王喜平，王素靜

（華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理系，河北保定 071000）

溫室氣體尤其是二氧化碳排放所引起的氣候變暖問題備受關(guān)注，如何有效降低碳排放是目前各國(guó)政府環(huán)境政策的重中之重。中國(guó)于2020 年9 月提出“30 60”目標(biāo)，即2030 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和。鋼鐵行業(yè)作為高碳排放行業(yè)，是我國(guó)31個(gè)制造業(yè)門類中碳排放量最大的行業(yè)，占全國(guó)碳排放總量的15%左右。面對(duì)碳達(dá)峰、碳中和等時(shí)代命題，鋼鐵行業(yè)必須盡快實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，完成日益嚴(yán)峻的碳減排任務(wù)。

碳交易政策是目前國(guó)際社會(huì)公認(rèn)的減少碳排放、緩解氣候變暖的有效工具。中國(guó)在2013 年年末和2014 年年初先后在七個(gè)省市開始碳交易試點(diǎn)，電力、鋼鐵、有色等行業(yè)由于其高碳排放特征，被強(qiáng)制納入第一批試點(diǎn)行業(yè)。然而，碳交易政策對(duì)于鋼鐵行業(yè)是否適用，其碳減排效應(yīng)如何還需要進(jìn)一步評(píng)估。為了更全面準(zhǔn)確地衡量碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)的減排效果，本文用碳排放效率代替碳排放總量進(jìn)行研究。分析碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的影響，不僅有助于促進(jìn)鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展，也為全國(guó)碳交易市場(chǎng)的建設(shè)和完善提供數(shù)據(jù)支持和理論參考。

1 文獻(xiàn)綜述

隨著碳減排壓力增大，關(guān)于碳交易政策的研究也不斷豐富。國(guó)內(nèi)外碳交易市場(chǎng)發(fā)展并不同步，但研究成果大同小異。在研究方法上，主要采用可計(jì)算一般均衡（CGE）模型和雙重差分（DID）方法。CGE 模型由于內(nèi)部設(shè)計(jì)復(fù)雜難以跟蹤其作用機(jī)制，而DID 能夠更準(zhǔn)確地反映出相對(duì)真實(shí)的政策效果，近年來被廣泛應(yīng)用于碳交易政策的研究。在研究結(jié)論層面，主要側(cè)重于碳交易政策的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)［1-2］和環(huán)境效應(yīng)［3-4］。部分學(xué)者進(jìn)一步對(duì)碳交易政策的影響機(jī)制進(jìn)行研究［5-6］。除國(guó)家層面以外，也有部分學(xué)者研究碳交易政策在具體行業(yè)的實(shí)施效果。孫振清等［7］運(yùn)用PSM-DID 模型分析發(fā)現(xiàn)碳交易政策顯著提高了試點(diǎn)地區(qū)工業(yè)綠色發(fā)展效率。然而，碳交易政策對(duì)不同產(chǎn)業(yè)部門的減排效應(yīng)往往存在明顯差異［5，8-9］。Shen 等［9］利用結(jié)構(gòu)建模方法確定了影響建筑業(yè)碳交易機(jī)制實(shí)施的因素，并解釋了因素之間的復(fù)雜關(guān)系。基于可計(jì)算一般均衡(CGE)模型，張倩［10］研究了中國(guó)建立碳交易制度對(duì)建筑業(yè)的影響。Zhang 等［11］建立CGE 模型分析不同ETS 配額分配方案對(duì)電力行業(yè)的影響，確定了我國(guó)電力行業(yè)配額分配方案的最佳選擇。

