环境规制、经济多样性与能源强度

张瑞　陈雪　孙夏令

内容提要：本文利用2003—2017年中国省际面板数据，建立面板数据模型，实证分析环境规制、经济多样性对能源强度的影响。结果表明：能源强度、环境规制、经济多样性之间存在长期稳定关系;环境规制与能源强度存在显著非线性关系，东、中部地区环境规制与能源强度存在显著“倒U型”非线性关系，西部地区存在显著“U型”非线性关系;经济多样性与能源强度存在显著负相关影响，东部地区环境壁垒已发挥积极作用。因此，应充分考虑地区的差异，因地制宜地制定环境政策，加快形成产业准入的环境壁垒，淘汰落后高耗能产业，增加具有“节能倾向”的研发投入，“东缓西快”地推进城市化进程，进一步加快经济增长由“褐色”向“绿色”转变。

关键词：环境规制;经济多样性;能源强度;面板数据

中图分类号：F061.3文献标识码：A文章编号：1001-148X（2021）01-0024-08

作者简介：张瑞（1977-），男，山西河曲人，中国矿业大学（北京）管理学院教授，博士生导师，研究方向：能源经济、循环经济、技术经济;陈雪（1993-），本文通讯作者，女，辽宁葫芦岛人，中国矿业大学（北京）管理学院博士研究生，研究方向：能源经济、环境经济;孙夏令（1994-），男，山东潍坊人，中国矿业大学（北京）管理学院博士研究生，研究方向：能源经济、计量经济。

一、引言

环境规制是政府为改善环境质量实施的系列环境政策[1]。中国实施环境规制，在改善环境质量的同时，意图倒逼企业“节能减排”。目前环境规制在治理环境污染方面已取得显著成就，但关于环境规制对能源强度的影响效果，研究观点存在差异。第一种是“遵从成本效应”的正向影响，即环境规制强度增加会提高企业污染治理支出，导致其生产成本增加，为保证自身收益，企业对能源需求大幅增加，提高能源强度。彭树远、Jorgenson支持这一观点[2-3]，国内尤济红和高志刚通过对新疆地区实证研究，认为环境规制的增强不能提高能源效率[4]。第二种是“创新补偿效应”的负向影响，即环境规制的增强可以倒逼企业进行节能技术创新，在产出不变的条件下降低了对能源的需求，从而降低能源强度。万伦来等认为有力的环境规制可以降低能源强度。第三种是“非线性”影响，环境规制对能源强度的影响既存在正向影响，也存在负向影响。胡宗义等认为环境规制与能源效率存在正U型关系，较弱的环境规制不利于能源效率的提高[5];杨先明等认为环境规制与能源效率之间呈倒U型关系[6];周肖肖等研究认为，环境规制与人均能源消费间存在倒U型关系，只有当环境规制达到一定“门槛”，才能达到降低人均能源消费的目的[7]。以上研究表明，环境规制与经济多样性对能源强度存在影响，但环境规制对能源强度影响效果存在差异性，多数学者主要从微观角度论证环境规制的实施对企业或者某一行业能源效率的影响，而较少关注环境规制所形成的宏观的 “环境壁垒”效应以及因其产生的“产业转移”现象对经济多样性的间接影响。

Jacobs称经济多样性是城市经济发展和经济扩张之间的重要联系[8]。Dissart在研究中将经济多样性看作是人员在不同产业间就业分布的平均程度[9]。Frenken对产业间联系及相关度进行研究，将经济多样性进一步划分相关多样性和无关多样性的概念[10]。经济结构调整是经济发展和经济扩张的必要过程，经济多样性可以看作经济结构调整过程中，新产业涌现，产业多样化发展的结果，用产业多样性来代指经济多样性。目前，学者多关注经济多样性对经济增长的影响：Jacobs、Valerien经过研究认为不同产业之间的技术交流可以显著促进经济增长[8，11];丁建军等人通过探索阿巴拉契亚地区经济多样性的减贫经验，认为发展经济多样性可以有效地提高地区收入，实现脱贫[12];而孙祥栋认为经济多样性与城市经济增长存在非线性关系，经济多样性产生的知识溢出在一定程度上可以促进城市经济增长[13]。也有部分学者从产业集聚角度关注某一产业专业化、多样化对能源效率的影响：乔海曙等认为制造业产业专业化集聚比多样化集聚更能提升能源效率，但过度专业化集聚不利于提升制造业的能源效率[14];邵帅等人研究认为经济集聚水平只有达到一定阈值后，才能实现节能减排[15]。以上研究表明，经济多样性可以促进经济的增长，或是产业集聚影响能源效率变化，但是尚未考虑到经济多样性对能源强度的影响，也未考虑到环境规制与经济多样性发展的交互影响。

