工業結構調整、技術進步與污染減排

原毅軍 謝榮輝

(大連理工大學經濟學院，遼寧大連116024)

改革開放以來，伴隨著經濟的快速發展，中國工業粗放型增長導致的單位產出能耗高企和大氣環境質量惡化的問題越來越突出，環境污染的負外部性嚴重影響了人們的生產和生活。另一方面，近年來極端氣候頻繁出現，溫室氣體的排放引起了全球各國的高度重視。面對減排壓力，國家環境保護“十二五”規劃中明確指出要積極探索代價小、效益好、排放低、可持續的環境保護新道路，加快建設資源節約型、環境友好型社會。

本文借鑒 Levinson［1］和李斌等［2］提出的分解分析方法，采用2001－2010年中國工業面板數據，研究了中國工業規模變化、工業結構調整和技術進步對工業廢氣污染減排的影響。

1 文獻綜述

經濟增長和環境質量之間的關系是國內外學者較早關注的重要議題。Grossman和Krueger研究表明，環境質量并未對經濟增長產生負效應，然而隨著一國人均收入水平達到特定的臨界點，經濟增長對環境的影響將從負效應轉變為正效應［3］。蔡昉等認為提高收入與環境改善之間確實存在相關關系，但是被動等待庫茲涅茨轉折點的到來已無法應對日益增加的環境壓力，而需要依靠政府的決心和激勵力度［4］。沈可挺，龔健健的研究結果表明:高耗能產業的環境全要素生產率增長主要由技術進步推動，同時我國當前高耗能產業的生產率存在較大的改進空間［5］。

與此同時，產業結構的調整和技術進步作為兩大減排手段，也得到國內外學者的重點研究。產業結構的調整能夠降低高污染行業的比重，而技術進步能提高自然資源的利用率。李斌、趙新華認為技術進步在節能減排過程中占據了主導地位，而工業經濟結構的變化對工業廢氣減排的作用效果不明顯［2］。李姝的研究表明產業結構調整在解決環境污染問題方面確實發揮了一定的作用［6］。陳詩一對中國工業污染減排的損失和收益進行了模擬分析，發現污染減排起初會造成較大潛在生產損失，但這種損失會逐年降低，最終將低于潛在產出增長［6］。

現有的相關研究提供了經濟增長、產業結構、技術進步與環境污染及污染減排關系的理論基礎和實證支持，但是綜合研究經濟增長、產業結構和技術進步對污染減排貢獻程度的文獻并不多見。另外，將技術進步量化區分為生產技術進步和污染治理技術進步的文獻也較少。本文在已有研究的基礎上，將對污染減排的影響分解為規模效應、結構效應、生產技術效應和污染治理技術效應，并綜合研究四種效應指標對污染減排的貢獻度。

2 模型建立及指標數據選取

2.1 模型建立

目前，國內外環境經濟學家認為，環境污染排放總量的變化主要取決于三個因素，即經濟規模、產業結構和技術進步。從數量關系來看，工業污染物的實際排放總量(P)等于各工業部門的實際排放量(pi)之和。

式中，n為部門數。根據 Levinson［1］和李斌等［2］的模型，式(1)可進一步表述為污染實際排放總量(P)等于工業生產總值(V)、工業各行業生產總值占工業總產值的比重(θi=vi/V)與各行業污染排放強度(zi=pi/vi)的乘積。

將zi進一步分解為:

其中，wi表示工業部門i在生產過程中未經治污技術處理的排放量;wi/vi表示未經治污技術處理的單位產值污染量，其大小衡量了生產技術的高低，比值越小表示每實現一單位產值產生的污染越少，即生產技術越先進;pi/wi表示各工業部門的實際污染排放量與其未經治污技術處理的污染量的比率，用以衡量污染治理技術水平，其取值范圍是［0，1］:當pi/wi=0時，表示污染治理技術最高，生產過程中的污染物將全部得到治理，污染排放為0;當pi/wi=1時，表示對生產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)可變為:

其中，Si=wi/vi，Ji=pi/wi。

式(3)的矩陣形式為:

其中，P為工業污染實際排放總量，θ和J均為n×1階矩陣，分別表示工業各行業產值占工業總產值的比重和單位污染實際排放量。Sn為n×n階對角矩陣，其主對角線上的元素由n×1階矩陣S中的元素組成，S表示未經治污技術處理的單位產值污染量。

采用Levinson［1］的微分方法，對式(4)做如下分解:

