產業聚集對中國制造業碳排放效率的影響及其區域差異

曲晨瑤　李廉水　程中華

摘要：基于中國2005～2014年的省級面板數據，研究了產業聚集對中國制造業碳排放效率的影響及其區域差異。理論分析表明：產業聚集可以通過知識溢出、設施共享、人力資本水平提升和競爭加劇促進碳排放效率的提高。實證結果顯示，在控制了對外開放、產權結構和環境規制等條件下，產業聚集能夠顯著促進碳排放效率的提高。分區域比較分析結果表明：東部地區產業聚集的促進作用大于東北部和中西部地區。基于上述結論，提出相應的政策建議。

關鍵詞：產業聚集；制造業；碳排放效率；區域差異

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2017.01.08

中圖分類號：F0629；F1245 文獻標識碼：A 文章編號：1001-8409（2017）01-0034-05

Abstract： Based on Chinese provincial panel data from 2005 to 2014， this paper explores the impact of industrial agglomeration on Chinese manufacturing industry carbon emission efficiency and its regional differences. Theoretic analysis shows that industrial agglomeration can promote the carbon emission efficiency through the ways of having knowledge spillover， sharing facilities， improving human capital level and intensifying competition. Empirical analysis shows that under the conditions of the opening to the outside world， property right structure and environmental regulation， industrial agglomeration can significantly promote the carbon emission efficiency. Regionspecific comparative analysis reveals that the impact of industrial agglomeration on Chinese manufacturing industry carbon emission efficiency in eastern region is greater than the other regions. Based on the above conclusions， it puts forward corresponding policy recommendations.

Key words：industrial agglomeration； manufacturing industry； carbon emission efficiency； regional differences

1文獻回顧與問題提出

新世紀以來，中國經濟快速發展，經濟規模總量越來越大。然而，伴隨著經濟的快速發展，中國自2007年超過美國成為世界第一大碳排放國，碳排放總量占到世界碳排放量的20%，中國政府部門要求與2005年相比，2020年單位GDP碳排放量下降40%～45%，“十二五”規劃也明確要求單位GDP能耗和碳排放量分別降低16%和17%，中國面臨著巨大的碳減排壓力，為了促進節能減排與經濟增長的雙贏，實現經濟又好又快發展，提高碳排放效率成為令人關注的問題。

制造業是中國實體經濟增長的主要來源，也是中國能耗與碳排放的主體， 未來中國制造業必須走節能減排、可持續發展的“綠色制造”道路，過度依賴投入擴張的傳統制造業增長模式是不可持續的，中國制造業發展方式必須從要素擴張型轉變為效率增進型[1]。改革開放以來，產業聚集逐漸成為中國經濟活動的顯著特征，東部地區制造業聚集水平遠高于東北部和中西部地區。我們不禁思考，產業聚集作為中國的主要空間特征，是否會促進制造業碳排放效率提高？產業聚集的差異是否會導致其對碳排放效率的影響差異？

關于產業聚集影響制造業碳排放效率的研究并不多見。Porter指出產業聚集能夠帶來技術進步、技術擴散與競爭效應，進而提高環保技術水平，降低環境污染，促進碳排放效率提高[2]。Cingano等研究意大利制造業聚集，證實聚集可以提高生產率[3]。Hosoe指出產業聚集所帶來的技術擴散和知識外溢為企業運用環保的生產技術提供了可能，從而降低環境污染[4]。劉軍等提出產業聚集帶來MAR外部性和Jacobs外部性，這兩種不同表現形式的知識溢出更有利于技術創新[5]，王群偉等發現技術創新是促進碳排放效率提升最關鍵的因素[6]，這也間接證實產業聚集與碳排放效率之間的關聯。原毅軍等指出產業聚集可促進環境創新和綠色技術溢出，是改善環境效率的一種有效機制 [7]。武俊奎等提出產業聚集可以通過知識和信息外溢、共享基礎設施和資本勞動力市場等渠道來促進全要素生產率提高[8]。許士春等研究發現中國東部地區的碳排放效率最高，中部地區次之，而經濟欠發達的西部地區最低[9]，由于產業聚集水平在東中西部地區呈由高到低的趨勢，表明中國產業聚集程度越高，碳排放效率越高。

