低碳試點政策對建筑業碳排放的影響
——基于一個準自然實驗的研究

程芬芬,張 琦

安徽建筑大學經濟與管理學院,安徽合肥,230022

隨著全球氣候問題加劇,人類生存環境正面臨著巨大威脅,眾多學者對此開展了研究[1]。伴隨著改革開放進程推進,為了解決人民日益增長的美好生活需求,隨之而來的是我國能源消耗不斷增長和CO2排放量日益增多,中國正面臨著巨大的減排壓力。為此,中國政府開始更加關注低碳行為和碳減排。具體而言,中國承諾在2030年前實現碳達峰,最終在2060年前實現碳中和。根據《中國建筑節能年度發展研究報告2022》,建筑施工和運營過程中直接產生的碳排放約占社會碳排放總量40%。因此,減少建筑業碳排放是實現中國“雙碳”目標的一個非常重要的戰略。為加快碳減排進程,中國已經出臺多項政策[2-3],其中低碳試點政策具有代表性。2010年,中國國家發展和改革委員會公布在省市兩級實施低碳試點的方案,隨后在2012年和2017年建立新的試點城市,以擴大溫室氣體減排的范圍和強度。然而,建筑業碳排放作為中國三大碳排放源之一,低碳試點政策能否有效地減少建筑業碳排放以及如何實現降低排放量等問題,已成為目前迫切需要回答的重要問題。探索建筑業碳排放影響因素,找到建筑業節能減排的有效途徑,對實現國家“雙碳”目標具有重要意義。

在過去的幾十年里,學者主要從測算、影響因素和預測三個方面對建筑業碳排放展開研究。關于建筑業碳排放的測算研究,Hung等[4]運用投入-產出模型測算香港建筑消耗能源所產生的碳排放;祁神軍等[5]通過使用碳排放系數法核算了我國1995—2009年建筑業碳排放;Knelfel[6]從建筑的整個生命周期的角度測算了生產、運營階段的碳排放水平。在建筑業碳排放的影響因素方面,Wu等[7]從整個生命周期的視角,從物料提取階段、建設階段和運營階段的碳排放進行了因素分解研究;Lu等[8]從空間溢出的角度對建筑業碳排放進行研究,發現人口密度、能源結構、經濟增長和產業結構是其主要影響因素。此外,Zhu等[9]從供給、需求兩方面,有效識別建筑業碳排放影響的關鍵因素,并構建三個擴展分析模型對建筑業碳排放進行直接和間接碳排放進行刻畫。馮博等[10]基于對數平均指數分解(LMDI)模型,把建筑業碳排放影響因素分解為碳排放強度、間接碳排放強度、能源結構、產出規模和能源強度五個方面。由于LMDI模型只關注直接影響、忽視間接影響的缺陷,Shi等[11]使用結構分解分析方法,揭示了建筑業碳排放的直接和間接影響。

在碳排放預測方面,Li等[12]利用廣義劃分指數法,對2001—2017年建筑業碳排放量進行影響因子分解,并成功預測在基礎情景、低碳情景和產業技術突破情景等三種不同情景下中國建筑業碳排放的峰值。Huo等[13]首次構建一個動態情景模型,準確預測2000—2050年期間中國建筑業碳排放的路徑和峰值,以及達到峰值所需時間。此外,Du等[14]采用系統動力學方法,有效預測了中國建筑業碳排放。

低碳試點政策旨在有效控制溫室氣體排放和防止環境惡化,這些政策有助于減少城市碳排放[3,15]、優化產業結構[16]、促進技術創新[17-18]并提高各個行業發展的碳效率[19]。為進一步研究低碳試點政策地內在機制,Jiang等[20]證實了通過降低電力消耗能有效減少碳排放;Huo[21]發現,通過產業結構升級和鼓勵技術創新等途徑大幅減少碳排放,在此基礎上Liu等[22]還對一些如能源結構、產業結構和創新水平等其他機制進行探討。

目前,有關建筑業碳排放問題和低碳試點政策效應評估的研究成果豐富,但鮮有文獻致力于研究后者對前者的影響。為此,本文借助國家發改委發布的低碳城市試點政策,作為一個準自然實驗,嘗試深入探究低碳試點政策影響中國建筑業碳排放的傳導路徑,以期實現節能減排低碳可持續發展的目標,為后續政策推進提供理論支撐。