工業(yè)部門中，水泥、礦產(chǎn)、電力和鋼鐵行業(yè)的自由配額相對(duì)短缺［12］，參與交易市場(chǎng)可能會(huì)增加這些企業(yè)的生產(chǎn)成本［13］。然而，水泥和電力行業(yè)由于減排成本相對(duì)較低，可以通過大量出售配額來實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化［14］。與之相比，碳減排成本較高的鋼鐵行業(yè)必須大量購(gòu)買配額［15］。Tao［16］建立了一個(gè)具有隨機(jī)因素的兩層規(guī)劃模型，研究碳排放交易機(jī)制下的鋼鐵最優(yōu)生產(chǎn)問題。Hidalgo 等［17］提出了一種遞歸世界仿真模型（ISIM），分析了碳交易對(duì)鋼鐵行業(yè)的潛在影響。Demailly 等［18］量化了歐洲排放交易計(jì)劃對(duì)鋼鐵行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、產(chǎn)量和盈利能力兩個(gè)方面的影響。Duan 等［19］構(gòu)建了兩階段動(dòng)態(tài)博弈模型，發(fā)現(xiàn)碳交易政策有利于鋼鐵行業(yè)經(jīng)濟(jì)水平和減排水平的提高。

已有研究普遍認(rèn)為碳交易政策具有顯著的碳減排效應(yīng)，本文在已有文獻(xiàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展和創(chuàng)新：（1）現(xiàn)有研究主要從國(guó)家層面出發(fā)，本文聚焦于高碳排放的鋼鐵行業(yè)，運(yùn)用DID 方法探討碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的影響，從行業(yè)層面為碳交易政策的碳減排作用提供了有力證據(jù)。（2）關(guān)于碳交易政策的碳減排效應(yīng)，現(xiàn)有研究主要分析碳交易政策對(duì)碳排放總量和碳排放強(qiáng)度的影響，而碳排放效率較少涉及。本文運(yùn)用包含非期望產(chǎn)出的SBM 模型測(cè)算鋼鐵行業(yè)碳排放效率，豐富了鋼鐵行業(yè)碳減排的相關(guān)研究。（3）考慮到鋼鐵行業(yè)特點(diǎn)，本文以技術(shù)水平、能源強(qiáng)度和能源結(jié)構(gòu)作為中介變量，進(jìn)一步探討碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳減排的作用機(jī)制。

2 方法與數(shù)據(jù)

2.1 研究方法

2.1.1 非期望產(chǎn)出的SBM 模型

由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）方法忽視了投入產(chǎn)出的松弛性問題，導(dǎo)致效率值可能有所偏差。為此，本文利用包含非期望產(chǎn)出的SBM 模型對(duì)中國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放效率進(jìn)行測(cè)度［20］。模型表示如下：

2.1.2 雙重差分方法

雙重差分方法（DID）通過設(shè)置處理組和對(duì)照組來分析碳交易政策實(shí)施的凈效應(yīng)，既考慮了個(gè)體差異，也考慮了時(shí)間效應(yīng)，能夠在很大程度上減少內(nèi)生性問題，從而得到對(duì)政策效果的相對(duì)真實(shí)評(píng)估。本文處理組為北京、天津、上海、重慶、湖北和廣東6 個(gè)試點(diǎn)省份，其余23 個(gè)非試點(diǎn)省份視為對(duì)照組，并將2014 年作為政策沖擊年份，即2014 年以前作為非試點(diǎn)期，2014 年及以后為試點(diǎn)期。為防止遺漏變量，在模型中加入控制變量，建立模型如下：

在模型式（2）的基礎(chǔ)上建立模型如式（3）進(jìn)行平行趨勢(shì)假設(shè)檢驗(yàn)：

式中，Treati×Yt表示碳交易政策試點(diǎn)省份的虛擬變量，當(dāng)年份為且省份為試點(diǎn)地區(qū)時(shí)，取值為1，否則為0。若2006—2013 年Treati×Yt表的系數(shù)不顯著，則說明滿足平行趨勢(shì)假設(shè)。

此外，本文還考察了邊際動(dòng)態(tài)效應(yīng)檢驗(yàn)，即隨著時(shí)間的推移，碳交易政策是否對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率具有持續(xù)顯著的影響。2014—2016 年的交互項(xiàng)系數(shù)表示碳交易政策的邊際動(dòng)態(tài)效應(yīng)：

2.1.3 中介效應(yīng)模型

為進(jìn)一步探索碳交易政策對(duì)對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的影響路徑，本文構(gòu)建中介效應(yīng)模型，考察碳交易政策是否通過促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、降低能耗強(qiáng)度、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)來提高鋼鐵行業(yè)碳排放效率。中介效應(yīng)模型表示如下：

