煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率评价和影响因素——基于SBM与Tobit面板模型

余利娥, 郝玉帝, 高婷婷

(淮北师范大学 a. 经济与管理学院, b. 碳中和研究中心, 安徽 淮北 235000)

在工业化初期,以煤炭为支柱产业的新兴资源城市快速发展。如安徽淮北、山东枣庄、湖北黄石等城市因为富含煤炭资源,大力发展工业经济,为支持国家建设做出了重大贡献。但煤炭是不可再生资源,随着煤炭不断被开采,这些城市逐渐陷入资源枯竭、环境恶化的困境。我国于2008年、2009年和2011年分三批共确定了69个资源枯竭型城市,其中37个城市是煤炭资源枯竭型城市。煤炭消耗是造成我国碳排放快速增长的主要原因。煤炭资源枯竭型城市绿色转型有利于降低煤炭产业产生的碳排放。自从国家确定了资源枯竭型城市名单,各煤炭资源枯竭型城市纷纷采取措施进行绿色转型,但是各城市的绿色转型效率如何还未可知。有效提高煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率,提升城市绿色转型能力,对推动煤炭资源枯竭型城市的可持续发展,发展低碳经济具有重要意义。

1 文献综述

随着资源不断被开采,越来越多的资源型城市成为资源枯竭型城市,资源枯竭型城市的绿色转型问题逐渐受到学术界的重视。黄海峰等[1]认为资源枯竭型城市的绿色转型是我国经济发展面临的突出问题之一。苏新杰[2]分析了通化市二道江区城市绿色转型存在的问题,并给出了相关的解决措施。崔伊霞[3]在分析资源枯竭型城市现状和困境的基础上,提出了有针对性的资源枯竭型城市绿色转型的路径。李英等[4]分析了铜仁市万山区的“生态旅游、休闲度假、健康疗养基地”的绿色转型战略定位。曾贤刚等[5]134认为不同煤炭资源枯竭型城市之间绿色转型绩效差异很大,各城市应该找准定位,充分发挥自身优势。柯琼等[6]、单芬芬等[7]和田世广[8]分析了资源枯竭型城市绿色转型的产业发展战略。很多学者也关注了城市绿色转型效率和影响因素问题。Zhu等[9]分析了后疫情时代中国西部资源型城市可持续绿色转型效率评价及影响因素问题,其认为疫情后的经济复苏与绿色转型相结合,有望促进西部资源型城市的绿色转型。Yin等[10-11]利用三阶段DEA方法对中国矿产资源型城市的绿色转型效率进行了评价,并进一步用IPAT-E和PLS-SEM方法分析了矿产资源型城市绿色转型效率的影响因素。赵洋[12]99-100评价了我国资源型城市产业绿色转型效率,并分析了其影响因素。

从已有研究资源枯竭型城市绿色转型问题的文献来看,学者们主要关注了资源枯竭型城市绿色转型存在的问题、转型路径、战略定位、转型绩效及产业发展战略等问题,已有研究城市绿色转型效率和影响因素的文献也主要聚焦的是资源型城市的绿色转型效率和影响因素问题,而研究资源枯竭型城市绿色转型效率与影响因素的文献较少,尤其是研究煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率与影响因素的文献就更少。因此,本文通过收集2011—2019年35个典型煤炭资源枯竭型城市的相关数据,利用SBM与Tobit面板模型,对煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率进行评价,并分析影响煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率的主要因素,以提高煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率,促进煤炭资源枯竭型城市的绿色转型,推动煤炭资源枯竭型城市的可持续发展。

2 研究方法

2.1 SBM与Tobit模型

1) SBM模型。关于煤炭资源枯竭型城市绿色转型的绩效评价问题,曾贤刚等[5]129-131采用熵值法评价了16个煤炭资源枯竭型城市的绿色转型绩效。但是鲜有文献运用SBM模型对煤炭资源枯竭型城市绿色转型的效率进行评价。基于非期望产出的SBM模型是DEA分析方法中的一种,由于对煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率进行评价时,需要考虑工业废水排放量、工业二氧化硫排放量、工业烟(粉)尘排放量等非期望产物的产出,因此本文参考赵吉等[13]的研究,选择SBM模型对煤炭资源枯竭型城市绿色转型的效率进行评价。

