全球价值链嵌入对中国装备制造业碳排放影响的实证研究

崔惠斌,卢思宇

(1.华南师范大学 环境学院,广东 广州 510006;2.华南师范大学 国际商学院,广东 佛山 528200)

一、问题的提出

工业化、粗放型增长以及环境依赖型生产方式引致的温室效应已经成为影响人类未来生存发展的重大问题。为了应对社会发展对环境的影响,由全世界178个缔约方共同签署的气候变化协定——《巴黎协定》于第21届联合国气候变化大会上通过,并于2016年11月4日正式实施,这意味着降碳减排已经成为全球共识。重视全球变暖带来的毁灭性灾害、降碳减排已经成为全球环境治理的重要目标与愿景。根据英国能源机构Carbon Brief汇总数据显示,自1980年到2021年底,全球累计二氧化碳排放量最大的国家为美国,其次就是中国。自改革开放后,中国工业迅猛发展,特别是附加值较低的工业产品规模快速增长,碳排放总量随着经济体量的增长同步上升。经济增长中的环境约束越来越明显,成为全社会关注的焦点话题。在2001年加入WTO之后,我国贸易规模迅速扩大,碳排放更是进入了一个快速增长的时期,平均年增速接近10%。BP数据显示,2020年,中国碳排放达到98.94亿吨。碳排放的快速增长表明经济增长在一定程度上牺牲了生态环境,而过于粗放的增长模式不利于可持续发展,有悖于人民对美好生活的向往。

随着绿色发展理念深入人心,不计成本的经济增长必须进行全面调整。在“十四五”开局之时,绿色发展正在成为中国高质量发展的新底色。作为《巴黎协定》的积极践行者,中国主动履行节能减排的大国责任。习近平主席在第七十五届联合国大会上指出,中国碳排放力争于2030年之前达到峰值,争取在2060年之前实现碳中和。为实现这一目标,中国政府制定了一系列降碳减排的措施,已经取得了一定的成效,形成了成熟的政策背景。2022年3月22日,国家发改委和国家能源局联合下发《“十四五”现代能源体系规划》,指出当前中国能源低碳转型进入重要窗口期。积极控制碳排放,加速传统行业转型升级,是全社会需要应对的重要议题,也是经济社会实现高质量发展的内在要求。

党的十八大以来,装备制造业的发展逐步受到重视,得益于国家产业政策的大力扶持,我国装备制造业形成了门类齐全、具有相当规模的产业体系。2020年,我国装备制造业的增加值增速比规模以上工业快3.8个百分点,对全部规模以上工业增长的贡献率达到70.6%(根据《中国工业统计年鉴2021》计算得出)。作为工业的心脏,装备制造业成为中国参与全球价值链的重要媒介。当前我国装备制造业国际贸易规模不断攀升,进出口额呈现稳步上升的趋势,挖掘机、起重机、装载机等主要产品产量位居世界第一,造船三大指标的国际市场份额连续12年居世界第一。2022年,《中国工业机械》联合全球工程机械50强峰会组委会公布的“2022全球工程机械制造商50强”中,有12家中国装备制造业企业入榜,总销售额达到578.81亿美元,占总榜份额的26.15%,位列全球第一。而值得关注的是,虽然中国装备制造业的国际地位不断提升,但是碳排放量也在不断增加。与德国、日本等发达国家相比,我国装备制造业碳排放是其近5倍(根据WIOD数据库计算得出),远超国际平均水平,降碳减排仍旧是装备制造业发展的重任。[1]

在绿色发展这条道路上,装备制造业是实现双碳目标的关键与根本。机械工业信息研究院副院长石勇指出,当前能源从资源属性转变为装备制造业属性。根据机工智库估计,近十年与双碳相关的专利有七成以上来自装备制造业。与其他制造业不同的是,装备制造业贯穿于整个绿色转型过程的始终。装备制造业在实现自身低碳转型的同时,其产品作为其他行业的生产基础也决定了其他各行业的绿色生产能力,为整个制造业的绿色创新提供专利与技术,把握着绿色发展的核心。实现绿色转型关键在换技术、换装备,而这些都需要依靠装备制造业。装备制造业能否实现绿色转型升级,既决定了自身的低碳发展,也关系到各行业的降碳减排。随着装备制造业需求不断上升,其生产与环境的平衡问题能否得到妥善解决则至关重要。

