工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)進(jìn)步與污染減排

原毅軍 謝榮輝

(大連理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，遼寧大連116024)

改革開放以來，伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國工業(yè)粗放型增長導(dǎo)致的單位產(chǎn)出能耗高企和大氣環(huán)境質(zhì)量惡化的問題越來越突出，環(huán)境污染的負(fù)外部性嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)和生活。另一方面，近年來極端氣候頻繁出現(xiàn)，溫室氣體的排放引起了全球各國的高度重視。面對(duì)減排壓力，國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃中明確指出要積極探索代價(jià)小、效益好、排放低、可持續(xù)的環(huán)境保護(hù)新道路，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。

本文借鑒 Levinson［1］和李斌等［2］提出的分解分析方法，采用2001－2010年中國工業(yè)面板數(shù)據(jù)，研究了中國工業(yè)規(guī)模變化、工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步對(duì)工業(yè)廢氣污染減排的影響。

1 文獻(xiàn)綜述

經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系是國內(nèi)外學(xué)者較早關(guān)注的重要議題。Grossman和Krueger研究表明，環(huán)境質(zhì)量并未對(duì)經(jīng)濟(jì)增長產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，然而隨著一國人均收入水平達(dá)到特定的臨界點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)增長對(duì)環(huán)境的影響將從負(fù)效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檎?yīng)［3］。蔡昉等認(rèn)為提高收入與環(huán)境改善之間確實(shí)存在相關(guān)關(guān)系，但是被動(dòng)等待庫茲涅茨轉(zhuǎn)折點(diǎn)的到來已無法應(yīng)對(duì)日益增加的環(huán)境壓力，而需要依靠政府的決心和激勵(lì)力度［4］。沈可挺，龔健健的研究結(jié)果表明:高耗能產(chǎn)業(yè)的環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長主要由技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)，同時(shí)我國當(dāng)前高耗能產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)率存在較大的改進(jìn)空間［5］。

與此同時(shí)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步作為兩大減排手段，也得到國內(nèi)外學(xué)者的重點(diǎn)研究。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整能夠降低高污染行業(yè)的比重，而技術(shù)進(jìn)步能提高自然資源的利用率。李斌、趙新華認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步在節(jié)能減排過程中占據(jù)了主導(dǎo)地位，而工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化對(duì)工業(yè)廢氣減排的作用效果不明顯［2］。李姝的研究表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整在解決環(huán)境污染問題方面確實(shí)發(fā)揮了一定的作用［6］。陳詩一對(duì)中國工業(yè)污染減排的損失和收益進(jìn)行了模擬分析，發(fā)現(xiàn)污染減排起初會(huì)造成較大潛在生產(chǎn)損失，但這種損失會(huì)逐年降低，最終將低于潛在產(chǎn)出增長［6］。

現(xiàn)有的相關(guān)研究提供了經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步與環(huán)境污染及污染減排關(guān)系的理論基礎(chǔ)和實(shí)證支持，但是綜合研究經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)步對(duì)污染減排貢獻(xiàn)程度的文獻(xiàn)并不多見。另外，將技術(shù)進(jìn)步量化區(qū)分為生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和污染治理技術(shù)進(jìn)步的文獻(xiàn)也較少。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，將對(duì)污染減排的影響分解為規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)和污染治理技術(shù)效應(yīng)，并綜合研究四種效應(yīng)指標(biāo)對(duì)污染減排的貢獻(xiàn)度。

2 模型建立及指標(biāo)數(shù)據(jù)選取

2.1 模型建立

目前，國內(nèi)外環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家認(rèn)為，環(huán)境污染排放總量的變化主要取決于三個(gè)因素，即經(jīng)濟(jì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)步。從數(shù)量關(guān)系來看，工業(yè)污染物的實(shí)際排放總量(P)等于各工業(yè)部門的實(shí)際排放量(pi)之和。

式中，n為部門數(shù)。根據(jù) Levinson［1］和李斌等［2］的模型，式(1)可進(jìn)一步表述為污染實(shí)際排放總量(P)等于工業(yè)生產(chǎn)總值(V)、工業(yè)各行業(yè)生產(chǎn)總值占工業(yè)總產(chǎn)值的比重(θi=vi/V)與各行業(yè)污染排放強(qiáng)度(zi=pi/vi)的乘積。

將zi進(jìn)一步分解為:

其中，wi表示工業(yè)部門i在生產(chǎn)過程中未經(jīng)治污技術(shù)處理的排放量;wi/vi表示未經(jīng)治污技術(shù)處理的單位產(chǎn)值污染量，其大小衡量了生產(chǎn)技術(shù)的高低，比值越小表示每實(shí)現(xiàn)一單位產(chǎn)值產(chǎn)生的污染越少，即生產(chǎn)技術(shù)越先進(jìn);pi/wi表示各工業(yè)部門的實(shí)際污染排放量與其未經(jīng)治污技術(shù)處理的污染量的比率，用以衡量污染治理技術(shù)水平，其取值范圍是［0，1］:當(dāng)pi/wi=0時(shí)，表示污染治理技術(shù)最高，生產(chǎn)過程中的污染物將全部得到治理，污染排放為0;當(dāng)pi/wi=1時(shí)，表示對(duì)生產(chǎn)過程中污染物的治理無效，污染排放為1。

為了簡化分析，公式(2)可變?yōu)?

