大氣污染治理中的規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)與技術(shù)效應(yīng)

大氣污染治理中的規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)與技術(shù)效應(yīng)

一、引言工業(yè)廢氣是大氣污染的重要組成部分，可能其并非一國(guó)環(huán)境主要污染源，但社會(huì)各界對(duì)于環(huán)境治理的爭(zhēng)論大多始于工業(yè)領(lǐng)域，反對(duì)加大環(huán)境治理力度的人們通常認(rèn)為綠色意味著成本，會(huì)造成工人失業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)積極性受挫、產(chǎn)品價(jià)格上升，等等，因此有必要從理論上厘清在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的情況下是否也能同時(shí)實(shí)現(xiàn)污染物減排。工業(yè)廢氣減排，乃至更廣泛意義上的環(huán)境污染治理并不是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程。20世紀(jì)90年代，Grosman等(1993)提出環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線(xiàn)(EKC)，認(rèn)為污染與收入水平之間遵循倒U形曲線(xiàn)關(guān)系。隨后，Arow等(1995)、Bruyn(1997)、張紅鳳等(2009)開(kāi)始探討其背后的機(jī)制與成因，結(jié)構(gòu)變化、技術(shù)進(jìn)步、需求模式改變和更有效的政府政策法規(guī)等被認(rèn)為是污染下降的主要原因，因此，對(duì)各國(guó)政府而言，采取有效的環(huán)境政策就成為治理大氣污染、促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的必然要求。Bovenbergm等(1995)、Arguedas等(2010)、Muler等(2009)、林伯強(qiáng)等(2010)、李永友等(2008)、陳詩(shī)一(2011)的文獻(xiàn)論證了環(huán)境政策工具的有效性，這些理論研究成果大多聚焦于剖析現(xiàn)有環(huán)境政策工具箱里可能的政策組合及其作用機(jī)理，屬于由因推果，而追本溯源、直接從污染治理的效果出發(fā)剖析成因的相對(duì)較少。前者的好處在于可以評(píng)估現(xiàn)有政策的有效性，后者的好處在于能夠以問(wèn)題為導(dǎo)向，探索新的政策工具或政策組合?；诠I(yè)領(lǐng)域的廢氣排放數(shù)據(jù)，袁野等(2011)、周靜等(2007)、馬玲等(2006)、劉勝?gòu)?qiáng)等(2012)、李小平等(2010)、Adam(1999)、Gilbert(2008)、陳六君等(2004)、Levinson(2009)已經(jīng)開(kāi)始嘗試運(yùn)用投入產(chǎn)出法或分解法剖析工業(yè)污染的成因，這些研究成果大致可分兩類(lèi)：一類(lèi)側(cè)重于分析經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)進(jìn)步、污染治理投資等某一個(gè)或幾個(gè)方面對(duì)工業(yè)污染、尤其是廢氣排放的影響；一類(lèi)側(cè)重于研究某個(gè)特定地區(qū)、一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)特定行業(yè)廢氣污染的分解效應(yīng)。與現(xiàn)有理論文獻(xiàn)相比，本文具備以下三個(gè)特點(diǎn)：一是將整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的廢氣排放作為研究對(duì)象，不再局限于某個(gè)特定地區(qū)或少數(shù)幾個(gè)特定行業(yè)；二是對(duì)傳統(tǒng)意義上大多用于研究能源使用和污染問(wèn)題的分解分析法進(jìn)行了修改，具體表現(xiàn)為，直接從工業(yè)污染物的定義恒等式出發(fā)進(jìn)行效應(yīng)分解分析，而不是把工業(yè)污染物排放量先細(xì)分為各個(gè)子行業(yè)污染排放量之和，然后再進(jìn)行效應(yīng)分解；三是重新定義和詮釋了規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)，既有的研究成果多從產(chǎn)值、份額、污染強(qiáng)度這三個(gè)指標(biāo)變化量的角度分別定義三大效應(yīng)，通常認(rèn)為規(guī)模效應(yīng)不利于污染減排貢獻(xiàn)度，而技術(shù)效應(yīng)則對(duì)污染減排貢獻(xiàn)很大。