从现状看,装备制造业作为最早参与国际分工的传统制造业,与其他制造业相比对技术和能源的依赖度更高。装备制造业“大而不强、全而不优”的问题仍旧突出,“卡脖子”问题不可忽视,产业基础依旧薄弱。装备制造业存在基础、关键零部件、材料无法生产,核心工艺尚未把握的问题。以机床这一基础性行业为例,包括机床整机、机床零部件在内的产品至今保持巨额的贸易逆差,依然高度依赖进口。而包含专用生产设备、专用生产线以及专用检测系统在内的“三专”领域也处处受制于发达国家。在整个全球价值链分工中,高端装备制造业的研发、设计领域仍旧被美国、德国等发达国家占领,中国装备制造业仍旧处在一个较为低端的地位,承担高碳排放的生产环节。同时,装备制造业的产值增加高度依赖能源要素消费,我国装备制造业的主要能耗集中在传统能源,其中煤炭、焦炭等的占比较高。[2]而煤炭、焦炭等燃料在燃烧过程中会产生大量的二氧化碳及有害物质,对环境造成严重污染。装备制造业的生产,从原料到样机生产、大规模量产、销售等各个环节都涉及大量传统能源消耗以及二氧化碳的产生。这些问题尚未解决,中国装备制造业持续深度嵌入全球价值链将会对其绿色发展产生何种影响?中国装备制造业将如何在全球价值链分工中实现绿色发展?

在降碳减排已经成为全球共识,中国碳排放政策实施较为成熟的前提下,本文选择装备制造业作为研究对象,希望厘清全球价值链嵌入对中国装备制造业碳排放产生何种影响,其影响机制如何,我国装备制造业将如何进一步定制转型升级的创新发展战略等问题,并根据研究结果给出相应的对策建议,以期提供借鉴与参考。

二、文献综述与研究假设

1.文献综述

在国际分工体系不断深入的背景下,世界各国正积极参与到全球价值链之中。随着碳排放问题逐渐成为全球共识,各国在嵌入全球价值链的同时对绿色发展的重视程度不断提高。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布研究报告《气候变化2022:影响、适应和脆弱性》指出,受气候变化的影响,未来20年世界将面临多重气候危害。随着公众和政府部门对气候影响和风险的认识不断提高,至少170个国家和地区将适应气候方案纳入政策和政府规划。

在此基础上,积极嵌入全球价值链对碳排放有何影响成为研究重点。李小平等[3]在环境库兹涅茨曲线(EKC)理论的基础上对国际贸易活动以及外资流动对环境污染的影响进行探究,认为此类跨国行为有助于产生规模经济效应与技术溢出效应,从而对环境污染起到改善作用。但是也有文献持相反观点,认为出口贸易对环境污染仍旧呈现出显著的正向影响,国际贸易与投资的快速发展导致环境质量的恶化。[4]理论上,参与国际分工,经济体通过扩大经济活动规模和生产要素投入造成生产过程中碳排放的增加,对节能减排产生负向影响。但是,全球价值链也能够带来技术溢出效应,推动行业技术提高,高环保标准及行业潜在竞争将倒逼行业提高能源利用效率。

此后,大多数研究从实证应用角度,进一步考察全球价值链与碳排放之间的关系。从全球价值链嵌入的角度来看,大部分学者认为全球价值链嵌入能够通过提升能源利用率、优化产业布局等方式有效降低碳排放水平,[5,6]但是嵌入方式的差异会带来不同的影响,后向嵌入可能会导致隐含碳排放的增加。[7-9]除了考察全球价值链参与程度对碳排放的影响,部分文献还探究了全球价值链地位对碳排放的作用,认为全球价值链地位较低时,扩大贸易开放程度将恶化一国的环境,导致碳排放量增加,价值链地位的提升是减少碳排放、实现降碳减排的关键。[10,11]还有文献认为全球价值链地位对碳排放的影响呈现出倒U型的关系,技术水平的提升能够帮助经济体更快地跨过拐点,加速转向低碳发展阶段。[12,13]综上可见,全球价值链从嵌入程度及地位两个角度对碳排放产生显著影响。

装备制造业作为工业的核心部分,是实现双碳目标的关键支柱产业。目前,装备制造业正逐步向智能化转变,产业结构也在不断进行转型升级,力求实现技术升级,降碳减排。目前,装备制造业碳排放与经济增长之间已呈现出弱脱钩的关系,调整产业结构是实现节能减排的关键举措,[14]优化能源结构,从源头上控制碳排放,才是装备制造业转型升级的方向。从已有研究成果来看,装备制造业要实现碳减排,完成产业转型升级,离不开技术创新能力的提升,同时与全球价值链存在客观联系。在装备制造业积极嵌入全球价值链的背景下,考察全球价值链对碳排放的影响具有较强的理论意义和应用价值。