因此，本文将环境规制、经济多样性与能源强度三者结合研究，分析环境规制、经济多样性对能源强度的作用机理，并利用2003-2017年中国省际面板数据，建立面板数据模型，实证分析环境规制、经济多样性对我国能源强度的影响;并按东部、中部、西部划分区域，进一步探讨环境规制、经济多样性对我国能源强度影响的区域差异，提出对中国环境规制政策、经济多样性发展政策及能源政策制定的建议。

二、理论分析

环境规制对能源强度的影响可以从微观和宏观两个角度分析。从微观角度分析，环境规制的“遵从成本效应”和“创新补偿效应”影响企业成本、收益和技术创新，进而影响能源强度。环境规制强度较弱时，环境规制倾向于减少污染物排放、治理环境污染等“末端治理”的投资，此时“遵从成本效应”发挥主导作用，影响企业产出与能源需求[4]。一方面，减排治污投资的增加会挤占企业生产性投資，减少单位能耗产出，能源强度增加。另一方面，减排治污投资的增加会增加企业的生产成本，为保证自身收益，企业会选择消耗更多的能源来保证产出，能源强度增加。而随着环境规制的不断优化和强度增加，会迫使企业关注“前端预防”，即增加节约能源、增强能效等方面的投资，此时“创新补偿效应”发挥主导作用[16]。一方面，企业通过技术创新升级生产技术，在同样产出下，减少对能源要素的需求，降低能源强度。另一方面，生产技术的升级可以从源头减少污染物的排放，间接降低企业减排治污支出，从而降低能源强度。从宏观角度分析，环境规制通过形成“环境壁垒”影响经济转型升级来影响能源强度。环境规制要求经济发展过程中重新进行资源配置[17]，一方面为产业准入设置环境壁垒，进一步淘汰落后的高耗能、高污染产业，促进低耗能、低污染产业发展，加快经济结构的“节能”升级;另一方面，区域间环境承载力和环境规制强度的差异、地方政府之间的竞争，区域经济发展需求等可能会形成产业转移现象[18-19]，例如：高耗能产业向环境规制强度较弱地区转移，经济结构优化度较低的地区会出台环境优惠政策吸引新产业入住。

经济多样性对能源强度的影响可以从两个角度进行分析：一是从产业结构角度分析，在经济增长不变的情况下，低耗能产业多样性发展对能源的需求更小，增加低耗能产业多样性可使能源强度降低;高耗能产业多样性发展对能源的需求更大，增加高耗能产业多样性，会增加能源强度。二是从经济增长角度分析，Jacobs认为不同产业间人员的流动，可以促进知识和技术的交流，有助于新工艺、新技术的产生，更能提高生产效率、促进经济增长[8]。当能源总需求相对不变时，经济多样性可以加强产业间的知识溢出，进一步促进经济增长，从而降低能源强度。 但是，在经济结构转型升级的过程中，经济多样性的增加方向可能会受到环境规制的影响，一方面环境壁垒作用会限制区域高耗能产业多样性的发展，降低能源强度;另一方面，不同地区的环境规制强度存在差异性，这种差异性可能会导致高耗能产业向能源要素较为富集、环境规制强度较弱的地区转移，增加了这些区域高耗能产业的经济多样性的同时也会提高能源强度。

三、研究设计

（一）模型构建

理论分析表明环境规制、经济多样性对能源强度变化有影响，接下来将通过面板数据模型实证检验作用机理。除环境规制与经济多样性两个主要影响因素外，研发投入水平[20]、城市化水平[21]与经济增长水平[22]多被认为是驱使能源强度变化的影响因素，作为控制变量引入模型;同时，为检验环境规制对能源强度的非线性影响，引入环境规制二次项;其他影响能源强度变化的因素归于其他因素ε。因此，构建实证分析基本模型为：