其中，Si=wi/vi，Ji=pi/wi。

式(3)的矩陣形式為:

其中，P為工業(yè)污染實(shí)際排放總量，θ和J均為n×1階矩陣，分別表示工業(yè)各行業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值的比重和單位污染實(shí)際排放量。Sn為n×n階對(duì)角矩陣，其主對(duì)角線上的元素由n×1階矩陣S中的元素組成，S表示未經(jīng)治污技術(shù)處理的單位產(chǎn)值污染量。

采用Levinson［1］的微分方法，對(duì)式(4)做如下分解:

式(5)將污染排放的增量分解為四個(gè)部分。第一部分代表規(guī)模效應(yīng)(EG)，解釋了在保持基期產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平不變的情況下，經(jīng)濟(jì)規(guī)模對(duì)污染減排的影響;類似地，第二部分代表結(jié)構(gòu)效應(yīng)(DS)，解釋了工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)污染減排的影響;第三部分解釋了基期經(jīng)濟(jì)規(guī)模和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不變的情況下，生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步對(duì)污染減排的影響，稱為生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)(GT);第四部分為污染治理技術(shù)效應(yīng)(AT)，表示污染治理技術(shù)進(jìn)步對(duì)污染減排的影響。

2.2 數(shù)據(jù)及變量處理

2.2.1 行業(yè)的選取及調(diào)整

由于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》在2000年之前關(guān)于工業(yè)按行業(yè)分廢氣排放量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中只劃分了十幾個(gè)工業(yè)部門，相比2000年之后的新分類標(biāo)準(zhǔn)相差較大。為了盡可能保證數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性，本文選取了2001－2010年的相關(guān)工業(yè)行業(yè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于歷年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國經(jīng)濟(jì)普查年鑒》。為了保證各統(tǒng)計(jì)指標(biāo)中行業(yè)分類的一致性，將“工藝品及其他制造業(yè)”、“廢棄資源和廢舊材料回收加工業(yè)”、“其他采礦業(yè)”、“木材及竹材采運(yùn)業(yè)”和“其他行業(yè)”刪除，不作為工業(yè)行業(yè)列入。最終，本文選定36個(gè)工業(yè)行業(yè)作為研究的范圍。

2.2.2 指標(biāo)數(shù)據(jù)說明

工業(yè)污染實(shí)際排放總量(P):采用工業(yè)廢氣實(shí)際排放總量來表示。中國統(tǒng)計(jì)年鑒中工業(yè)廢氣主要有三種:工業(yè)SO2、工業(yè)煙塵和工業(yè)粉塵。因工業(yè)粉塵分行業(yè)的排放數(shù)據(jù)缺失較多，因此本文只采用工業(yè)SO2排放總量和工業(yè)煙塵排放總量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，排放強(qiáng)度數(shù)據(jù)亦同。

工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模(V):采用工業(yè)生產(chǎn)總值來表示。本文采用《中國經(jīng)濟(jì)普查年鑒》提供的2008年工業(yè)分行業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的全部工業(yè)口徑數(shù)據(jù)和規(guī)模以上口徑數(shù)據(jù)，計(jì)算規(guī)模以上分行業(yè)總產(chǎn)值占全部工業(yè)總產(chǎn)值的比值作為調(diào)整依據(jù)，并以分行業(yè)工業(yè)品出廠價(jià)格指數(shù)進(jìn)行平滑。

工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)(θ):采用工業(yè)中各行業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)生產(chǎn)總值的比重來衡量。

工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平(S):采用工業(yè)各行業(yè)單位產(chǎn)值所產(chǎn)生的未經(jīng)治污技術(shù)處理的污染排放總量來表示。其中，未經(jīng)治污技術(shù)處理的污染排放總量等于工業(yè)污染實(shí)際排放量與去除量之和。

工業(yè)污染治理技術(shù)水平(J):采用工業(yè)各行業(yè)污染實(shí)際排放量與未經(jīng)處理的污染排放總量之比來表示。

3 模型計(jì)算及結(jié)果分析

3.1 工業(yè)廢氣排放的統(tǒng)計(jì)描述

在進(jìn)行模型分析之前，首先對(duì)所有指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡要的統(tǒng)計(jì)分析。