2.研究假设

(1)核心假设

在产业技术水平较低的背景下,我国装备制造业承担的主要是附加值较低的加工制造环节,故在参与全球价值链生产过程中碳排放规模不断扩大。近年来,随着我国产业升级和更多发展中国家逐渐参与全球分工体系,劳动力成本不再具有比较优势,人口红利逐步流向其他国家,污染较为严重的低端产业也逐步向这些国家转移。在这一背景下,中国在全球价值链中所处的位置有所改变,不断深入全球价值链能够有效降低生产过程中所产生的碳排放,实现节能减排。除此之外,嵌入全球价值链使得一国的经济发展得到提升,收入水平不断上涨。随着人民生活水平的不断提高,民众在实现基本的温饱需求之后,转而对生态环境有了更高的要求。这将促使国内企业不断重视绿色发展,绿色技术投入不断增加,以满足人民对美好生活环境的需求,对于碳排放量较大的装备制造业来说更是如此。基于此本文提出核心假设H1:

H1:全球价值链嵌入对中国装备制造业碳排放具有显著的负向影响,即随着全球价值链嵌入程度提高,中国装备制造业的碳排放不断降低。

(2)作用机制

①技术水平影响碳排放的作用机制

从技术进步和溢出的视角看,中国参与到国际分工中,通过利用技术的外部性,中国装备制造业能够有效学习以及改进国外的先进生产技术、丰富的管理经验并且使用高端的生产设备,从而填补中国装备制造业自身短板,提高能源利用效率。与此同时,深刻参与到全球价值链分工意味着更严格的环境保护标准与政策要求会对国内企业产生方式影响,进而会倒逼中国企业不断进行技术革新,实现绿色发展。此外,嵌入全球价值链意味着中国装备制造业进入国际市场,面临国际竞争者,在参与激烈国际竞争的过程中,能够通过“干中学”不断在生产过程中积累经验,实现技术升级创新,并且在竞争驱动下不断学习、探索更加先进的生产技术以及管理手段,实现自身竞争力的提升,减少碳排放,实现节能减排的绿色发展。据此,本文提出假设H2:

H2:全球价值链嵌入通过提升中国装备制造业技术水平对碳排放产生显著负向影响。

②能源消费结构影响碳排放的作用机制

全球价值链嵌入能够优化能源结构,以此对行业碳排放量产生影响。化石能源的消费量是影响碳排放的重要因素。优化能源消费结构即减少煤炭、石油等化石能源在能源消费中的占比,转而使用更多的清洁能源,以此达到降低生产过程中产生的碳排放的目的。

当一国参与到国际分工之中,意味着其受到国际规则的约束,同时分工地位较高的市场对于生产环节中的高环保标准也会对链条中的各个国家或行业产生规范作用,引导企业使用清洁能源,优化能源消费结构。除此之外,为了提升在价值链中的竞争力,避免来自相近发展水平的行业的竞争,满足国际消费者的低碳需求,行业会主动调整自身的能源投入组合,从根源上降低本行业产品的污染密集度,从而提高产品在低碳道路上的竞争优势。因此,无论是来自价值链的倒逼效应还是行业为提升竞争力的主动竞争,深刻嵌入全球价值链都有利于装备制造业优化行业的能源结构,降低煤炭等传统能源的消耗,从而促进降碳减排目标的实现。据此,提出假设H3:

H3:全球价值链嵌入通过优化中国装备制造业能源消费结构降低对碳排放产生显著负向影响。

为实现作用机制检验,本文参考江艇[15]提出的机制检验方式,首先探究全球价值链嵌入对中国装备制造业碳排放存在何种影响,是否如假设一般能够显著抑制碳排放的产生。此后,再考察全球价值链嵌入是否对中国装备制造业的技术水平以及能源消费结构产生显著影响,以此影响装备制造业的碳排放,分析其影响路径,完成一步法的机制检验。

三、中国装备制造业全球价值链指数测算

针对中国装备制造业全球价值链嵌入程度的测算,本文借鉴王直[16]等提出的总贸易核算法,将总出口进行分解,再依据Koopman[17]对全球价值链指数的定义对中国装备制造业全球价值链嵌入程度进行测算。

