污染减排与产业结构升级的互动关系研究

污染减排与产业结构升级的互动关系研究

张宝华，原毅军

(大连理工大学经济学院，辽宁大连116024)

[摘要]本文对污染减排与产业结构升级之间是否存在互相作用关系，以及二者之间如何相互作用等一系列重要问题进行实证检验和研究，通过对2009-2012年中国省际面板数据中各地区高技术产业比重和主要污染物排放总量进行格兰杰因果检验，揭示我国产业结构升级与主要污染物排放总量变化二者运动的轨迹，继而对二者相互作用的贡献份额以及互动敏感性进行分析。结果显示二者之间存在相互促进关系，且污染减排对产业结构升级的敏感性更高。最后为我国未来的环境政策和产业政策制定提供一系列参考建议。

[关键词]污染减排；产业结构升级；格兰杰因果检验

[收稿日期]2014-09-02

[基金项目]国家社会科学基金重点项目(11AZD029)；教育部博士点

[作者简介]张宝华(1988-)，男，吉林抚松人，大连理工大学硕士研究生，从事经济系统分析与管理研究.

[中图分类号]F421

一、前言

经过三十多年的壮观增长，中国成为仅次于美国之后的世界第二大经济体，然而在这种飞速发展的“中国奇迹”背后却是经济发展方式的急需转变、产业结构矛盾的日益尖锐和严峻的环境问题。环境污染不仅严重阻碍了中国经济和社会的可持续发展，也成为中国在国际社会利益博弈中的薄弱环节。这使得我们不得不考虑中国污染减排的潜力、内在动力和实施路径。

近年来，我国北方一些地区雾霾天气频现，尽管各地区均采取了一系列措施治理雾霾，但效果甚微，北京地区治理雾霾采取停驶公务用车、改造燃煤锅炉等措施；兰州采取限制燃煤和面源、生态增容等措施治理雾霾，这些措施只能一定程度减轻雾霾的“现象”，并没有透过现象认清雾霾的“本质”，从本质上讲，雾霾天气主要是发展方式粗放、产业结构和能源结构不尽合理造成的，要想彻底消除雾霾天气，需从产业结构上着手，即治理雾霾和减排的潜力和内在动力源于产业结构的调整，“结构减排”作为污染减排的主要途径之一起着至关重要的作用，通过推动产业结构升级，减少高污染行业的比重，并大力发展高端服务业、高技术产业、高端旅游业等清洁型产业，是中国治理雾霾和减排的有力手段。

另一方面，目前我国在产业结构调整过程中出现了大批产能过剩的局面，这些过剩产能生产能力低于行业平均水平，技术水平(包括设备、工艺等)达不到国家法律法规、产业政策所规定标准的生产能力。问题是这些过剩产能的存在又有一定的必要性，其存在解决了一定数量的劳动力就业问题，也在一定程度上维持政府机关的财税收入，如果将这些过剩产能一步剔除，势必造成财税吃紧、失业等一系列问题，因此，寻求循序渐进且行之有效的淘汰落后产能机制显得尤为重要，而从加大环境规制的角度出发，采取多样化的污染减排措施，一方面契合环保绿色的时代主题，一方面通过制定严格排污标准或者实施环境税来倒逼企业转型，保障了企业的退出机制又为企业转型指明了方向，即向低污染、低排放的清洁型方向转变。如此将会逐步解决产业结构调整中的瓶颈问题。

总之，产业结构升级调整可以从源头上减轻污染，而加大污染减排力度又可促进产业结构升级，解决产业结构调整中出现的产能过剩难题，通过这种污染减排与产业结构升级之间的“互动作用”实现绿色发展和高端发展的双赢目标。同样，这种互动理论不仅需要理论论述，更需要实证证明，目前国内外学者对此领域的研究更多集中在理论论述方面，在实证研究和模型选择领域研究较少。本文通过实证研究来确定二者之间是否存在“互动”关系，以及互动的作用强度多大，敏感性多大，对制定产业政策和环境政策有着深远的理论价值和现实意义。

二、文献回顾

经济增长与环境质量之间关系的研究最早由Grossman and Krueger[1]进行研究，其描述的环境库兹尼茨曲线认为人均收入与环境质量之间存在倒U型关系， 但也有外国学者认为环境库兹涅茨曲线并不适用于发展中国家，对于中国实际情况来说，中国正面临前所未有的经济转型时期，同时又不可避免牵涉到环境问题，人均收入这个指标并不能反映发展的质量好坏，以及发展的高度化和结构合理化，相比之下，研究产业结构与环境质量之间的关系更有意义。对于此领域研究，许多国内外学者都提出了不同的观点，Shafik(1994)认为产业结构演进对污染减排可产生显著的正向影响：重化工业的发展将加剧污染排放，而服务业的发展则有利于污染减排的实现[2]；Bruvn和Bergh等(1998)通过对美国、英国、德国和荷兰四国相关污染排放问题的研究，证实污染减排的实现得益于产业结构的调整[3]；Jalil和Feri dum(2011)认为工业比重的降低、金融行业的发展可降低碳排放，因为金融行业的快速发展可为引进新的环保技术及设备提供投资资金[4]；Chunmei等(2011)研究发现中国第三产业的发展是低碳发展的格兰杰原因[5]。

