統計年鑒》固定資產價值利用永續盤存法估算了2002-2012年分行業資本存量數據。關于勞動投入和能源投入數據，本文采用大多數文獻的做法，將職工平均人數作為勞動投入數據，將分行業年能源消費總量作為能源投入數據，上述兩部分數據從歷年《中國統計年鑒》均可查到。

（二）技術進步分解結果及分析

本文采用DEAP軟件包，從分行業角度對36個工業部門的技術進步進行估算，并將技術進步指數分解為技術變動指數、純技術效率指數和規模效率指數，基本結果如表1。

總體而言，各類工業技術進步存在顯著差異，且影響技術進步的原因也不相同。36個工業行業在2002-2012年間技術進步平均增長率為-0.1%，其中技術變動平均增長率為2.3%，技術效率平均增長率為-2.4%，而純技術效率的負增長拉低了技術效率和技術進步的增長率。

（三）二氧化碳減排指數的構建

根據2006年聯合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change， IPCC）為聯合國氣候變化框架公約及京都協議書所制定的國家溫室氣體清單指南第二卷（能源）第六章提供的參考方法，本文計算出2002-2012年各個中類行業二氧化碳排放總量。并根據36個行業2002-2012年二氧化碳排放數據和折算成不變價的工業總產值，構建二氧化碳減排指數。

其中，CRI代表減排指數，GIP為工業總產值，CP為二氧化碳排放量。當CRI>1時，表明二氧化碳排放效率提高，也即單位產值二氧化碳排放量減少。反之，則表明排放量增加。相關二氧化碳減排指數的統計特征見表2。

三、技術進步對二氧化碳減排效應影響的實證檢驗

以前文所分解的36個行業各年的技術變動指數、純技術效率指數和規模效率指數作為解釋變量，以各行業相應年份的二氧化碳減排指數為被解釋變量，對各行業技術進步與二氧化碳減排之間的關系進行驗證。但一方面由于回歸分析的過程中單個行業的回歸自由度過低，導致結果不準確；另一方面，許多中類行業屬于同一類型的行業，它們的行業特征、行業所處的環境基本相似，把同類工業放在一起進行面板回歸更能得出有價值的結論，所以本文按照李小平（2005）的做法，將36個中類行業歸并為9大類分別進行面板回歸，分析比較9大類工業行業技術進步三要素對二氧化碳減排的不同影響。

Yit=β0+β1TCit+β2PTECit+β3SECit+∑？茲cvit+μit

其中Yit為i行業第t年二氧化碳減排指數，TCit為i行業第t年技術變動指數，PTECit為i行業第t年純技術效率指數，SECit為i行業第t年規模效率指數，cv為控制變量，包括各個行業的工業增加值、環境規制強度、環保投資、FDI。β0是截距項，μit是隨機擾動項。我們采用面板數據的廣義最小二乘法（GLS）對模型進行估計，結果見表3。

表3反映了2002-2012年9類工業技術變動指數、純技術效率指數和規模效率指數對各行業二氧化碳減排指數的回歸結果。其中紡織工業純技術效率對二氧化碳減排指數回歸系數為負，且不能通過15%的顯著性水平檢驗，剔除。森林工業所有回歸系數均不顯著，因此不做分析?？傮w看來，在2002-2012年間，各工業行業純技術效率和規模效率對二氧化碳減排強度具有顯著貢獻，而且明顯大于技術變動對二氧化碳減排強度的貢獻。也就是說，在過去的十年里，中國工業二氧化碳減排強度變化主要來自于管理制度創新和規模經濟，技術創新對二氧化碳減排強度有正的影響，但影響不大。筆者認為，造成這種現象的主要原因是以節能減排為導向的綠色技術創新在技術創新中所占比例過低，具體到本文，主要是指低碳技術創新。

在9類行業中，技術變動對二氧化碳減排影響顯著的行業是石油工業和機械工業。石油工業技術變動指數上升一個百分點，二氧化碳減排指數上升0.962%。石油工業中的石油和天然氣開采業、石油加工及煉焦業、煤氣的生產與供應業以及電力蒸汽燃氣的生產與供應業是所有工業中最主要的二氧化碳直接排放主體，其行業的技術創新主要表現為新設備的研發、新能源技術的開發以及減污技術和設備的應用，這些技術創新本身屬于綠色技術創新，直接導致了行業二氧化碳排放強度的減少。機械工業技術變動指數上升一個百分點，二氧化碳減排指數上升0.863%。這表明，機械工業的技術變動不僅對技術進步貢獻較大，也顯著地影響了本行業的二氧化碳排放強度。這一現象與機械行業的特點有關，機械工業主要以計算機、電子與通信設備制造業為代表，它們都屬于高技術行業，這類行業顯然不屬于二氧化碳主要的直接排放主體，但卻通過消耗原材料、電力和其他能源間接排放二氧化碳。行業本身處于技術變動的前沿，日新月異的技術創新也極大地推動了行業節能新技術、新工藝、新設備、新材料等低碳技術的發展。因此，行業的技術變動顯著影響二氧化碳減排。

