工业结构调整、技术进步与污染减排

原毅军 谢荣辉

(大连理工大学经济学院，辽宁大连116024)

改革开放以来，伴随着经济的快速发展，中国工业粗放型增长导致的单位产出能耗高企和大气环境质量恶化的问题越来越突出，环境污染的负外部性严重影响了人们的生产和生活。另一方面，近年来极端气候频繁出现，温室气体的排放引起了全球各国的高度重视。面对减排压力，国家环境保护“十二五”规划中明确指出要积极探索代价小、效益好、排放低、可持续的环境保护新道路，加快建设资源节约型、环境友好型社会。

本文借鉴 Levinson［1］和李斌等［2］提出的分解分析方法，采用2001－2010年中国工业面板数据，研究了中国工业规模变化、工业结构调整和技术进步对工业废气污染减排的影响。

1 文献综述

经济增长和环境质量之间的关系是国内外学者较早关注的重要议题。Grossman和Krueger研究表明，环境质量并未对经济增长产生负效应，然而随着一国人均收入水平达到特定的临界点，经济增长对环境的影响将从负效应转变为正效应［3］。蔡昉等认为提高收入与环境改善之间确实存在相关关系，但是被动等待库兹涅茨转折点的到来已无法应对日益增加的环境压力，而需要依靠政府的决心和激励力度［4］。沈可挺，龚健健的研究结果表明:高耗能产业的环境全要素生产率增长主要由技术进步推动，同时我国当前高耗能产业的生产率存在较大的改进空间［5］。

与此同时，产业结构的调整和技术进步作为两大减排手段，也得到国内外学者的重点研究。产业结构的调整能够降低高污染行业的比重，而技术进步能提高自然资源的利用率。李斌、赵新华认为技术进步在节能减排过程中占据了主导地位，而工业经济结构的变化对工业废气减排的作用效果不明显［2］。李姝的研究表明产业结构调整在解决环境污染问题方面确实发挥了一定的作用［6］。陈诗一对中国工业污染减排的损失和收益进行了模拟分析，发现污染减排起初会造成较大潜在生产损失，但这种损失会逐年降低，最终将低于潜在产出增长［6］。

现有的相关研究提供了经济增长、产业结构、技术进步与环境污染及污染减排关系的理论基础和实证支持，但是综合研究经济增长、产业结构和技术进步对污染减排贡献程度的文献并不多见。另外，将技术进步量化区分为生产技术进步和污染治理技术进步的文献也较少。本文在已有研究的基础上，将对污染减排的影响分解为规模效应、结构效应、生产技术效应和污染治理技术效应，并综合研究四种效应指标对污染减排的贡献度。

2 模型建立及指标数据选取

2.1 模型建立

目前，国内外环境经济学家认为，环境污染排放总量的变化主要取决于三个因素，即经济规模、产业结构和技术进步。从数量关系来看，工业污染物的实际排放总量(P)等于各工业部门的实际排放量(pi)之和。

式中，n为部门数。根据 Levinson［1］和李斌等［2］的模型，式(1)可进一步表述为污染实际排放总量(P)等于工业生产总值(V)、工业各行业生产总值占工业总产值的比重(θi=vi/V)与各行业污染排放强度(zi=pi/vi)的乘积。

将zi进一步分解为:

其中，wi表示工业部门i在生产过程中未经治污技术处理的排放量;wi/vi表示未经治污技术处理的单位产值污染量，其大小衡量了生产技术的高低，比值越小表示每实现一单位产值产生的污染越少，即生产技术越先进;pi/wi表示各工业部门的实际污染排放量与其未经治污技术处理的污染量的比率，用以衡量污染治理技术水平，其取值范围是［0，1］:当pi/wi=0时，表示污染治理技术最高，生产过程中的污染物将全部得到治理，污染排放为0;当pi/wi=1时，表示对生产过程中污染物的治理无效，污染排放为1。

为了简化分析，公式(2)可变为:

其中，Si=wi/vi，Ji=pi/wi。

式(3)的矩阵形式为:

其中，P为工业污染实际排放总量，θ和J均为n×1阶矩阵，分别表示工业各行业产值占工业总产值的比重和单位污染实际排放量。Sn为n×n阶对角矩阵，其主对角线上的元素由n×1阶矩阵S中的元素组成，S表示未经治污技术处理的单位产值污染量。

采用Levinson［1］的微分方法，对式(4)做如下分解:

式(5)将污染排放的增量分解为四个部分。第一部分代表规模效应(EG)，解释了在保持基期产业结构和技术水平不变的情况下，经济规模对污染减排的影响;类似地，第二部分代表结构效应(DS)，解释了工业结构调整对污染减排的影响;第三部分解释了基期经济规模和产业结构不变的情况下，生产技术进步对污染减排的影响，称为生产技术效应(GT);第四部分为污染治理技术效应(AT)，表示污染治理技术进步对污染减排的影响。

