柳州市工业碳排放与产业集聚关系研究

章昌平，邱雪晨，常 玲

（1.桂林理工大学人文社会科学学院，广西　　桂林 541004；2.哈尔滨工业大学　　经济管理学院，哈尔滨 150001；3.广西师范大学经济管理学院，广西桂林 541006）

柳州市工业碳排放与产业集聚关系研究

章昌平1，2，邱雪晨3，常 玲3

（1.桂林理工大学人文社会科学学院，广西桂林 541004；2.哈尔滨工业大学经济管理学院，哈尔滨 150001；3.广西师范大学经济管理学院，广西桂林 541006）

城市是碳排放的主要空间载体，工业是产生碳排放最多的产业部门。柳州市作为广西壮族自治区的工业城市，工业的发展不可避免地产生能源消耗，给能源与资源的储备与自然环境的承载带来一定的压力。如何在兼顾环境保护的前提下保持经济较快增长是目前研究低碳经济的主要目的。应用IPCC关于碳排放的计算方法，计算了柳州市1999—2013年的工业碳排放量和碳排放强度。通过区位熵指数得出柳州市工业产业集聚程度，并利用脱钩模型分析了产业集聚与工业碳排放之间的联动关系，根据实证结果提出相应对策，为柳州发展低碳经济寻找新的切入点：发展循环的低碳经济、扶持中小民营企业发展、优化区域发展格局、提升低碳产业的集聚水平、构建具有竞争力的低碳产业园区。

碳排放；区位熵；脱钩；产业集聚；柳州

0 引 言

在全球气候变暖的背景下，以低能耗、低污染、低排放为特征的“低碳经济”成为全球经济发展的热点，成为各国转变经济发展方式、实现可持续发展的共识［1］。西方发达国家纷纷推进“低碳革命”，大力发展低碳技术，以抢占未来产业发展的制高点，一场以低碳经济为核心的产业革命已经出现，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步［2］。柳州作为广西的工业大市，2014年工业总产值几乎占柳州市生产总值的1/3，大力发展低碳经济具有十分迫切的现实意义。

新经济地理学认为，地域专业化的提升有利于提高地区生产效率，从而促进增长。马歇尔是最早关注产业集聚现象的学者之一，他发现了专业机械和专业人才在产业集聚中具有较高的使用效率。继马歇尔之后，韦伯提出了区位集聚论，他认为，使企业聚集在一起的原因是共享交通、资源、辅助性服务和公共设施的成本节约，并说明了企业是否互相靠近取决于成本。产业集聚作为促进资源优化配置、降低成本的有效方式，大量的学者都论证了产业集聚在提高能源利用效率、减少能源消耗上有较大的积极作用。利用工业能源消耗量及各行业工业企业情况等数据，分析产业集聚与工业碳排放之间的关系，可以为柳州发展低碳经济寻找新的切入点。

近年来，部分学者对产业集聚与碳排放的关系也进行了实证分析：乜敏分析了重庆市产业集聚对经济增长、碳排放的影响程度，用空间基尼系数代表产业集聚水平，发现产业集聚每增加1%，工业碳排放强度将会降低1.149%，并提出产业集聚为碳排放强度的单向格兰杰原因［3-4］；王桂新等以全国283个城市作为研究对象，发现产业集聚对碳排放有“节能效益”和“反弹效应”，产业集聚程度提高1%，城市碳排放下降8.33%～10.57%，城市规模不同，产业集聚对碳排放的影响不同，人口规模等级较高的特大城市相对其他规模等级的城市作用更明显［5］；李宏彪等以中部地区作为实证对象，发现资源密集型产业集聚导致碳排放强度的增加，反之，高新技术产业集聚降低了碳排放强度［6］。

但目前，在产业集聚对碳排放影响方面的研究还很少，多数学者更关注于产业集聚与空气质量、废水排放等环境污染问题的关系研究。闫逢柱等［7］利用工业的废水排放量、二氧化硫排放量及工业烟尘、粉尘排放量等数据，运用面板模型证实了产业集聚对降低环境污染起积极作用。一些国内学者也提出产业集聚引起的工业结构趋同化在一定程度上造成了自然资源的短缺与环境的叠加污染。

1　测量模型

通过测量柳州市的产业集聚程度与碳排放量、碳排放强度，运用脱钩模型分析产业集聚水平与碳排放量的关系。对于个别年份的指标数据缺失的处理，采用平均值填充法。

1.1碳排放量的测算

针对柳州市规模以上工业发展消耗的主要能源，利用联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）［8］推荐的碳排放估算参考方法自行估算。本文采用IPCC的参考方法，根据工业能源消费量（不含原料用途的能源消费——热力和电力）来推算碳排放量，计算公式为