純技術效率的改進主要來源于管理創新、制度創新等軟技術創新?；貧w結果中，純技術效率對二氧化碳減排影響顯著的工業有冶金工業、造紙工業和化學工業。純技術效率每上升一個百分點，二氧化碳減排指數分別上升1.903%、1.91%、2.638%。上述三大工業都屬于污染密集型工業，國家對其污染情況和治理非常重視，大力推進節能減排法制化管理和建設，責令企業建立長效機制，科學制定減排目標，從而提高節能減排管理效率。比起其他行業，上述三大污染密集型工業管理效率的提高是通過直接和間接兩個途徑降低二氧化碳排放，一方面，管理效率的提高直接影響二氧化碳減排；另一方面，雖然很多企業減排的目標并不是降低二氧化碳的排放，而是降低其他污染物，如廢水、廢渣和其他有害氣體的排放，但卻可以通過其他污染治理效率的擴散效應間接影響二氧化碳排放強度。因此，相對于其他工業，上述三大工業純技術效率的改進對二氧化碳減排的影響更為顯著。

煤炭工業的規模效率系數明顯大于科技進步系數和純效率系數，在9類工業中僅次于化學工業，這表明過去十年間煤炭工業規模效率對二氧化碳減排強度變化影響顯著。與煤炭工業類似的還有化學工業和紡織工業，其中，化學工業純技術效率和規模效率對二氧化碳減排強度影響較大，而來自技術變動的影響卻很小。出現這種情況可能與過去十年里三類工業的行業發展有關，國家關停了大量技術落后、污染嚴重的小煤礦、小化工廠、小紡織廠，重新組建了許多大規模企業，一定程度上提高規模效率。規模效率的提高通過兩個途徑降低行業的二氧化碳減排，一方面，小煤礦、小化工廠、小紡織廠的關閉直接意味著能源消耗的停止和二氧化碳的零排放；另一方面，大規模企業的組建提高了管理效率，降低了污染強度。但與此同時，上述行業有利于節能減排的技術創新成果卻很少，也就是說，大部分技術創新都是關于新產品的開發和應用，但這種新產品的開發并沒有對行業的二氧化碳減排產生較大影響。以化學工業為例，化學工業是國民經濟中的重要原材料工業，我國生產的化工產品70%以上直接為農業、工業提供配套原料。在過去的十多年里化學工業迅速發展，產品日新月異。但與此同時，化工行業生產條件和能源結構卻沒有得到較大改善，技術創新對化學工業節能減排影響很小。因此，上述行業在節能減排的綠色技術創新方面還有很大潛力。

四、結論與建議

本文基于技術進步和低碳經濟相關文獻的最新進展，從產業層面上，利用DEA-Malmquist指數將技術進步分解為技術變動指數、純技術效率指數和規模效率指數。并將這三部分與二氧化碳減排指數進行計量回歸分析。本文的主要結論是：一是從總體看來，在過去十年里，大多數工業行業的技術變動對本行業的技術進步貢獻越來越大，但對二氧化碳減排影響并不明顯，大部分工業行業二氧化碳減排強度的變化主要來自于本行業純技術效率和規模效率的提升。二是石油工業和機械工業的技術變動指數對本行業二氧化碳減排影響顯著，石油工業影響顯著的原因主要是因為石油工業本身的技術創新主要為綠色技術創新，綠色技術創新的結果直接導致了行業二氧化碳排放強度的減少。以高新技術產業為代表的機械工業由于行業本身的低碳化以及日新月異的技術創新，對二氧化碳減排影響顯著。三是由于行業的特點和自身所處的環境，不同工業的技術變動指數、純技術效率指數和規模效率指數對本行業的二氧化碳減排影響力度存在很大差異。

目前，中國正處在經濟發展和經濟增長方式轉變的關鍵時刻，如何實現經濟發展和環境保護的雙贏，是今后我國可持續發展的核心任務。本文在前文的基礎上，從產業的角度，提出如下政策建議：