（二）变量选取

1.被解释变量

能源强度（EI）。用各省市单位产值能耗表示，单位为：吨标准煤/万元。该指标表明了一个省 （直辖市、自治区） 经济活动对能源的利用效率。能源强度越低，表明该地区能源利用效率越高;能源强度越高，表明该地区能源利用效率越低。各省市年度实际GDP以2003年为基年，利用各省市年度GDP指数（上年=100）计算得出。

2.解释变量

（1）环境规制强度（ER）。目前研究环境规制多用工业污染排放量来衡量[6]，缺少对预防性投资的关注。自2002年《清洁生产促进法》出台，我国污染治理模式由末端治理逐渐向全过程控制转变。环境污染治理投资总额，即城市环境基础设施建设投资、当年完成环保验收项目环保投资（2012年以前为建设项目“三同时”环保投资）和工业污染源治理投资三者之和，可以较全面的衡量我国经济发展中环境规制强度。环境污染治理投资总额占GDP比例也是世界上衡量各国环境规制强度的重要对比指标。因此，环境规制强度用各省市环境污染治理投资总额占GDP比例表示，单位：百分比。

3.控制变量

（1）研发投入水平（RD）。用中国各省市R&D经费内部支出占GDP的百分比表示该省市研发投入水平[20]。研发投入是影响能源强度变化的重要因素，研发投入增加对能源强度的影响具有双面性，一方面研发投入的增加可以促进企业进行技术创新，提高能源利用效率;另一方面，研发投入的增加会提高企业的生产成本，企业为保持收益，会增加对能源的消耗，产生技术“回弹效应”，增加能源强度。

（2）城市化水平（UR）。城市化水平选用各省市城镇人口总数与总人口数的百分比表示[21]。城市化进程也是能源强度变化的影响因素之一，一方面城市化需要投入大量资源进行基础设施建设并维护运行，且城市化会导致城市人口除基础生存需求外的能源消费需求增加，例如对汽车等代步工具的需求、对空调、电脑等电器的需求;另一方面，城市化促使人口、资金、技术等生产要素在某一区域重组优化，促进了新技术、新工艺、新产业的产生，促进地方经济发展，提高生产效率，可以降低能源强度。

（3）经济增长水平（PGDP）。经济增长水平用各省市的人均实际GDP表示[22]。经济增长离不開能源消耗，当经济增长幅度低于能源消耗幅度时，经济增长将会增加能源强度;当经济增长幅度高于能源消耗幅度时，经济增长能降低能源强度。

（三）数据来源

自2003年我国提出把改善生态环境、提高资源利用效率作为全面建设小康社会的目标，政府出台一系列政策来改善环境、调整经济发展结构，降低能耗，全面推进资源节约型、环境友好型社会建设。因此本文选择2003-2017年间中国30个省市（不包括中国西藏和中国香港、中国澳门和中国台湾）的数据来实证环境规制强度、经济多样性对能源强度的影响，数据主要来源于2004年—2018年《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国科技统计年鉴》。具体变量的描述性统计量如表1所示。

四、实证结果与分析

（一）面板单位根检验结果

在对模型进行估计之前，为确定其平稳性，避免“伪回归”现象，先对模型中能源强度、环境规制强度、经济多样性、经济增长水平、城市化水平、研发投入水平相关变量进行单位根检验，检验方法采用LCC检验法、IPS检验法、ADF检验法和PP检验法，滞后期选择以SIC原则为准。根据各变量时序图特点及检验结果综合分析，认为各变量原始序列不平稳。对变量原始数据进行一阶差分后再检验，检验结果拒绝原假设，认为变量的原始数据在经过一阶差分后平稳，且均在1%置信水平显著，原始数据为I（1）序列，检验结果见表2。