為了消除單位不統(tǒng)一的影響，本文嘗試從變量變化率的角度定義三大效應(yīng)，并且認(rèn)為三大效應(yīng)都可以對(duì)污染物減排產(chǎn)生積極的貢獻(xiàn)，只是不同歷史時(shí)期由于變量變化率的方向有別，進(jìn)而對(duì)相應(yīng)時(shí)期的污染減排影響有所不同，這個(gè)結(jié)論對(duì)進(jìn)一步完善我國(guó)的環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策具有重大意義，本文就此給出了相關(guān)對(duì)策建議與思考。二、模型與指標(biāo)數(shù)據(jù)選取工業(yè)污染等于工業(yè)增加值乘以工業(yè)污染強(qiáng)度，見(jiàn)式1：其中P、V、φ分別表示工業(yè)污染物排放量、工業(yè)增加值、工業(yè)污染強(qiáng)度，為了進(jìn)一步把經(jīng)濟(jì)中的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素納入模型之中，本文將工業(yè)增加值V進(jìn)行分解，如式2所示，式2中，λ為工業(yè)增加值占GDP的份額，把式2代入式1，得到式3，若要分解出污染排放量變化的具體影響因素，需要對(duì)式3進(jìn)行全微分，如式4所示，式4中，dP、dGDP、dλ、dφ分別表示工業(yè)污染物排放量的變化量、GDP變化量、工業(yè)份額變化量、工業(yè)污染強(qiáng)度變化量，也就是說(shuō)，工業(yè)污染物減排程度受到經(jīng)濟(jì)總量、工業(yè)占GDP份額和工業(yè)污染強(qiáng)度三個(gè)變量的變化幅度影響。在其他條件不變的情況下：GDP的增減反映整個(gè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的變化情況，經(jīng)濟(jì)衰退往往意味著大量企業(yè)倒閉，能源消耗減少，工業(yè)污染物排放量相應(yīng)降低；工業(yè)份額變化反映經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，如果工業(yè)增加值占GDP比重降低，說(shuō)明第三產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)輕型化，也會(huì)使得能源消耗及污染物排放量降低；工業(yè)污染強(qiáng)度的變化反映了工業(yè)生產(chǎn)在多大程度上實(shí)現(xiàn)了清潔高效生產(chǎn)，如果工業(yè)污染強(qiáng)度降低，就意味著工業(yè)領(lǐng)域的節(jié)能環(huán)保技術(shù)進(jìn)步，工業(yè)污染物排放量會(huì)降低，基于此，文中把GDP變化量、工業(yè)份額變化量、工業(yè)污染強(qiáng)度變化量對(duì)工業(yè)污染物減排的影響，分別稱(chēng)之為規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)，為了消除式4中變量單位不統(tǒng)一的影響，進(jìn)而具體量化分析三種效應(yīng)，本文擬采用變量變化率的數(shù)據(jù)，反映在模型中，即式4兩邊同時(shí)除以式3描述的工業(yè)污染物排放總量，得到式5，從式5可以得出，工業(yè)污染物變化率在數(shù)量上等于規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)三者之和。選擇什么樣的指標(biāo)表示工業(yè)污染物排放量?在中國(guó)官方統(tǒng)計(jì)口徑中，工業(yè)污染通常包括工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水、工業(yè)固體廢棄物，即“工業(yè)三廢”。由于工業(yè)廢水和工業(yè)固體廢棄物分別為液態(tài)和固態(tài)，這兩類(lèi)工業(yè)污染物的空間流動(dòng)性以及治理難度通常遠(yuǎn)小于工業(yè)廢氣，而且人們最為關(guān)注的還是空氣質(zhì)量?；诖?，這里選擇用工業(yè)廢氣排放量代表工業(yè)污染物排放量。不同國(guó)家關(guān)于工業(yè)廢氣的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有所不同，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，美國(guó)國(guó)家排放物清單(NaionalEmisionInvenory，NEI)每年定期公開(kāi)發(fā)布4種主要大氣污染物的排放量，即二氧化硫()、二氧化氮()、一氧化碳(CO)、揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatileorganiccompounds，VOCs)。中國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局每年定期發(fā)布的工業(yè)廢氣排放數(shù)據(jù)主要包括三大類(lèi)，即二氧化硫()、工業(yè)煙塵、工業(yè)粉塵。