2.2 数据及变量处理

2.2.1 行业的选取及调整

由于《中国统计年鉴》在2000年之前关于工业按行业分废气排放量的数据统计中只划分了十几个工业部门，相比2000年之后的新分类标准相差较大。为了尽可能保证数据的完整性和真实性，本文选取了2001－2010年的相关工业行业数据，数据来源于历年《中国统计年鉴》和《中国经济普查年鉴》。为了保证各统计指标中行业分类的一致性，将“工艺品及其他制造业”、“废弃资源和废旧材料回收加工业”、“其他采矿业”、“木材及竹材采运业”和“其他行业”删除，不作为工业行业列入。最终，本文选定36个工业行业作为研究的范围。

2.2.2 指标数据说明

工业污染实际排放总量(P):采用工业废气实际排放总量来表示。中国统计年鉴中工业废气主要有三种:工业SO2、工业烟尘和工业粉尘。因工业粉尘分行业的排放数据缺失较多，因此本文只采用工业SO2排放总量和工业烟尘排放总量数据进行分析，排放强度数据亦同。

工业经济规模(V):采用工业生产总值来表示。本文采用《中国经济普查年鉴》提供的2008年工业分行业主要经济指标的全部工业口径数据和规模以上口径数据，计算规模以上分行业总产值占全部工业总产值的比值作为调整依据，并以分行业工业品出厂价格指数进行平滑。

工业经济结构(θ):采用工业中各行业产值占工业生产总值的比重来衡量。

工业生产技术水平(S):采用工业各行业单位产值所产生的未经治污技术处理的污染排放总量来表示。其中，未经治污技术处理的污染排放总量等于工业污染实际排放量与去除量之和。

工业污染治理技术水平(J):采用工业各行业污染实际排放量与未经处理的污染排放总量之比来表示。

3 模型计算及结果分析

3.1 工业废气排放的统计描述

在进行模型分析之前，首先对所有指标数据进行简要的统计分析。

2001－2010 年，工业总产值逐年大幅度增长，由2001年的102 105.32亿元增至2010年的709 798.62亿元，增加了5倍多。在这段时间内工业SO2排放量和工业烟尘排放量在2006年同时达到最大值后，开始呈现下降趋势。相比2001年的排放量，2010年工业SO2排放量只增加了8.90%，而工业烟尘排放量降低了35.53%。另一方面，我国工业SO2和工业烟尘的去除量呈现出递年快速增长的趋势，2010年工业SO2去除量比2010年增长了近4倍，2010年工业烟尘去除量比2001年增长了2倍。然而尽管如此，在经济高速增长的情况下，工业废气的绝对排放水平依然很高。

由我国工业各行业的生产总值和废气排放的相关统计数据可知，工业行业中产值最大的行业是通信设备、计算机及其他电子设备制造业，其年均产值为29 394.78亿元，年均比重达到9.70%;而最小值为水的生产和供应业的880.20亿元，年均比重仅为0.36%。工业各行业的年均产量为3 635.65亿元，远远小于最大值和最小值的平均值，说明各工业行业的产值分布不均，绝大多数工业行业总产值低于平均值。

从SO2和工业烟尘年均排放量来看，SO2和工业烟尘排放量最大的行业均为电力、热力的生产和供应业，而年均SO2排放量最小的行业是文教体育用品制造业，工业烟尘排放量最小的行业是水的生产和供应业。工业废气的排放主要集中于电力、热力的生产和供应业，非金属矿物制品业和黑色金属冶炼及压延加工业等几个行业，表明工业废气的排放在行业中分布亦十分不均。

从生产技术和污染治理技术的平均水平来看，生产技术进步对减少工业SO2和工业烟尘排放量影响最为显著的行业均为通信设备、计算机及其他电子设备制造业，而影响最小的是电力、热力的生产和供应业;相比之下，污染治理技术进步对工业烟尘减排影响最为显著的行业为电力、热力的生产和供应业，表明电力行业的污染治理技术进步已取得较好的成果，然而此行业废气排放的绝对水平依然居于各行业之首。另一方面，木材加工制造业、家具制造业、黑色金属冶炼等行业的污染治理技术进步对废气减排的作用相对较小，因此这些行业的污染治理技术水平需进一步提高和改进。整体上，工业废气排放越多的行业，其生产技术和污染治理技术水平相对越低。

以上分析说明，产业结构的不断调整以及技术的不断进步，可以有效促进工业废气减排，改善工业环境状况。

3.2 模型计算

为进一步具体分析我国工业结构调整和技术进步对污染减排的影响，本文采用我国2001－2010年工业行业SO2和工业烟尘两种主要废气排放量的数据进行了建模分析。模型计算结果见表1。