式中：C代表工业的能源消费碳排放量（t）；i代表能源种类；Ei代表工业能源消耗量（实物量，t）；NCV为各类能源的平均低位发热量（IPCC称为净发热值），即每单位能源使用过程产生的热值所排放的碳（kJ/kg）；CEF为单位热值含量的碳排放系数；COF是碳氧化因子，即能源燃烧时的碳氧化率；10-6为单位换算系数。因此（NCV）i×CEF× COF×10-6是第i种能源的碳排放系数，即消耗每单位能源的碳排放量。

碳排放强度等于碳排放量与工业总产值的比值，碳排放强度可用来考察经济发展与碳排放量之间的关系。其计算公式为式中：E表示碳排放强度；C为能源的碳排放量（t）；Y为工业总产值（万元）。碳排放强度表示单位工业总产值的碳排放量，可以作为衡量工业发展对能源的依赖程度。

表　1 能源燃料取值参数［8］Table 1 Parameter value index of different fuels

1.2产业集聚的测算

分析区域产业集聚情况的指数有许多，经典的模型有赫芬达尔-赫希曼指数、空间基尼系数、区位熵等。赫芬达尔-赫希曼指数由赫芬达尔于1950年提出，是主要用于反映市场集中度的指标，之后被学者们引用来研究产业地理集聚的相关问题。克鲁格曼于1991年在洛伦兹曲线的基础上提出了空间基尼系数，并应用于美国制造业产业集聚程度的测算［9］。Amiti则将空间基尼系数用于欧盟制造业时间序列的地区集中度趋势研究。将空间基尼系数应用于分析地区产业集聚的国外学者还有Kim［10］、Audretsch等［11］。梁琦、文玫等也曾将空间基尼系数应用于考察中国工业及中国制造业的产业集聚情况［12-13］。区位熵指数最早是由Batisse提出，认为同一产业部门的不同企业形成空间上的集聚能促进地方经济的发展，这种效应叫“地方化经济效应”，由P.Haggett首先运用于区位分析，衡量某地区某一行业的规模水平和专业化程度。相比之下，赫芬达尔-赫希曼指数主要考察产业在某地区的集中度情况；空间基尼系数用来衡量经济活动在地理上的分布不均匀情况，即区域产业的空间集聚程度；区位熵指数更侧重于反映该地区的专业化程度。因此，选取区位熵作为产业集聚程度的指标，更能准确地反映柳州市工业整体的集聚水平。在此基础上，众多学者将区位熵指数运用于产业集聚水平的评价问题，如Henderson等曾使用产业集聚或扩散引起的地方化经济水平的变化来评价该地区的产业集聚程度。区位熵的计算公式为

其中：yi—工业生产总值；Yi—地区生产总值；L为2个值（即柳州工业生产总值与广西工业生产总值的比值，以及柳州地区生产总值与广西地区生产总值的比值）之比。如果L＞1，表明柳州工业集聚水平高于广西的平均集聚水平，集聚效应相对明显；当L=1时，就表明柳州工业集聚水平与广西的平均集聚水平相当，柳州工业集聚效应相对不明显；如果L＜1，则表明柳州工业集聚水平低于广西的平均集聚水平，说明柳州还没有形成明显的工业集聚效应。

1.3关系模型构建

Tapio脱钩模型是定量分析经济发展与环境变化之间关系的经典模型，众多学者将其用于分析经济发展水平与碳排放量的动态研究［14-15］。Tapio针对欧盟15国GDP增长与二氧化碳排放量变化的研究对脱钩理论应用具有开创性贡献。该研究基于弹性分析提出“Tapio脱钩指数”及相应脱钩状态的分类判定标准。与OLED脱钩指数相比，Tapio脱钩指数更加全面而细致，不但将脱钩状态划分为脱钩、负脱钩、耦合3种状态，而且将经济增长和经济衰退等情形纳入考虑范围。同时，为了避免将弹性值的细微变化过度解读为显著变化，Tapio脱钩指数将弹性值在1±20%的范围变化（即0.8＜弹性值＜1.2）仍视作耦合，由此得到了脱钩状态的8种情形及相应的判定标准（表2）。

在此基础上，本文将脱钩模型用于分析碳排放量和产业集聚水平的联动关系：若碳排放量增长和产业集聚水平增长呈正比，且后者快于前者，则为相对脱钩；若产业集聚水平增长与碳排放量增长呈反比，则为绝对脱钩。其具体的计算公式为