（二）面板协整性检验

为了检验模型变量间是否存在长期稳定关系，对变量进行Kao协整检验和Pedroni协整检验，检验后的各项结果如表3。Pedroni检验中有四项检验结果在显著性水平为1%的情况下拒绝没有协整关系的原假设，Kao检验在显著性水平5%的情况下拒绝没有协整关系原假设，可以认为变量之间存在长期协整关系，即能源强度与经济多样性、环境规制强度、研发投入水平、经济增长水平、城市化水平之间存在长期稳定关系。

（三）模型估计结果

首先运用Eviews软件对面板数据模型进行F检验和Hausman檢验，确定面板数据模型I—III均为个体固定效应模型（模型III为对照组）。再采用最小二乘法对模型进行估计，估计结果（全国）如表4所示。

表4中模型I—III估计结果显示，模型拟合优度均在97%以上，模型解释能力较高。

（1）环境规制强度（ER）对能源强度的影响。环境规制对能源强度的影响在仅考虑一次项的情况下系数为正，且在1%水平上显著，说明2003—2017年间，环境规制强度对能源强度的影响以“遵从成本效应”为主，环境规制强度的增加不能降低能源强度，可能是因为现行环境规制更倾向于末端环境污染治理，这种环境污染治理支出会增加企业的生产成本，挤占企业生产技术投资，且我国能源价格属于国家管控，非市场化定价，导致能源价格相对于其他生产要素来说价格偏低，使得企业为维持自身收益，大幅度增加对能源要素的需求，从而增加了能源强度。环境规制强度二次项系数为负，且在1%水平上显著，说明环境规制强度对能源强度存在显著的非线性影响，随着环境规制强度的增加，能源强度先增加后降低，呈现“倒U型”曲线，表明环境规制强度对能源强度的影响即存在“遵从成本效应”，也存在“创新补偿效应”。当环境规制强度达到拐点值后，“创新补偿效应”逐渐发挥主导作用，此时企业很难再通过增加能源要素需求来实现自身收益需求，再增加环境规制强度可以倒逼企业从生产源头进行“节能创新”，从根本上降低对能源要素的需求，从而降低能源强度。在模型中增加环境规制与经济多样性的混合影响后，环境规制一次项系数显著为负，二次项系数显著为负，说明环境规制强度对能源强度影响曲线的拐点左移，在环境规制与经济多样性二者协同作用下，可以提前实现环境规制降低能源强度的目的。

（2）经济多样性（ED）对能源强度的影响。经济多样性在模型中影响系数为负，且在1%水平上显著，表明我国经济多样性与能源强度显著负相关，增加经济多样性可以降低能源强度。说明自2003年以来，我国宏观经济结构调整已取得成效，限制了高耗能、高污染产业扩张，促进了低污染、低耗能新兴产业发展，经济多样性增加具有“节能”倾向。同时，不同产业间知识溢出，推动新工艺、新技术的发展，提升了企业生产效率，促进了经济增长，使得我国经济多样性增加对能源强度降低体现出促进作用。

（3）环境规制与经济多样性混合效应（ER×ED）对能源强度的影响。混合效应在模型II中系数为正，且在1%水平上显著，说明就全国而言，环境规制的“环境壁垒”效应尚未发挥积极作用，环境规制的实施反而抑制了经济多样性对降低能源强度的促进作用。这种现象可能是我国地区能源分布不均，环境规制强度也存在区域差异性，使得高耗能产业由环境规制较强地区向环境规制较弱地区转移，这种环境规制引起的高耗能产业转移不利于我国降低能源强度。

（4）控制变量（X）对能源强度的影响。研发投入水平（RD）估计系数在1%水平上显著为负，说明我国研发投入水平与能源强度负相关，研发投入具有节能倾向，增加研发投入可以降低能源强度。城市化水平（UR）对能源强度的影响系数为正，但从统计学意义上来说效果不显著，可能是城市化进程的推进需要进行一系列基础设施建设，同时，城市人口生活需求较高，造成能源要素的需求增加，而城市化水平的提高所带来的“节能”优势尚未体现出来，因此难以由估计结果确定城市化水平对能源强度的具体影响。经济增长水平（PGDP）系数均为负值，且在1%水平上显著，说明我国经济增长水平与能源强度负相关，经济增长对能源要素的需求降低，经济增长质量提高，正逐步向经济绿色增长转型。