1.全球价值链测算

假设一个涉及三个国家(S、R、T)的投入产出模型,其投入产出模型表如表1所示。

表1 三国投入产出模型表

其中,上标s、r、t代表的是S、R、T国。Zsr和Ysr代表S国产品被R国用于中间产品和最终产品的部分,VAs和Xs代表S国的增加值以及产出,其余的依此类推。上标“’”代表转置。若各国部门为n个,则Z为n*n的矩阵,X和Y为n*1的列向量,V为1*n的行向量。

(1)

王直等针对这一三国模型对S国向R国出口Esr进行如下分解:

Esr=AsrXr+Ysr=(VsBss)′#Ysr+(VrBrs)′#Ysr+(VtBts)′#Ysr+(VsBss)′#(AsrXr)+(VrBrs)′#(AsrXr)+(VtBts)′#(AsrXr)=(VsBss)′#Ysr+(VsLss)′#(AsrBrrYrr)+(VsLss)′#(AsrBrtYtt)+(VsLss)′#(AsrBrrYrt)+(VsLss)′#(AsrBrtYtr)+(VsLss)′#(AsrBrrYrs)+(VsLss)′#(AsrBrtYts)+(VsLss)′#(AsrBrsYss)+(VsLss)′#[AsrBrs(Ysr+Yst)]+(VsBss-VsLss)′#(AsrXr)+(VrBrs)′#Ysr+(VrBrs)′#(AsrLrrYrr)+(VrBrs)′#(AsrLrrEr)+(VtBts)′#Ysr+(VtBts)′#(AsrLrrYrr)+(VtBts)′#(AsrLrrEr)

(2)

在此基础上,本文借鉴Koopman提出的全球价值链嵌入指数的定义,对中国装备制造业的全球价值链嵌入程度进行测算,具体测算方式如下:

(3)

其中,IV/E表示的是全球价值链前向参与度,FV/E衡量的是全球价值链后向参与度。DVA_INTrex指的是被直接进口国向第三国出口所吸收的中间出口,FVA_FIN指的是最终产品出口的国外增加值,FVA_INT指的是中间产品出口的国外增加值。全球价值链嵌入指数越大,意味着参与全球价值链分工程度越高,嵌入程度越深,反之,全球价值链嵌入指数越小,意味着参与全球价值链分工程度越低,嵌入程度也相应更低。

图1 总贸易核算分解图

除了全球价值链嵌入指数以外,Koopman文献中还定义了全球价值链地位指数,以衡量某一行业在全球价值链中所处的地位,具体测算方式如下:

(4)

全球价值链地位指数越高,意味着该行业在全球价值链中处于越上游的地位;反之,若全球价值链地位指数越低,则意味着该行业处于全球价值链中相对下游的地位。

2.中国装备制造业全球价值链测算结果

本文使用对外经贸大学全球价值链研究院数据库中的相关数据对中国装备制造业的全球价值链嵌入程度以及全球价值链地位指数进行测算。为了测算最新的全球价值链数据,本文选取的是2007—2019年亚洲开发银行(Asian Development Bank,ADB)的投入产出表数据,根据式(4)进行计算。由于亚洲开发银行对行业的分类与《国民经济行业分类》有所不同,故本文对两者的分类进行整理汇总,最后划分为5个行业,如表2所示。

表2 装备制造业细分行业整合表

(1)全球价值链嵌入程度

依据式(3)、式(4)及分类方式,中国装备制造业2007—2019年全球价值链嵌入程度的测算结果见表3。

根据表3的测算结果可知,整体上看,中国装备制造业积极嵌入全球价值链,嵌入程度最高的是2007年,嵌入指数达到0.360,最低的是2016年,嵌入指数为0.263。在细分行业中,金属制品业的嵌入程度最深,最大值达到0.380,最小值为0.319;而通用设备制造业、专用设备制造业的嵌入程度最浅,最大值为0.167,最小值为0.134。由此可见,我国装备制造业全球价值链嵌入程度偏低,且细分行业的差距较大。