另一方面，对于经济增长与环境质量之间关系的实证研究，国内许多学者采取了不同的计量模型和计量方法，高辉(2009)利用我国1996-2007年29个省、市、自治区的面板数据对我国经济增长和大气污染物排放之间的关系进行实证检验，检验结果显示二者之间存在倒U型关系[6]；蔡坊(2008)利用省际面板数据将人均GDP与二氧化硫进行回归证明人均收入水平与污染物排放之间存在着库兹涅茨曲线[7]，但仍无法证明污染减排与经济增长方式转变存在显著性联系； 余泳泽(2011)采用了二维矩阵的方法，分析了各地区的节能减排路径，并研究了全要素生产率、产业结构调整与升级以及政府采取的激励约束机制对节能减排效率的影响，研究结果显示产业结构优化(第三产业比重衡量)对节能效率提升贡献明显，而对减排效率没有显著影响[8]。

相比较上述学者的研究，本文将经济问题与环境问题之间关系的研究细化，结合中国发展实际，提出产业结构升级与污染减排可能存在互动关系这一理论，另一方面，在实证研究中，选取格兰杰因果检验模型，同时丰富了研究数据，选取2009-2012《中国统计年鉴》、《中国高技术产业统计年鉴》、《中国第三产业统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》和《中国环境统计年鉴》中国各地区省际面板数据进行研究。

三、污染减排与产业结构升级的互动关系假设

对于污染减排问题，从狭义上讲，污染减排是指通过改进生产技术、引进治污设备、优化管理和生产结构调整等手段，广义上讲，实现污染物排放总量减少、改善环境污染状况的过程都可以称之为污染减排过程。污染减排这一过程的实现，一方面是企业根据消费者对绿色产品高涨的需求主动做出调整，也可以是企业为顾及自身形象，获得广大消费者良好的口碑而主动进行减排，还有一种可能是迫于政府规定的减排标准被动的做出减排行为。

另一个研究对象——产业结构升级，首先，产业结构升级是沿着第一、二、三产业优势地位顺向递进的方向演进；其次，沿着劳动密集型产业、资本密集型产业、技术(知识)密集型产业分别占优势地位顺向递进的方向演进；第三，沿着低附加值产业向高附加值产业方向演进；最后是沿着低加工度向高加工度产业演进。从我国整个经济发展史的角度分析，目前我国产业结构升级过程共经历了7个不同阶段，按时间先后分别是以农业为主导的阶段—轻纺工业为主导的阶段—重化工业阶段—低度加工组装型重化工业为主导的阶段—高度加工组装型工业为主导的阶段—第三产业为主导的阶段—信息产业为主导的阶段。这7个不同发展阶段的更替，实现了我国转变经济发展方式、调整产业结构的宏伟目标，摒弃了原有的劳动、资本密集型发展，高投入、高排放、高污染的产业结构逐渐被拥有高技术、高附加值且有发展前景的绿色环保型产业所替代，接下来本文将提及的高技术产业同样具有知识和技术密集、资源消耗少，产品多样化、软件化、批量小、更新换代快和附加值高的特点，因此高技术产业的比重可以成为反映产业结构升级程度的标志之一。

对于污染减排与产业结构升级的相互作用关系，本文提出了如下理论假设(见图1)：

图1　污染减排与产业结构升级互动机制

首先，从产业结构升级带动污染减排的角度分析，随着近几年我国转变经济发展方式，第三产业尤其是高技术产业得到蓬勃发展，其自身的智力性、创新性、战略性、低投入、高收益和环境污染少等优势帮助该类型企业迅速占有大部分市场份额，而原有的高污染高排放企业迫于压力或倒闭或纷纷转型，结果便是污染物排放的减少。