生产可能性集定义为：

式(1)和式(2)中：s-∈Rm表示投入冗余;sg∈Rf表示期望产出的不足;sb∈Rk表示非期望产出冗余;P表示生产可能性集;θ*表示绿色转型效率值。当θ*=1,且s-=0,sg=0,sb=0时,表明被评价的决策单元是强有效的;当θ*=1,且s-≠0或sg≠0或sb≠0时,表明被评价的决策单元是弱有效的;当0<θ*<1时,则表明被评价的决策单元是非有效的。

2) Tobit模型。Tobit模型是一种回归分析模型,主要用于因变量受限的情形[14]。由于绿色转型效率取值非负,属于截断离散数据,因此本文采用Tobit回归模型分析影响煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率的主要因素。

2.2 指标选取

1) SBM模型。利用SBM模型进行效率评价时输入的变量包括投入变量和产出变量。煤炭资源枯竭型城市在早期发展过程中对生态环境的破坏较严重,因此在构建绿色转型效率评价指标体系时要考虑对环境的保护,也要考虑城市的可持续发展和经济的高质量发展之间的关系,因此本文将环境指标和经济指标作为产出变量。参考赵洋[12]98和张悦[15]的研究,选取5个投入变量、1个期望产出变量和3个非期望产出变量,具体指标体系见表1。

表1 煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率评价指标体系

2) Tobit模型。考虑我国煤炭资源枯竭型城市绿色转型的实际,参考韩瑾[16]和李勋来等[17]的研究,考虑数据的客观性、科学性、全面性和可获得性,选择煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率影响因素指标,具体表征变量如表2所示。

表2 煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率影响因素

2.3 数据来源

我国共确定了37个煤炭资源枯竭型城市(区、县),其中直辖市1个(重庆市万盛区、南川区),地级市16个,区县级、矿区20个,由于无法获得区县级、矿区的相关统计数据,而区县级、矿区的绿色转型也不能离开地级市独自进行,目前我国城市绿色转型主要以地级市为主体单位进行,因此区县级、矿区的统计数据由其所在地级市的统计数据代替。例如：北票市的统计数据由朝阳市的统计数据代替,贾汪区的统计数据由徐州市的统计数据代替,鹰手营子矿区的统计数据由承德市的统计数据代替。在已公布的煤炭资源枯竭型城市名单中,山西省的孝义市和霍州市均属于县级市,分别由吕梁市和临汾市代管,由于吕梁市和临汾市2016—2019年的非期望产出相关统计数据缺失较严重,因此本文只收集35个煤炭资源枯竭型城市的相关统计数据。由于截至2011年,我国37个煤炭资源枯竭型城市(区、县)已全部确定,而《中国城市统计年鉴2021》中不再统计城市环境基础设施建设投资额、工业用电、工业废水排放量和工业烟(粉)尘排放量等数据,因此本文以2011—2019年35个煤炭资源枯竭型城市为样本区间,相关数据来源于《中国城市统计年鉴2021》,各省、市、自治区统计年鉴及国民经济发展公报,经过计算整理形成35个煤炭资源枯竭型城市的面板数据。

3 煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率评价

3.1 绿色转型效率评价

本文应用DEA-SOLVER Pro 13.0软件,选取一般规模报酬(CRS)的非期望产出SBM模型,测算35个煤炭资源枯竭型城市2011—2019年的绿色转型效率,结果如表3所示。