表3 中国装备制造业细分行业全球价值链嵌入指数表

从变化趋势上看,无论是中国装备制造业整体还是各细分行业其全球价值链嵌入程度整体上都呈现出波动变化的趋势。具体来说,中国装备制造业全球价值链嵌入指数在2008年之后出现大幅下降,其可能是因为受到金融危机的影响,全球价值链参与程度出现明显下降。在2009年后,全球价值链嵌入程度有所回升,这可能是因为在金融危机后,国内出台相关的扶持鼓励政策,以稳定经济发展。特别是2010年后,多项关于制造业领域的相关政策出台,国家开始重视制造业的发展,从而使得全球价值链嵌入指数有所上升。但是金融危机的出现,使得全球贸易保护主义逐步抬头,国际贸易出现逆流,在2011年后全球价值链嵌入指数又呈现出缓慢的下降趋势。2015年我国出台《中国制造2025》,强调制造业的重要性,随后又相继出台了制造业相关鼓励政策,故2015年后中国装备制造业全球价值链嵌入指数又呈现回升。

(2)全球价值链地位指数

根据式(4)及行业分类,对中国装备制造业2007—2019年全球价值链地位指数的测度结果见表4。

表4 中国装备制造业细分行业全球价值链地位指数表

由表4结果可知,绝大部分年份的全球价值链地位指数小于0,到2016年后才转变为正数。从细分行业来看,金属制品业的全球价值链地位是所有行业中最高的,均为正数,通用设备制造业、专用设备制造业的全球价值链地位最低,数值均小于0。总体来说,中国装备制造业处于全球价值链较为低端的地位。

从全球价值链地位上看,总体上中国装备制造业全球价值链地位呈现出明显的上升趋势,从负值上升为正值,证明中国装备制造业整体上正在实现全球价值链的不断攀升,但整体地位还处在较低端的位置。从细分行业来看,全球价值链地位最高的是金属制品业,其全球价值链地位指数都为正数,整体呈现出先下降再上升的趋势。通用设备制造业、专用设备制造业的地位均为负值,呈现先上升再下降又上升的变化趋势。其余行业整体上呈现出上升的变化趋势,由负值增长为正值。从各行业的地位来看,中国装备制造业全球价值链地位呈现出内部参差不齐的情况,行业发展不平衡,但总体而言都在不断向全球价值链上游攀升。

四、实证分析

1.模型设定

(1)基准回归模型

基于理论框架的分析,借鉴余泳泽[18]的研究方法,本文设计如下面板双向固定效应模型估计全球价值链嵌入对中国装备制造业碳排放的影响。模型设置如式(5):

Carbonit=α+β1GVC_Pait+βXit+δi+ωt+εit

(5)

式(5)中,下标i表示装备制造业的不同行业,下标t表示年份;Carbonit表示碳排放,GVC_Pait为本文的核心变量,其系数β1是本文关注的核心参数;Xit表示本文的控制变量组;δi为行业固定效应,ωt为时间固定效应,εit为随机扰动项。

(2)机制检验模型

基于本文的机制分析,全球价值链可能通过技术水平及能源消费结构两条路径影响碳排放,故本文采用技术水平(TL)以及能源消费结构(Energy)来探究全球价值链的作用机制。机制检验模型如式(6)所示:

Mi=α+β1GVC_Pait+βXit+δi+ωt+εit

(6)

式(6)中,Mi表示机制变量,GVC_Pait为本文的核心变量,其系数β1是核心参数;Xit表示本文的控制变量组;δi为行业固定效应,ωt为时间固定效应,εit为随机扰动项。

2.变量选择

(1)被解释变量

被解释变量为中国装备制造业碳排放,本文采用中国碳核算数据库对装备制造业碳排放量数据的对数来衡量,即回归方程中的Carbon。

(2)核心解释变量

核心解释变量为中国装备制造业全球价值链嵌入程度,本文采用全球价值链嵌入指数来衡量,即回归方程中的GVC_Pa。

(3)控制变量

本文选择的控制变量包括:①外商直接投资(FDI),外商直接投资能够改善环境污染,对环境产生正向影响。考虑到外商直接投资在当期的作用并不明显,本文采取滞后一期的中国装备制造业外商直接投资来衡量这一变量,并对外商直接投资做对数处理。②贸易开放程度(Trade),贸易开放有助于减轻环境污染,减少碳排放。本文采用中国装备制造业进出口总额占GDP比重来衡量贸易开放程度。③行业规模(Scale),有文献认为国际贸易将扩大经济活动,从而产生规模效应导致更高的污染水平,最终影响碳排放。[19]具体来说,本文采用中国装备制造业工业销售现值来衡量行业规模,并对这一变量做对数处理。全球价值链地位(GVC_Po),多数研究认为全球价值链地位能够显著降低碳排放量,[13][20]本文采取中国装备制造业全球价值链地位指数来衡量。④人力资本(HR),人力资本在知识转化等方面发挥重要作用,是实现装备制造业低碳升级的动力,考虑到人力资本的滞后作用,本文采取滞后一期的中国装备制造业从事科研人员数量占行业就业人数的比例来衡量。⑤人均产出(PP),人均产出对二氧化碳的排放量会产生影响,本文采取装备制造业产值与行业从业人数的比值来衡量。变量名称及计算方式如表5所示。