其次，从污染减排作用到产业结构的角度分析，如果污染物的排放降低了，比如工业烟粉尘排放降低，直接带来的是整个气候环境的改善，使得对气候环境要求较高的企业受益，这类企业一般多为知识密集型、环保型、居于产业结构较高层次的企业，诸如带动旅游业、观光、展会的发展等。此外，污染减排作用与产业结构更多的是一种倒逼机制，企业降低污染物排放一般有三种原因：一方面是排污企业的数量减少了，企业向更有发展前景的高技术知识密集型、绿色型方向转变，从而带动产业结构升级；另一种原因是由于自身升级了生产工艺和技术，生产过程中产生的污染物数量降低了，企业通过改进技术改变原有粗放的增长模式，使得产业结构由低附加值结构向高附加值结构升级；第三种减排原因是企业迫于政府规定的减排标准被动降低排污，这种情况下，如果企业不主动采取措施(退出市场、企业转型、自我更新技术)，只能靠减少生产来减少排污，长此以往入不敷出终将被市场淘汰。

除此之外，从企业选择最优生产要素组合的角度出发，将企业生产要素分为环保型要素和非环保型要素(如图2的横纵坐标轴)，前者类似资本、智力、绿色能源等列为环保型要素，而非环保型要素是指矿物资源、化石能源等要素，使用这些要素将产生不利于环保的有害物质。

图中I1曲线为等产量线，AB曲线为实施环境规制之前的等成本线，在既定产量I1下，此时的最佳生产点为两曲线的交点即P1点，当实施环境规制之后，企业将会改变对生产要素的选择，使用非环保生产要素的成本大幅提高，选择环保型生产要素则更有利，此时的等成本线由AB变成CD，最佳生产点由P1变为P2，从图中可以看出，P2对应的环保生产要素远远多于P1，而P2对应的非环保型要素则要少于P1。显然进一步实施环境规制之后企业将使用更多的环保型生产要素，放弃使用一部分非环保型生产要素。这种变化将对整个企业的生产绿色化、产业绿色化产生深远的影响。

由此可见，环境规制作为适应市场经济要求的重要的环境保护政策手段，通过改变企业的产品供给以及生产中的要素选择来减少污染物排放，不仅实现了治理环境污染的目的，对整体产业环境的绿色化产生了一定推动作用，发挥了其在建设资源节约型社会、环境友好型社会中的积极作用。

四、模型建立及指标数据选取

为了从实证的角度验证污染减排与产业结构升级之间的互动关系，本文采取格兰杰因果关系检验方法。该检验方法为2003年诺贝尔经济学奖得主克莱夫·格兰杰(Clive W.J.Granger)所开创，用于分析经济变量之间的格兰杰因果关系。他给格兰杰因果关系的定义为“依赖于使用过去某些时点上所有信息的最佳最小二乘预测的方差”。

本文数据选自2009-2012年《中国统计年鉴》、《中国高技术产业统计年鉴》、《中国第三产业统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》和《中国环境统计年鉴》中国31个省市各地区面板数据。产业结构升级指标拟选取各地区各年份第三产业比重以及高技术产业比重，污染减排指标拟取工业废水排放量，工业化学需氧量排放总量，工业二氧化硫排放量，工业烟粉尘排放量，计算过程中根据其显著程度，对指标会做删减调整。

根据收集的数据情况，2011年我国第三产业比重最高的地区为北京(第三产业占比76.07%)，其次上海、西藏、贵州和海南；而对于全国各地区高技术产业占比则呈现不同态势，其中广东省高技术产业占比44.31%，为全国最高，占广东整体第三产业的98%，其次为江苏、上海和天津，其高技术产业占所有三次产业比重均在20%以上，其中江苏仅次于广东其高技术产业占第三产业93%，值得一提的是我国贵州、西藏等西部地区第三产业比重达到了50%左右，比以往有了大幅提高，而高技术产业均在10%以下，可见西部地区在产业深度和高度化方向还需进一步加强；在污染物排放方面，2008-2011年工业二氧化硫排放平均水平最高的省份依次为山东、河南、河北和山西。均达到了100万吨以上；工业煤炭消耗最高的五个省份为内蒙古、山西、山东、河南和河北，煤炭消耗在25000万吨以上。治污投资方面，江苏、山东、河北、广东和辽宁为投资最高梯队，平均每年治污投资达到300亿元以上，其他省份与之相比均有较大差距。

五、模型计算及实证结果分析

由于进行格兰杰因果检验只需考察两个变量之间的关系，因此首先需要剔除统计意义上不显著的解释变量和被解释变量，使之各剩余一个。本文数据选取类型为短面板数据，豪斯曼检验确定使用随机效应模型。同时根据各个变量的显著性效果，将被解释变量定格为hrate(各地区高技术产业比重)，解释变量经检测选定dust(各地区工业烟粉尘排放量)，从而确定最后格兰杰检验方程如下：

hrateit=dustitβ+ziσ+ui+εit(i=1，2…，t=1，2…)