表1給出了1990至2010年我國(guó)三類(lèi)工業(yè)廢氣排放量、GDP以及工業(yè)結(jié)構(gòu)份額的數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1.從表1中可以發(fā)現(xiàn)，從1990年至2010年的21年間，中國(guó)三類(lèi)工業(yè)廢氣排放量變化幅度很大且增減不一，主要表現(xiàn)為二氧化硫排放量略有增加、煙塵和粉塵排放量則明顯下降。圖1刻畫(huà)了過(guò)去21年間中國(guó)三類(lèi)工業(yè)廢氣排放量的變化趨勢(shì)。如圖1所示，過(guò)去21年間，中國(guó)三類(lèi)工業(yè)廢氣排放量波動(dòng)很大且增減不一。由于1997年國(guó)家擴(kuò)大了對(duì)工業(yè)“三廢”排放的統(tǒng)計(jì)范圍，反映在數(shù)據(jù)上，1998年，三類(lèi)工業(yè)廢氣排放量迅速增加，創(chuàng)歷史新高，但這三類(lèi)工業(yè)廢氣增幅不一，排放量較之1997年大幅增加的只有工業(yè)煙塵(增長(zhǎng)71.63％)和粉塵(增長(zhǎng)141.06％)，而工業(yè)二氧化硫排放量?jī)H增加16.9％，因此不能把統(tǒng)計(jì)口徑擴(kuò)大作為解釋這種排放量陡增的唯一原因。1998年以后，工業(yè)煙塵和粉塵排放量逐年下降，而二氧化硫排放量則繼續(xù)增加，直到2006年達(dá)至歷史最高點(diǎn)2234.8萬(wàn)噸后才開(kāi)始有所下降。總體來(lái)看，從1990年至2010年，中國(guó)工業(yè)二氧化硫排放量增加24.79％，工業(yè)煙塵排放量下降54.44％，工業(yè)粉塵排放量下降42.55％，三類(lèi)工業(yè)廢氣排放總量下降18.97％。三、實(shí)證檢驗(yàn)本文采用規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)來(lái)解釋中國(guó)工業(yè)廢氣排放量的變化。測(cè)度技術(shù)效應(yīng)是經(jīng)濟(jì)學(xué)中頗富爭(zhēng)議的研究領(lǐng)域之一，學(xué)界對(duì)此大致持兩類(lèi)觀(guān)點(diǎn)，一類(lèi)是把技術(shù)作為內(nèi)生變量，運(yùn)用內(nèi)生增長(zhǎng)理論研究其影響和決定因素；另一類(lèi)是把技術(shù)作為外生變量，用可以觀(guān)察到的人均產(chǎn)量增長(zhǎng)率減去人均占有資本變化率與產(chǎn)出中的資本份額乘積的差，即所謂的“索洛剩余”，這也是過(guò)去幾十年理論界關(guān)于增長(zhǎng)和生產(chǎn)力研究的核心。這里嘗試運(yùn)用以下三個(gè)步驟測(cè)度并拓展解釋技術(shù)效應(yīng)與中國(guó)工業(yè)廢氣減排問(wèn)題：步驟一：基于式5的理論模型，采用索洛測(cè)度技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)率的方法，將技術(shù)效應(yīng)視為剩余變量，用工業(yè)廢氣排放總量的變化率減去GDP變化率和工業(yè)份額變化率，從而得到工業(yè)污染強(qiáng)度的變化率，并將其視作中國(guó)工業(yè)廢氣減排過(guò)程中的技術(shù)效應(yīng)。依據(jù)表1中右側(cè)三欄的數(shù)據(jù)，即三類(lèi)工業(yè)廢氣排放總量、不變價(jià)GDP、工業(yè)份額，可計(jì)算得出1991至2010年間中國(guó)工業(yè)廢氣排放總量變化率(污染治理)、GDP變化率(規(guī)模效應(yīng))、工業(yè)份額變化率(結(jié)構(gòu)效應(yīng))，結(jié)合式5，又可得到工業(yè)污染強(qiáng)度的變化率(技術(shù)效應(yīng))，詳見(jiàn)表2。從表2可知，1991至2010年的20年中，有12年的工業(yè)廢氣排放量較上一年明顯下降，“十一五”以來(lái)，更是連續(xù)五年實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢氣同比下降，但在過(guò)去的20年中：中國(guó)實(shí)際GDP以年均10.4％的速度持續(xù)增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)規(guī)模迅速擴(kuò)大，工業(yè)廢氣減排過(guò)程中的規(guī)模效應(yīng)始終為正，說(shuō)明在其他條件不變的情況下經(jīng)濟(jì)總量變化使得工業(yè)廢氣排放量顯著增加；有7年的工業(yè)份額同比下降，說(shuō)明第三產(chǎn)業(yè)相對(duì)發(fā)展更快，這些年份中的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整有助于降低工業(yè)廢氣排放總量，總體而言，結(jié)構(gòu)效應(yīng)對(duì)中國(guó)工業(yè)廢氣減排有所貢獻(xiàn)，但并不明顯；除1998年外，工業(yè)廢氣減排過(guò)程中的技術(shù)效應(yīng)始終為負(fù)，說(shuō)明中國(guó)工業(yè)企業(yè)在制造過(guò)程中采用了節(jié)能環(huán)保型的技術(shù)設(shè)備和生產(chǎn)流程(如大量火電廠(chǎng)安裝脫硫設(shè)施)，從而使得工業(yè)廢氣排放總量顯著下降。