(4)机制变量

本文希望探究全球价值链嵌入能否通过影响中国装备制造业技术水平及能源消费结构对其碳排放产生影响,故本文选取的机制变量如下:技术水平(TL)采用中国装备制造业研发费用投入来衡量技术水平,并对这一变量做对数处理。能源消费结构(Energy)采用中国装备制造业煤炭消耗占能源总消耗的比重来表示能源消费结构。变量名称及计算方式如表5所示。

表5 变量定义

3.数据说明及描述性统计

中国装备制造业碳排放量的数据来源于中国碳核算数据库(CEADs)2007—2019年的碳排放数据,其行业划分规则依据的是《国民经济行业分类》。中国装备制造业全球价值链嵌入程度以及全球价值链地位指数的测算数据来源于亚洲开发银行(ADB)发布的2007—2019年双边贸易数据,经过数据整理及计算后得出。外商投资数据由2008—2020年《中国工业统计年鉴》以及2019年经济普查。行业规模、贸易开放程度由2008—2020年《中国统计年鉴》相关数据计算得到。人力资本、人均产出、技术水平根据2008—2020年《中国科技统计年鉴》《中国人口和就业统计年鉴》相关数据计算得到。能源消费结构数据由2008—2020年《中国能源统计年鉴》相关数据计算得出。

表6 描述性统计表

4.实证结果

(1)基准回归结果

本文考虑异方差以及自相关问题后,采取FGLS双向固定效应模型进行回归,并对误差项的自相关、异方差和截面相关的问题加以处理,具体回归结果见表7。列(1)—(2)为采取双向固定效应的回归结果,列(1)对误差项的自相关、异方差和截面相关提供面板矫正的标准误后的回归结果,列(2)为处理了自相关、异方差和截面相关三大问题的回归结果。

在表7中,处理了自相关、异方差和截面相关三大问题后,全球价值链嵌入对中国装备制造业碳排放影响的回归结果显著。根据回归结果可以看到,在对自相关、异方差和截面相关问题提供面板矫正的标准误后,全球价值链嵌入程度对碳排放的影响都显著为负,也即全球价值链嵌入程度的加深会显著抑制中国装备制造业的碳排放量,这表明全球价值链嵌入能够有效促进中国装备制造业实现节能减排。在处理三大问题后,回归结果保持显著,并且系数绝对值增加。这意味着在处理自相关、异方差、截面相关三大问题后,全球价值链嵌入程度对碳排放的影响程度提升,抑制作用更加明显。从列(2)回归系数来看,全球价值链嵌入程度每增加一个标准差,中国装备制造业碳排放将减少4.755%,说明中国装备制造业碳排放对全球价值链嵌入的变动较为敏感,全球价值链嵌入程度不断提升,对装备制造业碳排放将产生较为明显的影响。综上所述,中国装备制造业全球价值链嵌入程度对其碳排放有显著的抑制作用,支持本文的假设1。

(2)稳健性检验与内生性问题

本文通过替换核心变量的方式进行稳健性检验,参考已有研究对全球价值链嵌入的衡量方式,[21]将全球价值链嵌入程度的衡量变量替换为垂直专业化率(VS),即中国的装备制造业出口国外增加值(FVA)和重复计算的部分(PDC)之和与中国装备制造业出口总额(EX)的比值。更换核心解释变量后,回归结果显示全球价值链嵌入对中国装备制造业碳排放的抑制作用仍旧保持显著,即原模型具有一定的稳健性,回归结果见表9列(1)。此外,考虑到国内投资以及中国装备制造业碳排放能源强度对装备制造业的低碳发展存在的影响,增加国内投资(LnDI)和能源强度(EI)这两个控制变量后再进行回归。采用中国装备制造业能源总消耗量与总产出的比值来衡量能源强度,用中国装备制造业的国家资本来表示国内对于装备制造业的投资,并对该变量取对数后做滞后一期处理。加入国内投资以及能源强度后的回归结果仍保持稳健,即原模型具有一定稳健性。结果见表8列(2)。