和已有的結果相比,本文有如下創新:第一,拓寬了建筑業碳排放影響因素的研究內容。大多學者從經濟、人口和技術角度,實證分析碳排放的影響因素[11,23],這些研究只關注定量指標,忽略了一些定性指標(如政策)。本文對低碳試點政策進行量化,研究它們在減少建筑業碳排放方面的作用。第二,發現了低碳試點政策對減少建筑業碳排放影響的新機制。在研究[20,22]中,作者揭示了提高能源效率、優化產業結構、提升技術水平等對碳排放的實際作用。本文則考慮能源消耗,發現低碳試點政策有助于抑制能源消耗,從而降低建筑業碳排放。第三,更全面地評估低碳試點政策。在對中國低碳試點政策作用的已有實證分析中[24-26],只考慮前兩批試點城市。本文進一步對比前后實施三批試點城市,并使用計量經濟學模型—多時點雙重差分模型,更加全面地考察低碳試點政策的效果。

2 理論分析與研究假設

2.1 政策背景

根據BP世界能源統計報告數據顯示,中國自2006年已成為世界最大二氧化碳生產國。在此背景下,中國政府在2009年哥本哈根大會上宣布2020年溫室氣體排放控制行動目標,承諾2020年碳強度在2005年基礎上下降40%～45%。隨后,在2015年,中國政府在《中國應對氣候變化的政策與行動白皮書》進一步指出2030年的碳減排目標,即在2005年的碳強度基礎上將降低60%～65%。

為實現這一目標,國家發改委于2010年發布關于開展低碳省市試點的重要通知,設立五省八市作為第一批試點地區。隨后,中國政府分別在2012年和2017年實施另外兩批試點城市。

目前,綜合三批試點名單,共有10個省、16個省會城市和52個城市被確定為低碳試點地區。本文以省為研究單位,統計已有的 10個低碳試點省份。其中,北方試點省份4個,南方試點省份6個。

2.2 政策影響

梳理低碳試點政策相關文件可知,試點城市有5個具體任務:第一,規劃低碳發展。第二,制定和實施相應的支持低碳綠色發展政策。第三,建立以低碳為主導結構的產業體系。第四,建立溫室氣體排放數據的統計和管理制度。第五,倡導綠色消費模式和低碳生活方式。

在試點政策的約束下,高碳排放建筑企業的生產成本會增加,利潤會被壓縮。在企業生存壓力下,建筑企業會積極加快低碳技術創新,采用低碳生產模式降低生產成本。此外,在低碳理念的引導下,居民對低碳建筑的需求也會有所傾斜。這將最終促使建筑企業優先發展低碳建筑,從而有利于降低建筑業碳排放。因此,提出假設H1:低碳試點政策有利于減少建筑業碳排放。

低碳試點政策通過三個渠道對建筑業碳排放產生影響:降低能源消耗、優化能源結構和提高建筑業技術水平。首先,低碳試點政策通過降低能源消耗來減少建筑業碳排放。在實踐中,建筑企業通過規范生產方式、建立統一的標準體系、提高綠色節能技術等方式來減少過度能源消耗。低碳試點政策可以有效地減少能源消耗,建筑業能源使用量的減少,必然會減少其碳排放。其次,低碳試點政策通過優化能源消費結構來減少建筑業碳排放。眾所周知,煤炭和石油消費在中國整體能源消費中占比很大,是造成碳排放的主要原因。為解決這個問題,應進一步探索和調整能源消費的最佳結構,優化化石能源的消費比例。此外,Liu等[22]證實優化能源結構的過程對減少城市碳排放的重要性,Ma等[17]發現低碳試點能夠有效地提升試點區域高碳排放企業的綠色技術創新水平,Zhao等[27]認為低碳試點政策能夠促進外國直接投資,外資越多越有利于中國技術進步,而技術進步則有助于碳排放減少。

綜上所述,提出以下三個平行假設。

假設H2a:低碳試點政策通過減少能源消耗來減少建筑業碳排放。

假設H2b:低碳試點政策通過優化能源消耗結構來減少建筑業碳排放。

假設H2c:低碳試點政策通過提高技術水平來減少建筑業碳排放。

3 研究設計

3.1 樣本與變量

3.1.1 樣本選擇

為評估低碳試點政策對國內建筑業碳排放的影響,本文利用中國30個省(市、自治區)(不包括西藏、臺灣、香港和澳門)的面板數據,研究時間確定為2007—2020年,涵蓋三批試點設立時間。其中所使用的數據源于國家發改委的相關政策文件、《中國建筑業統計年鑒》《中國能源統計年鑒》、國家統計局官網和各個省份的統計年鑒。

3.1.2 變量測算

(1)建筑業碳排放

參考范建雙等[28]的做法,將建筑業碳排放的來源劃分為兩類。其一,由建筑業消耗化石燃料所產生的直接碳排放。其二,間接的碳排放,主要來自電力和熱能的消耗。按照政府間氣候變化專門委員會《國家溫室氣體排放清單指南》(IPCC)的核算方法,各省的建筑業碳排放測算方式如下:

(1)

