张国兴,崔艳芳
(华北水利水电大学 管理与经济学院，河南 郑州 450046)
全球变暖已经严重威胁到人类的生存，二氧化碳排放是地球变暖的主要原因之一，如何提升碳排放效率已经成为亟待解决的问题。中国的碳排放主要来源于工业，而工业碳排放又主要来源于制造业。在工业化和城镇化进程中如何准时交出高质量的“双碳”答卷，成为河南省必须要面对和解决的重大问题，研究河南省制造业碳排放效率及其影响因素具有重要的现实意义。
近年来，学术界对碳排放效率的研究主要集中在测算方法及其影响因素。
目前，常用来测度碳排放效率的方法主要有两种，即数据包络分析方法(DEA)和随机前沿分析方法(SFA)。王莉等采用超效率SSBM-DEA模型测算了中国各省的二氧化碳排放绩效，发现中国的碳排放绩效不同地区之间具有较大的差异性，且这种差异性呈现逐年扩大的趋势[1]。郗永勤等采用包含非期望产出的SBM模型，实证分析发现中国工业碳排放效率整体水平较低，且呈现不稳定的状态[2]。张广泰等运用含有非期望产出的超效率SBM模型对中国建筑业的碳排放效率进行测算，发现其呈现“东高西低”的特征，且随着时间的推移呈现“M”型曲线的走势[3]。张慧等采用随机前沿分析对中部六省资源型城市的碳排放效率进行测算，发现中部六省资源型城市的碳排放效率存在明显的时空差异性，其中河南省和湖南省排放效率最高，江西省效率提升最快[4]。张德钢利用固定效应面板随机前沿模型验证市场分割会显著降低碳排放效率[5]。
许多学者对碳排放效率的影响因素展开了分析。曲晨瑶等以制造业为例研究了碳排放效率的影响因素，认为环境规制对不同碳排放效率的行业的影响结果不同，而禀赋结构对其均有负向的影响[6]。王凯等通过对中国旅游业碳排放效率的分析发现，旅游业的规模、产权结构以及居民的受教育程度对碳排放效率产生影响，行业规模和居民的受教育程度对旅游业碳排放有正向影响，而产权结构对其有显著负向影响[7]。李晨等对中国省域渔业的碳排放效率进行了分析，结果表明对外开放程度和产业结构对渔业的碳排放效率有正向的影响，而禀赋结构与其呈现负向的关系[8]。曾冰以长江经济带的渔业为对象对碳排放效率进行分析，发现对外开放水平对其有负向影响[9]。王鑫静等对不同城镇化水平的118个地区的碳排放效率的影响因素进行分析，研究发现信息化水平和科技创新水平对碳排放效率有正向影响，对外开放水平和工业占比对其有负向影响[10]。
通过已有研究发现，虽然当前对行业碳排放的研究已经较为全面，但其研究范围多集中于全国和区域层面，对碳排放大省的研究较为不足，对河南省碳排放的研究更是少见。我国各个地区间地理、资源、环境等条件差异显著，单独研究河南省碳排放对其实现“双碳”目标具有重要意义。作为制造业大省，河南省制造业碳排放对其节能减排目标的实现具有重要影响。因此，本文探究河南省制造业碳排放效率及其影响因素，以期为河南省碳减排方案提供决策依据。
(一)超效率SBM模型
传统的DEA模型没有考虑到投入和产出松弛性的问题，且对有效的决策单元测算出的效率值均为1，导致经常会出现多个决策单元的效率值均为1的情况，无法判断决策单元哪一个更优，一旦出现这种情况将会陷入无法进一步分析的困境，而超效率SBM模型有效地避免了这些问题。因此，在综合考虑各种因素后，本文参考郗永勤等的研究[2]，使用超效率SBM模型来测算河南省制造业的碳排放效率。
本文从能源、劳动力和资本角度选取3个投入指标，选取期望产出和非期望产出作为产出指标，详见表1。
表1 河南省制造业碳排放效率评价指标体系
(二)回归模型构建
1.计量模型
为了研究河南省制造业碳排放效率的影响因素，本文构建计量模型进行相关检验。考虑到影响碳排放效率的因素有很多，本文借鉴已有研究选取企业规模、环境规制、产权结构、禀赋结构以及产业结构5个影响因素，构建计量模型如下:
