郭 茹，田博文，呂 爽

(1.同濟(jì)大學(xué) 環(huán)境與科學(xué)工程學(xué)院，上海 200092；2.同濟(jì)大學(xué) 碳中和研究院，上海 200092)

0 研究背景

氣候變化是當(dāng)今全球面臨的重大挑戰(zhàn)之一，推進(jìn)低碳發(fā)展是我國(guó)實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰和2060年碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵。當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了經(jīng)濟(jì)發(fā)展新階段，堅(jiān)持以提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和效益為中心，不斷優(yōu)化升級(jí)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)低碳可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。中國(guó)幅員遼闊，區(qū)域差異大，因此低碳政策的制定和執(zhí)行需要兼顧國(guó)家整體戰(zhàn)略需求和地區(qū)稟賦特色?！笆奈濉逼陂g是我國(guó)推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展、建設(shè)美麗中國(guó)的重要時(shí)期，也是落實(shí)國(guó)家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵時(shí)期。為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，必須科學(xué)測(cè)度不同區(qū)域的碳排放效率，推動(dòng)區(qū)域之間協(xié)同實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。

已有研究中，對(duì)碳排放效率的評(píng)價(jià)往往僅考慮能源消耗因素或經(jīng)濟(jì)因素，效率測(cè)算的科學(xué)性仍有待改進(jìn)和完善。雖然國(guó)內(nèi)外已有學(xué)者采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(Data evelopment analysis，DEA)從全要素視角對(duì)碳效率評(píng)價(jià)進(jìn)行了改進(jìn)，但選擇不同的效率測(cè)算模型，往往導(dǎo)致了不同的研究結(jié)論，尚未形成統(tǒng)一的共識(shí)。本研究對(duì)區(qū)域碳排放效率全要素測(cè)算模型進(jìn)行了改進(jìn)，選擇考慮非期望產(chǎn)出和松弛變量的Slacks-based measure(SBM)模型，構(gòu)建了區(qū)域碳排放效率評(píng)估方法，并應(yīng)用于我國(guó)省域?qū)用娴奶寂欧判史治觥；谇笆龇治鼋Y(jié)果，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)不同區(qū)域碳排放現(xiàn)狀和碳排放效率的差異性，提出了相關(guān)政策建議。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(Data evelopment analysis，DEA)是一種利用線性規(guī)劃方法，用于評(píng)價(jià)多投入、多產(chǎn)出系統(tǒng)中決策單元(Decision making units，DMU)相對(duì)效率，已被廣泛用于健康[1]、航空[2]、銀行[3-4]、交通[5-6]、能源[7]、教育[8]、環(huán)境[9-10]等領(lǐng)域。相較于參數(shù)法，DEA不需要假定具體的函數(shù)形式，可以用來(lái)測(cè)算包含“多投入、多產(chǎn)出”DMU的相對(duì)效率。常見的DEA模型可以分為徑向和非徑向模型，CCR、BBC模型是典型的徑向DEA模型，而基于松弛變量的SBM模型是典型的非徑向模型[11]。采用徑向模型進(jìn)行效率測(cè)算時(shí)，無(wú)效的DMU通過同比例的改變投入或者產(chǎn)出指標(biāo)到達(dá)前沿面的距離，實(shí)現(xiàn)DMU有效。對(duì)于非徑向DEA模型，DMU的投入或者產(chǎn)出指標(biāo)則不需要同比例的增加或者減少。

1.2 單要素和全要素碳排放效率評(píng)估

本研究分別從單要素指標(biāo)和全要素指標(biāo)兩個(gè)視角對(duì)中國(guó)的碳排放效率進(jìn)行評(píng)估。其中，碳排放強(qiáng)度是常用的單要素評(píng)價(jià)指標(biāo)，定義為一個(gè)地區(qū)單位GDP的碳排放量，可以較好地反映CO2排放總量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系。碳排放強(qiáng)度作為反映區(qū)域能源利用效率的指標(biāo)，較低的碳排放強(qiáng)度值表示較高的區(qū)域能源利用效率和較高的碳排放效率。

在單要素評(píng)估基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從全要素視角對(duì)地區(qū)間的碳排放效率進(jìn)行分析，提出改進(jìn)的區(qū)域碳排放效率全要素測(cè)度模型。根據(jù)已有DEA評(píng)估方法的比較分析，選取非期望產(chǎn)出的SBM模型對(duì)我國(guó)30個(gè)省級(jí)行政區(qū)域的碳排放效率進(jìn)行測(cè)算。以勞動(dòng)力、資本存量、能源消耗量作為投入指標(biāo)，以GDP作為產(chǎn)出指標(biāo)，CO2排放量作為非期望產(chǎn)出指標(biāo)，將中國(guó)30個(gè)省級(jí)行政區(qū)作為DMU，構(gòu)建了碳排放效率評(píng)估方法。具體方法如下：

(1)