式(5)將污染排放的增量分解為四個部分。第一部分代表規模效應(EG)，解釋了在保持基期產業結構和技術水平不變的情況下，經濟規模對污染減排的影響;類似地，第二部分代表結構效應(DS)，解釋了工業結構調整對污染減排的影響;第三部分解釋了基期經濟規模和產業結構不變的情況下，生產技術進步對污染減排的影響，稱為生產技術效應(GT);第四部分為污染治理技術效應(AT)，表示污染治理技術進步對污染減排的影響。

2.2 數據及變量處理

2.2.1 行業的選取及調整

由于《中國統計年鑒》在2000年之前關于工業按行業分廢氣排放量的數據統計中只劃分了十幾個工業部門，相比2000年之后的新分類標準相差較大。為了盡可能保證數據的完整性和真實性，本文選取了2001－2010年的相關工業行業數據，數據來源于歷年《中國統計年鑒》和《中國經濟普查年鑒》。為了保證各統計指標中行業分類的一致性，將“工藝品及其他制造業”、“廢棄資源和廢舊材料回收加工業”、“其他采礦業”、“木材及竹材采運業”和“其他行業”刪除，不作為工業行業列入。最終，本文選定36個工業行業作為研究的范圍。

2.2.2 指標數據說明

工業污染實際排放總量(P):采用工業廢氣實際排放總量來表示。中國統計年鑒中工業廢氣主要有三種:工業SO2、工業煙塵和工業粉塵。因工業粉塵分行業的排放數據缺失較多，因此本文只采用工業SO2排放總量和工業煙塵排放總量數據進行分析，排放強度數據亦同。

工業經濟規模(V):采用工業生產總值來表示。本文采用《中國經濟普查年鑒》提供的2008年工業分行業主要經濟指標的全部工業口徑數據和規模以上口徑數據，計算規模以上分行業總產值占全部工業總產值的比值作為調整依據，并以分行業工業品出廠價格指數進行平滑。

工業經濟結構(θ):采用工業中各行業產值占工業生產總值的比重來衡量。

工業生產技術水平(S):采用工業各行業單位產值所產生的未經治污技術處理的污染排放總量來表示。其中，未經治污技術處理的污染排放總量等于工業污染實際排放量與去除量之和。

工業污染治理技術水平(J):采用工業各行業污染實際排放量與未經處理的污染排放總量之比來表示。

3 模型計算及結果分析

3.1 工業廢氣排放的統計描述

在進行模型分析之前，首先對所有指標數據進行簡要的統計分析。

2001－2010 年，工業總產值逐年大幅度增長，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。在這段時間內工業SO2排放量和工業煙塵排放量在2006年同時達到最大值后，開始呈現下降趨勢。相比2001年的排放量，2010年工業SO2排放量只增加了8.90%，而工業煙塵排放量降低了35.53%。另一方面，我國工業SO2和工業煙塵的去除量呈現出遞年快速增長的趨勢，2010年工業SO2去除量比2010年增長了近4倍，2010年工業煙塵去除量比2001年增長了2倍。然而盡管如此，在經濟高速增長的情況下，工業廢氣的絕對排放水平依然很高。

由我國工業各行業的生產總值和廢氣排放的相關統計數據可知，工業行業中產值最大的行業是通信設備、計算機及其他電子設備制造業，其年均產值為29 394.78億元，年均比重達到9.70%;而最小值為水的生產和供應業的880.20億元，年均比重僅為0.36%。工業各行業的年均產量為3 635.65億元，遠遠小于最大值和最小值的平均值，說明各工業行業的產值分布不均，絕大多數工業行業總產值低于平均值。

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

從生產技術和污染治理技術的平均水平來看，生產技術進步對減少工業SO2和工業煙塵排放量影響最為顯著的行業均為通信設備、計算機及其他電子設備制造業，而影響最小的是電力、熱力的生產和供應業;相比之下，污染治理技術進步對工業煙塵減排影響最為顯著的行業為電力、熱力的生產和供應業，表明電力行業的污染治理技術進步已取得較好的成果，然而此行業廢氣排放的絕對水平依然居于各行業之首。另一方面，木材加工制造業、家具制造業、黑色金屬冶煉等行業的污染治理技術進步對廢氣減排的作用相對較小，因此這些行業的污染治理技術水平需進一步提高和改進。整體上，工業廢氣排放越多的行業，其生產技術和污染治理技術水平相對越低。