此外,本文还对内生性问题进行处理。考虑到解释变量与被解释变量可能互为因果,本文通过DWH检验对基准回归做内生性检验,结果在1%的显著性水平上拒绝原假设,即认为全球价值链嵌入程度为内生变量。因此,使用二阶段最小二乘法,并选择滞后一期的全球价值链嵌入指数(lGVC_Pa)作为工具变量进行回归。此外,对工具变量(lGVC_Pa)进行弱工具变量检验,检验结果认为其并非弱工具变量,即本文的工具变量选取具备较强的有效性。二阶段最小二乘法的回归结果显示,在处理内生性问题后,全球价值链嵌入对中国装备制造业碳排放保持显著负向作用。对于遗漏重要变量的问题,双向固定效应控制了行业以及年份,一定程度上解决了此类情况导致的内生性问题。二阶段最小二乘法的估计结果见表8列(3)。

表8 稳健性检验及内生性检验回归结果

(3)异质性分析

①行业异质性分析

为了进一步考察全球价值链嵌入对中国装备制造业碳排放的影响是否具有行业异质性,本文对装备制造业细分行业进行分类。参考王英等[22]根据碳排放系数对装备制造业的分类,将其分为高碳细分行业和低碳细分行业,其中,高碳细分行业包括金属制品业,计算机、通信设备和其他电子设备制造业等,低碳细分行业包括电气机械及器材制造业、交通运输制造业、通用设备制造业、专用设备制造业等,在此基础上进行行业异质性分析。回归结果见表9。

表9 行业异质性回归结果

表9报告了行业异质性分析的结果。结果显示全球价值链嵌入对不同类别的装备制造业产生的影响存在异质性。从列(1)的结果可知,全球价值链嵌入对高碳行业碳排放的影响作用并不显著,但符号仍为负。这可能是由于高碳行业处于全球价值链底端,受到低端锁定的影响更大,其未能在生产制造中充分考虑绿色发展问题,在本身碳排放已经较高的情况下,不实现价值链地位攀升,仅深化参与全球价值链分工程度无法有效降低行业碳排放。对于高碳装备制造业而言,在嵌入的同时实现价值链攀升,提升绿色技术水平是重点。从列(2)的结果可知,全球价值链嵌入对低碳行业碳排放的影响显著,且全球价值链嵌入程度每增加一个标准差,低碳装备制造业的碳排放将减少5.87%。这表明低碳装备制造业在嵌入全球价值链的同时能够显著降低碳排放,有必要进一步提升低碳行业在全球价值链中的地位,同时也突出了高碳行业加速节能减排、绿色升级的紧迫性。当然,鉴于企业边际收益和碳排放递减的约束,持续的绿色技术创新也是需要面临的重要议题。

②全球价值链嵌入方式异质性分析

从全球价值链嵌入的方式来看,本文式(3)表征的全球价值链嵌入可以划分成前向嵌入(IV/E)与后向嵌入(FV/E)。前向嵌入程度越高,意味着该行业主要以提供中间产品的方式参与全球价值链分工,后向嵌入程度越高则说明该行业主要以进口其他国家的中间品进行生产加工。本文进一步探究全球价值链嵌入的前后向差异对中国装备制造业碳排放带来的影响。回归结果见表10。

表10 嵌入程度异质性分析

从表10的回归结果可以看到,无论是全球价值链前向嵌入还是后向嵌入,其对中国装备制造业的碳排放都产生了显著的负向影响,这也证明了全球价值链嵌入对于装备制造业碳排放的重要影响。从回归系数来看,全球价值链前向嵌入程度系数的绝对值要大于后向嵌入程度,也即全球价值链前向嵌入对中国装备制造业碳排放的影响程度更大。这可能是由于在进行国际分工时,通过前向参与的方法嵌入全球价值链意味着中国装备制造业处在全球价值链中相对高端的环节,价值链内以高质量、绿色环保以及安全为标准的“入场要求”更为严格,从而倒逼企业进行绿色革新,以前向参与的方式嵌入全球价值链需要提升企业自身的清洁技术及低碳技术水平,从而对碳排放起到更大的抑制作用。此外,以前向参与方式嵌入价值链通常是通过技术优势为价值链参与者提供中间产品,区别于提供基础能源或完成简单的组合、加工、生产,前向嵌入对于节能减排有着正向的促进作用。由此可见,积极通过前向参与的方式嵌入全球价值链能够更大程度地降低中国装备制造业的碳排放,实现绿色发展目标。