中介效應(yīng)模型的基本思路是：首先對(duì)模型式（5）進(jìn)行回歸，檢驗(yàn)碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的影響，回歸系數(shù)顯著則說明政策效果顯著，否則停止中介效應(yīng)檢驗(yàn)。其次，對(duì)模型式（6）進(jìn)行回歸，檢驗(yàn)碳交易政策是否影響中介變量，如果系數(shù)顯著，說明碳交易政策對(duì)中介變量具有顯著影響。最后，同時(shí)加入碳交易變量和中介變量，對(duì)模型式（7）進(jìn)行回歸，和分別反映了碳交易政策和中介變量對(duì)的直接和間接影響，若顯著同時(shí)的絕對(duì)值低于，則說明中介效應(yīng)存在。

2.2 變量和數(shù)據(jù)

核心解釋變量為碳交易政策（Treat×Y）?？刂谱兞堪ń?jīng)濟(jì)發(fā)展水平（城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員平均工資，）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（第二產(chǎn)業(yè)比重，）、技術(shù)水平（R&D 人員全時(shí)當(dāng)量，）、對(duì)外開放程度（進(jìn)出口總額與GDP 比值，）、環(huán)境規(guī)制（環(huán)境治理投資總額占GDP 比重，）、能源強(qiáng)度（單位GDP 所消耗的電力能源，）。此外，中介變量為技術(shù)水平、能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)（天然氣和電力在能源消費(fèi)總量中的占比，）。

本文采用2006—2017 年中國(guó)29 個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)（由于數(shù)據(jù)缺乏，海南、西藏、港澳臺(tái)地區(qū)除外）。原始數(shù)據(jù)主要來源于《中國(guó)鋼鐵工業(yè)年鑒》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》。

3 實(shí)證分析

3.1 碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的影響

在進(jìn)行DID 估計(jì)時(shí)，為保證估計(jì)系數(shù)的穩(wěn)健性，分別考察在不加入和加入控制變量、省份固定、省份時(shí)間雙固定情況下的回歸結(jié)果。表1 顯示，無(wú)論是否加入控制變量，或者是否時(shí)間固定和省份固定，的系數(shù)在大小和方向上未發(fā)生根本性改變。由此可得，碳交易政策都顯著提升了試點(diǎn)地區(qū)鋼鐵行業(yè)碳排放效率，促進(jìn)了鋼鐵行業(yè)碳減排。列（4）顯示碳交易政策的實(shí)施使得試點(diǎn)地區(qū)的平均提高了12.6%。目前，我國(guó)已參與碳交易試點(diǎn)的鋼鐵企業(yè)粗鋼產(chǎn)量占全國(guó)1/7，企業(yè)通過開展MRV、碳核查培訓(xùn)等基礎(chǔ)能力建設(shè)，在節(jié)能降碳方面已經(jīng)取得初步成效。從控制變量來看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的提高具有顯著的負(fù)向影響，技術(shù)水平則表現(xiàn)出促進(jìn)作用，而環(huán)境規(guī)制、對(duì)外開放程度影響不明顯。

表1 碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的影響

3.2 平行趨勢(shì)檢驗(yàn)和動(dòng)態(tài)效應(yīng)分析

由于碳交易政策的實(shí)施是一個(gè)持續(xù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整的過程，有必要檢驗(yàn)碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的動(dòng)態(tài)邊際影響。由表2 可知，在碳交易政策實(shí)施之前，2010—2013 年的系數(shù)不顯著，且都在0 值附近上下波動(dòng)，表明鋼鐵行業(yè)碳排放效率水平不存在明顯差異，總體上滿足平行趨勢(shì)假設(shè)，即運(yùn)用DID 方法進(jìn)行估計(jì)是合理的。從邊際動(dòng)態(tài)效應(yīng)回歸結(jié)果可知，無(wú)論是否加入控制變量，2014—2017 年的系數(shù)都顯著為正，進(jìn)一步證實(shí)了本文的研究結(jié)論，說明碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率具有顯著持續(xù)的推動(dòng)作用。此外，絕對(duì)值從2014 年的12.7%到2017 年的16.2%，說明這種促進(jìn)作用有所增強(qiáng)。值得注意的是，在碳交易政策實(shí)施的第二年，的系數(shù)及顯著性有微弱的下降。究其原因，碳交易試點(diǎn)由于實(shí)施年份較短，相應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)則和配套政策不完善，存在信息不對(duì)稱、核查不統(tǒng)一、交易不流動(dòng)和違規(guī)處罰不嚴(yán)格等缺陷。總體上，碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳減排的促進(jìn)作用表現(xiàn)出隨著時(shí)間推移而逐漸增強(qiáng)的態(tài)勢(shì)。