2 結(jié) 果

2.1 單要素碳排放效率特征

研究計(jì)算了2000～2017年中國(guó)各省級(jí)行政區(qū)的CO2排放強(qiáng)度。其中，中國(guó)各省級(jí)行政區(qū)碳排放數(shù)據(jù)來(lái)自CEADs官網(wǎng)的公開數(shù)據(jù)，GDP數(shù)據(jù)來(lái)自2001～2018年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中的地區(qū)生產(chǎn)總值(折算為2000年不變價(jià))。結(jié)果表明，就單要素碳排放效率而言，區(qū)域碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)“北高南低”“西多東少”的特征。

具體來(lái)說(shuō)，2000～2017年間，除了山西省、海南省和寧夏回族自治區(qū)外，其他省級(jí)行政區(qū)的碳排放強(qiáng)度都在下降。山西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、寧夏回族自治區(qū)和新疆維吾爾自治區(qū)這4個(gè)省級(jí)行政區(qū)的碳排放強(qiáng)度始終處于高位。這些中西部地區(qū)化石燃料豐富，對(duì)重工業(yè)依賴程度高，能源生產(chǎn)和轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的支撐產(chǎn)業(yè)，例如內(nèi)蒙古自治區(qū)煤礦資源的開采、煉焦和新疆維吾爾自治區(qū)油田的加工，存在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不平衡、制造業(yè)過剩、能源利用效率較低、技術(shù)落后的現(xiàn)象，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)導(dǎo)致了高強(qiáng)度的能源消耗，導(dǎo)致碳排放強(qiáng)度居于高位。

相較之下，東部地區(qū)排放強(qiáng)度較低，2017年北京的碳排放強(qiáng)度為0.25 t/萬(wàn)元、上海為0.52 t/萬(wàn)元、廣東為0.59 t/萬(wàn)元，遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平的1.94 t/萬(wàn)元，這些地區(qū)生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平先進(jìn)，碳排放強(qiáng)度的下降主要源于第二產(chǎn)業(yè)比重的不斷下降，經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要來(lái)自于以服務(wù)業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)，對(duì)能源的依賴較小。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，部分省級(jí)行政區(qū)在這期間的碳排放強(qiáng)度變化巨大，例如遼寧省、吉林省和黑龍江東北三省的碳排放強(qiáng)度從2000年的6.22 t/萬(wàn)元、5.27 t/萬(wàn)元和5.29 t/萬(wàn)元下降到2017年的2.20 t/萬(wàn)元、1.42 t/萬(wàn)元和2.23 t/萬(wàn)元；河北省的碳排放強(qiáng)度也由5.07 t/萬(wàn)元下降到1.59 t/萬(wàn)元；貴州省的碳排放強(qiáng)度也由5.07 t/萬(wàn)元下降到1.59 t/萬(wàn)元。江蘇省、廣東省的碳排放量雖然位于全國(guó)前列，但排放強(qiáng)度卻很低。

2.2 全要素碳排放效率特征

基于構(gòu)建的SBM模型對(duì)我國(guó)30個(gè)省級(jí)行政區(qū)的全要素碳排放效率值進(jìn)行測(cè)算時(shí)，由于寧夏回族自治區(qū)缺乏2000～2002年能耗數(shù)據(jù)、海南省缺乏2002年能耗數(shù)據(jù)，考慮到數(shù)據(jù)的一致性，研究時(shí)間尺度調(diào)整為2003～2017年。2003～2017年我國(guó)30個(gè)地區(qū)的碳排放效率測(cè)算結(jié)果見表1。從時(shí)間變化來(lái)看，相較2003年，2017年只有北京市、湖北省、重慶市、四川省和貴州省5個(gè)地區(qū)的效率上升，占比16.67%。從各省級(jí)行政區(qū)效率測(cè)算結(jié)果來(lái)看，2003～2017年各省級(jí)行政區(qū)碳排放效率值高于整體平均值的地區(qū)有13個(gè)，其中只有上海市的效率平均值始終為1；效率值低于整體平均值的地區(qū)有17個(gè)，其中，效率值低于0.3的地區(qū)有4個(gè)，分別是山西省(0.29)、貴州省(0.25)、青海省(0.25)、寧夏回族自治區(qū)(0.18)。

表1 2003～2017年我國(guó)30個(gè)省級(jí)行政區(qū)的碳排放效率Table 1 Carbon emission efficiencies of 30 provinces in China from 2003 to 2017

