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1、长江经济带终端能源消费碳减排效率与产业结构耦合分析 田泽 黄萌萌 河海大学低碳经济研究所 摘 要： 打造沿江绿色能源产业带、建设生态文明的示范带是长江经济带低碳绿色发展道路的重要目标。论文结合非期望产出 EBM 和超效率 DEA 模型测算长江经济带终端能源消费碳减排效率, 并构建终端能源碳减排效率与产业结构的耦合模型, 研究结论显示: (1) 长江经济带碳减排效率在 2006 年到 2015 年间整体呈现出扁“U”型先降后升的演进特征; (2) 长江经济带碳减排效率区域差异较大, 下游效率最高, 中游次之, 上游最低; (3) 各省市整体处于中低耦合协调阶段, 碳减排效率与产业结构演化尚未实现
2、协调发展, 且区域空间耦合度分布不均衡; (4) 经济带产业结构集中度、高级度与碳减排效率耦合协调度较高, 说明产业结构集中化和高级化优化有利于提升碳减排效率。为此, 提出长江流域区域协同发展、加强节能环保科技投入、促进产业结构优化升级等对策及建议。关键词： 长江经济带; 终端能源消费; 碳减排效率; EBM 超效率模型; 耦合模型; 作者简介：田泽 (1964-) , 男, 甘肃张掖人, 教授, 博士生导师, 低碳经济研究所所长, 研究方向为低碳经济政策与国际贸易;作者简介：黄萌萌 (1994-) , 浙江台州人, 硕士研究生, 主要研究方向为低碳经济政策。收稿日期：2017-09-01基金
3、：国家自然科学基金项目 (41471457) Coupling Analysis of Carbon Emission Efficiency of Terminal Energy Consumption and Industrial Structure in Yangtze River Economic BeltTIAN Ze HUANG Meng-meng Institute of Low-carbon Economy, Hohai University; Abstract： To build a green energy industrial belt along the river, t
4、he demonstration zone of ecological civilization construction is the low-carbon development goal of Yangtze River Economic Belt.Use SE-EBM model to measure the terminal energy consumption carbon emission reduction efficiency in the Yangtze River Economic Belt, and construct the coupling model of car
5、bon emission reduction efficiency and industrial structure.The following conclusions: (1) during the period from 2006 to 2015 the efficiency of carbon emission reduction experiences“U”-shape change, first falling and then rising; (2) There is obvious regional differences in carbon emission reduction
6、 efficiency.The upper reach has lowest efficiency, the middle reach has secondary efficiency and the low reach has the highest efficiency. (3) In the whole Yangtze River economic belt, the carbon emissions reduction efficiency do not coordinate with structure evolution, and it is still in low coupli
7、ng degree and exists spatial variation. (4) The industrial structure concentration degree and advanced degree have high coupling degree with the efficiency of carbon emission reduction.It shows the centralization and upgrading of the industrial structure will help to improve the efficiency of carbon
8、 emission reduction.Thus, some effective measurements should be advocated, such as collaborative development, environmental-friendly technology input and industrial structure optimization and upgrading.Keyword： the Yangtze River Economic Belt; terminal energy consumption; carbon emission reduction e