表2 平行趨勢(shì)檢驗(yàn)和邊際動(dòng)態(tài)效應(yīng)

3.3 反事實(shí)檢驗(yàn)

為消除省份選擇的偶然性，保證估計(jì)結(jié)果的穩(wěn)健性，本文進(jìn)行反事實(shí)檢驗(yàn)。隨機(jī)選取6 個(gè)非試點(diǎn)省份作為處理組，構(gòu)建“假”的碳交易政策試點(diǎn)虛擬變量，檢驗(yàn)該“假”虛擬變量對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的影響是否顯著。如果虛擬變量的系數(shù)顯著，則本文的DID 估計(jì)結(jié)果值得懷疑；反之，則說明本文結(jié)論是穩(wěn)健的。通過三次隨機(jī)抽樣，本文選取了三組省份，檢驗(yàn)結(jié)果見表3。由表可知，無(wú)論是否加入控制變量，三組交互項(xiàng)的系數(shù)均不顯著，這說明構(gòu)建的“假”政策試點(diǎn)虛擬變量未能提高鋼鐵行業(yè)碳排放效率，進(jìn)而驗(yàn)證了本文結(jié)果的穩(wěn)健性。

表3 反事實(shí)檢驗(yàn)

3.4 地區(qū)異質(zhì)性分析

考慮到中國(guó)各區(qū)域發(fā)展極不平衡導(dǎo)致政策實(shí)施效果往往具有差異，因此本文進(jìn)一步對(duì)地區(qū)異質(zhì)性進(jìn)行分析。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的標(biāo)準(zhǔn)將中國(guó)劃分為東、中、西三大區(qū)域，基于模型式（2）分別對(duì)不同地區(qū)進(jìn)行估計(jì)，結(jié)果見表4。東西部地區(qū)的系數(shù)均比較顯著，而中部地區(qū)則不顯著，這說明碳交易政策的實(shí)施效果具有地區(qū)異質(zhì)性，其中，西部地區(qū)效果最明顯，東部地區(qū)次之，中部地區(qū)則沒有顯著影響。西部地區(qū)地理位置偏僻，經(jīng)濟(jì)落后，但自然資源豐富，使得西部地區(qū)在碳減排方面具有很大的上升空間。東部地區(qū)改革開放早，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)且第三產(chǎn)業(yè)占比較高，擁有先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和管理制度，在減排方面的上升空間相對(duì)較小。中部地區(qū)在經(jīng)濟(jì)和資源方面都沒有明顯優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致減排效果不佳。

表4 地區(qū)異質(zhì)性分析

3.5 中介效應(yīng)分析

首先對(duì)技術(shù)水平的中介效應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。表5 中列（1）為模型式（4）的回歸結(jié)果，的系數(shù)在1%的水平下顯著為正，說明碳交易政策顯著提高了鋼鐵行業(yè)碳排放效率。列（2）為模型式（5）的結(jié)果，的系數(shù)顯著為正，說明碳交易政策促進(jìn)試點(diǎn)地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新。列（3）為模型式（6）的結(jié)果，與的系數(shù)都顯著為正。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，在加入技術(shù)水平這一中介變量后，的系數(shù)絕對(duì)值小于第（1）列對(duì)應(yīng)的系數(shù)值，表明技術(shù)水平這一中介效應(yīng)成立，即碳交易政策通過促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新而提高鋼鐵行業(yè)碳排放效率。在碳交易體系下，鋼鐵企業(yè)會(huì)加大研發(fā)投入，推動(dòng)低碳技術(shù)升級(jí)，提高能源利用效率，從而減少購(gòu)買配額成本。同時(shí)，碳減排成本較低的企業(yè)為了增加賣出碳配額的收益，也會(huì)不斷進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造。