（四）区域异质性检验结果

由于中国各省市经济发展模式存在差异，能源赋存西多东少，环境规制也存在区域差异。为进一步研究环境规制强度、经济多样性对能源强度的影响是否存在区域异质性，将所研究的中国30个省份划分为东部、西部、中部，进行实证分析。经检验，东、中、西部原始数据为一阶单整序列，且存在长期协整关系，选用个体固定效应模型进行估计，估计结果如表5 所示。

由表5估计结果可以看出，三大地区模型拟合优度均在99%以上，模型解释能力较高。对比东、中、西部地区和全国的数据，部分变量结果存在区域异质性。

（1）环境规制强度（ER）对能源强度的区域影响。结果显示，三大地区环境规制强度对能源强度均存在1%水平上显著的非线性影响，东部地区、中部地区环境规制强度对能源强度的影响曲线呈“倒U型”，西部地区环境规制强度对能源强度的影响曲线呈“正U型”。从作用机理来看，东部地区环境规制强度对能源强度的影响以“遵从成本效应”为主导，中西部地区环境规制先一步发挥“创新补偿效应”的积极作用。这种现象可能是因为我国东部地区发展较早，2003—2017年间，环境规制可能更倾向于“减排治污”投资，还未体现出明显的倒逼企业“节能创新”效应。中部地区发展晚于东部地区，经济发展上吸取了“先污染、再治理”的教训，借鉴了环境治理与保护的优秀经验，环境规制的实施更注重“节能创新”方向的投资，因此，相比于东部地区，先一步达到拐点值，发挥“创新补偿效应”的积极作用。西部地区发展最晚，经济发展过程中，引入了很多东部、中部地区先进的技术和经验，实施环境规制可以更快地体现降低能源强度的趋势，但是由于西部地区能源富集，能源要素价格较低，过高的环境规制强度可能会使企业消耗更多的资源来保证效益，不利于降低能源强度。

（2）经济多样性（ED）对能源强度的区域影响。结果显示，三大地区经济多样性与能源强度均为显著负向影响，即增加经济多样性可以实现降低能源强度的目的，说明我国近些年各区域经济多样性增长均呈低能耗的倾向。

（3）经济多样性与环境规制混合效应（ER×ED）对能源强度的区域影响。影响结果存在差异性：东部地区负向显著，说明在环境规制的影响下，经济多样性增加可以进一步促进能源强的降低，我国东部地区率先实施环境规制，近些年已形成强力的环境壁垒，提高了地区产业准入要求，影响了经济多样性对降低能源强度的促进作用，环境壁垒发挥积极作用;中部地区混合效应对能源强度的影响正向显著，说明环境规制的实施反而抑制了经济多样性增加对降低能源强度的作用，可能是因为中部地区环境规制强度较弱于东部地区，使得耗能产业向中部地区转移，抑制了中部地区发展经济多样性来降低能源强度。西部地区影响效果不显著，但呈负相关趋势。西部地区能源富集，吸引了大量能源产业入驻，对能源要素需求大，但近些年西部大开发战略的实施，优惠的税收政策，人才的引进，也为西部地区发展经济多样性提供福利，因此，经济多样性对经济增长的影响要大于能源消耗的影响，呈现负相关趋势。

（4）控制变量（X）对能源强度的区域影响。结果显示：研发投入水平（RD）对能源强度的影响存在區域差异性，东部和西部地区研发投入水平与能源强度在1%置信水平上呈显著负相关，有明显的节能效应，提高研发投入水平可以降低能源强度;而中部地区研发投入水平与能源强度呈正相关，产生了“技术回弹”现象，可能是因为研发投入水平的提高增加了生产成本，中部地区能源要素丰富，企业更倾向于消耗更多资源来保证效益，应通过政策补贴等方式及时调整研发投入的强度和方向。城市化水平（UR）对能源强度的影响存在区域差异性，东部地区城市化水平影响系数显著为正;西部地区城市化水平于能源强度显著负相关，城市化进程带来的“集聚效应”形成明显的提高能效现象;中部地区城市化水平影响系数为负，统计学效果不显著。经济增长水平（PGDP）对能源强度的影响均为负向显著，说明三大地区经济发展水平的提高具有“节能”趋势，经济增长对能源要素的需求降低，经济增长逐渐由“褐色”增长向“绿色”增长转变，经济增长质量提高。