表2　脱钩弹性指数与脱钩状态Table 2 Decoupling elasticity index and decoupling state

式中：T（C，L）为脱钩弹性指数；C为区域工业碳排放量；L是表示产业集聚水平的区位熵；ΔC/C为工业碳排放增长率；ΔL/L为产业集聚水平增长率。

1.4数据来源

数据源于2000—2014年的《柳州经济统计年鉴》所提供的柳州全市、市区及各县的规模以上（年主营业务收入在500万元以上）工业企业分行业的工业生产总值及工业企业个数；柳州市规模以上工业企业主要能源消费按行业消费量情况等直接数据或经过上述公式计算而得的数据进行统计。

2　产业集聚与碳排放量的关系分析

2.1碳排放特征分析

通过式（1）、（2）的运算，可以得到1999—2013年柳州碳排放量及碳排放强度表3。可见，柳州工业的碳排放量总体呈上升趋势，全行业总碳排放量从1999年的246.9万t增长到2013年的1 140.7万t，增速较快。15年总的碳排放涨幅超过4倍，最大的涨幅出现在2003、2004、2010、2013年，涨幅都超过100万t。总体来看，15年来涨幅出现很大的波动。

由1999—2013年柳州的碳排放强度折线图（图1）可见，碳排放强度除2003年有小幅上涨外，每年按一定比例有规律地降低，总体呈下降趋势，表明单位GDP的产出给环境所带来的碳排放压力有所减轻，节能减排有一定成效，但是相比于全国平均水平还是很高的［16］。

表3　柳州市工业碳排放量及碳排放强度Table 3 Industrial carbon emission and carbon intensity of Liuzhou

图1　1999—2013年柳州市碳排放强度Fig.1 Carbon intensity of Liuzhou from 1999 to 2013

2.2产业集聚特征分析

通过式（4）的运算，可以得到用区位熵指数表示的柳州市1999—2013年产业集聚水平表4。可见，从整体上来说，柳州工业集聚水平高于广西的平均集聚水平，特别是近年来，柳州工业集聚水平明显增强。

从1999—2013年柳州市产业集聚指数L散点图（图2）中可以看出，柳州的工业集聚水平呈倒“U”型上升趋势。

柳州工业经过几十年的发展，已经拥有了一些大型企业，这些大型企业成为柳州工业发展的主体，占柳州规模以上企业产值的85%以上。从所有制结构上看，柳州工业国有经济占比过大、分布过宽，而民营经济发展不足，国有、民营经济发展不平衡。国有企业及国有控股企业产值占全市工业总量的80%以上，外商及港澳台商投资企业和其他经济类型企业所占比例不到20%。工业发展呈现出市区强、县域弱的格局，这些促使柳州市的工业产业集聚水准过高，但有失灵活性。

表4　柳州市工业产业区位熵数值Table 4 　Industrial location quotient values of Liuzhou

图2　1999—2013年柳州市产业集聚指数　L散点图Fig.2 Scatter plot L of Liuzhou industrial concentration index from 1999 to 2013

2.3关系分析

运用脱钩模型对柳州市1999—2013年产业集聚水平与碳排放强度进行脱钩分析（表5），可以得到15年内上述两者之间的相关关系及动态趋势。

由表5可见，15年内柳州市工业产业集聚水平与碳排放强度两者之间的脱钩状态多数呈现强脱钩或衰退性脱钩状态：强脱钩表示产业集聚水平上升、碳排放强度减少，两者呈反比关系；衰退性脱钩表示表示产业集聚水平下降，碳排放强度也减少。但产业集聚水平下降速度不及碳排放强度减小速度。总体来说，产业集聚水平会影响到碳排放强度，但影响力不大。

表5　产业集聚水平与碳排放强度脱钩关系Table 5 Decoupling relation of industrial agglomeration level and carbon intensity

柳州国有及国有控股工业完成增加值占工业增加值的比例为80%左右，几乎为全国水平的两倍。很多行业也都是紧扣相连的，如机械和汽车。这样的行业之间很容易形成产业链，如机械行业为汽车工业加工部件等。行业内部，也应有分工合作，但柳州目前多数企业的合作意识不高，几乎都是各自为政：自己寻求原料、自己加工、自己开拓市场，各企业内部基本都是竞争关系，各种资源没有得到整合利用，难以发挥合力的作用。

3　结 论

1999—2013年柳州的工业发展迅速，工业产值大幅度上涨，尤其传统工业、重工业发展所带来的产业总量在经济总量中占比很大，其占全市工业的比例高达85%以上，几乎撑起柳州整个工业。然而，与我国其他的重工业基地一样，在工业发展过程中存在诸多问题：

首先，重工业发展的高投入、高消耗、高排放、不协调、难循环、低效率的粗放式增长方式，造成了巨大的资源消耗和污染，资源支撑工业增长的能力越来越弱。柳州传统工业经济的持续增长正面临着来自资源、环境、人口等各方面的压力，能源、矿产资源面临日益短缺的局面，特别是煤炭、油料资源稀少，对外依赖程度相当高。由于传统重工业的高能耗、高投入、高产出等特点，柳州工业所面临的能源、资源等压力明显要高于行业分布合理的其他地区。