表5 中介效應(yīng)檢驗(yàn)

最后，對(duì)能源結(jié)構(gòu)的中介效應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。列(1)保持不變，列(6)中的系數(shù)顯著為負(fù)，說明政策的實(shí)施改善了能源結(jié)構(gòu)，即增加了清潔能源比重。列(7)中，和的系數(shù)都顯著為正，同時(shí)的系數(shù)絕對(duì)值小于列(1)，說明碳交易政策可以通過調(diào)整能源結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的提高。鋼鐵行業(yè)作為高碳排放企業(yè)，對(duì)化石能源的消耗較大，在碳市場(chǎng)機(jī)制下，其環(huán)境成本將被內(nèi)部化，即碳排放成本增加，這將倒逼鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)向使用清潔能源（例如天然氣），進(jìn)而使得能源結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，達(dá)到碳減排目標(biāo)。

4 結(jié)論與政策建議

本文聚焦于鋼鐵行業(yè)，考察了碳交易政策的實(shí)施對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的影響?；?006—2017年中國(guó)29 個(gè)省市的面板數(shù)據(jù)，首先利用包含非期望產(chǎn)出的SBM 模型測(cè)算鋼鐵行業(yè)碳排放效率，然后運(yùn)用DID 模型分析了碳交易政策是否能夠提高鋼鐵行業(yè)碳排放效率進(jìn)而促進(jìn)碳減排，并采用三組反事實(shí)檢驗(yàn)來驗(yàn)證估計(jì)結(jié)果的穩(wěn)健性。此外，還考察了碳交易政策效果在中國(guó)三大區(qū)域的異質(zhì)性。最后，建立中介效應(yīng)模型，探討碳交易政策的影響路徑。本文主要結(jié)論如下：

中國(guó)的碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率具有持續(xù)顯著的促進(jìn)作用，使得鋼鐵行業(yè)碳排放效率平均提升了12.6%。但碳交易政策對(duì)鋼鐵行業(yè)碳排放效率的促進(jìn)作用表現(xiàn)出明顯的地區(qū)異質(zhì)性，西部地區(qū)最明顯，東部地區(qū)次之，中部地區(qū)則沒有顯著影響。中介效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果顯示，碳交易政策可以通過促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、降低能源強(qiáng)度、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)來促進(jìn)鋼鐵行業(yè)碳排放效率。此外，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與鋼鐵行業(yè)碳排放效率呈顯著負(fù)相關(guān)，環(huán)境規(guī)制、對(duì)外開放程度的作用則不明顯。

基于上述結(jié)論，本文提出以下建議：

（1）推進(jìn)碳交易政策的實(shí)施，完善鋼鐵碳交易體系。針對(duì)鋼鐵行業(yè)特點(diǎn)，應(yīng)加快建立基于焦化、燒結(jié)、煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、電爐煉鋼等主要碳排放工序的基準(zhǔn)線法配額分配方式。此外，加快制定涵蓋鋼鐵生產(chǎn)全過程的碳足跡核算方法，從企業(yè)層面對(duì)碳配額進(jìn)行考核管理。

（2）因地制宜，碳交易政策的實(shí)施應(yīng)充分考慮地區(qū)異質(zhì)性，在促進(jìn)碳減排的同時(shí)兼顧鋼鐵行業(yè)發(fā)展。為了縮小各地區(qū)鋼鐵行業(yè)碳減排效應(yīng)的差距，應(yīng)結(jié)合各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和資源稟賦，注重碳交易政策設(shè)計(jì)的公平性。

（3）加大研發(fā)投入，促進(jìn)鋼鐵行業(yè)低碳技術(shù)及產(chǎn)品的研發(fā)創(chuàng)新。積極推動(dòng)氫等低碳冶金技術(shù)的突破，以及碳捕集、利用及封存等低碳技術(shù)的應(yīng)用。提高清潔能源比重，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，降低能源強(qiáng)度，鋼鐵企業(yè)應(yīng)積極利用天然氣等清潔能源的開發(fā)和利用。