从表1可以看出，除了在2003年有所增加之外，工业SO2排放量基本呈现逐年递减的态势，但减排幅度波动较大。在各种影响效应中，经济规模效应(EG)对工业SO2的排放产生了正向的促进作用;而结构效应(DS)、生产技术效应(GT)和污染治理技术效应(AT)，虽在个别年份有所波动，但总体上产生了负向的抑制作用，即在一定程度上促进了污染减排，改善了工业环境污染状况。

进一步分析发现，规模效应在2004年达到最大值后虽略有下降，但整体始终处于高位，对工业SO2排放的促进作用十分显著且巨大。但另一方面，由于工业SO2各年的总排放量在波动中持续降低，表明一定存在其他因素在污染减排中起到了主导作用，并在很大程度上抵消了规模效应的促进作用。如图1所示，结构效应、生产技术效应和污染治理技术效应均对工业SO2的排放起到了抑制作用，虽然结构效应和生产技术效应在个别年份有所波动。结构效应在2003－2006年间波动较为剧烈，2006年后结构效应有减小趋势，表明工业结构的调整过程并未平稳进行，其中依然存在结构变化不合理等现象，还需进一步加强调整力度，并增强结构调整的合理性与科学性;与此同时，结构效应对SO2排放的抑制趋势也十分清晰，表明我国工业结构的调整总体上顺应于污染减排的要求，趋势较为乐观。生产技术效应在2003－2006年间也出现剧烈波动，2006年后趋于平稳，且抑制作用较强。生产技术效应的波动可解释为“回弹效应”，生产技术的进步通过提高能源的利用率以减少能源总量的使用，从而导致生产过程中废气排放量的减少;然而生产技术进步同样会促进对能源产生新的需求，部分抵消了对能源使用的减少，进而抵消了生产中废气排放量的减少。相比之下，污染治理技术进步对SO2减排的减排效应最大，且逐年持续增加，可见污染治理技术效应是工业SO2减排中的主导因素。

表1 模型计算结果

图1 工业SO2减排的效应值

各因素对工业烟尘的减排效应与工业SO2基本相同。工业烟尘的排放量在2003年达到最大值之后，亦出现了逐年递减的趋势。规模效应促进了工业烟尘的排放量，而结构效应、生产技术效应和污染治理效应均在不同程度上降低了工业烟尘的排放，即促进了工业烟尘的污染减排的实现，并在很大程度上抵消了经济规模的正效应。

4 结论

本文借鉴Levinson和李斌等提出的模型，将环境污染的影响分为规模效应、结构效应、生产技术效应和污染治理技术效应。通过对36个工业行业SO2和工业烟尘两种主要废气排放数据进行统计描述和实证分析，结果表明:与2001年相比，虽然中国工业生产总值增长了6倍多，但2010年工业SO2排放量只增加了8.90%，而工业烟尘排放量降低了35.53%。这主要归功于我国工业结构的调整，生产技术水平和污染治理技术水平的提高，其中在工业SO2和工业烟尘的减排过程中，污染治理技术效应起到了主导作用，生产技术效应次之;同时生产技术进步对工业气体的减排具有“回弹效应”。结构效应的作用稍有局限且在一定程度上具有波动性，但对污染减排的积极作用十分明显，表明我国工业结构的调整仍然存在速度过慢、不合理等因素，但结构调整的方向与污染减排的要求基本一致，且前景较为乐观。工业规模的扩张在很大程度上阻碍了我国工业废气的污染减排，但此抑制作用在很大程度上被结构效应、技术进步等因素的促进作用所抵消。

(编辑:刘照胜)

［1］Levinson A.Technology，International Trade，And Pollution From US Manufacturing［J］.American Economic Review，2009，99(5):2177－2192.

［2］李斌，赵新华.经济结构、技术进步与环境污染—基于中国工业行业数据的分析［J］.财经研究，2011，(4):112－122.

［3］Grossman G M，Krueger A B.Economic Growth and The Environment［R］.NBER Working Paper 4634，1994.

［4］蔡昉，都阳，王美艳.经济发展方式转变与节能减排内在动力［J］.经济研究，2008，(6):4－11.

［5］沈可挺，龚健健.环境污染、技术进步与中国高耗能产业—基于环境全要素生产率的实证分析［J］.中国工业经济，2011，(12):25－34.

［6］李姝.城市化、产业机构调整与环境污染［J］.财经问题研究，2011，(6):38 －43.

［7］陈诗一.节能减排与中国工业的双赢发展:2009－2049［J］.经济研究，2010，(3):129－143.