上述研究雖然取得了一定成果，但未深入探討產業聚集影響碳排放效率的機理以及影響是否會有區域差異，本文將對此進行深入研究。

2制造業碳排放效率測度及分析

21超效率DEA模型

早期學者多采用單要素指標，如Sun JW提出用碳強度來衡量碳排放效率[10]。近年來，學者多采用全要素指標，如數據包絡分析法（DEA），將二氧化碳（CO2）視為污染物，作為投入要素或者非期望產出，同其他投入產出一起從全要素角度衡量碳排放效率。本文利用超效率DEA模型，按此模型測得的效率值可大于1，可實現對所有效率值大于1的決策單元進行排序，要優于傳統DEA模型。

22研究指標及數據選取

本文中，制造業的CO2排放主要來自于生產過程中的化石能源消耗，運用2005～2014年中國30個省市自治區（因數據缺失，樣本未涵蓋香港、臺灣、澳門和西藏等地區）的煤炭、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然氣共7種能源消費數據進行計算。具體計算公式為[11]：

CO2it=∑（ECijt×EFj）（1）

式（1）中，CO2it為i地區t年的CO2排放總量；ECijt為i地區t年j能源的標準煤消耗量；EFj為j能源的CO2排放系數。由于數據的可獲得性，需要將各能源的實物量轉化為標準煤消耗量，各能源折算標準煤系數來源于《中國能源統計年鑒2014》，CO2排放系數由IPCC（2006）計算得到[11]。

由于污染物與期望產出之間同增同減，類似于傳統生產函數中投入與產出的關系，且DEA要求投入物越少和期望產出越多即為技術越有效，而在碳排放效率評價中自然希望碳排放量越少越好，所以本文借鑒陳詩一的做法[12]將CO2視為投入變量。

本文選取的投入指標為CO2排放量、資本（分地區規模以上工業企業固定資產凈值）、勞動力（分地區制造業從業人數）和能源（分地區能源消費總量），產出指標為分地區規模以上工業企業主營業務收入。選取中國30個省市2005～2014年的面板數據為研究樣本，共300個觀察值。上述各變量數據來自2006～2015年的《中國工業經濟統計年鑒》《中國能源統計年鑒》和《中國統計年鑒》。

23測度結果及分析

采用基于投入導向的規模報酬不變的超效率DEA模型，利用EMS13軟件對數據進行分析，可得中國30個省市自治區、全國和四大區域①碳排放效率測度結果（如表1所示）。

碳排放效率年均值排名前十的依次是廣東、江蘇、內蒙古、天津、上海、山東、北京、浙江、福建和江西。其中，廣東年均碳排放值都處在效率前沿面上，保持碳排放效率有效；江蘇除了2006年外其余均保持有效；上海2011年以后逐漸退出效率前沿面。可以發現，這些省市，除了內蒙古和江西以外，其余均屬于東部地區。內蒙古由于在低碳經濟發展中擁有較豐富的自然資源，可以有效利用資源，發展清潔能源，碳排放效率較高；而江西在中部崛起戰略的推動下，可持續發展能力不斷增強，于2012年進入效率前沿面。碳排放效率年均值最低的是貴州，僅為0453，另外排在后面的還有寧夏、陜西、青海和云南。

從四大區域的碳排放效率圖（如圖2）上看，樣本期間東部碳排放效率始終最高，其次是中部和東北部，兩地區相差不大，最后是西部始終最低。從變化趨勢來看，四大區域的碳排放效率都在緩慢增長，碳排放效率年均值東部最高為0971，其次是中部為0747，再次是東北部為0738，最后是西部為0634。

3產業聚集影響制造業碳排放效率的理論分析

產業聚集主要從以下四個方面影響制造業碳排放效率：

首先，產業聚集可以帶來知識溢出，有利于新知識、新技術的產生和擴散，從而促進碳排放效率提高。產業內MAR溢出和產業間Jacobs溢出均證實在聚集區內知識會流動得更快，更加有利于創新。制造業聚集區為企業使用新技術、新工藝和新管理方法等提供了一個良好的外部環境，通過使用新的資源節約技術和清潔能源等，促進碳排放效率提高。

其次，產業聚集可以帶來設施共享，減少基礎設施重復建設和使用，從而降低碳排放，提高碳排放效率。一方面，制造業聚集區企業可以共享能源供應設施，提高能源利用率，實現節能減排；另一方面，制造業聚集區可以共享環保基礎設施，降低環保成本，減少能耗和碳排放，提高碳排放效率。

此外，產業聚集可以提升人力資本水平，促進碳排放效率提高。一方面，制造業聚集區可以吸引大量高技術專業化人才，提高技術創新能力，促進節能減排，提高碳排放效率。另一方面，制造業聚集區可以吸引大量熟練勞動力，提高勞動生產率和碳排放效率。