因此，工業(yè)廢氣減排主要?dú)w功于技術(shù)效應(yīng)，結(jié)構(gòu)效應(yīng)次之，規(guī)模效應(yīng)對(duì)廢氣減排的貢獻(xiàn)為負(fù)。步驟二：借鑒當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)能源強(qiáng)度的測(cè)度方法，即用單位GDP所耗費(fèi)的能源量表示經(jīng)濟(jì)中的能源強(qiáng)度，本文使用單位工業(yè)增加值所對(duì)應(yīng)的廢氣排放量表示工業(yè)中的污染強(qiáng)度，然后將工業(yè)污染強(qiáng)度的變化率(模擬數(shù)據(jù))與步驟一推算出的技術(shù)效應(yīng)(推算數(shù)據(jù))進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而判斷是否可以用單位工業(yè)增加值所對(duì)應(yīng)的廢氣排放量作為工業(yè)污染強(qiáng)度指標(biāo)的近似值。圖2給出了兩種數(shù)據(jù)的擬合狀況。注：技術(shù)效應(yīng)的推算數(shù)據(jù)來(lái)源于表2。技術(shù)效應(yīng)的模擬數(shù)據(jù)根據(jù)表1和歷年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算整理，具體方法是，用表1中三類(lèi)廢氣總量除以用1990年不變價(jià)計(jì)算得出的相應(yīng)年份工業(yè)增加值，從而得到對(duì)應(yīng)年份的工業(yè)污染強(qiáng)度，然后計(jì)算工業(yè)污染強(qiáng)度的變化率即可。其中1998年數(shù)據(jù)是因?yàn)樽?997年底開(kāi)始國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)U大了對(duì)工業(yè)三廢的統(tǒng)計(jì)口徑，表現(xiàn)為當(dāng)年三類(lèi)工業(yè)廢氣排放量迅速增加，進(jìn)而在工業(yè)增加值不變或穩(wěn)定增長(zhǎng)的調(diào)價(jià)下，工業(yè)污染強(qiáng)度也迅速增加。如圖2所示，技術(shù)效應(yīng)的模擬數(shù)據(jù)與推算數(shù)據(jù)無(wú)論是數(shù)值大小，還是變化趨勢(shì)，基本保持一致。1991至2010年的20年間，技術(shù)效應(yīng)的推算數(shù)據(jù)為-9.55％，模擬數(shù)據(jù)為-10.13％，兩者僅相差約0.5個(gè)百分點(diǎn)，因此，可以用單位工業(yè)增加值所對(duì)應(yīng)的廢氣排放量衡量工業(yè)污染強(qiáng)度，然后用工業(yè)污染強(qiáng)度的變化率衡量技術(shù)效應(yīng)。步驟三是嘗試回答這樣的問(wèn)題，如果步驟2的驗(yàn)證結(jié)果是肯定的，那么從過(guò)去20年的時(shí)間跨度來(lái)看的話(huà)，規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)分別能夠從多大程度上解釋中國(guó)工業(yè)廢氣排放量的變化，實(shí)際上，也就是運(yùn)用時(shí)間序列數(shù)據(jù)，采用多元回歸的方法，定量測(cè)度三大效應(yīng)對(duì)工業(yè)廢氣治理的貢獻(xiàn)度問(wèn)題。設(shè)定如下回歸模型，見(jiàn)式6：四、相關(guān)對(duì)策建議與思考工業(yè)廢氣減排是中國(guó)空氣污染治理的重點(diǎn)。過(guò)去20年中，以二氧化硫、煙塵、粉塵為代表的工業(yè)廢氣排放量年度之間變化很大，尤其自進(jìn)入“十一五”以后，呈現(xiàn)出逐年遞減的特征，但目前的工業(yè)廢氣排放總量較20年前并沒(méi)有明顯降低，反而略有回升。根據(jù)模型和實(shí)證檢驗(yàn)的結(jié)果可以看出，在工業(yè)廢氣治理過(guò)程中，技術(shù)效應(yīng)貢獻(xiàn)度最大，規(guī)模效應(yīng)次之，結(jié)構(gòu)效應(yīng)的貢獻(xiàn)度最低。針對(duì)中國(guó)的工業(yè)廢氣減排，本文提出三點(diǎn)對(duì)策建議和思考。