表3 煤炭资源枯竭型城市2011—2019年的绿色转型效率

从表3中的数据可以看出,2011—2019年9年间只有陕西铜川市的绿色转型效率每年均等于1,投入产出已达到最优水平;四川广安市(华蓥市)、湖南娄底市(涟源市)、吉林白山市、广西来宾市(合山市)、吉林辽源市、宁夏石嘴山市、湖北荆州市(松滋市)、辽宁葫芦岛市(南票市)8个城市的绿色转型效率均值在0.6和1.0之间,这8个城市主要分布在我国西部和东北地区;其余26个城市的绿色转型效率均值均在0.6以下,这26个城市主要分布在我国东北、东部和中部地区。同一地区的煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率差异较大,例如：吉林白山市的绿色转型效率为0.805,而长春市(九台市)的绿色转型效率仅为0.074,表明各煤炭资源枯竭型城市在进行绿色转型时各自为政,并未协同转型,共同提高绿色转型效率。由表3可知,34个煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率未达到最优水平,还存在效率损失。样本期内我国35个煤炭资源枯竭型城市绿色转型的效率平均值为0.452,表明我国煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率整体水平比较低。

从2011—2019年煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率的年度均值看,绿色转型效率年度均值随时间变化呈现明显的波动性,变化趋势为：降低→增加→降低→增加→降低。2014年煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率的年度均值最大,为0.557;其次是2018年,为0.526。结合政策背景,2013年11月,国务院印发《全国资源型城市可持续发展规划(2013—2020年)》,确定了统筹协调,分类指导的政策框架,资源枯竭型城市作为资源型城市的重要类别纳入资源型城市的系统政策体系之中。2016年12月,国务院办公厅印发了《关于加快推进采煤沉陷区综合治理的意见》,提出了要加快推进采煤沉陷区综合治理工作的有关意见,随后各煤炭资源枯竭型城市纷纷出台相关的政策,推进采煤沉陷区综合治理,例如：2017年,徐州市政府出台《徐州市采煤沉陷区综合治理实施方案(2017—2020年)》,重庆市政府出台《重庆市人民政府关于加快推进采煤沉陷区综合治理工作的实施意见》。由此可见,煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率的改善受到政府政策因素的影响较大。

3.2 绿色转型效率损失原因分析

由表3可知,除了铜川市,其他各市均存在绿色转型效率损失的情况。将相关变量的松弛量除以对应指标变量值可以得到各决策单元投入、非期望产出的冗余率及期望产出的不足率。由于各市不同年份同一投入、非期望产出的冗余率或期望产出的不足率存在差异,本文计算出样本期2011—2019年9年间各市投入、非期望产出冗余率及期望产出不足率的均值,计算结果如表4所示。

表4 2011—2019年煤炭资源枯竭型城市绿色转型投入、非期望产出冗余率及期望产出不足率均值

由表4可知,各市的地区生产总值增长率不足率均为0,表明不存在期望产出不足的情况。从表4中可以看出,所有存在绿色转型效率损失的城市,其投入和非期望产出均存在不同程度的冗余。在存在绿色转型效率损失的34个城市中,科学技术支出冗余率均值绝对值最大的城市为10个,占比最大;其次是工业废水排放量,城市数量为9个;年末从业人员数冗余率均值绝对值最大的城市为0个,占比最小;其次是绿地面积,城市数量为1个。2011—2019年9年间35个煤炭资源枯竭型城市投入、非期望产出冗余率整体均值中,科学技术支出的冗余率整体均值的绝对值最大,为55.71%,其次是工业废水排放量,为52.80%。表4表明科学技术支出过量,是造成我国煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率损失的最主要因素;其次是工业废水排放量和工业用电量过大。重庆市(万盛区、南川区)、徐州市(贾汪区)、石家庄市(井陉矿区)3市的科学技术支出冗余率均值绝对值均超过95%,可见需要大力提高科学技术支出的利用效率。重庆市(万盛区、南川区)、淄博市(淄川区)、包头市(石拐区)、石家庄市(井陉矿区)、抚顺市、徐州市(贾汪区)6市的工业用电冗余率均值绝对值均超过90%,需要重点提高工业用电的利用效率。

4 煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率影响因素分析

以测算出的煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率(E)作为被解释变量,以影响因素经济发展水平(J1)、产业结构优化水平(J2)、政府科技创新投入水平(J3)和经济开放水平(J4)作为解释变量,建立绿色转型效率与各影响因素之间的函数关系。为了降低异方差的影响,对取值非负的解释变量取对数,建立煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率影响因素的面板数据Tobit回归模型为：