最后，產業聚集可以加劇競爭，迫使聚集區企業研發更多的節能環保技術，提高碳排放效率。制造業聚集區內競爭激烈，企業研發與創新速度都比較快，為了更好地走“綠色發展”道路，實現效益最大化，超越聚集區內其他競爭對手，只有加速研發綠色環保技術，提高碳排放效率。

綜上所述，產業聚集可以促進碳排放效率提高，那么產業聚集可以帶來多大的影響，并且影響是否存在區域差異，本文將建立計量模型進行實證研究。

4產業聚集影響制造業碳排放效率的實證分析

41計量模型與數據說明

411計量模型

除了產業聚集以外，對外開放、產權結構和環境規制也會影響碳排放效率。因此，引入上述變量作為控制變量，設定計量模型為：

lnEfficit=α+β1lnAggloit+β2lnOpenit+β3lnIndusit+β4lnEnvirit+ξit（2）

式（2）中，Effic為被解釋變量制造業碳排放效率；Agglo為核心解釋變量制造業聚集水平；Open、Indus和Envir分別為對外開放、產權結構和環境規制；i和t分別為地區和年份；α、β和ξ分別為常數項、變量系數和殘差。

412變量說明

（1）制造業碳排放效率。采用本文中測得的制造業碳排放效率來衡量。

（2）制造業聚集水平。由于國家未發布規模以上工業企業方面的詳細數據，因此借鑒楊洪焦等[13]和安士偉等[14]采取的調整方法，采用改進后的EG指數進行衡量。具體計算公式為：

γ=∑Mm（sm-xm）2/（1-∑Mmx2m）-∑Mm1nm（OutputmOutput）21-∑Mm1nm（OutputmOutput）2（3）

式（3）中，M為地區m的個數，Sm為地區m制造業就業人數與制造業總就業人數的比值，xm為地區m就業人數與全國總就業人數的比值，nm為地區m所擁有的制造業企業單位數，Outputm為地區m制造業主營業務收入，Output為全國制造業主營業務收入，γ值越大，制造業聚集水平越高。

（3）對外開放。出口貿易可以給一個國家或地區帶來創新溢出，出口廠商通過學習和商業聯系獲得技術外溢，使出口國使用更先進的技術，并且擴大的產品市場帶來激烈的國際競爭，督促企業積極創新，提高碳排放效率。本文用出口交貨值與規模以上工業企業主營業務收入的比值來衡量一個地區的對外開放水平，預期會有正向影響。

（4）產權結構。由于國有企業在機構制度上的落后與局限性，使其在技術提升及效率改善方面處在落后地位，而非國有企業得益于組織結構的簡單靈活性，基于利潤最大化會不斷改進技術進行創新，將促進碳排放效率提升。本文用國有及國有控股工業企業主營業務收入與規模以上工業企業主營業務收入的比值來衡量產權結構，預期會有負向影響。

（5）環境規制。隨著我國環境規制力度的加大，將會不斷迫使企業進行技術改革，研發節能減排技術，從而促進碳排放效率提高，借鑒Ben等的研究[15]，采用規模以上工業企業主營業務收入與能源消費總量的比值來衡量環境規制力度，該指標值越大，意味著節能減排效果越明顯，環境規制力度越大。預期會有正向影響。

413數據來源

選取中國30個省級地理單元2005～2014年的變量數據作為樣本，數據來自2006～2015年的《中國統計年鑒》《中國工業經濟統計年鑒》和《中國能源統計年鑒》。

42產業聚集對制造業碳排放效率影響的實證結果

面板數據的估計方法有固定效應（FE）、隨機效應（RE）和可行的廣義最小二乘法（FGLS）。為了消除序列相關性和異方差性，使得到的結果更穩健，一般以FGLS的估計結果為準，利用軟件Stata120分析回歸結果如表2所示。