五、结论

文章从理论上分析了环境规制、经济多样性对能源强度的作用机理，并利用2003—2017年的中国30个省市（自治区、直辖市）的面板数据，建立了面板数据模型，实证分析了环境规制强度、经济多样性对能源强度的影响，并检验了东、中、西部地区是否存在区域异质性。结果表明：

（1）环境规制与经济多样性确实是影响我国能源强度变化的重要因素，三者存在长期稳定关系，实施环境规制，推动经济多样性发展是我国节能降耗，实现可持续发展的重要举措，但影响效果存在区域异质性。

（2）环境规制强度对能源强度存在显著非线性影响，环境规制在一定程度上可以降低能源强度。三大区域环境规制对能源强度的影响存在异质性，东部地区和中部地区环境规制强度对能源强度存在“倒U型”的非线性影响，西部地区存在“正U型”的非线性影响，目前三大区域环境规制强度处在曲线拐点左侧;东部地区环境壁垒已经发挥积极作用。

（3）经济多样性与能源强度负相关，继续增加经济多样性可以降低能源强度。就全国而言，产业准入的环境壁垒还需完善，环境规制抑制了经济多样性对降低能源强度的促进作用。分区域检验结果显示，东、中、西部经济多样性与能源强度负相关，但影响强度不同;混合效应结果显示，东部地区经济多样性发展受到环境规制的积极影响，中部地区经济多样性发展受到环境规制的消极影响，西部地区影响尚不显著。

（4）研发投入水平对能源强度的影响存在区域异质性，东、西部地区研发投入水平与能源强度显著负相关;但中部地区出现了“技术回弹”。城市化水平对能源强度的影响存在区域异质性，分区域检验结果显示，西部地区城市化水平与能源强度显著负相关;东部地区两者显著正相关;中部地区统计学意义上影响效果不显著，但呈现降低能源强度趋势。各区域经济增长水平与能源强度显著负相关，经济增长逐步转向绿色化。

根据实证分析结果，提出以下建议：

（1）充分考虑地区的差异，因地制宜地制定环境政策，有针对性、科学性地提升环境规制强度。例如，东部地区需要进一步加强环境规制强度，调整环境规制的投资方向，加快形成“节能创新”机制，倒逼企业节能创新;中部地区要进一步加强环境规制，尽快形成有效的环境壁垒，淘汰落后的高耗能产业;西部地区要保持现有优势，适度增加环境规制强度，进一步提高能源利用效率，降低能源强度。

（2）及时调整经济多样性增长方向，加快形成产业准入的环境壁垒，加快淘汰落后高耗能产业，推进第三产业发展。就全国而言，产业准入的环境壁垒还需完善，环境规制抑制了经济多样性对降低能源强度的促进作用。分区域检验结果显示，东、中、西部经济多样性与能源强度负相关，但影响强度不同，应根据地区发展实况与资源条件，合理地制定经济多样性发展策略。东部应积极发挥环境壁垒作用，增加低污染、低耗能产业多样性，继续优化其产业结构;中、西部地区需要尽快形成环境壁垒，严控高耗能产业转移带来的不利影响，在经济多样性发展过程中需要注重先进生产技术的引进，注重清洁能源产业、清洁生产产业的发展，同时，也要积极发展第三产业，充分发挥能源富集的地区优势，加强环境、能源、经济三者的综合建设，实现可持续发展。

（3）增加具有“节能倾向”的研发投入。东、西部地区应继续加强研发投入，以降低能源强度;但中部地区出现了“技术回弹”现象，需要及时调整研发投入的方向，增强具有“节能倾向”的研发投入。

（4）“东缓西快”地推进城市化进程。东部地区应延缓城市化水平的发展进程，积极推动新型绿色城市化建设;中部、西部地区应积极促进新型城市化建设，提高城市能源利用效率。

（5）进一步加快经济增长由“褐色”向“绿色”转变。经济增长水平与能源强度显著负相关，我国经济增长已逐渐向绿色化转变。要坚信“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念，保持现有优势，进一步加快转变经济增长模式。

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（责任编辑：周正）