(3)

式(3)中：β0、β1、β2、β3、β4为待估计参数;εit为估计误差;i和t分别代表第i个城市和第t年。

运用Eviews 12.0软件,对各影响因素的影响程度进行Tobit回归分析,回归结果如表5所示。

表5 煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率影响因素回归结果

Tobit回归分析的结果表明：

第一,就经济发展水平而言,J1相关系数(4.319)大于0,且P值在1%水平下显著,说明经济快速增长有利于提高煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率,因此,煤炭资源枯竭型城市的绿色转型不能只考虑环境保护问题,经济发展仍然是各地方政府需要重点关注的领域。环境保护和经济发展齐头并进才能促进煤炭资源枯竭型城市绿色转型的健康发展。

第二,就产业结构优化水平而言,lnJ2相关系数(-0.012)小于0,没有通过显著性检验。

第三,就政府科技创新投入水平而言,lnJ3相关系数(-0.426)小于0,且P值在1%水平下显著,说明政府科技创新投入水平和煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率负相关。由表4的分析结论可知,科学技术支出过量,是造成我国煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率损失的最主要因素,因此,2011—2019年9年间煤炭资源枯竭型城市的科学技术支出增加没有促进绿色转型效率的提高,各地方政府的科学技术支出没有发挥出本应促进城市绿色转型的作用。

第四,就经济开放水平而言,lnJ4相关系数(-0.064)小于0,且P值在10%水平下显著,说明经济开放水平和煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率负相关。这主要是因为制造业是外商投资的重点领域,对外开放会导致外商将污染密集型产业转移到承接地,从而降低该地区的绿色发展水平。

5 结论与建议

提高绿色转型效率是推动煤炭资源枯竭型城市绿色转型的关键,本文在构建煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率评价指标体系和选择影响因素指标的基础上,利用SBM与Tobit面板模型,评价了35个煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率,并分析了其影响因素。研究结论主要包括：①除了铜川市的绿色转型效率达到最优水平,其他34个城市均存在效率损失;②我国煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率整体水平比较低,各煤炭资源枯竭型城市在进行绿色转型时各自为政,并未协同转型;③煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率的改善受到政府政策因素的影响较大;④科学技术支出过量,是造成我国煤炭资源枯竭型城市绿色转型效率损失的最主要因素;⑤经济快速增长有利于提高煤炭资源枯竭型城市的绿色转型效率。

为了提高煤炭资源枯竭型城市绿色转型的效率,本文提出如下建议：

第一,各煤炭资源枯竭型城市可以进行协同绿色转型,尤其是在同一个区域范围内的城市。例如：同属淮海经济区的徐州市、淮北市和枣庄市,同属辽宁省的阜新市、抚顺市、朝阳市和葫芦岛市。协同绿色转型有利于实现规模经济,提高资源利用的规模效率,降低效率损失。

第二,中央政府要加大对煤炭资源枯竭型城市绿色转型的支持力度。中央政府可以增加专项转移支付的财政资金,以促进煤炭资源枯竭型城市绿色转型,改善其绿色转型效率。

第三,各煤炭资源枯竭型城市地方政府要大力提高科学技术支出的利用效率。地方政府可以建立科技项目的跟踪评价机制,加强对科技项目最终成果的考核,并建立项目结题后的后续跟踪评估和持续支持制度,对绿色转化成果好的科技项目给予进一步支持。

第四,注重环境保护和经济发展的协调发展。经济发展对环境有很强的依赖性,而环境的改善也离不开经济的支持,环境保护和经济发展相辅相成。煤炭资源枯竭型城市地方政府可以大力支持绿色产业的发展,既保护环境,又促进经济发展。

第五,引导外资投向绿色产业。煤炭资源枯竭型城市地方政府可以通过采取财税优惠、用地优惠及行政审批手续简化等措施吸引外资投向绿色产业,降低经济开放水平对绿色转型效率的负面影响。