2001－2010 年，工業(yè)總產(chǎn)值逐年大幅度增長，由2001年的102 105.32億元增至2010年的709 798.62億元，增加了5倍多。在這段時(shí)間內(nèi)工業(yè)SO2排放量和工業(yè)煙塵排放量在2006年同時(shí)達(dá)到最大值后，開始呈現(xiàn)下降趨勢。相比2001年的排放量，2010年工業(yè)SO2排放量只增加了8.90%，而工業(yè)煙塵排放量降低了35.53%。另一方面，我國工業(yè)SO2和工業(yè)煙塵的去除量呈現(xiàn)出遞年快速增長的趨勢，2010年工業(yè)SO2去除量比2010年增長了近4倍，2010年工業(yè)煙塵去除量比2001年增長了2倍。然而盡管如此，在經(jīng)濟(jì)高速增長的情況下，工業(yè)廢氣的絕對(duì)排放水平依然很高。

由我國工業(yè)各行業(yè)的生產(chǎn)總值和廢氣排放的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，工業(yè)行業(yè)中產(chǎn)值最大的行業(yè)是通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)，其年均產(chǎn)值為29 394.78億元，年均比重達(dá)到9.70%;而最小值為水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的880.20億元，年均比重僅為0.36%。工業(yè)各行業(yè)的年均產(chǎn)量為3 635.65億元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于最大值和最小值的平均值，說明各工業(yè)行業(yè)的產(chǎn)值分布不均，絕大多數(shù)工業(yè)行業(yè)總產(chǎn)值低于平均值。

從SO2和工業(yè)煙塵年均排放量來看，SO2和工業(yè)煙塵排放量最大的行業(yè)均為電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，而年均SO2排放量最小的行業(yè)是文教體育用品制造業(yè)，工業(yè)煙塵排放量最小的行業(yè)是水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。工業(yè)廢氣的排放主要集中于電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)和黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)等幾個(gè)行業(yè)，表明工業(yè)廢氣的排放在行業(yè)中分布亦十分不均。

從生產(chǎn)技術(shù)和污染治理技術(shù)的平均水平來看，生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步對(duì)減少工業(yè)SO2和工業(yè)煙塵排放量影響最為顯著的行業(yè)均為通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)，而影響最小的是電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè);相比之下，污染治理技術(shù)進(jìn)步對(duì)工業(yè)煙塵減排影響最為顯著的行業(yè)為電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，表明電力行業(yè)的污染治理技術(shù)進(jìn)步已取得較好的成果，然而此行業(yè)廢氣排放的絕對(duì)水平依然居于各行業(yè)之首。另一方面，木材加工制造業(yè)、家具制造業(yè)、黑色金屬冶煉等行業(yè)的污染治理技術(shù)進(jìn)步對(duì)廢氣減排的作用相對(duì)較小，因此這些行業(yè)的污染治理技術(shù)水平需進(jìn)一步提高和改進(jìn)。整體上，工業(yè)廢氣排放越多的行業(yè)，其生產(chǎn)技術(shù)和污染治理技術(shù)水平相對(duì)越低。

以上分析說明，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，可以有效促進(jìn)工業(yè)廢氣減排，改善工業(yè)環(huán)境狀況。

3.2 模型計(jì)算

為進(jìn)一步具體分析我國工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步對(duì)污染減排的影響，本文采用我國2001－2010年工業(yè)行業(yè)SO2和工業(yè)煙塵兩種主要廢氣排放量的數(shù)據(jù)進(jìn)行了建模分析。模型計(jì)算結(jié)果見表1。