觀察方程1，解釋變量系數符號與之前預期相符，可以得出結論：

首先，在控制了對外開放、產權結構和環境規制等條件下，產業聚集對制造業碳排放效率有正向影響，且通過了5%的顯著性檢驗，并且當產業聚集度增加1%時，碳排放效率提高0022%，這表明中國制造業可以通過提高聚集度來提高碳排放效率，實現節能減排與經濟增長雙贏，更好地走“綠色發展”道路；其次，對外開放對碳排放效率有正向影響，但未通過顯著性檢驗，這表明中國制造業可以通過積極參與出口和擴大出口量來獲得技術外溢，研發更多環保技術提高碳排放效率；此外，產權結構對碳排放效率影響為負，且通過了10%的顯著性檢驗，并且當國有比重增加1%時，碳排放效率降低0041%，這表明中國制造業應積極鼓勵非國有經濟發展，由市場決定企業優勝劣汰，并督促國有企業研發創新，使用環保技術，提高碳排放效率；最后，環境規制能夠明顯促進碳排放效率提高，且通過了1%的顯著性檢驗，并且當環境規制力度加大1%時，碳排放效率提高0287%，這表明中國制造業可以通過加大環境規制力度來督促企業節能減排，提高能源使用效率和碳排放效率。

43產業聚集對制造業碳排放效率影響的區域差異

由于我國四大區域產業聚集水平差異顯著，為了考察產業聚集對碳排放效率影響的區域差異，借鑒楊浩昌等[16]的做法，引入East虛擬變量，為區域控制變量，采用FGLS進行估計，估計結果如表2方程2所示。可以得出結論：

產業聚集影響制造業碳排放效率的區域差異明顯，東部地區影響系數為0092（區域控制變量系數和其他地區系數之和）

ln Agglo對應0012與East×ln Agglo對應的0080***之和。

，且通過了1%的顯著性檢驗；而東北部和中西部地區影響系數為0012，且未通過顯著性檢驗，這表明東部地區產業聚集的促進作用要明顯高于其他地區。由于東部地區擁有雄厚的經濟基礎、區位優勢、人力資本優勢和政策傾斜，東部地區產業聚集水平較高，更有利于碳排放效率的改善，而其他地區產業聚集水平較低。結合當前東部地區產業聚集水平和碳排放效率明顯高于其他地區的事實，可以推導出，中國區域間碳排放效率的差距將進一步拉大。

44穩健性檢驗

采用區位商[16]來衡量制造業聚集水平，對上述回歸結果進一步做穩健性檢驗。

Aggloit=（Mit/Mt）/（Pit/Pt）（4）

式（4）中，Mit和Pit為地區i在t時刻所擁有的制造業從業人員數和就業人數，Mt和Pt為t時刻全國所擁有的制造業從業人員數和就業人數。該比值越大，制造業聚集程度越高，采用FGLS進行估計，估計結果如表3所示。

比較方程3與方程1，可以發現變量系數符號完全一致，即產業聚集促進碳排放效率提高，這進一步證實了本文的預期，也表明前面的總體回歸結果是穩健的。比較方程4和方程2，可以發現變量系數符號完全一致，這也驗證了之前的分區域回歸結果是穩健的。

5研究結論與政策啟示

本文基于中國2005～2014年的省級面板數據，利用超效率DEA模型對碳排放效率進行測度，然后研究了產業聚集對碳排放效率的影響及其區域差異，可以得出結論：

中國制造業整體碳排放效率2005～2014年穩定上升，東部、中部、西部和東北部地區碳排放效率差異明顯；在控制了對外開放、產權結構和環境規制等條件下，產業聚集顯著促進碳排放效率的提高；對外開放對碳排放效率也有一定促進作用，產權結構對碳排放效率具有抑制作用，環境規制對碳排放效率有明顯促進作用；分區域比較分析發現，東部地區產業聚集對碳排放效率有顯著正向影響，而其他地區的影響較小且不顯著。

根據以上結論，可以得出政策啟示：

首先，建設制造業聚集區。通過提高制造業聚集程度來促進碳排放效率提高；其次，轉移東部產業。由于東部地區制造業聚集水平及其促進作用明顯高于東北部及中西部地區，為了防止區域間碳排放效率的差距進一步擴大，中國政府部門應該制定一些合理的吸引東部地區企業向其他地區轉移的優惠政策，推進制造業在中國四大區域間的合理分布，縮小中心與外圍地區差距；此外，發展中西東北部地區支柱產業。東北部及中西部地區經濟落后，人才技術等資源較為有限，為了提高碳排放效率，應該選擇重點城市，做大做強支柱產業，圍繞支柱產業打造增長極，提高特色制造業聚集水平，從而促進碳排放效率提高；最后，擴大出口量，發展非國有經濟和實施“綠色制造”。各地區尤其是東北部及中西部地區積極參與出口，學習其他國家或地區的先進技術；積極發展非國有經濟，督促國有企業研發創新；加大環境規制力度，嚴格監管企業“綠色制造”，這些措施均可以提高碳排放效率。

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（責任編輯：李鏡）