lnefficit=α+β1lnscalit+β2lnenvirit+β3lnstrucit+
β4lnendowit+β5lnindusit+ξit。
(1)
式中：下标i、t分别表示行业和年份；
α表示常数项；
β表示变量系数；
ξ表示残差。
2.解释变量说明
第一，企业规模(scal)。规模越大的企业越具有资源优势，且具有较强的创新研发和应对风险的能力，可以有效促进碳排放效率的提升；
然而，企业规模越大，内部组织结构越臃肿，内部协调成本越高，不利于碳排放效率的提升[11]。本文将企业规模定义为规模以上工业企业主营业务收入与企业单位数的比值。
第二，环境规制(envir)。一方面，环境规制意味着企业要投入大量的资金，导致企业生产成本大幅增加，竞争优势减弱，面对严格的环境规制，高污染行业的生产方式更加不集约化，不利于碳排放效率的提升；
另一方面，环境规制会激励企业进行技术创新，进而优化生产流程、提升生产效率，可以有效促进碳排放效率提升[12]。本文借鉴已有学者的研究[6]，将环境规制定义为规模以上工业企业主营业务收入与能源消费总量的比值，比值越大表示环境规制措施越严格。
第三，产权结构(struc)。与私营企业相比，国有企业的资源浪费现象更为严重，技术创新能力不足，因此在促进碳排放效率提升方面缺乏优势；
然而，国有企业在规模经济上具有显著优势，其优势的充分发挥将促进碳排放效率的提升[6]。本文将产权结构定义为国有及国有控股工业企业主营业务收入与规模以上工业企业主营业务收入的比值。
第四，禀赋结构(endow)。禀赋结构表示资本投入和劳动投入的比例，禀赋结构上升说明企业正在由劳动密集型逐步向资本密集型产业转型[6]，与劳动密集型产业相比，资本密集型产业在能源使用效率方面较为落后，一定程度会上抑制碳排放效率的提升；
然而，资本密集型企业具有技术创新优势，节能减排技术的研发能有效促进碳排放效率的提升[13]。本文将禀赋结构定义为规模以上工业企业固定资产投入与全部从业人员人数的比值。
第五，产业结构(indus)。由于不同行业在能源结构、能源需求以及技术水平等方面的差异比较明显，因此不同的产业结构对制造业碳排放效率的影响也不同[14]。本文将产业结构定义为各制造业的工业增加值与所选制造业工业增加值总和的比值。
(三)数据选取
制造行业的碳排放主要来源于化石能源的消耗，因此本文选取原煤、焦炭、原油、柴油和燃料油5种主要化石能源来测算制造业的碳排放量，具体计算公式如下[15]：
(2)
式中：CO2i表示i行业的二氧化碳排放总量；
Nij表示i行业在一定时期对能源j的消费量；
gi表示第j种能源的标准煤折算系数；
hj表示第j种能源的碳排放系数。由于统计年鉴中各行业的能源消耗数据均以实物消耗量表示，因此需要先将实物消耗量转化为标准煤消耗量，最后计算二氧化碳的排放量。其中，所选取能源折算成标准煤的系数及碳排放系数参考已有研究[16]。
本文选取河南省29个制造业行业为研究对象，投入指标、产出指标能源消耗数据以及回归面板数据均来源于《河南统计年鉴2011—2020》。
本文采用规模报酬不变的超效率SBM模型对数据进行处理，测算河南省制造业各行业2010—2019年碳排放效率值。根据测算结果可以发现河南省各制造行业的碳排放效率存在较大的差异，2010—2019年均碳排放效率区间为0.458～0.909。其中，石油加工、炼焦及核燃料加工业，烟草制品业，计算机、通信和其他电子设备制造业，黑色金属冶炼和压延加工业，有色金属冶炼及压延加工业5个制造行业的效率最高，均值为0.806；