(2)核心解釋變量

研究中將低碳省級試點(Lcpp)設置為核心解釋變量。它是一個虛擬變量,定義:若一個省在當年和隨后幾年實施低碳試點,它的值為1;否則,為0。第一批和第三批試點由2010年和2017年開始實施;鑒于第二批試點名單在2012年底宣布,考慮到政策實施可能存在滯后性,將第二批政策實施時間設置為2013年[3]。

(3)控制變量

考慮到經濟、人口、技術與碳排放之間具有必然聯系,參考已有研究[29],本文選擇人口規模、人口密度和城鎮化率三個人口規模指標;選擇人均GDP作為經濟水平指標;選用人均新建建筑面積作為技術水平指標。此外,本文還增加建筑業產業結構這一指標,用建筑工程產值占建筑業總產值的比例來衡量。綜合起來,變量的描述性統計如表1所示。

表1 變量定義和描述性統計 N=420

3.2 模型設計

為分析低碳試點政策能否有效降低建筑業碳排放,本文選取多時點雙重差分模型,將國家發改委在三個不同年份提供的低碳試點政策作為一個準自然實驗。實驗中,試點地區劃分為2組。設置實施政策地區被劃分為實驗組,其他地區未實施政策地區被劃分為對照組。利用多時點雙重差分法,對比實驗組和對照組的建筑業碳排放差異,判斷低碳試點政策對建筑業碳排放的影響。模型構建如下:

Carbonit=α0+α1·Lcppit+γ·controlit+idi+yeart+εit

(2)

其中,carbonit代表i省在t年的建筑業碳排放;虛擬變量Lcppit是解釋變量。實際上,虛擬變量Lcppit更直觀,相當于試點省份和試點時間兩個虛擬變量的交互作用。此外,controlit代表所有的控制變量;idi和yeart分別表示控制省份固定效應和時間固定效應;εit是隨機誤差。

在這個模型中,回歸系數α1表示低碳試點政策對減少建筑業碳排放的邊際影響。如果α1顯著為負,表明低碳試點政策有效,能夠顯著降低建筑業碳排放,即假設H1得到驗證。

4 實證分析

4.1 基準回歸結果

低碳試點政策對中國建筑業碳排放基準回歸結果如表2所示:列(1)為未引入控制變量的估計結果,列(2)為納入控制變量的回歸結果。列(1)中,Lcpp回歸系數為-0.107 0,并且在5%水平下顯著。說明低碳試點政策有利于降低中國建筑業碳排放。列(2)中加入了控制變量,Lcpp的估計系數仍顯著為負,與那些沒有實施低碳試點政策的省份相比,實施低碳試點省份的建筑業碳排放下降11.35%。綜合來看,這兩個結果一致證實了低碳試點政策能夠顯著減少建筑業碳排放,支持了假設H1。

表2 基準回歸的結果 N=420

4.2 異質性分析

一般來說,政策有效性會受到地區差異、文化差別等諸多因素的影響。為進一步探討不同地區實施低碳試點政策對降低建筑業碳排放影響的差異,本借鑒文獻[30]的做法,用秦嶺—淮河線將整個樣本分為北方和南方兩部分,再進行分組回歸。結果如表3所示,北方地區的低碳試點政策回歸系數為-0.196 0,并且通過了5%顯著性水平檢驗,表明低碳試點政策能夠有效地降低北方地區建筑業碳排放,假設H1再次得到驗證。然而,南方地區地低碳試點政策回歸系數為-0.057 3,未通過10%水平的檢驗,表明低碳試點政策在南方地區建筑業碳排放沒有明顯的減碳效果。

表3 低碳試點政策對建筑業碳排放的異質性分析 N=210

這里南方、北方地區出現了這樣的差異,可能存在2個因素:統計的南方地區試點省份較多,試點省會也主要集中在南方;其中,中國建筑規模最大的兩個省份浙江和江蘇都集中在南方地區,導致了南方的統計數據有較高的能源使用和二氧化碳排放。因此,北方地區的政策效應比南方地區更為明顯。

4.3 穩健性檢驗

除低碳試點政策以外,其他隨機因素也可能導致建筑業碳排放的變化。為排除隨機因素的干擾,參考[31]的做法,先采用反事實檢驗法,假設每個低碳試點的設立時間提前1年、2年和3年。如果變量Lcpp的估計系數仍具有顯著性,則認為建筑業碳排放的下降不是源于低碳試點政策,而是來自其他隨機因素。反之,低碳試點政策在降低中國的建筑業碳排放方面確實有效。在表4中列(1)—(3)中,報告了反事實檢驗結果。通過檢驗發現,將政策時間提前1年、2年和3年,其回歸系數分別為-0.092 7、-0.010 1和-0.080 5,并且在1%的水平上都不顯著。這表明,隨機因素對建筑業碳排放的影響較小,建筑業碳排放變化更多來自低碳試點政策的實施。