首先，綠色技術創新和低碳技術創新應成為國家創新政策的扶持重點。隨著知識經濟的發展，技術創新日益成為工業經濟增長的關鍵動力，但本文的研究表明技術創新并沒有對我國工業行業二氧化碳減排產生明顯的影響，究其原因，主要是以節能減排為導向的低碳技術創新在技術創新中所占比例過低。因此，為實現二氧化碳減排目標，國家一方面要支持工業發展中二氧化碳污染控制和預防技術、源頭消減技術、碳排放最少化技術、循環再生技術、生態工藝、碳產品凈化技術等低碳技術創新；另一方面在技術創新的各個階段中引入低碳觀念，從而引導技術創新朝著有利于資源、環境保護及其與社會、經濟、環境系統之間的良性循環的方向協調發展。在實際操作上，政府可以設立低碳技術發展專項資金，用于支持工業企業低碳技術的研發和應用。同時，加強對企業低碳技術選擇、創新分工的引導，加大低碳技術創新的知識產權保護力度。

其次，以發展高新技術產業為重點，推動工業經濟從高碳型產業結構向低碳型產業結構轉型。一方面，高新技術產業本身屬于低碳工業，而且以高新技術產業為主導的科技園區也傾向于建立一種低碳型發展模式，這種模式為其他行業的節能減排管理制度創新提供良好的借鑒。另一方面，高新技術產業處于技術變動的前沿，關鍵技術具有高于一般技術的經濟效益和社會效益。因此，高新技術產業通過技術輻射效應可以促進傳統產業建立起低碳型的技術結構和產品結構。盡管目前各個地區高新技術產業在發展過程中遇到了包括資金、技術和人才等各方面的困難，但各級政府應創造多種優惠條件，大力支持其發展，使高新技術真正成為中國工業各個行業節能減排的主要動力，從根本上推動低碳經濟的發展。

最后，政府和企業應繼續挖掘技術效率促進二氧化碳減排的潛力。對于大多數工業來說，過去十年里管理制度創新和規模效率的改進對二氧化碳減排強度影響較大。但是，目前發展低碳經濟的法制法規還不健全，一些基于減排的制度還未真正實施，再加上現代企業制度的完善還需要相當長的過程，大量能耗高、污染嚴重的小煤礦、小火電、小化工廠依然存在，依靠管理制度創新促進節能減排依然有很大的潛力可挖。因此，未來可把改革推向縱深。從政府層面來講，應根據各個工業行業所處的具體發展階段，借鑒國外有益經驗整合有利資源，充分調動行政、立法部門、企業及自制部門等主體的積極性，從制度建設、發展建設、能源結構調整等方面進行管理制度創新從而促進工業二氧化碳減排。從企業層面來講，繼續在企業管理和制度建設上進行創新和突破，提高企業經營管理效率，制定實施工業企業節能減排責任指標體系，加大技術效率的提高對二氧化碳減排的促進作用。

[基金項目：教育部人文社科基金青年項目“環境壓力和經濟發展雙重約束下制造業最優環境規制強度的選擇研究”（14YJC790064）；廣東省自然科學基金自由申請項目“經濟績效提升和環境改善雙重目標下工業最優環境規制強度的選擇研究”（2014A030313611）。]

參考文獻：

[1] Fare Rolf，Shawna Grosskopf， Mary Norris， Zhong yang Zhang. Productivity Growth， Technical Progress and Efficiency Changes in Industrialized Countries [J]. American Economic Review， 1994（1）

[2] IPCC. Climate Change 2001： Mitigation of Climate Change [M]. Contribution of Working Group Ⅲ to the Third Assessment Report， Cambridge University Press，2001

[3] Kumbhakar， S.C. Estimation and Decomposition of Productivity Change When Production is not Efficient： A Panel Data Approach[J]. Econometric Review， 2000（19）

[4] Solow Robert.A.，Contribution to the Theory of Economic Growth. The Quarterly Journal of Economics，1956（1）

[5] Tim Coelli ， AGuide to DEAP Version 2.1： A Data Envelopment Analysis （Computer） Program [C] . CEAP Working Paper， 1996

[6] Tim Coelli ， Tim J.， D.S. Prasada Rao and George E. Battase. An Introduction To Efficiency and Productivity Analysis [M]. Klumer Academic Publishers， 1998

[7] 李玲，陶鋒.污染密集型產業綠色全要素生產率及影響因素[J].經濟學家，2011（12）

[8] 李玲，陶鋒.中國工業最優環境規制強度的選擇[J].中國工業經濟，2012（5）

[9] 陳詩一.能源消耗、二氧化碳排放與中國工業的可持續發展[J].經濟研究，2009（4）

[10] 涂正革，肖耿.環境約束下中國工業增長模式的轉變[J].世界經濟，2009（12）

[11] 李廉水，周勇.技術進步能提高能源效率嗎[J].管理世界，2006（10）

[12] 王群偉，周鵬，周德群.我國二氧化碳排放績效的動態變化、區域差異及影響因素[J].中國工業經濟，2010（1）

（作者單位：暨南大學 廣東廣州 510632）

（作者簡介：李玲，暨南大學管理學院工商管理博士后，研究方向：可持續發展、技術創新、環境規制。）

（責編：賈偉）