而碳排放效率最低的5个制造行业分别为造纸及纸制品业，其他制造业，食品制造业，木材加工及木、竹、藤、棕、草制品业和化学纤维制造业，均值为0.475。从以上测算结果可知，研究所涉及的制造行业碳排放效率的均值均未实现DEA有效，制造业整体碳排放效率不高，且行业之间差距明显，碳排放效率最高的行业和最低的行业之间存在45.1%的提升空间。
根据碳排放效率的测算结果可知，河南省制造业不同行业之间的碳排放效率存在较大差异。本文通过聚类分析，将选取的29个制造业行业按其碳排放效率的高低分为高效率、中效率和低效率3类，结果见表2。
根据表2的聚类结果可以看出，碳排放效率较高的行业占比1/5左右，这些行业多以资本密集型为主，资本密集型行业的初始投资规模大，有雄厚的资金实力和较强的创新能力，在生产技术创新和工艺流程优化方面具有天然优势。因此，该类行业在节能减排的约束下，有能力积极研发并使用绿色先进的生产技术和污染防治技术，实现二氧化碳排放量的减少以及碳排放效率的提升。而低效率行业占比将近1/2，其中大多属于传统制造业，以劳动密集型行业为主。对比资本密集型产业，劳动密集型产业的规模较小，经济实力不足和技术水平落后的特点尤为突出，多数劳动密集型行业的生产过程并没有过高的技术要求，而是通过雇佣劳动力来扩大产能和收益，对创新意识及能力要求不高，因此在创新方面严重落后，生产过程中环境污染问题严重，导致碳排放效率水平较低。
表2 制造业行业分类
图1为分类制造业碳排放量及碳排放效率变化趋势。由图1可知2010—2019年各效率区间的行业碳排放量整体呈现递减的趋势，主要原因是河南省制造业积极响应国家节能减排的号召，不断加强环境规制力度，并取得了较为可观的成效。然而由2010—2019年的碳排放效率变化趋势可知，高、中、低效率行业的碳排放效率均呈现波动下降的趋势，与郗永勤等对中国工业行业碳排放效率的研究结果基本一致[2]，这说明目前河南省制造业的碳排放量的降低主要原因是化石能源使用量的减少，而非节能减排技术的进步。
图1 分类制造业碳排放量及碳排放效率变化趋势
(一)影响因素分析
本文首先对解释变量做多重共线性检验[17]，结果显示各解释变量的方差膨胀因子皆小于10，说明解释变量之间不存在多重共线性(详见表3)。其次，对面板数据做F检验和Hausman检验，二者的检验结果均显示拒绝原假设，即固定效应回归结果更优，因此本文选取固定效应模型估计河南省制造行业碳排放效率的影响因素(详见表4)。
由表4回归结果可知：环境规制的回归系数为正，且在1%水平上显著，说明加强环境规制能促进河南省制造业碳排放效率的提升，分析可知环境规制能够促使企业加强对生产工艺优化及减污技术研发的投入，以提升行业的碳排放效率；
禀赋结构的回归系数为负，说明禀赋结构对河南省制造行业碳排放效率的提升产生一定的抑制作用，这与以往学者的研究结论相同[2]，但回归结果不显著，根据现实情况可能因为河南省制造业对能源依赖过于严重，所以禀赋结构的变化对碳排放效率影响并不显著；
产权结构的回归系数为负，且在10%水平上显著，说明产权结构提高不利于河南省制造业碳排放效率的提升，产权结构提升说明国有经济的占比增加，回归系数为负表明国有经济的市场活力和创新能力不足、能源的利用效率不高等因素制约了碳排放效率的提升；
企业规模的回归系数为正，且在10%水平上显著，说明企业规模的扩大可以促使河南省制造业碳排放效率的提升，这与以往学者的研究结论相同[6]，主要原因在于大企业能够充分发挥其规模经济优势，提升自身的抗风险能力和研发能力，进而促进碳排放效率的提升；
产业结构的回归系数为负，且在1%水平上显著，说明产业结构的提升会抑制河南省制造业碳排放效率的提升，本文将产业结构定义为各制造业的工业增加值占比，即表明工业增加值占比的提高不利于碳排放效率的提升，产值越高的行业对能源的依赖程度越高，即使具有较大的规模，绿色创新投入不足也会导致资源利用率较低，抑制碳排放效率的提升。
