長三角地區工業碳排放效率時空特征分析

王芳利

(福建師范大學，福建 福州 350117)

0 引言

長三角地區是我國近代民族工業發源地，其碳排放引起的環境問題顯著，對其工業有關碳排放問題的研究，是推動長三角低碳、可持續發展的必由之路[1-3]。關于碳排放效率的研究，主要有以下幾個方面：一是碳排放效率評價測度方面，相關學者多采用全要素數據包絡分析(data envelopment analysis，DEA)。就國內研究而言，蔣自然等[4]運用DEA 模型對碳排放效率進行了相關研究。二是碳排放效率不同工業行業測度方面,相關學者基于不同的視角研究了制造行業[5]、物流行業[6-7]、交通行業[8-9]的碳排放效率。已有大多數研究聚焦于大區域、省際等宏觀尺度，缺少基于城市尺度下的工業行業碳排放效率方面的研究。本文基于長三角地市級數據采用超效率SBM 模型測算了工業行業的碳排放效率，并進行時空特征分析。

1 研究區域與數據來源

1.1 研究區域

長三角地區地處東海之濱，是我國能源消費和碳排放的主體地區[10]，本文選取長三角地區江蘇、浙江、安徽三省的21 個地級市作為研究對象。

1.2 數據來源

相關數據主要來源于江蘇、浙江、安徽三省相關地級市的城市統計年鑒和社會發展統計公報。

2 研究方法與指標選擇

2.1 研究方法

數據包絡分析(DEA)是研究碳排放效率的重要工具，超效率SBM 模型為非徑向，能夠將非期望產出考慮在內，允許效率值大于1，從而對多個有效的決策單元作比較，彌補了標準效率模型的這一局限性，其模型如下：

2.2 指標選擇

本文選取經濟、勞動力、能源三個要素作為投入指標，期望和非期望產出作為產出指標，具體測度指標體系如表1 所示。選擇對應年份的中國區域及省級電網二氧化碳平均碳排放因子乘用電量來衡量工業碳排放量，采用2012 年碳排放因子代替2015 和2020 年的相關缺失數據。

表1 工業碳排放效率測度指標

3 工業及重點行業碳排放效率時空特征分析

3.1 工業時空演化特征

如表2 所示，總體來看2005—2020 年長三角地區工業碳排放效率值呈上升增長趨勢，由 2005 年的 0.458 增 長 至2020 年 的 0.779。2005—2010 年碳排放效率增長快速，碳排放效率值由0.458 上升至0.769，2010—2020 年碳排放效率增長速度逐漸放緩。研究期間碳排放效率均值始終小于1.000，這體現出長三角地區各城市工業在發展中，受到內部結構、技術創新等各種條件的制約，導致碳排放效率較低，同時也說明工業在節能減排方面有較大提升空間，合肥的碳排放效率值最高，處于生產的前沿，這說明合肥工業的投入產出在現有的生產條件和技術條件下達到資源配置最優化，是經濟—資源—環境協調發展的樣板。2005 年長三角地區城市工業碳排放效率空間分布高值區主要集中在西北部(合肥、蕪湖)和東南部(寧波)等市，低值區分散分布在北部(鹽城、南通)和南部(紹興、臺州)，2020 年中部地區主要是高值區，外圍地區為低值區，內部以蘇州、湖州、常州為核心高效城市。整體來看，2005—2020 年碳排放效率高的城市主要是合肥、宣城、臺州、蘇州等注重工業與環境可持續發展的城市。

表2 各地級市工業碳排放效率

3.2 工業重點行業時空演化特征

如圖1 所示，化學原料和化學制品制造業以及燃氣生產和供應業大部分年份碳排放效率均高于1，表明這兩個行業低碳技術水平較高，引領行業高質量綠色低碳發展。電力、熱力生產和供應業以及紡織業碳排放效率的排放趨勢基本一致，碳排放效率在 2005—2015 年穩步上升，2015—2020 年下降趨勢顯著。

圖1 2005—2020 年地級市高碳排工業行業碳排放效率

有色金屬冶煉和壓延加工業的碳排放效率大致可分為兩個階段：2005—2010 年碳排放效率大幅下降；2015—2020 年碳排放效率下降至0.791。石油加工、煉焦和核燃料加工業碳排放效率值處于中等水平。黑色金屬冶煉及壓延加工業和非金屬礦物制品業碳排放效率2005—2020 年碳排放效率值均不高，處于行業間最低層級水平。如圖2 所示，電力、熱力生產和供應業2005 年碳排放效率高值中心分散分布在南京、湖州，2020 年高值區新增合肥市。紡織業2020 年碳排放效率高值區由原來北部的南京、滁州、南通等市南移至合肥、常州等市，由于產業結構調整和經濟增長方式優化，碳排放效率提高。非金屬礦物制品業2020 年高值中心主要位于北部的南通、南京、合肥，低值中心主要分布在中部區域，未發生顯著變化。黑色金屬冶煉及壓延加工業2005 年高值區分散分布，2020 年高值區向北部合肥、南通和西南部安慶等地擴散，低值區南移至寧波、杭州。石油加工、煉焦和核燃料加工業2020 年高值中心集中連片分布在蘇州、南通等市，低值中心新增寧波、紹興等市?；瘜W原料和化學制品制造業2020 年地區碳排放效率發生轉移，高值區向北移至南通、常州等市，低值區未發生顯著變化。有色金屬冶煉和壓延加工業2020 年碳排放效率高值區向合肥、南通擴散，低值中心未發生顯著變化。燃氣生產和供應業2020 年碳排放效率高值區空間布局集中在東北部的蘇州、無錫，低值區新增宣城。

圖2 高碳排工業行業碳排放效率空間特征

4 結論與討論

本文通過超效率SBM 模型，測算了長三角地區工業及重點行業2005—2020 年的碳排放效率，并采用ArcGIS 軟件進行時空演化特征分析，得出結論：長三角地區工業碳排放效率大幅提高，增幅較大，具有高值區集中在西北部( 合肥、蕪湖) 和東南部( 寧波)等市，低值區分散分布在北部(鹽城、南通)和南部(紹興、臺州)的空間特征。2005—2020 年長三角地區工業行業間的碳排放效率差異明顯，化學原料和化學制品制造業以及燃氣生產和供應業碳排放效率一直最高，黑色金屬冶煉及壓延加工業和非金屬礦物制品業這兩個行業碳排放效率處于行業間最低層級水平。2020 年黑色金屬冶煉及壓延加工業，石油加工、煉焦和核燃料加工業，化學原料和化學制品制造業等行業碳排放效率高值區在南通等市，低值區在杭州等市。

未來長三角地區工業低碳發展：

一是先要做到促進產業結構升級，創新驅動工業體制機制的發展，改造傳統重工業城市，提升高端制造業占比，實現綠色轉型。建立市場為導向的創新體系，推進工業清潔生產技術，加快技術向生產力的轉化，大力發展節能環保、低碳智造、新能源、高端裝備制造等戰略性新興產業，提高對高碳排放行業的準入條件。

二是提升工業能源利用效率，建立工業能源管理體系，提高清潔能源的使用。加大對工業環保技術和關鍵共性技術的研發投入，促進工業行業如紡織業、非金屬礦物制品業、化學原料制品業等低碳節能處理技術的發展，形成綠色集約化生產方式。

三是要推動形成區域聯動協調機制，長三角地區應突破省域和市域界限，強化外資企業技術外溢和本土產業聯動，通過推動外資向綠色產業投入，提升外資利用的外溢效應，創新投融資機制實現低碳能源的應用和推廣。