表4 穩健性檢驗結果 N=420

此外,考慮到樣本中出現的一些極端值可能會對回歸結果產生偏差,須要對樣本數據進行1%的縮尾處理,并采用相同形式的模型進行再次回歸,估計結果見表4列(4)。Lcpp的回歸系數仍然顯著為負(-0.131 7),這說明低碳試點政策對降低建筑業碳排放有明顯作用,進一步證實之前的結論是穩健的。

4.4 平行趨勢檢驗

在實際應用中,多時點雙重差分模型使用的前提往往需要滿足平行趨勢假設。即在實施政策之前,試點省份與非試點省份的建筑業碳排放變化趨勢是否平行。為檢驗這一假設,本文參考[32]的做法并設計以下模型:

(3)

其中,t0表示低碳試點政策出臺的時間;s表示政策出臺后的年份;表示該省被納入低碳試點范圍后第s年的虛擬變量。當s=0時,回歸系數β0描述了當年的政策效果,這樣實現了低碳試點政策年度動態效應的有效估計。

研究數據中選擇并考慮了政策出臺前后6年,下面將通過檢驗政策實施前回歸系數的顯著性水平,來觀察平行趨勢假設是否成立。

為更加直觀判斷是否滿足平行趨勢假設并捕捉低碳試點的動態效應,繪制了低碳試點政策效果的平行趨勢檢驗圖(圖1)。其中,實心圓縱坐標為政策效應估計值,虛線為90%置信區間。結果表明,在政策實施前6年,回歸系數普遍為負且不顯著,因此平行趨勢假設成立。在政策實施后,除第4年外,政策效應在當年和隨后的5年中其系數均為負,并且都通過顯著性檢驗。因此,低碳試點政策對降低中國建筑業碳排放的影響具有顯著并且持續的作用。

圖1 低碳試點政策效果的平行趨勢檢驗圖

4.5 機制分析

為進一步分析低碳試點政策是如何降低中國的建筑業碳排放,設計如下的計量模型:

Mit=β0+β1·Lcppit+γ·controlit+idi+yeart+εit

(4)

其中,Mit表示中介變量;β1是回歸系數,衡量低碳試點政策對中介變量的影響效果。

Mit考慮這三種中介變量類型。第一,能源消耗,考慮到電能與建筑業生產過程中的能源消耗高度相關,采用總耗電量(取其對數)來衡量。第二,能源結構,采用總電耗(以標準煤計)與總能源消耗(以標準煤計)的比率來衡量。第三,技術水平,采用每單位新建面積的耗電量(取對數)來衡量技術創新。

回歸結果如表5所示。由列(1)可知,Lcpp的回歸系數為-0.191 7,并通過1%顯著性水平的檢驗,意味著低碳試點政策可以顯著降低建筑業的電力消耗。因此,證實假設H2a的內容。由列(2)可知,Lcpp的回歸系數為-0.019 6,但在10%的水平上不顯著。意味著低碳試點政策還不能通過優化能源消耗結構來降低建筑業碳排放,該結果并不支持假設H2b。列(3),Lcpp的回歸系數顯著(在5%的水平上)為負(-0.113 5)。說明低碳試點政策對提高技術水平有明顯效果,導致建筑業碳排放的降低。因此,假設H2c的內容得到支持。

表5 機制分析結果 N=420

綜上所述,機制分析表明,低碳試點政策對降低建筑業碳排放的作用途徑主要是通過降低總耗電量和促進技術水平的提高,而不是通過優化能源消費結構。

5 結 論

文章利用2007—2020年中國30個省份的面板數據,研究了中國的低碳試點政策在減少建筑業碳排放方面的作用及其影響機制。通過建立多時點雙重差分模型和一系列檢驗分析,得到以下3點主要結論:(1)低碳試點政策能夠有效地降低建筑業碳排放。(2)低碳試點政策對降低建筑業碳排放有明顯的異質性影響,北方地區的政策效比南方地區更為明顯。(3)機制結果表明,低碳試點政策的實施可以通過降低建筑業用電量和提高技術水平這兩條途徑來抑制建筑業碳排放的增長。

據此,本文對加強低碳試點政策在建筑業碳排放上提出以下兩點建議:(1)因地制宜,擴大低碳試點的范圍,并給予新試點地區支持和有效監督。實施過程中,試點省份可以為非試點省份提供經驗和技術支持。(2)制定合理有效的政策機制,加快地區提高建筑業技術水平或采用更高效的施工技術,降低行業用電量。推動建筑業清潔低碳轉型、倒逼能源結構優化。