表3 变量的统计描述
表4 碳排放效率影响因素基本回归结果
(二)稳健性检验
为确保实证结果的稳健性，本文进一步作了混合回归(POLS)、随机效应(RE)以及可行广义最小二乘法(FGLS)回归结果作为参考。根据表5的回归结果可知，3个参考组的回归结果与基本回归结果基本一致。3个参考组解释变量的回归系数符号与基本回归结果一致，且禀赋结构回归结果依旧不显著，其他解释变量的回归结果的显著性虽不完全一致，但均在10%的水平上显著，充分验证了固定效应回归结果的稳健性以及结论的有效性。
表5 稳健性检验结果
(一)结论
本文通过对河南省29个制造业行业碳排放效率的实证分析，得出以下几点结论。
第一，根据超效率SBM测算结果，河南省制造业2010—2019年均碳排放效率区间为0.48～0.58，说明行业整体的碳排放效率低下。碳排放效率的行业异质性较为显著，2010—2019年年均碳排放效率最高的5个行业的均值比最低的5个行业高出0.33左右。
第二，根据聚类分析，低效率水平的制造行业占比接近1/2，其中大多为以劳动密集型行业为主的传统制造业，经济增长方式较为粗放；
高效率行业仅占1/5左右，这些行业多为资本密集型行业，有雄厚的资金实力和较强的创新能力；
其余为中效率行业，中效率行业具有相对成熟的技术水平，但创新能力方面仍存在一定欠缺。另外，河南省制造业的碳排放量的降低主要原因是化石能源使用量的减少，而非节能减排技术的进步。
第三，根据回归分析结果，企业规模和环境规制对河南省制造业碳排放效率有显著的正向影响，产权结构和产业结构对河南省制造业碳排放效率有显著的负向影响，禀赋结构的影响不显著。
(二)建议
基于以上实证研究结论，本文提出如下建议，以期能为河南省早日实现“双碳”目标提供一定的思路。
第一，扩大企业规模。大企业的创新研发和应对风险的能力相对较强，且扩大企业规模有助于提升企业的技术水平和专业化程度。此外，提高大中型企业在行业中的占比也有利于提高产业集中度，以充分发挥其资源优势，提高资源利用效率。因此，应该扩大大中型企业的占比，充分发挥大企业的规模经济效应和资源优势，从而提高碳排放效率。
第二，加大环境规制力度。更加完善的环境规制能有效促进企业加大对绿色创新的研发投入，重视对创新型人才的培养以及创新能力的提升。目前，河南省制造业的科技发展水平与发达地区相比仍然有很大的差距，在技术创新方面的投资也相对不足，导致碳排放效率迟迟不能得到有效提升，而环境规制可以提高企业对节能减排技术的重视，进而加大在绿色创新方面的投入，提升自身的绿色创新能力。因此，应持续加大环境规制力度，构建科学完善的环境规制体系，不断加大企业在技术创新领域的投资强度，推动企业在污染防治和节能减排等技术方面的研发进程。此外，完善人才培养平台，重视对创新型人才的引进和培养，积极加强与科研机构或高校之间的产学研合作，推动科研成果的顺利转化。
第三，深化国有企业改革。国企改革虽然已有较长的历史，但现阶段国有企业仍存在许多不足，尤其是资源使用方面存在严重的浪费现象，缺乏技术创新动力。因此，应持续深化国有企业改革，加强企业管理，完善企业的激励机制，充分释放国有企业市场竞争力和活力。
第四，加快推进企业绿色化转型进程。碳排放效率低下的子行业数量较多是导致河南省制造业碳排放效率不高且难以提升的一个重要原因。因此，应加快推进低效率行业的绿色转型，大力发展新能源工业和低碳绿色工业，对污染较大的设备进行更新升级，尽早实现制造业的绿色发展，通过发展先进的绿色制造业缓解产业结构给环境带来的不利影响。同时，对碳排放量较高的行业提高准入门槛，不断缩小不同行业之间碳排放效率的差距。
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