其中zi为不随时间而变的个体特征，扰动项由(ui+εit)两部分组成，综合互换解释变量与被解释变量两个估计过程，得出如下表1最终估计结果：

表1

格兰杰因果检验结果

从表1中的检验结果可以清晰地看出两个变量之间的关系恰好符合格兰杰因果检验第3种情况，即污染减排与产业结构升级互为格兰杰因果关系。

从贡献份额和敏感度分析的角度估计二者具体的相互作用情况，根据高技术产业比重与烟粉尘排放量之间的拟合曲线，拟合斜率为-4.15e-06，即当工业烟粉尘排放量降低1000吨时，高技术产业比重上升0.415%，考虑到数据各自单位的限制，选取不同的单位会造成图线的趋势和斜率不同，对于本文选取的情况，可以从狭义上认为变化“一单位”的产业结构对污染减排影响幅度较大，即污染减排对产业结构升级的敏感性更高，因此从产业结构升级的一端撬动污染减排力臂更长，效果更明显，这为我国制定高效率的环境政策、产业政策提供了有利帮助。

六、结论及政策建议

本文利用省际面板数据，对污染减排与产业结构升级是否存在相互作用关系，以及二者之间如何相互作用等一系列重要问题进行实证检验和研究，得出如下结论：污染减排与产业结构升级之间互为格兰杰因果关系，污染减排对产业结构升级存在积极的促进作用，而同时产业结构升级也促使污染减排进行，改善生态环境。另一方面，从研究结果中可以看出产业结构升级对污染减排的影响幅度较大，即污染减排对产业结构升级的敏感性更高。国家应根据二者之间的双向互动关系，制定合理的环境政策和产业政策，发挥各自的积极作用，最终达到经济结构合理发展和生态环境优越的双赢目标。

在环境政策方面，除了继续施行严格的排污标准，对没有按规定执行的企业进行严厉处罚外，还可以考虑征收环境税，诸如二氧化碳排放税和二氧化硫排放税，促使企业升级生产工艺转型生产，同时新增的税赋也会使高污染、高排放类型的企业面临繁重财务压力，迫使企业做出结构调整以期带来整个产业环境的变化。

产业规划方面，根据实证结果，污染减排对产业结构升级的敏感性更高，因此从产业结构升级的一端撬动污染减排力臂更长，效果更明显，制定合理的产业政策成为产业与环境作用的重中之重。政府应积极引导新型环保服务业发展，培育一批具有国际竞争力、能够提供高质量环保服务产品的大型企业集团，实现城镇污水、垃圾和脱硫、脱硝处理专业化、市场化，带动整个生态环境朝良好方向发展。其次，发展循环经济，利用先进技术将污染物回收利用，最大限度地减少污染物排放，力争做到排放的无害化。尽可能地以知识投入来替代物质投入，以达到经济、社会与生态的和谐统一，使人类在良好的环境中生产生活，真正全面提高人民生活质量。

[参考文献]

[1]Grossman,Gene and Alan Krueger.Economic Growth and Environment[J].Journal of Economics,1995,(2):353-377.

[2]Shafik N.Economic development and environmental quality:an econometric analysis[J].Oxford Economic Papers,1994:757-773.

[3]Bruyn,van den Bergh JCJM,Opschoor JB.Economic growth and emissions:reconsidering the empirical basis of environmental Kuznets curves[J].Ecological Economics,1998,25(2):161-175.

[4]Jalil A,Feridun M.The impact of growth,energy and financial development on the environment in China:A cointegration analysis[J].Energy Economics,2011,33(2):284-291.

[5]Liu Chunmei,Duan Maosheng,ec al.Research on Causality Relationship of Low-Carbon Development and Industrial Structure[J].Procedia Environmental Sciences,2011,(11):953-959.

[6]高辉.环境污染与经济增长方式转变——来自中国省际面板数据的证据[J].财经学,2009,(4):102-109.

[7]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.

[8]余泳泽.我国节能减排潜力、治理效率与实施路径研究[J].中国工业经济,2011,(5):58-68.

[责任编辑：张晓娟]

Research on the Interaction between Pollution

Reduction and Upgrading of Industrial Structure

ZHANG Bao-hua,YUAN Yi-jun

(School of Economics，Dalian University of Technology，Dalian 116024，China)

Abstract:The mutual relationships between pollution reduction and industrial structure upgrading were studied in this paper,as well as a series of important issues, such as how the interaction between the two, we use 2009-2012 Chinese provincial panel data in various regions of the proportion of high-tech industries and the total discharge of major pollutants,Using Granger causality test revealed traces of industrial structure upgrading and major changes in pollutant emissions, which in turn contribute to the share of the interaction and the interaction between the two sensitivities of analysis. The results indicate that the existence of mutually reinforcing relationship between the two, and pollution reduction for higher sensitivity to upgrade the industrial structure. Finally, a series of reference provided recommendations for future environmental policy and industrial policy-making in China.

Key words:pollution reduction; upgrading of industrial structure; Granger causality test