其次，在所有制结构方面，柳州市的工业以国有为主，结构比较单一；柳州城乡之间、地区之间还存在着比较大的差距，县域工业有待进一步发展。国有企业的传统机制使得柳州企业的产品往往很难随市场变化及时调整。而这方面，正是民营经济的优势所在。柳州缺少大量的、充满活力的中小民营企业的补充，产业链、价值链、技术链容易出现断裂，这也很容易导致“柳州制造”适应市场能力差，不利于柳州工业的发展。柳州全市工业产值几乎由城市辖区包办，下属的6个县除鹿寨、柳江、融安有一点工业基础外，其他3县的工业几乎为零。

再者，一些相关行业间和行业内部分工协作差、各自为政，没有形成“产业聚集”效应。只注重产业链前端粗放型加工提炼，而忽视后端含有更高附加值的深加工，工业产业链有待进一步拉长。

4　对策建议

考虑到柳州目前工业所面临的来自资源、环境、人口等各个方面的压力和产业结构性集聚不合理状况，提出以下对策：

（1）发展循环的低碳经济，主要是针对冶金、化工等能耗高、污染重的行业，使这些行业由“资源—产品—污染排放”的物质单向流动经济模式转为“资源—产品—再生资源—再生产”的闭环式可循环经济模式。生产过程注重源头控制和过程管理，尽量减少污染物的排放；提高生产过程的一些可循环利用资源的再利用水平；提高能源的利用率，减少二氧化碳的排放量；开发新工艺、新技术，提高金属回收率、减少能源消耗。

（2）要加强民营、中小企业与大企业的技术对接，使大企业更好地享受到民营企业、中小企业完美配套服务，同时，民营企业、中小企业也能够得到大企业的技术扩散和经济辐射，从而提升民营企业、中小企业的技术创新能力，促进这些企业的发展。针对柳州企业发展不均衡的特点，作为柳州大型工业的补充，扶持一批前景相对较好的县域工业、新兴行业和民营、中小企业的发展，优化柳州工业结构。加强工业园区的建设，引进和扶持一批高附加值、高技术含量的新型工业企业。对柳州一些行业进行优化、整合，形成新的优势产业。

（3）提升低碳产业的集聚水平，构建具有竞争力的低碳产业园区，大力增强产业核心竞争力。技术知识型产业大部分行业属于朝阳产业，在各行各业中占据领导地位，在一定程度上比劳动密集型行业具有更光明的发展前景。在规划与发展工业园区时，首先需考虑的是行业经济效益问题，没有经济效益的低碳是没有继续发展的前提与基础的，但同时也需要具有长远眼光与思想，是否具有行业技术领先优势、是否拥有核心竞争力、是否具有可持续发展能力都是需要考虑的环节。

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Decoupling relationship and countermeasures between agglomeration and carbon emissions in Liuzhou

ZHANG Chang-ping1，2，QIU Xue-chen3，CHANG Ling3
（1.College of Humanities and Social Sciences，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China；2.School of Management，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China；3.School of Economic&Management，Guangxi Normal University，Guilin 541006，China）

The city is the main carrier of carbon emissions，while the industry is the big industry carbon emission sector.In Liuzhou，an industrial city in Guangxi，energy consumption has pressure on energy，resource reservation and natural environment.How to maintain the rapid economy growth in protecting the environment is the main purpose of the study in low carbon economy.According to the method of IPCC on carbon emission，the industrial carbon emission and carbon emission in Liuzhou from 1999 to 2013 were calculated.Through the location quotient index of Liuzhou industrial agglomeration degree，and the decoupling model analysis of industrial agglomeration and the linkage relationship between industrial carbon emissions，corresponding countermeasures are proposed，for the development of low carbon economy in Liuzhou to find a new starting point.The development of low carbon economy can support the development of small and medium private enterprises，optimize the pattern of regional development，improve the level of low carbon industry，and build a competitive low carbon industrial city.

carbon emissions；location entropy；decoupling；industrial agglomeration；Liuzhou

X196；F269.23

A

1674-9057（2016）03-0567-06

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.03.024

2015-05-05

国家社会科学基金项目（14XMZ060）

章昌平 （1981—），男，硕士，副教授，研究方向：城市群与区域经济可持续发展，glzcp@163.com。

引文格式：章昌平，邱雪晨，常玲.柳州市工业碳排放与产业集聚关系研究［J］.桂林理工大学学报，2016，36（3）：567 -572.