第一，提出并落實(shí)單位GDP或工業(yè)增加值污染強(qiáng)度指標(biāo)，發(fā)掘技術(shù)效應(yīng)對(duì)工業(yè)廢氣治理的貢獻(xiàn)。計(jì)量模型中的即為技術(shù)效應(yīng)對(duì)工業(yè)廢氣減排的貢獻(xiàn)度，如果以單位工業(yè)增加值污染強(qiáng)度變化率衡量的技術(shù)效應(yīng)變化1個(gè)百分點(diǎn)，則會(huì)使工業(yè)廢氣排放量的變化幅度增加1.09個(gè)百分點(diǎn)。無(wú)論是政府主導(dǎo)，還是市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，若能引導(dǎo)企業(yè)致力于增加對(duì)節(jié)能環(huán)保類(lèi)技術(shù)設(shè)備的研發(fā)投資，生產(chǎn)制造方式變得更為清潔，從而大幅降低單位工業(yè)增加值的污染強(qiáng)度，這是未來(lái)加強(qiáng)工業(yè)廢氣治理的根本?？紤]到很難在短期實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)前更為急迫的是推廣和落實(shí)單位GDP或工業(yè)增加值污染強(qiáng)度指標(biāo)，尤其是納入對(duì)地方領(lǐng)導(dǎo)人的政績(jī)考核體系中去?！笆晃濉逼陂g，中國(guó)首次提出并落實(shí)單位GDP能耗指標(biāo)，并納入對(duì)地方領(lǐng)導(dǎo)人的政績(jī)考核體系，實(shí)行“一票否決制”，效果較為理想，截至2010年年底，單位GDP能耗較之2005年降低19.1％，基本實(shí)現(xiàn)預(yù)定的20％的節(jié)能目標(biāo)。國(guó)家明確提出“十二五”期間要實(shí)現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放強(qiáng)度下降17％的目標(biāo)。但問(wèn)題在于，國(guó)家提出單位GDP二氧化碳排放強(qiáng)度指標(biāo)的初衷主要是為了積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化，參與全球氣候談判，并非是為了加強(qiáng)國(guó)內(nèi)的環(huán)境污染甚或是大氣污染治理，因?yàn)榧幢闶强諝庵械奈廴疚?，除了二氧化碳以外，還包括二氧化硫、煙塵、粉塵、一氧化碳、氮氧化物，等等。因此，我們建議與單位GDP能耗指標(biāo)相對(duì)應(yīng)，提出并落實(shí)單位GDP或工業(yè)增加值污染強(qiáng)度指標(biāo)，同時(shí)引導(dǎo)地方政府、企業(yè)和居民的最優(yōu)決策，同時(shí)顯著推進(jìn)節(jié)能和減排。第二，把適度放緩經(jīng)濟(jì)增速作為當(dāng)前旨在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展政策的重要著力點(diǎn)。保護(hù)環(huán)境是可持續(xù)發(fā)展的基本要求之一，旨在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的政策就必須以促進(jìn)環(huán)境保護(hù)為重要著力點(diǎn)。計(jì)量模型中的β[，1]即為規(guī)模效應(yīng)對(duì)工業(yè)廢氣減排的貢獻(xiàn)度，值為1。這就意味著，在尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和技術(shù)升級(jí)的條件下，環(huán)境與經(jīng)濟(jì)互為悖論，無(wú)法共贏(yíng)。經(jīng)濟(jì)規(guī)模加速擴(kuò)大會(huì)直接造成工業(yè)廢氣排放量迅速增加，即如果GDP增速上升1個(gè)百分點(diǎn)，會(huì)使工業(yè)廢氣排放量增長(zhǎng)同幅增加。由于存在規(guī)模效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)增速放緩客觀(guān)上利于環(huán)境保護(hù)。長(zhǎng)期以來(lái)，人們通常認(rèn)為對(duì)于一個(gè)像中國(guó)這樣擁有超過(guò)13億人口的大國(guó)而言，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度至少要保持8％以上才能夠保證社會(huì)創(chuàng)造出相應(yīng)的就業(yè)崗位匹配新增的就業(yè)人口，否則，失業(yè)形勢(shì)會(huì)異常嚴(yán)峻進(jìn)而影響社會(huì)穩(wěn)定。正是基于這樣的判斷，每次政府面臨經(jīng)濟(jì)增速下滑，便會(huì)匆忙出臺(tái)一系列致力于“穩(wěn)增長(zhǎng)”的應(yīng)急性政策措施，結(jié)果是穩(wěn)住了經(jīng)濟(jì)，但代價(jià)高昂：