9、fficiency; SE-EBM model; coupling model; Received： 2017-09-01提高碳减排效率、促进产业结构升级是经济新常态下促进区域发展低碳转型的关键路径。长江经济带贯穿我国东中西部地区, 在中国经济发展中发挥着重要的战略支撑和示范引领作用, 经济持续快速增长为长江经济带带来福利的同时, 也使得该地区能源与生态环境承受了巨大压力。“打造沿江绿色能源产业带”“建设生态文明的先行示范带”是长江经济带当前绿色低碳建设的主要目标。在此背景下, 探索产业结构转型与碳排放效率之间的关系对促进长江流域经济发展、切实推进我国生态文明建设具有重要的实践意义。一、文献综
10、述关于碳排放效率评价方法的应用, 主要以数据包络 (DEA) 法为主, 目前运用较多的模型有 DEA-CRS、SBM、超效率 DEA 以及 DEA Malmquist 指数法等。近年来, 部分学者对 DEA 模型进行修正, 纳入环境变量作为非期望产出运用到经济学领域, 使得计算得出的效率结果更科学。吴传清11647 基于超效率 DEA 模型和ML 指数法, 以工业废气排放为负向产出指标测算长江经济带全要素能源效率时, 发现导致流域内效率低下的主要原因是污染排放。申建良21 以全国 29 个省份的面板数据为研究对象, 运用 DEA-CRS 模型测算发现 1995-2013 期间, 考虑环境约束的
11、全要素能源效率整体呈下降走势的同时, 区域差距有不断扩大的趋势, 表现出自东向西依次递增的形态。孙秀梅368 揭示了 2005-2012 年山东省 17 市碳排放效率的差异性特征, 并认为不同排放水平的城市应根据自身情况采取不同的减排措施。田泽438 应用超效率 DEA-EBM 模型和全局 ML 指数法相结合对长江经济带各省市节能减排效率进行评价, 发现效率呈 U 型演变趋势以及东高西低的空间分布特点。产业结构转型升级及演进会对碳排放效率有所影响, 两者内在的耦合交互关系值得探索。柴莎莎5130 的研究解释了畸形的产业结构导致江西省经济发展与环境污染耦合协调度偏低的原因。江洪6152 在研究我
12、国各省能源管理效率与产业结构耦合度时, 发现两者均存在由东向西, 由南向北逐渐先升后降的趋势, 地区差异性极为明显;且经济发展水平的高低与二者耦合协调度成正比。关伟7520 通过耦合度评价模型分析了能源效率与产业结构的耦合特征, 发现整体耦合度不高且区域差异显著。马丽81299 应用耦合度评价指标体系测算数百个地级单元经济环境耦合度, 发现全国经济环境系统整体耦合度和协调度均较低, 沿海地区较高, 内陆地区则次之。上述研究大多的是全国或某省份的社会经济与生态环境系统的时空耦合情况, 而针对长江经济带碳减排效率与产业结构的耦合情况的研究很少。本文旨在通过对长江经济带终端能源消费碳减排效率的测算评
13、价, 分析其时空演变特点, 并进一步揭示长江经济带终端能源消费碳减排效率与产业结构的空间分布特征及其耦合关系。二、长江经济带终端能源消费碳减排 DEA 效率评价(一) 指标选取与数据来源1. 研究对象论文研究对象是长江经济带 11 个省市的终端能源消费碳减排效率。根据前面的理论模型, 采用年度面板数据, 选取 2006-2015 年为样本区间。设定资本存量 (K) 、劳动力 (L) 、能源消耗量 (E) 为生产投入变量, 同时设定地区生产总值 (GDP) 为期望产出, 二氧化碳排放量 (CO 2) 为非期望产出来测算碳减排效率。数据来源于各省市对应年份的统计年鉴、中国统计年鉴和中国能源统计年鉴
14、2. 指标选取(1) 资本存量 (K) 。用折算成 2005 年不变价的社会固定资产总投资来衡量资本存量这一指标, 以消除价格因素的影响。资本的价值会随时间的推移而有所损耗, 且与陈旧的资本相比, 最新资本的技术含量高且优质9148。因此, 运用“永续盘存法”来计算折旧后的资本存量, 同时通过定义资本年龄来衡量资本质量, 最终得到考虑质量的资本存量, 数据均来源于国家统计局。(2) 劳动力 (L) 。劳动力的质量和数量是核算劳动力投入的两大要素, 选取就业总人数来衡量劳动力数量, 劳动力质量则根据中国 2010 年人口普查资料提供的人口数量分布与人均教育年数来计算。(3) 能源消耗量 (E)
15、。能源消耗量主要考虑了包括煤炭类、石油类、电力及热力在内的 19 种能源的消耗量, 并将其折算成标准煤。(4) 二氧化碳排放量 (CO 2) 。本文测算的是, 沿用齐绍洲1088-90 提出的方法对长江经济带各省份电力热力的 CO2 排放因子和终端承担比进行计算, 测算出 19 种终端能源消费的二氧化碳排放量。(5) 地区生产总值 (GDP) 。各省市的 GDP 是以 2005 年不变价计算。(二) 长江经济带终端能源消费碳减排效率测算数据包络法 (DEA) 是目前用于测算效率的主流方法。最开始的是径向测算规模报酬不变 CCR 模型11229-245, 所有投入要素要等比例缩减这一严格的条件往
16、往容易使得其结果与现实相背离。随后 Tone121225-1231 提出非径向 SBM 模型避免了 CCR 模型中投入要素等比例缩减这一局限, 但却损失率效率前沿投影值, 为克服 CCR 和 SBM 模型的缺陷, Tone 创建了 EBM 模型131554-1563 同时具备径向和非径向特点。但上述模型均默认产出为期望产出, 而生产过程中不可避免的会附带一些非期望产出, 因此本文通过构建考虑非期望产出的Undesirable-EBM 模型, Undesirable-EBM 模型具体如下: 为 CCR 模型计算的径向效率值, s 代表非径向的投入要素的松弛向量, 为权重向量, X 代表投入矩阵、Y 代表期望产出矩阵, U 代表非期望产出矩阵, 为非径向部分的重要程度 (当 为 0 时, 即 CCR 模型;当 =1 时, 即 SBM 模型) , 为考虑非期望产出的效率, 当 1) 、高效 (0.81) 及低效 (0.8) 。2006 年, 完全有效