(4)机制检验

基于前文分析,全球价值链可能通过技术水平及能源消费结构两条路径影响碳排放,故本文采用技术水平(TL)以及能源消费结构(Energy)来分析全球价值链的作用机制,并采用“一步法”[15]进行验证。表11展示了机制检验的回归结果。

表11 机制检验

根据表11的列(1)可得,全球价值链嵌入程度(GVC_Pa)对技术水平(LnTL)的影响显著为正,即全球价值链嵌入程度会对中国装备制造业的生产技术水平产生显著正向作用,证明了全球价值链嵌入能够提升中国装备制造业的技术水平。

在嵌入全球价值链的过程中,中国装备制造业受到国际环保要求的约束以及发达国家环保准则的限制,自发对绿色技术进行提升,以达到要求获得准入国际市场的“通行证”,并且能够通过借鉴、学习国外先进的技术以及管理经验提升自身的技术水平,凭借后发优势实现绿色技术革新。同时,中国装备制造业进入国际市场后,面临更多的竞争者,能够通过“干中学”效应实现技术水平的不断成长,提升企业的竞争力,在残酷的国际竞争中脱颖而出。技术水平的提升,是中国装备制造业实现绿色转型升级的核心。故本文的假设2得到验证,全球价值链嵌入能够通过提升技术水平降低中国装备制造业的碳排放。

表11的列(2)表示的是全球价值链嵌入(GVC_Pa)对中国装备制造业能源消费结构(Energy)的影响,从结果可以看出,参与国际分工能够显著降低煤炭在能源消耗中的比重,优化能源消费结构,从而能够有效实现绿色发展。

在嵌入全球价值链的过程中,一方面为了在低碳赛道上能够获得竞争力,企业会自发调整能源结构,降低煤炭的投入比例;另一方面,国际环境保护规则与高地位市场的绿色发展要求会规范企业的能源投入,促使行业使用更加清洁的能源进行生产,从而实现碳排放的减少。能源消费结构的优化与改善,能够显著降低行业碳排放量,实现绿色发展。故本文的假设3得到验证,全球价值链嵌入能够通过优化能源消费结构降低中国装备制造业的碳排放。

五、主要结论与政策建议

本文采取理论与实证分析相结合的方式,考察了全球价值链嵌入对中国装备制造业碳排放的影响及作用机制,得出了以下结论。第一,全球价值链嵌入程度对中国装备制造业碳排放具有显著的负向作用,也即全球价值链嵌入程度能够显著减少中国装备制造业碳排放量,实现降碳减排的目的。其中,全球价值链嵌入对装备制造业碳排放的影响存在行业异质性。全球价值链嵌入程度对于低碳装备制造业碳排放的影响作用保持显著,但是对于高碳装备制造业则影响不显著,但保持负向影响,高碳装备制造业提升自身价值链地位是关键。并且,中国装备制造业无论是通过前向嵌入还是后向嵌入都能显著降低碳排放,前向嵌入对碳排放的抑制作用更明显。第二,全球价值链嵌入能够显著提升中国装备制造业的技术水平。全球价值链嵌入通过技术水平这一路径降低中国装备制造业碳排放量,实现降碳减排。第三,全球价值链嵌入能够通过优化能源消费结构促使中国装备制造业实现绿色发展。

在政策建议方面,全球价值链嵌入是装备制造业降碳减排的助推剂,在当前世界贸易格局备受挑战、全球贸易体系深刻变革的关键时期,中国应当以更加积极的姿态深入参与到全球化分工中,构建新时代全面开放的新格局。提升技术水平仍就是中国装备制造业在嵌入全球价值链的同时亟待解决的问题。通过建立装备制造业创新中心、建设绿色科技产业园、建立企业信息共享平台,深化5G、大数据、人工智能与装备制造业的融合,解决行业内关键领域“卡脖子”问题,强调人才培养及引进,实现创新突破。同时,还需优化装备制造业能源消费结构,在生产、销售等各个环节实现降碳减排。要加入引进清洁能源,降低化石能源的使用占比,注重区域协调发展,利用各区域自身的优势对产业分布进行合理配置,以降低生产成本及环境成本,完善产业配套,助力双碳目标的实现。