以上分析說明，產業結構的不斷調整以及技術的不斷進步，可以有效促進工業廢氣減排，改善工業環境狀況。

3.2 模型計算

為進一步具體分析我國工業結構調整和技術進步對污染減排的影響，本文采用我國2001－2010年工業行業SO2和工業煙塵兩種主要廢氣排放量的數據進行了建模分析。模型計算結果見表1。

從表1可以看出，除了在2003年有所增加之外，工業SO2排放量基本呈現逐年遞減的態勢，但減排幅度波動較大。在各種影響效應中，經濟規模效應(EG)對工業SO2的排放產生了正向的促進作用;而結構效應(DS)、生產技術效應(GT)和污染治理技術效應(AT)，雖在個別年份有所波動，但總體上產生了負向的抑制作用，即在一定程度上促進了污染減排，改善了工業環境污染狀況。

進一步分析發現，規模效應在2004年達到最大值后雖略有下降，但整體始終處于高位，對工業SO2排放的促進作用十分顯著且巨大。但另一方面，由于工業SO2各年的總排放量在波動中持續降低，表明一定存在其他因素在污染減排中起到了主導作用，并在很大程度上抵消了規模效應的促進作用。如圖1所示，結構效應、生產技術效應和污染治理技術效應均對工業SO2的排放起到了抑制作用，雖然結構效應和生產技術效應在個別年份有所波動。結構效應在2003－2006年間波動較為劇烈，2006年后結構效應有減小趨勢，表明工業結構的調整過程并未平穩進行，其中依然存在結構變化不合理等現象，還需進一步加強調整力度，并增強結構調整的合理性與科學性;與此同時，結構效應對SO2排放的抑制趨勢也十分清晰，表明我國工業結構的調整總體上順應于污染減排的要求，趨勢較為樂觀。生產技術效應在2003－2006年間也出現劇烈波動，2006年后趨于平穩，且抑制作用較強。生產技術效應的波動可解釋為“回彈效應”，生產技術的進步通過提高能源的利用率以減少能源總量的使用，從而導致生產過程中廢氣排放量的減少;然而生產技術進步同樣會促進對能源產生新的需求，部分抵消了對能源使用的減少，進而抵消了生產中廢氣排放量的減少。相比之下，污染治理技術進步對SO2減排的減排效應最大，且逐年持續增加，可見污染治理技術效應是工業SO2減排中的主導因素。

表1 模型計算結果

圖1 工業SO2減排的效應值

各因素對工業煙塵的減排效應與工業SO2基本相同。工業煙塵的排放量在2003年達到最大值之后，亦出現了逐年遞減的趨勢。規模效應促進了工業煙塵的排放量，而結構效應、生產技術效應和污染治理效應均在不同程度上降低了工業煙塵的排放，即促進了工業煙塵的污染減排的實現，并在很大程度上抵消了經濟規模的正效應。

4 結論

本文借鑒Levinson和李斌等提出的模型，將環境污染的影響分為規模效應、結構效應、生產技術效應和污染治理技術效應。通過對36個工業行業SO2和工業煙塵兩種主要廢氣排放數據進行統計描述和實證分析，結果表明:與2001年相比，雖然中國工業生產總值增長了6倍多，但2010年工業SO2排放量只增加了8.90%，而工業煙塵排放量降低了35.53%。這主要歸功于我國工業結構的調整，生產技術水平和污染治理技術水平的提高，其中在工業SO2和工業煙塵的減排過程中，污染治理技術效應起到了主導作用，生產技術效應次之;同時生產技術進步對工業氣體的減排具有“回彈效應”。結構效應的作用稍有局限且在一定程度上具有波動性，但對污染減排的積極作用十分明顯，表明我國工業結構的調整仍然存在速度過慢、不合理等因素，但結構調整的方向與污染減排的要求基本一致，且前景較為樂觀。工業規模的擴張在很大程度上阻礙了我國工業廢氣的污染減排，但此抑制作用在很大程度上被結構效應、技術進步等因素的促進作用所抵消。

(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.經濟結構、技術進步與環境污染—基于中國工業行業數據的分析［J］.財經研究，2011，(4):112－122.

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

［4］蔡昉，都陽，王美艷.經濟發展方式轉變與節能減排內在動力［J］.經濟研究，2008，(6):4－11.

［5］沈可挺，龔健健.環境污染、技術進步與中國高耗能產業—基于環境全要素生產率的實證分析［J］.中國工業經濟，2011，(12):25－34.

［6］李姝.城市化、產業機構調整與環境污染［J］.財經問題研究，2011，(6):38 －43.

［7］陳詩一.節能減排與中國工業的雙贏發展:2009－2049［J］.經濟研究，2010，(3):129－143.