2003～2017年區(qū)域全要素碳排放效率平均值結(jié)果見圖1。分析發(fā)現(xiàn)，從效率平均值來(lái)看，省域間的碳排放效率差距明顯，只有上海市在2003～2017年間達(dá)到了碳排放有效。在研究期間，碳排放效率最高的地區(qū)是上海市、福建省、廣東省、北京市、江蘇省、天津市等東部地區(qū)。上海市、江蘇省、北京市、廣東省和天津市作為我國(guó)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，以通信和信息設(shè)備制造業(yè)為代表的高科技產(chǎn)業(yè)可以實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，因此碳排放效率處于高水平。福建省的CO2排放效率高主要?dú)w因于工業(yè)化比例低以及現(xiàn)代服務(wù)業(yè)主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在研究期間，CO2排放效率最低的地區(qū)是寧夏回族自治區(qū)、青海省、貴州省、山西省、新疆維吾爾自治區(qū)、甘肅省。就排放效率最低的地區(qū)而言，這些省級(jí)行政區(qū)大多數(shù)位于中國(guó)的西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)，人口密度低、人才稀缺且經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)落后?？偟膩?lái)看，超過一半的省級(jí)行政區(qū)的碳排放效率值低于中國(guó)平均值，多數(shù)區(qū)域還存在很大的效率提升空間和減排潛力。

圖1 2003～2017年區(qū)域全要素碳排放效率平均值Fig.1 Average value of regional total factor carbon emission efficiency from 2003 to 2017

3 政策建議

根據(jù)前述研究結(jié)果，提出以下區(qū)域碳排放效率改進(jìn)建議：

(1)在科學(xué)測(cè)算和綜合統(tǒng)籌的基礎(chǔ)上，通過逐步建立統(tǒng)一碳市場(chǎng)推動(dòng)區(qū)域碳排放協(xié)同治理，發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的主體作用，碳排放效率較高的地區(qū)適當(dāng)增加獲得更多碳排放配額的機(jī)會(huì)，通過地區(qū)間協(xié)同推進(jìn)雙碳目標(biāo)的落地，實(shí)現(xiàn)整體碳效率的提升。

(2)東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人才集中，擁有技術(shù)創(chuàng)新的良好基礎(chǔ)，應(yīng)以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更新和資源配置優(yōu)化為重點(diǎn)，持續(xù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，大力推動(dòng)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展；在提高碳排放效率方面發(fā)揮帶頭示范作用。例如，充分發(fā)揮長(zhǎng)三角地區(qū)對(duì)周邊地區(qū)碳排放效率的正向輻射作用。

(3)中部地區(qū)應(yīng)借助其“聯(lián)通東西”的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與東部地區(qū)的合作交流，積極推動(dòng)先進(jìn)產(chǎn)業(yè)替代落后產(chǎn)能，打好產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的組合拳；合理引導(dǎo)和配置中部地區(qū)制造業(yè)資本投資，鼓勵(lì)外資企業(yè)對(duì)高科技產(chǎn)業(yè)及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)進(jìn)行投資，并努力將中部地區(qū)的中心城市建立成新的碳排放效率正向輻射地區(qū)，帶動(dòng)西部地區(qū)的發(fā)展。

(4)東北部地區(qū)作為老工業(yè)基地，應(yīng)通過繼續(xù)貫徹落實(shí)國(guó)家“振興東北老工業(yè)基地”政策，完善過剩產(chǎn)業(yè)的退出機(jī)制，依規(guī)有序淘汰落后產(chǎn)能；提高核心技術(shù)研發(fā)、制造、系統(tǒng)集成和產(chǎn)業(yè)化能力，提升東北地區(qū)的低碳競(jìng)爭(zhēng)力。

(5)西部地區(qū)應(yīng)嚴(yán)格限制污染密集型企業(yè)發(fā)展，逐步淘汰落后產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)合理化發(fā)展，大力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)；積極吸引先進(jìn)技術(shù)從沿海地區(qū)向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，提升西部地區(qū)的綠色低碳科技水平；同時(shí)加大對(duì)外資企業(yè)投資方向的審查和把控，與外資企業(yè)展開高質(zhì)量、綠色深入的合作。

4 結(jié) 論

準(zhǔn)確地測(cè)算中國(guó)不同區(qū)域的碳排放效率，是推動(dòng)雙碳目標(biāo)導(dǎo)向下區(qū)域協(xié)同治理的基礎(chǔ)。研究構(gòu)建了基于SBM的全要素碳排放效率測(cè)算模型，以資本存量、勞動(dòng)力和能源消耗量為投入指標(biāo)，以地區(qū)生產(chǎn)總值為期望產(chǎn)出，以CO2碳排放量為非期望產(chǎn)出，建立了區(qū)域碳排放效率評(píng)估方法，并分析了我國(guó)30個(gè)省級(jí)行政區(qū)域的碳排放效率特征。結(jié)果表明，我國(guó)多數(shù)省級(jí)行政區(qū)的碳排放效率值低于國(guó)家平均值，各個(gè)區(qū)域總體上還存在很大的提升空間和減排潛力。未來(lái)應(yīng)針對(duì)不同區(qū)域的資源稟賦和低碳發(fā)展優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的主體作用，通過地區(qū)間協(xié)同推進(jìn)雙碳目標(biāo)的落地，實(shí)現(xiàn)整體碳效率的提升。