從表1可以看出，除了在2003年有所增加之外，工業(yè)SO2排放量基本呈現(xiàn)逐年遞減的態(tài)勢，但減排幅度波動(dòng)較大。在各種影響效應(yīng)中，經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)(EG)對(duì)工業(yè)SO2的排放產(chǎn)生了正向的促進(jìn)作用;而結(jié)構(gòu)效應(yīng)(DS)、生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)(GT)和污染治理技術(shù)效應(yīng)(AT)，雖在個(gè)別年份有所波動(dòng)，但總體上產(chǎn)生了負(fù)向的抑制作用，即在一定程度上促進(jìn)了污染減排，改善了工業(yè)環(huán)境污染狀況。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，規(guī)模效應(yīng)在2004年達(dá)到最大值后雖略有下降，但整體始終處于高位，對(duì)工業(yè)SO2排放的促進(jìn)作用十分顯著且巨大。但另一方面，由于工業(yè)SO2各年的總排放量在波動(dòng)中持續(xù)降低，表明一定存在其他因素在污染減排中起到了主導(dǎo)作用，并在很大程度上抵消了規(guī)模效應(yīng)的促進(jìn)作用。如圖1所示，結(jié)構(gòu)效應(yīng)、生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)和污染治理技術(shù)效應(yīng)均對(duì)工業(yè)SO2的排放起到了抑制作用，雖然結(jié)構(gòu)效應(yīng)和生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)在個(gè)別年份有所波動(dòng)。結(jié)構(gòu)效應(yīng)在2003－2006年間波動(dòng)較為劇烈，2006年后結(jié)構(gòu)效應(yīng)有減小趨勢，表明工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整過程并未平穩(wěn)進(jìn)行，其中依然存在結(jié)構(gòu)變化不合理等現(xiàn)象，還需進(jìn)一步加強(qiáng)調(diào)整力度，并增強(qiáng)結(jié)構(gòu)調(diào)整的合理性與科學(xué)性;與此同時(shí)，結(jié)構(gòu)效應(yīng)對(duì)SO2排放的抑制趨勢也十分清晰，表明我國工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整總體上順應(yīng)于污染減排的要求，趨勢較為樂觀。生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)在2003－2006年間也出現(xiàn)劇烈波動(dòng)，2006年后趨于平穩(wěn)，且抑制作用較強(qiáng)。生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)的波動(dòng)可解釋為“回彈效應(yīng)”，生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步通過提高能源的利用率以減少能源總量的使用，從而導(dǎo)致生產(chǎn)過程中廢氣排放量的減少;然而生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步同樣會(huì)促進(jìn)對(duì)能源產(chǎn)生新的需求，部分抵消了對(duì)能源使用的減少，進(jìn)而抵消了生產(chǎn)中廢氣排放量的減少。相比之下，污染治理技術(shù)進(jìn)步對(duì)SO2減排的減排效應(yīng)最大，且逐年持續(xù)增加，可見污染治理技術(shù)效應(yīng)是工業(yè)SO2減排中的主導(dǎo)因素。

表1 模型計(jì)算結(jié)果

圖1 工業(yè)SO2減排的效應(yīng)值

各因素對(duì)工業(yè)煙塵的減排效應(yīng)與工業(yè)SO2基本相同。工業(yè)煙塵的排放量在2003年達(dá)到最大值之后，亦出現(xiàn)了逐年遞減的趨勢。規(guī)模效應(yīng)促進(jìn)了工業(yè)煙塵的排放量，而結(jié)構(gòu)效應(yīng)、生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)和污染治理效應(yīng)均在不同程度上降低了工業(yè)煙塵的排放，即促進(jìn)了工業(yè)煙塵的污染減排的實(shí)現(xiàn)，并在很大程度上抵消了經(jīng)濟(jì)規(guī)模的正效應(yīng)。

4 結(jié)論

本文借鑒Levinson和李斌等提出的模型，將環(huán)境污染的影響分為規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)和污染治理技術(shù)效應(yīng)。通過對(duì)36個(gè)工業(yè)行業(yè)SO2和工業(yè)煙塵兩種主要廢氣排放數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述和實(shí)證分析，結(jié)果表明:與2001年相比，雖然中國工業(yè)生產(chǎn)總值增長了6倍多，但2010年工業(yè)SO2排放量只增加了8.90%，而工業(yè)煙塵排放量降低了35.53%。這主要?dú)w功于我國工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，生產(chǎn)技術(shù)水平和污染治理技術(shù)水平的提高，其中在工業(yè)SO2和工業(yè)煙塵的減排過程中，污染治理技術(shù)效應(yīng)起到了主導(dǎo)作用，生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)次之;同時(shí)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步對(duì)工業(yè)氣體的減排具有“回彈效應(yīng)”。結(jié)構(gòu)效應(yīng)的作用稍有局限且在一定程度上具有波動(dòng)性，但對(duì)污染減排的積極作用十分明顯，表明我國工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整仍然存在速度過慢、不合理等因素，但結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向與污染減排的要求基本一致，且前景較為樂觀。工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)張?jiān)诤艽蟪潭壬献璧K了我國工業(yè)廢氣的污染減排，但此抑制作用在很大程度上被結(jié)構(gòu)效應(yīng)、技術(shù)進(jìn)步等因素的促進(jìn)作用所抵消。

(編輯:劉照勝)

［1］Levinson A.Technology，International Trade，And Pollution From US Manufacturing［J］.American Economic Review，2009，99(5):2177－2192.

［2］李斌，趙新華.經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步與環(huán)境污染—基于中國工業(yè)行業(yè)數(shù)據(jù)的分析［J］.財(cái)經(jīng)研究，2011，(4):112－122.

［3］Grossman G M，Krueger A B.Economic Growth and The Environment［R］.NBER Working Paper 4634，1994.

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